PLC技术发展现状和趋势
小型PLC和单片机
目前在很多行业中，尤其在低端OEM行业中，继电器或单片机的应用还非常普遍。单片机一般用于工控产品或民用产品大批量的开发，但是单片机必须从底层硬件做开发，对普通用户难度大，周期长，无法在使用过程中修改功能，难以达到工业环境应用，所以在一些应用环境相对较好的场合有大量应用。PLC相对单片机自行开发的系统而言，首先在软件上多了一套可编程逻辑语言，方便将梯形图转换为控制指令，其次在硬件上集成了电源电路，加强了抗干扰措施，更适合工业环境使用。
PLC和单片机相比的优点：
使用简单，运用开发周期短；
经过长期的系统验证具有高可靠性；
功能更改方便。
相对为通用机械设备控制需求几近定制的PLC产品，单片机系统则更为某一个类产品定制开发，所以功能裁剪，成本更低。但随着用户开发新机型的周期越来越短，以及价格在电控系统选择中的重要度的降低，PLC的应用将越来越普遍。而单片机将继续固守控制要求简单，价格敏感和批量大的应用。
2.小型PLC技术发展趋势
小型PLC从产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；如今的小型PLC在编程，IO扩展，通讯借口，开关量和模拟量的调节以及一些特殊功能模块如高速计数输入和脉冲输出的应用上已经基本满足用户的需求了。但随着应用需求及关联产品技术性能的提升（如步进驱动的脉冲响应频率及精度，HMI及关联系统的通讯功能），PLC将继续得已完善和发展。未来几年，各厂商会应客户要求，对小型PLC的以下功能进行强化：
（1）运动控制功能
用户对PLC提出更高的运动控制功能要求，主要是控制性能和功能方面。这种需求在机床工具，电子制造和包行业更加突出。
未来的发展方向将是：
1）脉冲频率的提高，从10KHZ，20KHZ发展到目前的100KHZ甚至更高；
2）功能更强，如FP-X，FX-3U，CP1H，EH+SV等产品都具备插补功能，同时脉冲路数有所增加。
（2）通讯功能
有很多厂家认为网络通讯是未来PLC的发展方向，这样可以从系统结构上得到简化，从而降低成本。很多之前只支持一种现场总线的产品供应商，都在考虑推出支持更多总线和工业以太网的PLC产品
特变电工全面占据世界变压器行业技术最高峰提前完成国家十一五重大科技攻关项目
在全国人民万众一心、众志成城为成功举办奥运，夺取抗震救灾工作全面胜利而奋勇拼搏之际，一条振奋人心的喜讯从特变电工沈变特高压产品试验大厅传出。7月 4日，世界首台特高压交流1000兆伏安/1000千伏变压器通过了全部试验项目，成功研制，即将运行于晋东南—南阳—荆门世界首个1000千伏特高压交流试验示范工程。这是继5月18日世界首台1000千伏特高压并联电抗器在特变电工衡变公司研制成功，6月5日世界首台±800千伏干式平波电抗器在特变电工沈变研制成功后，特变电工自主研发的又一“国家十一五重大科技攻关项目”世界级产品。
发展特高压输电技术，变输煤为输电，建设绿色、节能、环保的电力“高速公路网”，是解决能源危机，建设节约型社会和创新型国家的具体举措，是国家“十一五”重大科技支撑计划、中长期科技发展规划纲要、加快振兴装备制造业计划和我国应对气候变化国家方案的重要组成部分。特高压输电具有输电容量大、送电距离长、线路损耗低、工程投资省、走廊效率高和联网能力强六大优势。以上特高压产品的成功研制，标志着特变电工已提前完成国家十一五重大科技攻关项目。
