西门子S7-400PLC在钢铁行业废水处理及中水软化回用中的设计及应用摘要：针对柳钢A区工业废水处理及中水软化工程的自动化系统进行研究，对系统的功能，硬件的配置及软件程序的编写进行描述。系统采用西门子S7-400PLC+WINCC上位机的控制系统，很好的实现了整个废水处理及中水软化设备的全自动控制，系统运行稳定，效果良好。关键词：PLC设计应用废水处理中水软化中图分类号：X703文献标识码：A文章编号:1007-3973(2013)001-074-02西门子S7-400是用于中、高档性能范围的可编程序控制器，模块化及无风扇的设计、坚固耐用、容易扩展和广泛的通讯能力、容易实现分布式结构以及用户友好的操作使得S7-400在冶金、化工、医药、废水等各行业得到广泛应用。本文以柳钢A区工业废水处理及中水软化回用工程项目分析西门子S7-400PLC的设计及应用。1工艺概述厂区废水汇入截流池由截流泵提升至污水处理站调节池。经调节后的污水由调节池提升泵提升至旋流反应沉淀池。在旋流反应池内，污水与混凝剂充分反应，生成大颗粒絮花，污水再进入斜管沉淀池沉淀。上清液通过集水槽自流至虹吸滤池，滤后水自流入回用水池，加氯消毒后，经回用水泵加压送厂区管网，供厂区各用水户使用。一部分回用水经过除铁、软化处理后给特定用户使用，反应池及沉淀池底部泥浆定期通过排水沟排入泥浆池，泥浆池污水通过泥浆泵提升至浓缩池进一步浓缩处理后至离心机脱水，脱水后的泥饼装车运出，由厂方考虑综合利用。2控制系统总体设计2.1控制系统概述根据工艺条件，本系统的控制信号主要是开关量和模拟量，涉及到的控制对象除了开关阀以外，主要是泵设备的控制与仪表的监控。也就是说系统是一个以开关量、4-20niA模拟量控制为主的系统；所以本控制系统采用可编程逻辑控制器(PLC)与上位工控机结合，同时完成电气和仪表部分的自动控制与监控。2.2控制系统配置控制系统硬件组成包括1台上位PC机和1套可编程控制器(PLC)构成的控制网络。PLC采用性能可靠、广泛应用于工业控制领域的西门子S7-400产品。并设置一台激光打印机利用系统的记录功能进行定期打印、报警打印。控制系统软件组成包括西门子SIMATICManager编程软件编写程序实现各种控制功能及基于Windows98x/2000/NT平台，功能强、使用简单、应用可靠的WINCC软件，作为人机界面，用于操作、调试人员监视装置运行状态，控制现场设备的运行。2.3控制系统功能描述2.3.1数据采集与数据处理采集整个装置的重要工艺参数（流量、电导、pH等）、设备运行状态（工艺流程、动态仿真）等重要数据，控制相应对象的运行状态。当参数越限报警或控制对象故障或状态变化时，在CRT上以不同的颜色或动态画面进行显示，同时具有相关音响提示。系统具备记录功能，可进行历史数据的存储与检索，并可输出进行定期打印、报警打印和趋势记录。2.3.2实时监控与就地控制对整个工艺生产过程实现操作、设置、控制、显示、报警，最大限度的减少值守人员，可作到无人监管的自动运行。提供手动操作优先（安全联锁除外），这项措施允许手动启动或中断自动程序。在手动控制下应可进行工艺系统中任何的操作。2.3.3动态仿真对工艺流程画面实现动态模拟显示，动态跟踪工艺参数，直观了解设备运行状况。2.3.4网络功能系统可通过以太网与工厂管理信息网络（MIS）连接，也可以通过扩展接口与工厂的其他控制网络进行通讯。3控制系统详细设计3.1控制系统信号采集与处理本工程中的信号主要有数字量输入信号、模拟量输入信号、数字量输出信号、模拟量输出信号。数字量输入信号主要是水泵和阀门的状态信号，水泵有“远程”、“运行”、“故障”等输入信号，阀门有"远程”、“开到位”、“关到位”、"过力矩”等输入信号，信号接通时为“1”（或“真”）未接通时为"0”（或'‘假”）。模拟量输入信号主要是在线仪表，有在线浊度仪、在线PH仪、液位计、压力变送器、流量计等仪表，这些仪表都采用了4〜20mA的信号输入到S7-400系统模拟量输入模块中，通过模数转换器转换4mA〜20mA对应0〜27648,通过编写程序可以输出对应工艺系统仪表数值。数字量输出模块通过硬接线到电气控制回路中控制水泵的启停和阀门的开闭，综合输入信号编写程...