西门子6ES7513-1FL02-0AB0型号规格

CPU每个CPU分配给自个的，用于此意图本地输入/输出。
有些使命也可以从每个多值核算方法中止开，一个CPU处理要害时刻的处理使命，另一个处理非要害时刻的使命。
在多值核算操作中，一切的CPU的运转做法像一个CPU，也就是说，当一个CPU进入STOP情况，别的的也停止。几个CPU的动作可以经过同步指令挑选性地和谐调用。此外，CPU之间的数据交换经过高速的大局数据通讯机制。

数据/程序存储器
从精细分级的各种CPU中挑选合适的CPU取决于集成作业存储区的巨细。集成装载存储器（RAM）足以满意中小型公司计划。关于大型程序，经过刺进RAM或FEPROM存储卡增大装载内存（64 KB到64 MB）。
特别功用
S7- 400 CPU有一些十分有用的特别功用：
从工程作业站经过网络更新固件完成更简略和迅速的晋级
经过一个体系功用完成额定的写维护（例如没有从PC器材下载到CPU）
集成的路由功用答应在不一样总线体系和网络问数据记载，例如操控级PC可以经过S7 -400操控器与衔接在PROFINET或许PROFIBUS接口上的现场设备进行通讯。
经过读取存储卡的序列号取得维护，因而，确保了程序只与特定的存储卡一同运转
集成的路由功用答应在不一样总线体系和网络问数据记载，例如操控级PC可以经过S7 -400操控器与衔接在PROFINET或许PROFIBUS接口上的现场设备进行通讯。
S7-400 信号模块
SIMATIC S7-400 信号模块
描绘
信号模块是操控器进行进程操作的接口。很多不一样的数字量和模仿量模块依据每一项使命的请求，**供给输入/输出。数字量和模仿量模块在通道数量、电压和电流规模、电绝缘、确诊和警报功用等方面都存在着不一样。S7-400 信号模块不仅是可以在中心机架拓展，而且可以经过 PROFIBUS DP 衔接到 S7-400 中心操控器。支撑热插拔，这使更换模块变得简略。
规划和功用
装置简洁
经过前衔接器衔接传感器/履行器。更换模块后，只需将前衔接器刺进一样类型的新模块中，并保存本来的布线。前衔接器带主动编码功用可防止发作过错。S7-400 也可以检查前衔接器是不是已刺进。
迅速衔接
SIMATIC TOP 衔接使衔接变得愈加简略、迅速。可运用预先装置的带有单个电缆芯的前衔接器，和带有前衔接器模块、衔接线缆和端子盒的完好插件模块化体系。
高拼装密度
模块中为数众多的通道完成了节约空间的规划。例如，可运用带有 16 至 32 个数字通道和 8 至 16 个模仿通道的模块。
简略参数设置
运用 STEP 7 对这些模块进行组态和参数设置，而且不需要进行不便利的变换设置。数据进行会集存储，假如更换了模块，数据会主动传输到全新模块，防止发作任何设置过错。运用新模块时，无需进行软件晋级。可依据需要仿制组态信息，例如用于规范机器。
确诊、中止
很多模块还会监控信号采集（确诊）和从进程（进程中止，例如边缘检查）中传回的信号。这么便可对进程中呈现的过错（例如断线或短路）以及任何进程事情（例如数字量输入时的上升沿或下降沿）立刻做出反应。运用 STEP 7，即可轻松对操控器的呼应进行编程。在数字量输入模块上，每个模块可以触发多次中止。

SIMATIC S7-1500可以不使用任何附加模块而在PLC中集成运动控制功能。通过PLCopen，该控制器提供
了标准化的块，可用来连接模拟驱动器和PROFIdrive驱动器。运动控制功能支持转速轴和定位轴以及
外部编码器。
为了有效调试和快速优化驱动器和闭环控制器，SIMATIC S7-1500还针对所有CPU变量提供了广泛的跟
踪功能，既可用于实时诊断，又可用于不定时故障检测。
