临夏西门子S7-200代理商

1 引言

　　在火电厂、水泥厂和其他一些大型矿山设备中所使用的磨机在启停和运行时必须要进行润滑。对于大型磨机通常要采用高低压润滑站来进行润滑，以保证磨机在正常运转和轴瓦的安全。目前，润滑站一般都采用继电器逻辑进行控制，这类系统的自动化程度很低，大部分操作都由手动完成。而且其电气线路复杂，可靠性不高，不便维护。实际使用时一台磨机就需要一个油站进行润滑。我们用OMRON PLC设计的控制系统实现了润滑站的全自动控制，而且一个油站可以同时给两个或更多个磨机提供润滑，体现了先进控制技术的优越性。系统功能完善，结构先进合理，体积小，耗电省，便于维护，并且具有极高的可靠性。

　　2 系统功能
　　
　　该系统能够实现为两台磨机的安全启停及正常运行提供高低压润滑。主要功能如下：
　　(1)油箱油温正常时（不低于30度），启动低压工作泵。30秒钟后高压泵自动启动。当油压达到20MPa时，根据要求（按钮输入信号）送出启动信号给相应的磨机。磨机启动后送出反馈信号，延时3分钟高压泵自动停机。实际运行时要求两台磨机不能同时启动，间隔时间至少需要4分钟。
　　(2)主机停机后，送出反馈信号，高压泵工作3分钟，停半小时，如此循环三至五次，以保证磨机轴瓦的安全。
　　(3)运行时如果油箱油温低于30度，电加热器自动投入工作并报警。温度达到40度时自动停止加热；如果油箱出口温度达到45度，冷却器自动投入。温度下降到40度时停冷却器。
　　(4)运行时如果油箱压力低于0.1MPa，备用低压工作泵自动投入，40秒内如果压力还达不到正常则报警。如果压力继续下降到0.05MPa，整个系统自动停止运行以检查故障。
　　(5)运行时如果油箱油位过高或过低，系统都予以报警。
　　控制系统中温度用电接点温度表检测，压力用电接点压力表检测，油位用干簧继电器检测，低压工作泵与备用泵可由二位开关转换。循环次数及定时时间可根据需要随机设定。报警信号均为声光形式。声报警（电笛）可用按钮解除，报警指示在故障排除后自动消失。

　　3 PLC外部I/O连接

　　OMRON C40P PLC是一种小型可编程序控制器。在不加外部扩展模块的情况下能够实现一般的开关量控制，具有顺序、定时、计数等逻辑控制的功能。如果加上适当的扩展模块还可以进行模拟量控制，而且具有很高的可靠性。主机共有I/O点40个。表1为润滑站控制系统中PLC外部I/O分配表。其中PLC的24个输入点中已用了17个，16个输出点用了14个，全部控制程序约300条指令。可见该系统的软、硬件资源得到了相当充分的利用。具体的I/O分配如表1所示。考虑到安全因素，输入输出没有采用编码形式，而是直接采用点一点方式。

　　4 系统软件设计
　　表1 PLC的I/O分配表

该系统除部分为顺序控制外，从总体上来看具有随机离散控制的特点。下面对几个模块的程序设计予以说明。

　　4.1 循环控制
　　磨机停机后，为保证轴瓦的安全，高压泵应根据磨机的反馈信号立即循环启停几次。这里应该区别两个不同状态：磨机未启动时的状态和启动后又停机时的状态。因为这两个状态的反馈信号均为常开（由输入继电器0000及0001送入），若不加区别，则一开始高压泵即开始循环，造成误动作。程序中用一个内部辅助继电器来“记住”磨机启动过的状态，再联锁循环条件，从而就避免了误动作。另外也可以采用后沿微分指令来区分这两个状态，可以达到同样的效果。

　　4.2 油压滤波
　　系统运行中如果油压异常（低于0.05MPa），则应联锁磨机停机。因为磨机属于大型重负菏设备，所以应避免因油压的波动而频繁停磨机的现象发生，因而需要对油压的波动进行滤波。在程序中我们采用了PLC内部的定时器对油压的波动进行延时滤波，从而满足了要求。

　　5 结束语

　　本系统已于1998年底完成，并在焦作润滑设备厂投入批量生产，已经在电厂投入使用。由于采用了PLC进行控制，系统结构紧凑，节省能耗，扩展灵活，便于维护，另外还可以根据需要配置相应的通信模块很方便地组成集散式控制系统。因此不但大大地tigao产品的技术含量和自动化水平，而且还极大地tigao了企业的生产效率和经济效益，非常具有推广价值。

