一、系统工艺说明
1. 换热站工艺逻辑
一次侧(高温市政热水):一次进水温度 T1、一次出水 T2,一次电动调节阀 V1 控流量,调节二次供水温度
二次侧(供暖 / 生活热水):二次供水 T3、二次回水 T4,二次循环泵 P1、P2 一用一备
补水系统:补水泵 P3、膨胀水箱液位 LT,低液位启补水泵,高液位停泵、溢流报警
保护联锁:超温停机、低水压联锁停泵、缺水报警、泵过载故障、防冻保护
控制模式:自动恒温控制、手动本地调试、远程上位机监控
2. S7-200 CPU 推荐
CPU224XP(14DI/10DO,自带 2 路 AI,可扩展 EM235 模拟量模块采集温度、压力、液位)
二、IO 地址分配
数字输入 DI I0.0~I1.5
表格
| 地址 | 信号 |
|---|---|
| I0.0 | 自动 / 手动切换开关(1 = 自动) |
| I0.1 | 二次泵 1 手动启动按钮 |
| I0.2 | 二次泵 2 手动启动按钮 |
| I0.3 | 补水泵手动启动 |
| I0.4 | 二次泵 1 热继电器过载故障 |
| I0.5 | 二次泵 2 热继电器过载故障 |
| I0.6 | 补水泵过载故障 |
| I0.7 | 系统急停按钮 |
| I1.0 | 膨胀水箱低液位开关 |
| I1.1 | 膨胀水箱高液位开关 |
| I1.2 | 一次超温保护开关(>95℃) |
| I1.3 | 二次低压保护(回水压力<0.08MPa) |
| I1.4 | 防冻温度开关(室外低温) |
| I1.5 | 远程允许自动信号(中控上位) |
数字输出 DO Q0.0~Q1.1
表格
| 地址 | 负载 |
|---|---|
| Q0.0 | 二次循环泵 1 接触器 |
| Q0.1 | 二次循环泵 2 接触器 |
| Q0.2 | 补水泵接触器 |
| Q0.3 | 一次电动调节阀 4~20mA 驱动(模拟量 AQW0) |
| Q0.4 | 系统故障声光报警 |
| Q0.5 | 低液位报警指示灯 |
| Q0.6 | 超温停机报警 |
| Q0.7 | 防冻伴热输出 |
| Q1.0 | 远程运行状态反馈 |
| Q1.1 | 远程故障信号反馈 |
模拟量(EM235 4AI/1AQ)
AIW0:一次供水温度 PT100 4-20mA(0~100℃)
AIW2:一次回水温度 PT100
AIW4:二次供水温度 PT100(主控反馈)
AIW6:二次回水压力变送器(0~0.6MPa)
AQW0:一次电动调节阀门输出 4~20mA(0%~100% 开度)
三、核心控制变量定义(VD 存储区)
plaintext
VD0:二次供水温度设定值 SP_T3 (默认50℃,上位可修改) VD4:当前二次供水实测 PV_T3 VD8:一次进水温度 T1 VD12:二次回水压力 P4 VD16:阀门开度输出 VALVE_OUT 0.0~100.0 VD20:PID比例系数 Kp=2.5 VD24:PID积分时间 Ti=80s VD28:PID微分时间 Td=5s VB100:自动状态标志位(1自动,0手动) VB101:系统故障总标志
四、完整梯形图逻辑(STL 语句表,S7-200 通用)
网络 1:急停总联锁回路
stl
NETWORK 1 //总急停切断所有输出 LD I0.7 EU R Q0.0, 12 S Q0.4, 1 //急停报警
网络 2:自动手动模式切换
stl
NETWORK 2 //自动模式标志 LD I0.0 = VB100
网络 3:二次循环泵一用一备自动轮换
stl
NETWORK 3 自动启泵条件:自动模式+无低压+无故障 LD VB100 A I1.3 //低压保护常闭,无低压为1 AN I0.4 AN I0.5 TON T37, +30 //3s延时启泵 NETWORK 4 主泵1运行,24小时自动切换 LD T37 LDW VW100, +86400 //24h计时 EU XOR Q0.0 LD Q0.0 = Q0.0 AN Q0.0 = Q0.1 //手动启泵逻辑 NETWORK 5 LD I0.1 O Q0.0 AN I0.4 AN I0.7 = Q0.0 NETWORK 6 LD I0.2 O Q0.1 AN I0.5 AN I0.7 = Q0.1