除驱动器功能外，S7-1500还提供了丰富的闭环控制功能，例如，可通过便于组态的块来自动优化控制
参数以获得佳控制质量。
此外，还可利用工艺模块来执行高速计数、位置捕获等功能，或针对24V直至200kHz的信号执行测量。
集成了安全功能
与STEP7结合使用时，每个CPU都会提供基于密码的知识保护，可防止未经*而读出并更改程序块的
内容。
复制保护加强了安全防护，防止未经*而复制程序块。可以将具体程序块链接至存储卡的序列号，
以便只有在将组态的存储卡插到CPU中之后，才会执行该程序块。并且，控制器具有四个不同的安全访
问级别，以便向不同用户组分配不同的访问权限。
由于操作保护得到改进，因此，控制器可以检测到数据更改或未经*的组态数据传输。
以太网通信处理器(CP 1543-1)通过防火墙为用户提供了附加访问保护，并可建立安全VPN连接(V12SP1
及更高版本)。
设计与操作
所有SIMATIC S7-1500 CPU都配有一个显示屏。通过该显示屏，用户可以读取所连接的任何模块的订货
号、固件版本和序列号等信息;另外，无需使用编程设备，即可在本地调整CPU的IP地址以及其它网络
设置。
错误消息以普通文本形式显示在显示屏上，从而有助于缩短停机时间。
所有
模块采用统一的前连接器，集成式电压跳线可形成灵活的电压组，简化了库存。
由于S7-1500安装导轨中集成了标准安装导轨，可方便地安装自动熔断器、继电器等附加组件。
在集中配置中，可通过信号模块对SIMATIC S7-1500控制器进行扩展。这样，通过节省空间的扩展，就
可以灵活适应每种应用。在将此款控制器推向市场时，市场上已有各种不同的模拟量和数字量模块。
使用用于数字量信号模块的系统电缆套件，可以快速、清晰地连接现场传感器和执行器(*模块化连
接，包括前连接器模块、连接线和连接模块以及在开关柜内进行简便接线(灵活连接，包括带有预组装
的单线芯的前连接器。
另外，还为S7-1500提供了用于为模块提供24V电压的电源模块以及为内部模块电路供电的系统电源。
通过用于ET 200MP I/O系统的IM 155-5 PROFINET接口模块，可以使用多达30个信号、通信和工艺模块
。这样，S7-1500的组件和系统优点也适用于分布式配置。无论模块是在S7-1500控制器旁的一个集中
配置中运行，还是在通过ET 200MP实现的分布式配置中运行，在操作和系统功能方面，用户都看不到
任何差别。在这两种系统中采用的高性能背板总线都可缩短总线循环时间和响应时间，即使对于大型
站配置以及很高的数量结构，也是如此。

1 污水处理工艺流程
从当前污水处理工艺和技术研究、开发和应用的情况看，由于传统的活性污泥处理工艺在中小规模的污水处理厂中存在基建投资高、运行费用高以及电耗高等问题，因此，处理水量在10万立方米/d以下的县级中小城市的污水处理厂处理工艺一般多采用氧化沟和SBR工艺。西北某县城污水处理厂日处理污水4万吨，处理工艺采用的是奥贝尔氧化沟。主要处理：工段有机械处理段、生物处理段、和污泥脱水处理段。机械处理段由粗格栅间、进水泵房、细格栅间、旋流沉砂池组成。生物处理段由厌氧池、氧化沟、回流及剩余污泥泵房、二沉池、接触池等组成，污泥脱水处理段由储泥池、污泥脱水机房组成。该工艺的流程见图

1。
城市污水管网收集到的污水到了进水泵房，在这里大的固体杂质被格栅机过滤掉，然后较稀的污水被**泵送到旋流沉砂池，污水由于搅拌机和吸砂机的作用，其中的固体颗粒又被去除。下一道工序是污水先被送到厌氧池，目的是去磷、脱氮，然后流入氧化沟，这里有相应的菌种来分解、净化污水，氧化沟中的污泥细菌生态系统维持存活的主要条件一个是污水中的有机物杂质，另一个就是氧气的供应，所以氧化沟上的曝气转碟的作用是对污水进行充氧。经过氧化沟处理后的污水在二沉池沉淀后然后在接触池加氯达标后可直接排放，多余的污泥被排泥泵送到脱水机房，通过脱水处理，污泥被压干制成饼，用作肥料。