1 引言
　　船舶自动化领域的一个重要组成部分是主机遥控系统。目前主机遥控系统技术方案多种多样，本文采用PLC工业控制网络来实现主机遥控系统的功能，具有经济性能好、硬件电路结构简单、工作安全可靠的特点。
在多PLC控制网络实现主机遥控系统设计的基础上，研讨主要设计整个PLC网络的总体结构和通讯方案，并通过通讯网络实现对主机的起停部分的自动控制及安保系统设计。
　　
2 主机遥控PLC网络控制总体结构设计及通讯方式的实现
　2.1 主机遥控PLC网络控制总体结构设计
　　PLC控制网络用于主机遥控系统的控制，包括两台S7-200PLC。其中一台用于主机起停和转速调节控制，安装在机控室;另一台用于完成电子调速器的任务，安装在机舱。另设计算机作为监视平台，用来监视整个系统的重要信号。
　　 整个网络的主要设备为:两台S7-200PLC、一台微型机、网络连接器、PC/PPI电缆、RS-485电缆。
　　根据总体通讯设计思路，我们的总体结构图设计如图1。

　　如图，主站PLC通讯口出来地总线分别通过网络连接器和PC/PPI电缆和从站PLC以及计算机通讯。主从站之间通过RS-485总线进行PPI协议通讯，主站和计算机终端通过PC/PPI电缆进行自由口通讯。从主站PLC通讯口出来连接上网络连接器，是为了隔离，以免计算机RS-232口损坏。通过网络连接器出来地线以及RS-485信号A和B通过比较高低电平与从站进行通讯。同时通过PC/PPI电缆的连接口引出5针通过RS-485和RS- 232转换成3条线分别为接收、发送和地线，与计算机进行通讯。S7-200PLC通讯口的引脚分配见附表。
　　附表 通讯口引脚分配

　　按照以上方案所进行的系统设计完成之后，实际的通讯效果达到设计要求，从站PLC和计算机终端基本上能在20ms内获取主站送来的信息。

3 主机遥控系统的设计
　　3.1 起停部分的设计
　 作者在设计过程中选择的对象是常见的B&M低速机，起停控制主要包括5个部分:起动控制，慢转控制，停车控制，重复起动控制。以正车起动为例，系统须针对两种情况:停车情况下的起动和正常反向起动，都能确保正车起动电磁阀的通断，同时还须判断重复起动的状态，正车起动的程序流程如图5 所示。

　　慢转控制所要考虑的情况分别是主机停车时间超过30min和电源断电后恢复供电两种情况。在主机转过一圈或有紧急操纵信号的情况下，可以撤消慢转控制。停车控制所要考虑的情况共分4种:停车指令,故障停车信号,车令与运转方向不一致以及起动电磁阀工作期间。重复起动控制又分为4个子程序:起动时间监视子程序，换向时间监视子程序，起动间歇延时子程序和重复起动次数计数子程序。以上程序流程图由于篇幅所限，在此不一一赘述。
　　3.2 转速控制部分的设计
　 本设计是用模拟量输入模块EM235来读取车钟指令和转速反馈。PLC主站首先读入模拟量，通过三次移位，可以得到12位的数字信号，然后通过定时中断程序对输入量进行数字滤波，滤波后的数据将与由外电路所确定的正常信号电压范围比较，可判断车令电位器的三个接线端有无断线故障，在确保信号的正常之后，再经过各种限制处理，限制环节主要包括临界转速限制，加速度限制和负荷程序限制，限制处理后的结果后通过PPI通信协议发送给从站PLC电子调速器进而控制主机的转速。转速限制处理程序流程图6所示。

　　本设计的另一个任务是读取转速反馈值并对其进行处理，经过处理后得到主机的各种运行状态，包括主机正反转的换向转速，发火转速以及加速转换点，一方面得到起停控制所需要的主机状态信息，另一方面使监测平台能实时监视，直观地反映出目前主机的状态，同时能显示出整个转速变化过程。

1 系统简介
    为改善生产环境，沱牌公司投资清洁水技改工程并建成一座日产水2.5万顿的供水系统，分别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池。根据公司用水需求特点，从抽水泵系统过来的水一部分直接供给生产用水部门，一部分则需通过加压泵输送到高位水池，而供给生产用水部门的水压与供给高位水池的水压相差较大。同时高位水池距抽水泵房较远达十多公里，高位水池的液位高低和加压泵系统的设计以及如何与抽水泵系统“联动”也是较难解决的。
    鉴于以上特点，从技术可靠和经济实用角度综合考虑，我们设计了用PLC控制与变频器控制相结合的自动恒压控制供水系统，同时通过主水管线压力传递较经济地实现了加压泵系统与抽水泵系统“远程联动”的控制目的。
2 系统方案
    系统主要由三菱公司的PLC控制器、ABB公司的变频器、施耐德公司的软启动器、电机保护器、数据采集及其辅助设备组成（见图1）。 

2.1 抽水泵系统
    整个抽水泵系统有150KW深井泵电机四台，90KW深井泵电机两台，采用变频器循环工作方式，六台电机均可设置在变频方式下工作。采用一台150KW和一台90KW的软起动150KW和90KW的电机。当变频器工作在50HZ，管网压力仍然低于系统设定的下限时，软起动器便自动起动一台电机投入到工频运行，当压力达到高限时，自动停掉工频运行电机。一次主电路接线示意图见图2所示。