1000兆伏安/1000千伏特高压变压器、1000千伏特高压电抗器和±800千伏干式平波电抗器都经历了长达一周的各种极端情况下的高难试验。在1000兆伏安/1000千伏特高压变压器试验中，产品经受住了雷电冲击和超过额定电压1.7倍电压加压等诸多考验，各项技术指标均优于设计要求，达到国际领先水平。国网公司、国网电科院、中国电科院、意大利CESI等单位的数十位国内外知名专家全程见证了产品试验。当看到产品在常规1.5倍条件的局放试验中几乎达到了无局放状态时，在场专家无比振奋，一致认为，能实现这一优异成绩是非常难得的，这不仅是特变电工沈变公司的技术突破，也是民族制造工业的一次技术突破！国网特高压建设部陈维江主任在试验结束后说：“今天是个难忘的日子，中国首台、同时也是世界首台1000千伏单体交流变压器在特变电工沈变诞生，而且做到了1.5倍额定电压端子放电量小于20PC，在此，我要代表国家电网公司对特变电工专家组在特高压工作中付出的艰苦努力，付出的大量心血表示感谢！”；意大利CESI公司专家表示：“世界首台1000千伏特高压变压器的诞生，无论对特变电工还是世界行业技术发展都有重大意义，能亲自见证这次试验我非常高兴！”。在此前的世界首台±800千伏干式平波电抗器试验现场见证中，南网超高压公司副总经理尚春也对特变电工的研发能力给予高度赞扬。
以上世界级产品的成功研制，标志着特变电工已全面建成特高压产品自主创新体系，全面掌握了世界交流、直流输变电设备研制领域的最前沿技术，自主创新能力已经站上世界行业最高峰。
1000 千伏特高压交流产品和±800千伏特高压直流产品的成功研制，标志着我国输变电技术已处世界领先水平，中国正在实现由变压器制造业大国向强国的跨越！项目产品的研制，将为我国培养一支世界级的研发团队、管理团队和产业工人团队，全面带动我国输变电产品升极，改写世界输变电制造历史，领跑行业技术发展。
以上成果的取得，是特变电工长期以来注重自主创新体系建设和不断加大科研开发投入的结果。多年以来，公司始终坚持将每年销售收入的5%用于科研投入并取得丰硕成果，2008年更是特变电工自主创新喜结硕果的丰收年：
——年初，由特变电工总承包的国家重点工程贵广二回全部产品一次投运成功，产品各项性能参数超过西门子处于世界领先水平。±500千伏直流研制技术荣获2007年度中国机械工业科学技术成果一等奖。
——在国家重点工程“呼辽±500千伏直流输变电工程”中，公司中标全部产品，签订了近12亿元的国内行业最大订单。全部产品均将实现自主化研制，进一步推进我国直流技术发展。
——在中俄直流背靠背联网工程中，特变电工研制的黑河换流站±500千伏直流换流变压器首批产品已成功发运。产品完全由特变电工自主设计、自主验证、自主采购，独立制造，真正实现了自主化。
——750kV电抗器、扩径导线和母线系列产品荣获中国机械工业科学技术进步特等奖，今年再次荣获代表国家科技最高水平的奖项 ——2007年度国家科技进步一等奖。
以上产品都是国家中长期科技发展规划和国家十一五科研攻关计划的重要组成部分，是建设创新型国家、解决能源危机，实现资源节能、环境友好型社会建设的重要依托工程。以上领域的重大突破，标志着特变电工已提前实现了承担的国家“十一五”攻关计划，为中国经济的可持续发展提供了高质、高效的重大装备保障。
同时，上半年特变电工的各项经营工作实现了又好又快发展。继2007年底公司三大产业的总资产、年产销双双超过一百亿元以后，今年上半年，特变电工的产值、销售收入、利润和税收总额分别同比增长30%，37%，100%和61%，真正走出了一条质量效益型的发展道路，实现了双百亿建设开门红。同时在成套项目建设、海外成套项目总承包合同签订、国际化战略推进等方面也取得了新的进展：
——承担的上合组织框架内塔国220kV输变电成套项目工程已一次送电成功，塔国总统亲自按动了送电接钮；
——继承建苏丹110-220kV输变电线路成功运行后，前不久再次与苏丹签订了总价值达3400万欧元的成套项目总承包合同；
——海外办事机制建设进展顺利，已建成覆盖五大州25个国家的海外办事机构；产品输出、技术输出、品牌输出、成套项目输出等工作正在全面推进；合资合作，跨国经营正在全面探索；特变电工正在全面走向世界，世界正在全面了解特变电工。
PLC及特殊功能模块在玻璃熔窑自控中的应用
1、系统概述
