重庆试车控制方案 v3.docx

重庆试车控制方案v3

重庆试车场

自动化控制方案

安徽中铁工程有限公司

2015年12月

目录

目录1

系统概述2

控制系统控说明4

1．控制系统架构4

2．控制逻辑说明4

3．系统硬件配置6

3.1PLC6

3.2SCADA7

3.3触摸屏9

3.4电脑10

3.5显示器12

3.6仪表14

3.7控制盘17

4．IO清单18

5．PLC柜清单18

系统概述

按照重庆试车场甲方要求及相关设计资料，我公司将本自动化系统设计如下：

系统采用控制中心控制，泵房触摸屏控制，泵房本地控制，和现场按钮箱控制，其中泵房本地控制级别最高，当选择到泵房本地控制时现场按钮箱和控制中心将无法控制。

PLC选用西门S7-300，人机界面采用威纶触摸屏，上位机用西门子WINCC实现较为复杂的逻辑控制、参数设定、系统中设备控制，仪表的数据显示及数据记录。

供水系统通过控制中心计算机或泵房触摸屏设定变频器供水总管压力，变频实现恒压供水。

储水池液位采用E+H的超声波液位计，可实时显示池水深度，并且可以和供水阀门连锁开关，实现液位控制，另外增加浮球液位开关确保系统安全。

泵房集水坑设浮球开关，排水泵根据浮球开关自动启停。

工艺流程

工艺流程

控制系统控说明

1．控制系统架构

2．控制逻辑说明

1）手动控制

将变频柜选择开关选到，可以启动任何一台水泵。

阀门可以在触摸屏上手动开关，也可以在场地操作箱上手动开关。

2）自动控制：

变频柜水泵选择为远程控制，触摸屏上参数设置完成后，将场地操作箱，选择为自动。

按钮箱点击启动后，供水泵根据设定供水压力自动调节变频器的频率，当第一台泵频率达到50HZ压力还没有达到设定值，则启动第二台泵变频泵，并且第二台泵作为变频泵调节压力，当第二台泵频率到0HZ，供水压力高于设定值，停止第二台泵，以第一台泵变频调节压力。

系统停止后下次启动，自动选择运行时间较短的供水泵作为第一台泵开启。

沉淀及储水池中水位不足时，自动开启自来水阀门，并达到设置水位时，关闭自来水阀门。

按下停机按钮，系统供水泵立即停止。

泵房污泥坑设置液位检测装置，当液位超过限值时，启动污水泵，将污水排至附近的雨水井，到达低液位时停泵。

3．系统硬件配置

3.1PLC

PLC控制器采用德国西门子S7-300

S7-300

•模块化中型PLC系统，满足中、小规模的控制要求

•各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务

•简单实用的分布式结构和通用的网络能力，使得应用十分灵活

•无风扇设计的结构，使用户的维护更加简便

•当控制任务增加时，可自由扩展

•大量的集成功能使它功能非常强劲

3.2SCADA

SCADA采用德国西门子WinCC

从面市伊始，用户就对SIMATICWinCC（WindowsControlcenter）印象深刻。

一方面，是其高水平的创新，它使用户在早期就认识到即将到来的发展趋势并予以实现；另一方面，是其基于标准的长期产品策略，可确保用户的投资利益。

凭籍这种战略思想，WinCC，这一运行于MicrosoftWindowsxp和Windows7,下的Windows控制中心，已发展成为欧洲市场中的领导者，乃至业界遵循的标准。

如果你想使设备和机器最优化运行，如果想最大程度地提高工厂的可用性和生产效率，WinCC当是上乘之选。

多功能

通用的应用程序，适合所有工业领域的解决方案；多语言支持，全球通用；可以集成到所有自动化解决方案内；内置所有操作和管理功能，可简单、有效地进行组态；可基于Web持续延展，采用开放性标准，集成简便；集成的Historian系统作为IT和商务集成的平台；可用选件和附加件进行扩展；“全集成自动化”的组成部分，适用于所有工业和技术领域的解决方案。

实例证明

WinCC集生产自动化和过程自动化于一体，实现了相互之间的整合，这在大量应用和各种工业领域的应用实例中业已证明，包括：

汽车工业、化工和制药行业、印刷行业、能源供应和分配、贸易和服务行业、塑料和橡胶行业、机械和设备成套工程、金属加工业、食品、饮料和烟草行业、造纸和纸品加工、钢铁行业、运输行业、水处理和污水净化。

3.3触摸屏

人机界面采用台湾威纶10吋触摸屏。

显示

显示类型

10”TFT

分辨率（WxHdots）

800x480

显示亮度（cd/m2）

300

对比度

500:

1

背光类型

LED

背光寿命

30,000小时

显示色彩

65536

触控面板

类型

4线模拟电阻式

内存

Flash储存器（MB）

128

DRAM（MB）

64

处理器

32BitRISC400MHz

通讯端口

SD卡插槽

无

USBHost

无

USBClient

USB2.0x1

以太网络

无

COM连接端口

Com1:

RS-232/RS-4852w/4w,Com3:

RS-4852w

声音输出

无

万年历

内建

电源

输入电源

24±20%VDC

电源功耗

300mA@24VDC

隔离电源器

内建

耐压

500VAC（1分钟）

绝缘电阻

超过50MΩ?

