西门子S7-300PLC在向家坝左岸供水工程中的应用

一、概况

向家坝水电站位于金沙江下游河段，电站总装机6000MW，左岸为四川省宜宾县，右岸为云南省水富县，是金沙江下游河段规划的最末一个梯级电站。其开发任务以发电为主，同时改善航运条件，兼顾防洪、灌溉，并具有拦沙和对溪洛渡水电站进行反调节的作用。向家坝左岸供水系统设计供水规模为40000方／日。水厂主要构（建）筑物包括：取水泵房（1座）、左岸生产、生活水厂(1座)、高程436m生活水池（1座）、高程424m生活水池（1座）。为电站施工期左右岸提供合格的生产、生活用水。

向家坝左岸供水工程计算机监控系统的设计、系统集成、安装指导及调试均由宜昌市能达通用电气股份合作公司负责，本公司是隶属于中国长江三峡工程开发总公司的高新技术企业，从事电力系统自动化设备的研究、开发与生产制造。

为保证供水系统安全、稳定、可靠的运行及管理，计算机监控系统按照高效、可靠、实用的原则进行设计，采用全开放式分层分布式网络结构，控制层由集中控制站和四套现场PLC控制站组成，实现全厂设备及生产数据的集中管理，分散控制。集中控制站选用2台西门子工控机IL40作为冗余操作员站兼工程师站；现场控制站PLC选用西门子s7-300模块，采用彩色触摸屏TP270-10作为人机交互界面。向家坝左岸供水工程计算机监控系统主网络采用工业以太网和Profibus-DP现场总线，现地PLC主站与上位机之间、各PLC主站之间的通讯采用工业以太网，网络拓扑结构为星形，传输介质为光纤，支持西门子S5兼容通信、S7通信和PG/OP通信等服务。

水厂监控系统网络图见附图1。

二、系统组成

向家坝左岸供水工程的工艺流程图如图1所示，其中取水泵房距离净水厂约1000m，因此在控制对象相对集中的取水泵房设置现地PLC01主站。在净水厂内按工艺流程及集中的控制对象划分为3个PLC站，PLC02站负责加药系统及加氯系统现场监控；PLC03站负责预沉池、反应沉淀池的排泥及滤池的现场监控；PLC04站负责生产、生活水加压泵和高低压配电系统的现场监控。

图1  向家坝左岸供水工程工艺流程图

系统主要监控对象包括：取水泵房及送水泵房水泵电动机及配套阀门；加药计量泵及阀门；加氯机及氯气吸收装置；预沉池及反应沉淀池排泥阀；钟罩滤池行走行车；高低压配电系统。采集的传感器或仪表信号包括：压力、流量、水位、浊度、加药量、加氯量、余氯值、氯瓶称重、电动机电流、母线电压、有功功率、无功功率、电量、功率因数等。

监控系统I/O测点统计如下：Dl/472点、D0/209点、Al/65点、A0/12点、Tl/24点、通讯/40点。监控系统主要配置的西门子设备包括：

(1)集中控制站

西门子机架式工控机IL40 2台

西门子WinCC RC64K V6.0完全版  1套    

西门子WinCC RT64K V6.0运行版  1套    

西门子STEP7 V5.2                            1套

(2)现地PLC控制站（共4套）

CPU模块                    CPU314   4块    

以太网通讯模块        CP343-1   4块    

串行口通讯模块        CP340      1块    

Profibus通讯模块     CP342-5   3块

机架扩展模块             IM365        2块    

串行口通讯模块        CP340       1块    

导轨                            L=480m     6块

开关量输入／输出模块    SM321-32DI/SM322-32D0  4套

模拟量输入／输出模块    SM331-8AI/SM332-4A0    4套

彩色液晶触摸屏    TP270-10  4套

排泥阀现场控制从站  S7-200    3套