玻璃熔窑各参数的稳定运行非常重要，它直接影响到玻璃的产量和质量。在玻璃生产过程中对窑压和温度的稳定有严格的要求，同时窑压和温度的写急定又涉及到其它环节和参数，比如燃油的压力和温度，雾化介质的压力以及换向过程等等。要想实现这些参数的稳定，并且达到较好地配合有不同的方法可以实现。随着微电子技术的发展，PLC产品在其功能和性能指标上都大大地丰富和完善，因此，我们就应用PLC的一些特殊功能模块和一些普通的I/O模块对玻璃熔窑的各个参数进行自动控制，包括前面提到的各种参数、熔窑的换向控制以及通过PLC和变频器的通讯实现对变频器输出频率的控制。系统投入使用以来运行状况良好。
2、系统构成
本系统上位机部分选用一台上位机配以FIX软件包，PLC部分选用知名品牌的PLC，它具有成本低、运行可靠、功能较强的特点。执行机构主要有变频器、电磁阀、薄膜调节阀、三相异步电动机等。
3、PLC实现的功能
本系统大致可以分为三个部分；1、PID调节部分，2、熔窑的换向系统，3、PLC和变频器的通讯部分。其中PID调节部分包括油压、油温、油流（1-6号）、雾化介质、窑压等参数的控制。
3.1PlD调节部分
PID控制主要通过PID控制单元，该单元主要有以下特性；1、l00ms高速采样周期，实现了高速PID控制。2、数字滤波器衰减输入噪音，控制输入意外干扰，使PID控制成为有效的快速响应系统。3、多种输出规格可供选择。4、八组数据设置，八个数值（如设定点（SP）和报警设置值）可以预置在八个数据组中。5、可以用数据设定器输入和显示当前值。6、先行PID控制，利用先行PID控制器及自动调谐的特性获得稳定的PID控制。7、可以用PLC程序输入和检索数据。同时我们通过PLC的程序实现双 PID控制，从而实现了窑压和油流的稳定运行。
PID控制可以分为本地控制和远程控制两种模式，远程控制即通过PLC实现的控制，又有自动和手动两种方式，自动控制即由PLC进行全自动控制，不需要进行人工干预。手动控制即在上位机上给定一个阀位输出值，通过PLC对阀位进行控制。在正常情况下都是在远程控制模式下的自动状态进行，并且每个PID控制回路的SV值、PV值、OUT值都可以在上位机上用棒图显示出来，非常直观。
同时在上位机上可以很方便地修改油温、油压、油流、雾化介质、窑压等每个控制回路的PID参数，如设定值（SV）、“P”值、“I”值、“D”值，并且操作界面非常友好，操作方便。
3.2熔窑的换向部分
熔窑的换向分为手动、半自动、和自动三种方式，手动即在控制柜上进行操作；半自动和自动都是通过PLC进行控制的，正常情况下都是在全自动换向状态下运行，不需要进行人工干预，只要在上位机上设定换向时间，PLC就会按给定的时间进行自动换向。并且PLC能自动地识别方向，在上位机上显示
时还能保证在于动/半自动/自动三种状态之间无扰动切换。
3.3PLC与变频器的通讯（现场总线DeviceNet）
现场总线是近年来进入工业现场控制领域的一项先进的技术，在本项目中我们采用了DeviceNet开放式的现场总线来实现PLC与变频器之间的通讯。DeviceNet有很多特点；1、它为开放式现场总线网络，符合DeviceNet总线标准的国内外各生产厂商的机器均可连接。2、它支持广泛的数据处理操作，从通常的ON/OFF数据处理到条形码读入器的数据位操作。3、DeviceNet保证了波特率为125kbps，节点间最大500m的数据传输距离，因而在较长的生产线上应用简单方便。当采用某种 PLC机型时它可以使用多达2048个I/O点和63个从站。过去我们都是利用一个模拟量信号（4-2OmA或0-10v）来控制变频器的输出频率，从而实现节能或调速的要求。但是模拟量信号不管是4-20mA的电流信号或者是0-l0v的电压信号，即使采用数字化处理，但在传输过程中仍然是以模拟量信号进行传输，容易受到干扰，同时模拟量信号精度较低，只能用于精度要求不高的系统中，在精度要求较高的系统中，模拟量信号还易受干扰，造成系统的不稳定，而我们采用通讯的方式来控制变频器的输出频率，是一种纯数字化的控制，即数字的处理采用数字化处理，传输是纯数字化的传输，精度很高，这就能够使变频器的输出频率非常稳定。同时还可以把变频器的运行状态，故障信息在上位机上显示出来。