?

at500VDC

抗震

10to25Hz（X,Y,Z方向2G30分钟）

规格

外壳材质

工业塑料

外形尺寸WxHxD

271x213x40mm

开孔尺寸（mm）

260x202

重量（kg）

约1.3kg

操作环境

防护等级

NEMA4/IP65

储存环境温度

-20°~60°C（-4°~140°F）

使用环境温度

0°~50°C（32°~122°F）

使用环境湿度

10%~90%@40°C,无冷凝

欧盟CE认证

CEmarked

使用软件

限于简体中文版EB8000V4.42或更新版

3.4电脑

电脑选用研华工业计算机

主要特性

4U上架式机箱，可支持多达15个附加卡

抗冲击磁盘驱动器托架可支持3个5.25"和1个3.5"磁盘驱动器

前部可访问USB和PS/2接口，更易于数据传输

提供12cm/85CFM滚珠轴承风扇和流线式空气流通

可锁前门，防止未经许可的访问

支持250W单PS/2和冗余ATX电源

详细说明

研华工控机IPC-610L是4U高14槽机架式工业控制计算机，专为任务关键应用而设计。

此计算机包括一个通用14槽无源底板、带PFC（功率因数补偿）和易于维护的冷却风扇。

机箱前面板上的系统状态LED指示灯可显示电源、硬盘和系统电压的运行情况。

带有高CFM风扇的先进冷却系统能够提供充足的气流来冷却系统的主要部件。

前端接线的USB和PS/2键盘I/O接口可以连接各种外部设备，以便进行数据传输、备份和输入。

灵活的机械设计支持单PS/2电源或冗余电源（通过更换电源托架）。

所有这些特点使研华工控机IPC-610L成为性价比最佳和总价最优的选择。

3.5显示器

显示器选用三星全高清液晶显示器

主体

品牌

三星SAMSUNG

型号

S24C350BL

外观颜色

黑色

颜色

黑色

显示

面板类型

TN面板

面板尺寸

24英寸

屏幕比例

16:

