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摘要：隔膜泵又称控制泵，是执行器的主要类型，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变流体流量。隔膜泵在控制过程中的作用是接受调节器或计算机的控制信号，改变被调介质的流量，使被调参数维持在所要求的范围内，从而达到生产过程的自动化。要实现对工艺过程某一参数如温度、压力、流量、液位等的调节控制，都离不开隔膜泵。由于隔膜泵的特点，所以隔膜泵自诞生以来正逐步侵入其他泵的市场，并占有其中的重要一部分。如：喷漆、陶瓷业中隔膜泵已占有绝对的主导地位。
本文阐述了西门子S7-300PLC在赤泥隔膜泵机组控制系统中的组成和控制原理、功能和控制流程。
今天我们将PLC的模拟量、数字运算、人机接口和网络的各功能应用到隔膜泵上，成为隔膜泵控制领域的主流控制设备。
关键词：隔膜泵机组；S7-300触摸屏；DP通讯
AbstractsThispaperdescribesthecomposition,controlprinciple,functionandcontrolflowofSiemensS7-300PLCinthecontrolsystemofredmuddiaphragmpumpunit
KeywordsS7-300touchscreenDPcommunicationofdiaphragmpumpunit
一、概述
本系统是应用于赤泥隔膜泵机组，是基于S7-300PLC开发的控制系统。300PLC自发布以来就有着可靠性好，安全性高的好评，也正适合于这个机组对控制系统的严格要求，所有我选择了这款PLC。
二、控制系统的组成部分和功能
1、简介
本系统是以西门子S7-300PLC为控制核心，用欧姆龙变频器6SR4502作为驱动模块。此控制系统在赤泥隔膜泵机组的控制运用中不仅十分的稳定、可靠，而且节能效果十分显著。
2、系统功能
2.1参数显示
系统运行时，在屏幕上显示机组状态、变频器频率、泵进出口压力、罐头化敏报警开关状态、轴承温度和滑油温度。
2.2报警显示
系统运行时，如果出现变频器故障、轴承温度过高、泵出口压力过低、油泵故障、罐头化敏开关动作时，触发报警显示，并提示报警来源信息。
2.3参数设置
参数设置分为两部分：一部分为运行参数设置，一部分为系统参数设置。所有的运行参数均可在HMI上进行设置和更改，系统参数的设置则需要授权，获得授权以后可进入PLC程序内部进行更改。
2.4模拟量的校正
传感器在使用一段时间后，由于自身固件的老化，以及周围环境的干扰，会有可能出现信号的飘移动，从而导致测量的参数不准确，甚者出现误报警。有了模拟量校正这个功能后，就可以有效的避免这样的情况发生。
3.硬件的组成
本系统是基于S7-300PLC开发的，所以CPU模块选用的是6ES7315-2AH14-0AB0，同时用6ES7331-7KF02-0AB0作为模拟量输入模块，用6ES7321-1BL00-0AA0作为开关量输入模块。为优化通讯，专门选用了DP/DP的6ES7158-0AD01-0XA0作为与DCS通讯的模块。屏幕选用的是西门子10寸的TP1200，欧姆龙的变频器，流量计，化敏开关，油压差开关。
4.信号的输入和输出控制
4.1开关量信号输入
1）电机冷却风扇运行
2）电机冷却风扇故障
3）机座润滑油泵运行
4）机座润滑油泵故障
5）喷油泵运行
6）喷油泵故障
7）补油泵运行
8）补油泵故障
9）就地
10）远控
11）主泵启动
12）主泵停止
13）急停
14）1号缸头压敏报警
15）2号缸头压敏报警
16）3号缸头压敏报警
17）1号缸头化敏报警
18）2号缸头化敏报警
19）3号缸头化敏报警
20）机座润滑油压力开关
21）DCS远程启动
22）DCS远程停止
23）1号缸补油流量开关
24）2号缸补油流量开关
25）3号缸补油流量开关
26）1号缸排油流量开关
27）2号缸排油流量开关
28）3号缸排油流量开关
29）1号缸排油压差开关
30）2号缸排油压差开关
31）3号缸排油压差开关
4.2模拟量信号输入
1）泵进口压力
2）泵出口压力
3）补油压力
4）喷油压力
5）电机非驱动端轴承振动
6）DCS变频器频率给定
7）主电机A相绕组温度
8）主电机B相绕组温度
9）主电机C相绕组温度
10）主电机非驱动端轴承温度
11）主电机驱动端轴承温度
12）主泵机座润滑油温度
13）减速机润滑油温度
4.3开关量信号输出
1）电机冷却风扇
2）机座润滑油泵
3）1号喷/补油泵
4）2号喷/补油泵
5）电机除湿加热器
6）机座油箱加热器
7）主泵运行
8）故障
5.系统流程图
6、软件平台
PLC编程所用软件为西门子博图软件TIAPortalV14。
三、功能详解
1、启动前检查：a阀门动作是否正常；b机座润滑油泵电机无故障且转向正确（油压建立）；c喷油泵电机无故障且转向正确（油压建立）；d补油泵电机无故障且转向正确（油压建立）；e电机冷却风扇无故障且转向正确；主电机转向正确；f进口压力保持在0.3MPa以上。
2、启动过程：打开隔膜泵进出口阀；开启润滑油泵，要求供油压力在0.2MPa以上；开启补油泵；启动电机冷却风扇；启动主电机。
3、主电机低速运行10分钟以后，根据隔膜泵出口压力逐步调节变频器频率至额定工况。
4、检测罐头压力开关和化敏开关是否正常。
5、观察缸体补油情况，观察油箱油位。
6、停机过程：降低变频器工作频率至最低频率，停止主电机，主电机停机2min后，停止油泵，停止电机冷却风扇，停止补油泵，喷油泵，停机完成。
四、通讯
本控制系统的CPU选用的S7-300系列的315模块，它有两个接口。一个是MPI口，用于编程；一个是DP口，用于和屏幕以及变频器通讯。PLC读取的变频器工作状态和运行参数，以及PLC向变频发送的指令都是由这个DP口进行交互的。
参考文献
[1]隔膜泵的结构原理以及在氧化铝赤泥排放中的应用研究[D].山东大学,2013.
[2]赵建立.碱性工业废渣湿法脱硫消溶机理分析及脱硫性能研究[D].山东大学,2011.