4、结束语
该系统应用于某玻璃生产线后运行稳定，也降低操作者的劳动强度，受到生产分厂的好评。由于该系统在改造前，油流量的控制一直不能技入自动，长期处于手动控制状态，需要很频繁地调节流量阀的开度大小，工作量很大。改造后能完全实现自动控制。而且该系统的操作也非常方便，凡是需要修改的参数都可以在上位机上直接输入，如变频器的起/停、基准频率、每个PID控制回路的参数值等。另外，该系统价格低，投资少，降低了产品成本，效益显著。
轧钢自动化 让数据说话
当前，原料价格及人力成本在高速增长，为有效提高生产效益和降低生产成本，计算机自动化已成为轧钢企业管理的重要手段之一。它充分利用现场采集的实时数据信息,为生产管理服务，进一步加强现场工艺设备状况的监控和控制，帮助管理人员迅速做出决策，实现管理、控制的一体化，在节能降耗方面得到很大提升，可增强企业的竞争力。
在韶关钢铁的计算机自动化系统中，以计算机Window2000系统为平台，使用Siemens v5.3和SQL Server 2000及Wincc 6.0软件,实现了对轧钢现场实时数据管理。该系统以计算机自动化为核心，对轧钢过程中每条钢坯的质量数据和工艺数据进行跟踪，实现对数据的收集、存储、查询、更新和统计等功能，并生成符合工艺要求的报表。自2005年投入使用以来，近3年期间，系统运行良好、性能稳定，实现了轧制生产和管理的自动化。
系统通过对现场各种数据的采集，借助网络通信上送至PLC（可编程逻辑控制器）的数据模块，经过内部程序完成实时数据处理，上送至上位机的操作室和服务器，同时下传上位机的控制命令到现场各个控制单元，上位机上显示控制单元的动作过程和各种实时数据。在整个过程中，生产线上所有的网络、控制、模块单元的数据处于高速传输状态，每100ms刷新一次，并不断发送和接收数据。
四层结构紧密集合
该轧制自动化控制系统也像所有典型的分级控制系统一样，在网络结构上可以分为四层，即数据采集层、过程监控层、数据管理层和信息服务层，如图所示。
数据采集层由两套德国西门子公司的Simatic S7-400系列PLC、各种传感器以及一些采集板卡组成，实时检测轧机、活套以及操作箱等现场数据。同时，系统将轧制压力、张力、活套传感器、热金属检测器等模拟量或数字量信号以及运行、停止等开关量信号，分别通过硬线和profibus-DP网送入PLC系统的I/O扩展模块，经过放大、隔离、滤波处理后，转换成数字信号，通过计算机网络向上层传送，完成对生产轧制的数据采集。
过程监控层即上位机监控站，布置在操作室，负责读取PLC传送来的数据流，并进行分析和处理，然后送到数据管理层的服务器，分别绑定在数据表单的各个字段上。此时，系统也负责向传输控制单元发送数据，并在前台实时显示关键数据，完成工艺的监控。
数据管理层包含两台计算机，一台作为数据库服务器，完成轧制过程中实时数据和工艺数据的存储、录入、监控、备份和维护等工作; 另一台作为优化计算机，完成数据的处理以及轧制过程的优化、自适应及自学习。
信息服务层计算机分布在不同的工段和科室。它们都安装有前台数据库应用程序，以数据库服务器为中心，采用C/S结构组成星形计算机局域网（LAN）。网内每一台计算机都可以访问数据库，完成浏览、查询、统计、报表打印等操作。如果用户有足够的权限，可以通过登录框更改登录口令并对数据进行修改。
西门子自动化系统部赢得污水处理厂项目
六月份，西门子自动化系统部成功赢得了烟台套子湾污水处理厂项目。这次项目的总包方是德国帕萨旺-洛蒂格环境集团公司，采用了西门子PCS 7控制系统，共17套AS 417-4H冗余控制站。
在该项目中，用户采用PCS 7作为控制系统。它的先进性和可靠性在满足用户节约能源、提高生产效率、保护投资需求的同时，也为用户提供了更为便捷的操作与维护途径。在此次项目中，西门子各部门的通力合作不仅使西门子PCS 7再创佳绩，而且突显了西门子产品的竞争力和吸引力。