2 自控系统的硬件选择
污水处理主要是顺序逻辑控制，这正是PLC控制的优势所在。在众多的PLC生产厂家中，西门子公司的S7-300 PLC系列产品以其较高的性价比成为众多用户的选择。S7-300是模块化的中小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用，模块化、无排风扇结构，各种单独的模块之间可进行广泛的组合以用于扩展。接口模块（IM）用于多机架配置时连接主机架（CR）和扩展机架（ER），S7-300通过分布式的主机架（CR）和二个扩展机架（ER）可以操作多达32个模块。*处理单元（CPU）集成有PROFIBUS-DP和MPI通讯接口，多点接口（MPI））用于同时连接编程器、PC机和人机界面等。信号模块（SM）用于数字量和模拟量的输入输出。
3 总体控制要求及功能
污水处理厂自控系统的要求是对污水处理过程进行自动控制和自动调节，使处理后的水质指标达到要求的范围；在公司中控室发出上传指令时，将当前时刻运行过程中的主要工作参数（水质参数、**、液位等）、运行状态及一定时间段内的主要工艺过程曲线等信息上传到公司中控室。功能如下：
1）控制操作：在中心控制室能对被控设备进行在线实时控制，如启停某一设备，调节某些模拟输出量的大小，在线设置PLC的某些参数等。
2）显示功能：用图形实时地显示各现场被控设备的运行工况，以及各现场的状态参数。
3）数据管理：依据不同运行参数的变化快慢和重要程度，建立生产历史数据库，存储生产原始数据，供统计分析使用。利用实时数据库和历史数据库中的数据进行比较和分析，得出一些有用的经验参数，有利于优化氧化沟的准闭环控制，并把一些必要的参数和结果显示到实时画面和报表中去。
4）报警功能：当某一模拟量（如电流、压力、水位等）测量值超过给定范围或某一开关量（如电机启停、阀门开关）阀发生变位时，可根据不同的需要发出不同等级的报警。
5）打印功能：可以实现报表和图形打印以及各种事件和报警实时打印。打印方式可分为：定时打印、事件触发打印。
4 系统构成及其布局
如果采用常规PLC集中控制方式，将现场信号通过电缆连接到集中控制室内的PLC上，由于工艺线路长、现场控制点分布范围广，需要敷设大量的电缆及桥架，且现场环境恶劣、其施工难度非常大。鉴于此，采用了PROFIBUS现场总线技术，根据工艺划分，系统共设了两个主站、两个子站、两个操作员站。采用西门子的S7-300系列PLC，主站采用CPU315-2DP，其带有一个DP通讯口和一个MPI口。子站采用通用性较好的ET200M远程模块，用于现场数据的采集和控制，并借助PROFIBUS（工业现场总线），方便控制网络系统的建立。其自控系统见图2。
控制系统分为三个级别，即现场级、控制级、管理级。
（1）管理级
管理级集中监控各个分站设备的运行状态。管理级现场总线选择PROFIBUS-FMS总线，两台安装组态软件的冗余服务器作为PROFIBUS-FMS现场总线的操作员站，安装在控制室内，可以同时收集现场数据。服务器采用WinCC组态软件，并配有服务器软件包选项。
（2）控制级和现场级