系统为每台电机配备电机保护器，是因为电机功率较大，在过载、欠压、过压、过流、相序不平衡、缺相、电机空转等情况下为确保电机的良好使用条件，达到延长电机的使用寿命的目的。
    系统配备水位显示仪表，可进行高低位报警，同时通过PLC可确保取水在合理水位的水质监控，同时也保护电机制正常运转工况。
    系统配备liuliang计，既能显示一段时间的累积liuliang，又能显示瞬时liuliang，可进行出水量的统计和每台泵的出水liuliang监控。
2.2 公司内不同压力供水需求的解决
    为稳定可靠地满足公司内部分区域供水太力（0.4~0.45Mpa）低于主管网水压力（0.8~0.9Mpa）的要求，配备稳压减压阀来调节，可调范围为0.1~0.8Mpa。
2.3 加压泵系统
    由于抽水泵房距离高位水池较远，直接供水到高位水池抽水泵的扬程不足，为此在距离高位水池落差为36米处设计有一加压泵房，配备立式离心泵两台（一用一备）电机功率为75KW，扬程36米。该加压泵的控制系统需考虑以下条件：
    （1）若高位水池水位低和主管有水，则打开进水电动蝶阀和起动加压泵向高位水池供水；
    （2）若高位水池水位满且主管有水，则给出报警信号并关闭加压泵和进水电动蝶阀；
    （3）若主管无水表明用水量增大或抽水泵房停止供水，必须开启出水电动蝶阀由高位水池向主管补充不。
    像抽水泵一样，我们为加压泵配备了软起动器和电机保护器，确保加压泵长期可靠地运转，同时配备了高位水池的水位传感器和数显仪和缺水传感器。
    为保证整个主水管网的恒压供不，当高位水池满且主水管有水时，加压泵停止，此时主管压力将“憋压”，终导致主管压力上升，并将此压力传递到抽水泵房，抽水泵的控制系统检测到此压力进行恒压变频控制，进而达到整个主管网的恒压供水，这是整个控制系统设计的关键。
3 系统实现功能
3.1 全自动平稳切换，恒压控制
    主水管网压力传感器的压力信号4~20mA送给数字PID控制器，控制器根据压力设定值与实际检测值进行PID运算，并给出信号直接控制变频器的转速以使管网的压力稳定。当用水量不是很大时，一台泵在变频器的控制下稳定运行；当用水量大到变频器全速运行也不能保证管网的压和稳定时，控制器的压力下限信号与变频器的高速信号同时被 PLC检测到，PLC自动将原工作在变频状态下泵投入到工频运行，以保持压力的连续性，同时将一台备用的泵用变频器起动后投入运行，以加大管网的供水量保证压力稳定。若两台泵运转仍，则依次将变频工作状态下的泵投入到工频运行，而将另一台备用泵投入变频运行。
    当用水量减少时，首先表现为变频器已工作在低速信号有效，这时压力上限信号如仍出现，PLC首先将工频运行的泵停掉，以减少供水量。当上述两个信号仍存在时，PLC再停掉一台工频运行的电机，直到后一台泵用主频器恒压供水。另外，控制系统设计六台泵为两组，每台泵的电机累计运行时间可显示，24小时轮换一次，既保证供水系统有备用泵，又保证系统的泵有相同的运行时间，确保了泵的可靠寿命。控制系统图见图3。

3.2 半自动运行
    当PLC系统出现问题时，自动控制系统失灵，这时候系统工作处于半自动状态，即一台泵具有变频自动恒压控制功能，当用水量不够时，可手动投入另外一台或几台工频泵运行。
3.3 手动
    当压力传感器故障或变频器故障时，为确保用水，六台泵可分别以手动工频方式运行。
4 实施效果
    实际运行证明本控制系统构成了多台深井泵的自动控制的经济结构，在软件设计中充分考虎变频与工频在切换时的瞬间压力与电流冲击，每台泵均采用软起动是解决该问题关键。变频器工作的上下限频率及数字PID控制的上下限控制点的设定对系统的误差范围也有不可忽视的作用。
    ①采用变频恒压供水，消除了主管网压力波动，保证了供水质量，而且节能效果明显，并延长了主管网及其阀门的使用寿命。
    ②用稳压减压阀经济地解决了不同用水压力的问题。
    ③拓宽运用变频恒压控制原理，较好地解决了加压泵房与抽水泵房的远程通讯总是并达到异地连锁控制的目的。
    ④在抽水泵房设置连续液位显示，并将信号传与PLC，防止泵缺水烧坏电机，设定的取水位置，确保水的质量。
    ⑤电机既有电机保护器，又有软起动器，克服了起动时的大电流冲击，相对延长了电机制使用寿命。
    ⑥由于采用PLC控制的压力自动控制，可以实现无人远程操作，系统的PLC预留有RS485接口，可与公司总调度室计算机网络进行连接。
    ⑦由于系统采用闭环恒压控制，电机在满足主水很容易网的压力的前提下，节能效果显著，年节电61万度，折合为人民币36万元。
    ⑧通过采用变频器控制，可在不同季节、节假日、日夜及上下班等全面调控水量，按日节水100吨计，则年可节水36500吨