烟台套子湾污水处理厂是山东省环境治理工程的重要组成部分，包括兴建一个日处理量为16万吨的新厂及老厂的升级改造。用户需要一套先进、高效的自动化系统提高工厂运行质量，降低运行费用，西门子成为该用户的最佳之选。
西门子ET 200定制化研讨会在太原成功举办
继上一财年的S7-300/400/ET 200高级研讨会之后，为了让中国客户更好的了解西门子的分布式IO产品及应用，新一轮的西门子ET 200定制化研讨会于2008年6月12日在太原拉开帷幕。此次研讨会将横跨5个区域，历时2个多月，在北京，太原，无锡，贵阳，鞍山，福州等19个城市或地区举行。此次研讨会的主要目的是按照不同客户的要求来详细讲解分布式IO产品的选型，配置及应用。
在太原首站，就有来自汽车，冶金，物流，煤炭等行业的60多位客户参加此次研讨会，在历时1天的会议中，首先由来自西门子自动化与驱动集团自动化部门的分布式IO产品经理翁根春介绍了目前西门子分布式IO产品信息以及最新发布的产品，特别是在汽车和物流行业广泛使用的ET 200S及高防护 ET 200eco和ET 200pro产品信息，然后由北方区分布式IO的区域推广经理范泓波介绍了目前在工业领域的最新现场总线PROFINET技术及应用情况。
其次，由来自西门子自动化与驱动集团AS BU部门的FA CoC工程师陆章杰和李志刚详细介绍了西门子分布式IO产品的应用，选型和 Profibus, Profinet诊断功能，并利用实际的演示设备进行现场演示，让客户可以充分体验和了解西门子分布式IO产品所提供的强大网络功能及灵活性，实用性。
最后，通过与现场工程师的互动环节，现场解决用户提出的问题，更进一步活跃了现场气氛，更加深刻的了解西门子分布式IO产品特点。
此外，通过客户反馈表也不难看出，客户对定制化的研讨会非常感兴趣，而且也从中得到了许多有用的关于西门子分布式IO的产品信息，并且也学会了使用诊断功能的编程方法。
PLC技术及其在公路交通系统中的应用
可编程控制器简称——PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。
PLC是在继电器控制逻辑基础上，与3C技术（Computer,Control,Communication）相结合，不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。
PLC早期主要应用于工业控制，但随着技术的发展，其应用领域正在不断扩大下面就其在公路交通领域的应用做一简单介绍：
PLC型交通灯控制器
将PLC用于对交通信号灯的控制，主要是考虑其具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便的实现。目前大多品牌的PLC内部均配有实时时钟，通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理。由于PLC本身具有通讯联网功能，将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。
公路收费系统中的应用—PLC型车道控制机
每个公路收费站，其车道机电设备配置、型号各有不同，因此用于控制这些设备的主机—车道控制器的结构也不尽相同，通用性、可维护性较差，不利于使用及维修，以PLC作为主机开发出的新型车道控制机，不仅可使其通用性、维 护性得到最大程度上的改善，还可以在使用寿命、稳定性机控制功能方面获得极大提高，具体叙述如下：
1. 对棚灯及雾灯的控制
如前所述，由于PLC本身具有时钟功能，通过软件编程，可对棚灯、雾灯进行无人化、智能控制。
2. 对费额显示器的控制
PLC本身具有上位机接口，可接收上位收费计算机下传的数据，而PLC具有各种译码指令，可将接受的数据转换成七段显示码，输出给LED数码管进行数据显示。
3. 对挡车器的控制
将PLC用于对挡车器进行控制具有以下几方面的优势 。