控制级主要功能是接收管理层设置的参数或命令，对污水处理生产过程进行控制，将现场状态输送到管理层。根据本厂工艺流程和总平面布置，结合马达控制中心MCC的位置和供配电范围，按照控制对象的区域、设备数量，以就近采集和单元控制为划分区域的原则，在进水泵房、变电所设两座现场主站PLC1、 PLC2。在加氯间、脱水机房设两座现场子站，其中加氯间PLC1-1为进水泵房PLC1的DP从站，脱水机房PLC2-1为变电所PLC2的DP从站。现场主站与现场子站之间采用PROFIBUS-DP现场总线。现场主站PLC1、PLC2分别由电源模块PS 307、CPU315-2 DP模块和通讯模块CP343-5及相应信号模块SM组成。现场子站采用ET200M远程单元，每个ET200M单元均由1个IMl53-2总线接口模块和其它若干数字量、模拟量输入输出模块组成。
进水泵房现场主站PLC1监控范围为粗格栅、进水泵房、细格栅、沉砂池等，其主要控制对象为粗细格栅间的粗细格栅及进水电动闸门、进水泵房的污水**泵、沉砂池的排砂装置和砂水分离等设备，此外，还负责进水水质如pH、SS（浊度测量）等参数的在线检测。其I/O配置为：DI＝144、DO＝48、 A1＝16。
加氯间现场子站PLC1-1监控范围为加氯间、接触池，其主要控制对象为加氯消毒等设备，此外其还负责出水水质如：余氯、COD、**等参数的在线检测。其I/O配置为：D1＝48、DO＝16、AI＝8。
变电所现场主站PLC2监控范围为厌氧池、氧化沟、回流及剩余污泥泵房、二沉池，主要完成对处理工艺参数的监测控制，如对溶解氧、污泥浓度、pH值、 ORP值等参数的测控。对曝气设备、搅拌设备、排水设备、污泥回流及剩余泵、刮泥机等进行操作控制，以满足对处理出水水质的要求。其I/O配置为：DI＝224、DO＝8O、A1=24。
脱水机房现场子站PLC2-1监控范围为脱水机房、储泥池，其主要控制对象为储泥池的搅拌器、电动阀门，脱水机房的进泥泵、输送机、浓缩机、加药系统等设备。其I/O配置为：DI＝48、DO＝16、Al＝8。
5 系统软件
计算机操作系统采用Microsoft Windows 2000 Professional中文版操作系统。历史数据库采用Microsoft SQLServer 2000中文版软件。上位机采用GE公司的iFIX3.5组态软件来实现。
1）操作系统软件Windows 2000 Professional中文版操作系统提供了一个快速、高效的多用户、多任务操作系统环境，是目前使用广泛的工控操作系统。数据库服务器采用Windows2000 server中文版配合Microsoft SQL2000使用，用来保存历史数据。各工作站均采用Windows 2000 Professional中文版操作系统。
2）iFIX3.5实现了对整个系统的开关量、状态量、电量、模拟量的采集和处理，并显示在主工作站的界面上；对一些污水处理厂重要的物理量如各个进水泵的电流、频率、出口压力等都实时显示在主上作站的主界面上，便于调度员及时掌握系统的运行情况。
3）数据库服务器上安装Microsoft SQL2000中文版数据库软件，用来储存整个污水厂重要的历史数据，通过iFIX3.5与 Microsoft SQL 2000的通讯来读取历史数据。单独设计一个数据库服务器可以避免因为系统局部故障导致历史数据丢失现象的发生。
4）STEP7可以利用IEC-1131标准中八种编程语言中的6种（STL、LAD、FBD、CFC、SFC和SCL）进行编程、本系统利用STEP7对西门子可编程序控制器进行配置、编程。
6 结束语
用西门子S-300 PLC设计的自控系统在该污水处理厂投入使用以来，运行至今系统稳定、可靠。设备具有调试简单、操作方便、使用安全、效率高、故障率低，污水处理效果好的特点，**了劳动生产率，同时由于软硬件均采用模块化结构，方便了工程技术人员的安装、调试和维修。