9

响应时间

5ms

亮度

250cd/m2

可视角度

170°/160°（CR>10）

接口

VGA接口

有

DVI接口

有

VGA

1个

DVI

1个

规格

电源

100-240V（50/60hz）

重量

含包装重量：

5.35kg

是否支持壁挂

否

底座

普通

3.6仪表

3.6.1超声波液位计

选用E+H超声波液位计

技术参数 

测量原理

超声波物位仪

主要特性

一体式超声波测量仪表

经济型解决方案

口径

无限制（明渠）

测量范围

无限制（测量距离：

0.25...5m[0.8...16ft]）

过程温度

-40°C...+80°C（-40°F...+176°F）

压力范围

大气压

测量误差

低精度

通信

PROFIBUSPA

基金会现场总线（FF）

输出

4...20mA（HART）、PA、基金会现场总线（FF）

输入

两线制，16...36VDC

四线制，16...36VDC

90...253VAC，50/60Hz

防爆认证（Ex）

ATEX

FM

CSA

防护等级

IP68

优势

可以后续安装

3.6.2压力变送器

选用国产优质压力变送器

量程：

0-1MPA

信号：

4-20MA

材质：

SUS316

3.6.3浮球开关

选用国产优质浮球开关

材质：

SUS304，

信号：

开关量

重锤：

有

电缆：

8米

3.7控制盘

系统设置一台PLC柜控制泵房内的设备，采集泵房内的仪表数据，设置一台就地按钮箱，直接控制系统启停。

4．

IO清单

序号

位号

名称

DI

DO

AI

AO

SCADA

1

PU-101

供水泵1

3

1

1

1

15

2

PU-102

供水泵2

3

1

1

1

15

3

PU-201

集水坑排水泵

3

1

0

0

20

4

PU-301A

潜污泵1

3

1

0

0

20

5

PU-301A

潜污泵2

3

1

0

0

20

6

FN-101

排风扇

3

1

0

0

20

7

LT-101

储水池液位

0

0

1

0

2

8

LP-101

按钮箱

4

4

0

0

0

9

PT-101

供水总管压力

0

0

1

0

2

10

LS-101H

储水池高液位

1

0

0

0

2

11

LS-101L

储水池低液位

1

0

0

0

2

12

LS-102H

集水坑高液位

1

0

0

0

2

13

LS-102L

集水坑低液位

1

0

0

0

2

合计

36

10

4

2

172

实配

48

16

8

4

512

5．系统清单

序号

描述

品牌

规格型号

单位

数量

PLC控制柜

1

PLC柜（前开门，单安装板）

LHelectric

H1800*W600*D500

PCS

1

2

CPU

SIEMENS

6ES7315

PCS

1

3

DIN导轨480mm

SIEMENS

6ES7390

PCS

1

以太网

SIEMENS

6GK7343

PCS

1

4

存储卡

SIEMENS

6ES7390

PCS

1

5

32点数字量输入

SIEMENS

6ES7321

PCS

1

6

16点数字量输出

SIEMENS

6ES7322

PCS

1

7

8点模拟量输入

SIEMENS

6ES7331

PCS

1

8

4点模拟量输出

SIEMENS

6ES7332

PCS

1

9

10"触摸屏

weinun

PCS

1

10

接线端子

LERDP0LD

JUK3

PCS

100

11

继电器

omron

MY2NJDC24V

PCS

16

12

保险丝端子

魏德米勒

PCS

10

13

电源220输入DC24V输出10A

MW

DRP-450-24

PCS

1

14

断路器

施耐德

IC65N2PC20A

PCS

1

15

断路器

施耐德

IC65N1PC6A

PCS

2

16

断路器

施耐德

IC65N2PC10A

PCS

2

17

断路器

施耐德

IC65N3PD20A

PCS

4

18

接触器

施耐德

LC1D1210

PCS

4

19

热继电器

施耐德

LRD-D21C（12-18A）

PCS

4

控制中心

1

电脑

研华

IPC-610L

PCS

1

2

显示器

三星

24"LED

PCS

1

3

SCADA

WINCC7.0SP3

PCS

1

4

光缆

　4芯多模

M

？

5

光电转换器（含熔接）

PCS

2

仪表

1

超声波液位计

E+H

PCS

1

2

浮球开关

国产

PCS

4

3

压力传感器

国产

PCS

1

按扭箱

1

按扭

施耐德

PCS

4

2

指示灯

施耐德

PCS

4

6．电缆清单

序号

位号

设备描述

电缆

电缆编号

规格

起点

终点

长度（m）

1

PU-101

供水泵1信号

PU101-DI

RVVP4×1.5

PLC柜

变频柜

2

PU-101

供水泵1控制

PU101-D0

RVVP4×1.5

PLC柜

变频柜

3

PU-101

供水泵1电源

PU101

YJV3×50+1×25

变频柜

供水泵1

4

FN-101

供水泵1风扇

FN-101

YJV3×2.5

变频柜

供水泵1

5

PU-102

供水泵2信号

PU102-DI

RVVP4×1.5

PLC柜

变频柜

6

PU-102

供水泵2控制

PU102-DO

RVVP4×1.5

PLC柜

变频柜

7

PU-103

供水泵2电源

PU102

YJV3×50+1×25

变频柜

供水泵2

8

FN-102

供水泵2风扇

FN-102

YJV3×2.5

变频柜

供水泵2

9

PU-201

污水泵信号

PU101-DI

RVVP4×1.5

PLC柜

变频柜

10

PU-201

污水泵控制

PU101-D0

RVVP4×1.5

PLC柜

变频柜

11

PU-201

污水泵电源

PU101

YJV4×2.5

变频柜

污水泵

12

PU-301

潜污泵1信号

PU301-DI

RVVP4×1.5

PLC柜

变频柜

13

PU-301

潜污泵1控制

PU301-D0

RVVP2×1.5

PLC柜

变频柜

14

PU-301

潜污泵1电源

PU301

YJV4×2.5

变频柜

潜污泵

15

PU-302

潜污泵2信号

PU302-DI

RVVP4×1.5

PLC柜

变频柜

16

PU-302

潜污泵2控制

PU302-D0

RVVP4×1.5

PLC柜

变频柜

17

PU-302

潜污泵2电源

PU302

YJV4×2.5

变频柜

潜污泵

18

FN-201

排风扇信号

PU302-DI

RVVP4×1.5

PLC柜

变频柜

19

FN-201

排风扇控制

PU302-D0

RVVP4×1.5

PLC柜

变频柜

20

FN-201

排风扇电源

PU302

YJV4×2.5

变频柜

排风扇

21

LP-101

按钮箱

LP101-DI

RVVP4×1.5

PLC柜

按钮箱

22

LP-101

按钮箱

LP101-DO

RVVP4×1.5

PLC柜

按钮箱

23

LP-101

按钮箱

LP101

RVVP4×1.5

PLC柜

按钮箱

24

LT-101

储水池液位

LT-101

RVVP4×1.5

PLC柜

储水池液位

25

PT-101

供水总管压力

PT-101

RVVP4×1.5

PLC柜

供水总管压力

26

LS-101H

储水池高液位

LS-101H

RVVP4×1.5

PLC柜

储水池高液位

27

LS-101L

储水池低液位

LS-101L

RVVP4×1.5

PLC柜

储水池低液位

28

LS-102H

集水坑高液位

LS-102H

RVVP4×1.5

PLC柜

集水坑高液位

29

LS-102L

集水坑低液位

LS-102L

RVVP4×1.5

PLC柜

集水坑低液位

30

电源进线

电源进线

YJV3×185+2×90

变频柜

31

网线

超五类屏蔽

50

32

光缆

4芯多模

PLC柜

控制中心