（1）使用寿命长：从目前反馈情况看，目前挡车器控制电路的使用寿命大部分均不足五年这与其电路设计、元器件选型、工作环境及控制方式等因素有关，是其本身无法克服的固有缺点。PLC作为工业控制单元，应用于各种控制环境，内部电路、机械结构设计极为精良，所用器件均选用标准工业级产品，其使用寿命一般可保证在十年以上。
（2）性能稳定可靠，抗干扰性好：PLC应用于各种工业控制现场，其硬件及软件设计均考虑到各种生产环境，其电压适用范围很宽，具有极强的抗电磁干扰、抗震动、抗高温、高湿等特性，性能极为稳定、可靠。
（3）功能强大，实现灵活，可扩展性好：PLC型挡车器作为老型号挡车器的升级产品，其功能得到极大增强，目前可实现的功能有：自动抬杆、自动落杆、防砸车、防砸人、各种情况的自动报警、设备保护及故障识别等。以上功能可实现各种组合，并可根据实际需要改变上述功能的控制过程及方式，并可根据使用者要求在不增加或少增加硬件的基础上开发新的控制功能。
（4）良好的性价比：虽然PLC型挡车器的性能及功能较现有挡车器有极大提高，但其成本的增加与其性能的提高并非成线性关系，所以无论将其作为整机用于新品开发，还是作为老设备改进均有其良好的性价比。
PLC作为一门控制技术在我国已有近二十年的应用，并已从工业控制逐渐向其他行业扩展，相信随着其本身性能的不断提高，其应用领域将不断拓宽，了解及掌握这一控制技术，将使我国的自动化控制技术得到更广泛的应用与发展。
SIMATIC S7-300 PLC在排水泵站自动化监控系统中的应用
排水泵站（下简称泵站）作为市政建设和管理工程的主要设施，担负着城市排水防涝的重要任务。从目前国内大部分的泵站控制和管理来看还是处于相当 落后的状况，与国外相比具有很大的差异。 在电气控制上，自动化监控程度低，大部分的泵站仅有单级的常规控制。在管理水平上，大部分泵站的管理记录和统计都是手工操作。泵站控制和管理没有形成区域化的网络。随着国民经济的飞速发展，对市政建设和管理提出了更高的要求。所以必需对现有泵站控制和管理进行改造和完善。向国外无人化泵站监控管理发展，以达到减员增效和提高管理水平的目的。该项目是以上海市浦东新区塘桥泵站为实施对象，进行整个泵站的自动化监控和管理的改造。
2.泵站工况概述
塘桥泵站位于上海市浦东新区塘桥路黄浦江边，该泵站主要用于附近地区的污水排放处理和防汛抗涝。服务面积240公顷，总排水量为13.8米3/秒。
2.1设备分布
同大部分的泵站一样，其设备分布平面图如下（图1）所示。
①进出水闸门：用来防止黄浦江江水倒灌和泵站维修。
②集水池：地下管道的污水汇集在此集水池，集水池被不锈钢格栅分成内外区，污水由内区流经格栅除污后，到外区排入黄浦江中。集水池内外区边安装有超声波液位仪用来检测内外区水位和水位差。
③除污机：泵站装有钢丝绳牵引式格栅除污机2台，除污机用于把附于格栅上的垃圾和污物从集水池中提出来处理。
④变压器房：为保证泵站的可靠工作，泵站建有两座800KVA电力变压器。电力变压器安装有温度监控器监测三相温度，当温度超限能自动启动风机降温和报警。
⑤水泵房：塘桥泵站安装了六台180 kW的轴流水泵；在存水房装有水位检测器。
⑥控制柜房：房内装有进线柜2台（柜1，13）；功率因素补偿柜4台（柜2，3，11，12）；泵开关柜（柜4-6，8-10）和联接柜1台（柜7）。
2.2控制要求
以塘桥泵站为设施对象，进行整个泵站的自动化监控和管理的改造。
①改造泵站的水泵控制开关柜，使之具有就地和远程控制的功能。
②改造泵站的功率因素补偿柜，能实现就地自动补偿和远程电网监控。
③改造泵站的变压器房对于变压器A，B，C三相温度进行远程显示，高温报警等功能；
④建立泵站的控制室，对泵站实施三级控制，在控制室内设置自动化监控操作台和信号处理柜。
⑤采用SIEMENS的S7-300系列PLC，对整个泵站实现自动化监控 ，水泵将根据泵的状态 ，水位，雨量，电网状况，闸门位置等工况自动投切。
⑥通过对水位差的检测，提示或自动投切除污机。
⑦采用高性能的10英寸真彩LCD触摸式显示屏，对整个泵站进行动态监控管理，故障报警，工况记录和报表打印。