网络 4:补水液位自动控制
stl
NETWORK 7 低液位启补水泵 LD I1.0 O Q0.2 AN I1.1 AN I0.6 AN I0.7 = Q0.2 NETWORK 8 高低液位报警 LD I1.0 AN I1.1 S Q0.5,1 LD I1.1 R Q0.5,1
网络 5:温度 PID 恒温调节(核心换热控制)
S7-200 内置 PID 指令,目标稳定二次供水 SP_T3
stl
NETWORK 9 模拟量量程转换 AIW4(0-32000)转0-100℃ LD SM0.0 ITD AIW4, VD4 DTR VD4, VD4 R*I VD4, 100.0, VD4 R/I VD4, 32000.0, VD4 NETWORK 10 PID回路初始化 LD SM0.1 //首次扫描 MOVR 50.0, VD0 //供水设定50℃ MOVR 2.5, VD20 //Kp MOVR 80.0, VD24 //Ti MOVR 5.0, VD28 //Td NETWORK 11 PID运算块 LD VB100 //自动模式才投PID PID VB200, 0 //PID回路0,参数块VB200 //PID输出0.0~100转为模拟量0~32000 NETWORK 12 LD SM0.0 R*I VD16, 32000.0, VD16 ROUND VD16, VW200 MOVW VW200, AQW0
网络 6:超温、低压故障联锁保护
stl
NETWORK 13 一次超温>95℃联锁停泵关阀 LD I1.2 EU R Q0.0,4 S Q0.6,1 S VB101,1 NETWORK 14 二次回水低压保护 LD I1.3 EU R Q0.0,3 S Q0.4,1 S VB101,1 NETWORK 15 泵过载故障报警 LD I0.4 O I0.5 O I0.6 S Q0.4,1 S VB101,1
网络 7:防冻保护逻辑
stl
NETWORK 16 低温启动管道伴热 LD I1.4 = Q0.7
网络 8:远程状态反馈
stl
NETWORK 17 运行总反馈 LD Q0.0 O Q0.1 = Q1.0 NETWORK 18 故障总反馈 LD VB101 = Q1.1
五、PID 参数调试说明(换热站专用)
冬季供暖工况Kp=2~3,Ti=60~100s,Td=3~8s,设定温度 45~55℃
夏季生活热水Kp=3~4,Ti=40~60s,Td=2~4s,设定温度 50~58℃
阀门上下限限位:输出限制 5%~95%,避免全关 / 全开卡死换热器
六、程序配套功能补充
1. 定时轮换
利用 T37+VW 计时,24 小时自动切换 1#、2# 循环泵,均衡磨损
2. 故障记忆复位
增加手动复位按钮 I1.6,上升沿复位所有报警输出
3. 防冻逻辑
室外温度低于 5℃时,自动开启伴热、阀门保持 15% 开度循环防冻结
4. 远程通讯
S7-200 自由口通讯,可搭配触摸屏 / 组态王 / 力控,读写温度设定、故障、运行状态
七、下载使用注意事项
模拟量 PT100 必须配温度变送器转为 4-20mA,S7-200 无内置 PT100 采集
EM235 模块供电 DC24V,模拟量负极共地防止漂移
电动调节阀执行器匹配 4-20mA 输入,反馈信号可额外接入 AI 做阀位校验
程序可直接导入 STEP 7-MicroWIN 软件,STL 语句表复制即可生成梯形图
八、扩展需求可补充
增加热量累计(瞬时热量 + 总热量存储)
分时温度曲线(白天 / 夜间自动降低供暖设定温度节能)
流量采集、冷热计量程序
完整 HMI 触摸屏画面变量表
纯梯形图截图版程序、MicroWIN 源文件注释版。