⑧预留通信接口，可通过电话线路或DDN网联网进行区域监控和数据传送。
3.硬件系统构成
根据以上要求，我们开发研制了下述这套塘桥泵站自动化监控系统。系统的结构见图2。 主要 的配置如下。
3．1 PLC配置
泵站自动化监控系统的PLC采用SIEMENS的S7-300系列。根据系统要求 ，PLC总体配置如下：
① 中央处理模块（CPU）：选用CPU314，内存RAM扩展到64K。
② 数字量输入模块（DI）：选用SM321,共8块（16点/块）。处理128点输入信号。
③ 数字量输出模块（DO）：选用SM322,4块为16点/块，4块为8点/块。处理96点输出信号。
④ 模拟量输入模块（AI）：选用SM331,共3块（8点/块）。处理24点输入信号。
⑤ 通信模块：选用CP340,共2块，1块为RS232接口，1块为RS485接口。
PLC采用了四个框架，在RTU信号柜内有三个，其中一个为备用扩展框架；另一个在操作台内，通过IM361扩展连接，这样简化了接线，大大地提高可靠性。
3．2触摸屏配置
触摸屏采用了日本DIGTAL公司的570 HMI（当时SIEMENS还没有此类HMI）来 实 现上述要求。HMI是以RS232接口与PLC的CP340连接，采用SIEMENS的3964R的协议完 成 通信。
3．3电网监控配置
电网监控采用法国SOCOMEC公司的DIRIS M型的电量监控器，可检测三相四线制 的相电压，线电压，相电流，零线电流，有功无功功率，功率因素，频率及相应的最大值。监控器以RS485接口采用MODBUS协议与PLC的CP340连接，传送电网监控数据。因为泵站是采用 双路电网进线，故应用了两套电量监控器，分别安装两侧进线柜上。
其他的装置的信号都是通过数字量或模拟量点出点入与PLC连接。
4．软件监控实现
塘桥泵站自动化监控系统的软件主要有两部分：PLC监控软件和触摸屏图控软件。 PLC监控 软件由几大模块组成。
4．1系统检测和故障处理模块
系统检测处理所有的输入信号，根据具体情况将作出不同响应。处理的信号有：六台泵电机的温度和振动；进出水闸门状态；存水房液位；防火防盗安全；两台电源变压器温度；雨量；四台功率因素补偿柜工况；电网工况（电压欠压和过压监控；三相电流过载监控；缺相监控；三相不平衡监控；功率过载监控；功率因素监控；电量累计）；污水池水位等。
系统故障分类为三级:一级故障定义为最高级。当发生此类故障，将禁止所有控制输出。声光报警，记录打印，在显示屏上显示故障类型和解决方法。只有在排除故障，按人工复位键后系统恢复正常工作。二级故障定义为次级。当发生此类故障时将禁止故障点的控制输出，系统作自动调正继续当前操作。故障报警和恢复同一级故障。三级故障定义位最低级。当发生此类故障时，仅声光预警，不中断当前操作。根据系统中产生的各种故障实施相关的故障声光报警和记录。此刻触摸式显示屏进入故障报警画面，显示故障内容，性质，地点，时刻和解决方案，并打印。
4．2除污机和排水泵的运行处理
泵站有两台除污机,系统对除污机的工况进行监控。故障信号置位，置二级故障报警，由<系统故障处理>模块处理。根据信号状态点亮或熄灭有关指示灯。机同时在触摸式显示屏上显示。当除污机柜上的选择开关选择远控，操作台在泵自动运行前，先进行排污操作。采用水位差检测，则根据水位差标志实施自动排污。在自动排污时，先在现场声光预警，再运行装置。
泵启动柜有六台与操作台相联进行控制。
①当故障信号置位，置二级故障报警，由<系统故障处理>模块处理。
②根据信号状态点亮或熄灭有关指示灯。
③当泵开关柜上的选择开关选择远控，在操作台上可实施四种泵运行方式：手动方式；自动方式；预抽空方式；检修方式。
④在操作台上对每台泵设置有各自的状态指示灯；手动操作按纽和选择开关。
⑤单台泵的选择开关有四档：停止；检修；手动和自动。当设置手动档时可实施手动或预抽空操作。在自动档时则允许该泵进入系统自动运行组态。
⑥在系统操作上设置有三档的选择开关：停止；自动和预抽空。<停止>禁止所有泵的运行；<自动>允许单台泵选择开关设置在自动档的泵进入自动运行组态。<预抽空>允许单台泵选择开关设置在手动档的泵预抽空运行。
⑦泵的启动和停止要延时依次投入和退出。
⑧泵的基本联锁条件：A.一级故障，电源故障禁止所有泵运行；B.泵电机故障，泵启动柜故障禁止对应泵运行；C.泵的不同运行要附合上述泵启动柜，操作台之间的正确设置；D.水位联锁。
⑨当满足上述不同联锁条件，泵可进入手动，检修,预抽空或自动运行。
⑩在泵自动运行时,要根据水位点和水位区来确定需运行的泵数；判断能投入自动组态的泵是否满足上述要求，如不满足，则故障报警；如可组态的泵多于所需投入运行的泵，则依据这些泵运行时间累计数小的泵投入运行。随着水位降低，逐步退出当前运行时间最长的泵。
4．3数据处理和人机界面处理
①数据统计：泵启动柜交流接触器动作计数；泵运行时间累计；泵站排水量累计；降雨量累计；用电量累计。
②数据设置：水位值，水位差值和流量值设置；变压器的温度和瓦斯值设置；雨量值设置；泵电机的温度和震动值设置；电力参数设置；防盗有效与否设置。
③与触摸式显示屏的数据通信：触摸式显示屏采用工业级人机介面。主要完成下列任务：泵站运行监控；故障报警,记录和排除提示；参数设置；模拟键盘操作；数据记录处理；工艺曲线显示；工况模拟显示；泵站概貌显示。
④打印机打印处理：故障随机打印；运行状态打印；参数设置打印；工作报表打印；动态曲线打印；设备状态打印；数据统计打印；显示屏幕打印。
5．结语
塘桥泵站自动化监控系统自1998年改造至今已近两年，正常运行证明：整个系统设计合理 先进；操作简便；可靠性高；完全符合用户预期的要求，将推广应用至其他地区。
S7-300/WinCC 唐山热网项目自动化解决方案
唐山热网项目包括一新建热电厂(属另一单位管理和操作)、供热管网、热力站、调峰锅炉房及监控系统。从主热源出来的热管线主干线长4173米，两支干线全长皆为6公里。热电厂的最终设计输出能力为421MW，新建调峰锅炉房的设计能力为140MW，现有的调峰锅炉房用于调峰，其设计能力为24MW。热网的循环水泵、定压泵、补水泵均设在电厂内，由热电厂进行操作和管理，循环水泵的转速、热输出要服从热力公司的指挥调度。调峰锅炉房仅用于供热条缝,由唐山热力公司负责管理和操作，当室外温度在-10到+5摄氏度的条件下，保证热用户的室内温度在18(±2)摄氏度。热力站具有与调度室通讯能力的本地监控功能。
热网监控系统配置说明
监控系统由1个监控中心，95个本地监控站，数据通讯网络(无线电台与有线相结合)和主热源站4部分组成。系统通过本地监控站的RTU采集各热力站的参数，通过通讯系统将采集的数据发送到监控中心。通过RTU，系统能够全面、实时的了解供热系统的运行工况并监视最不利点的压差，以保证供热系统安全合理的运行。系统以热网最不利点压差为依据，控制主循环泵，保证热网最不利点热力站的压头，从而确保整个热网的水力平衡。在正常情况下,热力站RTU接受监控中心的命令进行集中监控；在通讯故障时，热力站RTU可以独立运行，自动调节本站的供热需求。当室外温度低于-2.12度时，最不利点热力站将得不到需要的压头，此时，系统将通过调度中心向调峰锅炉房发送启动指令。监控中心配置有多台工控计算机，安装了Windows NT4.0操作系统和WinCC监控软件，并采用客户服务器结构，其中服务器采用的是冗余配置，并通过以太网连接到通讯前置机。RTU数据在监控中心被进行存储、处理分析和报表打印等。本地监控站采用S7300系列和S5100U系列PLC，其中S7300站86个，S5100U站13个。本地监控站可按初始设定值或监控中心的指令，独立完成监测参数、存储、传送及本地的控制任务。无线通讯系统包括通讯模块、数传电台、天线、前置机等设备，数传电台的频率为220~235MHZ，半双工模式，通讯速率可达9600bps。
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