承德西西门子S7-300代理商

1前言 

    随着我国经济的高速发展，用电量的日益增加，配电的安全可靠性日益重要。配电网络由配电变压器、配线柜及配电线路构成，配电变压器的安全可靠决定了配电网运行的安全可靠。由于配电变压器分布分散，干扰大，配电变压器之间通讯比较困难，用常规的自动化监测手段难以实现大量配电变压器参数的集中监测。当配电变压器出现故障或者遭到人为破坏的时候，例如出现超负荷运行等情况时，无法及时反映到监控中心，容易造成巨大的损失。本文所述的配电变压器智能化远程监控系统为解决上述问题提供了一套可行的方案。

2系统功能
1. 保护监测功能：变压器电流差动保护、变压器差流速断保护、变压器过流后备保护、过电压保护、电流测量、电压测量、温度测量、功率因数测量、谐波测量。

2. 异常报警功能：遇有报警事件（断路、短路、过载、过热、欠压、停电等）发生时，在本地进行相应的处理，并通过DP模块发送报警信息到配有DP主站卡的中心管理计算机。中心管理计算机收到报警信息后，主动弹出警告窗口，告诉用户哪个监测点发生了报警类型以及解决措施，并提供报警数据。

3. 自保护功能：系统具有自检测和数据掉电保护功能。

3方案设计
    和利时公司的HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC具有良好的扩展性能、较高的性价比、良好的抗干扰性和丰富的指令。该方案采用HOLLiAS-LEC G3系列PLC进行数据采集和处理，如图1： 

    配电变压器智能化远程监控系统的每个DP从站对本地的配电变压器进行实时测量，包括电流、电压的过载情况，并对设备的运行参数进行在线检测，主要包括温度、压力的工作状态。然后通过DP从站通讯模块把数据传输到监控室的中心管理计算机上，完成整个系统的监控功能。DP从站包括一个CPU模块LM3107、1个4通道的模拟量采集模块LM3310、1个16路开关量输入模块LM3212、1个8路开关量输出模块LM3222和1个DP从站通讯模块LM3401。
每个DP从站通过Profibus-DP总线实现和DP主站之间的通讯。对于配电变压器工作状态的相关数据，模拟量由LM3310采集得到，开关量由LM3107和LM3212直接得到，在CPU模块LM3107里对采集到的数据进行相应的处理，作出各种保护措施，由LM3222输出开关量，然后LM3107将需要传送的模拟量和开关量通过DP通讯模块LM3401实时传输给DP主站。

4方案优势

本文提出的解决方案有以下的优势：
1.采用HOLLiAS-LEC G3 PLC检测配电变压器工作状态的相关数据，具有抗干扰性强、维护方便的优点。
2.HOLLiAS-LEC G3 PLC具有很强的通讯能力，对数据传输的实时性提供了保证。中心管理计算机通过Profibus-DP总线把每个配电变压器的相关数据进行汇总，并不断刷新实时数据库。
3.当配电变压器发生故障时，中央监控室能时间发现故障，并提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见。

5结束语
    该方案已经成功应用于北京地铁1,2号线的配电系统中，运行效果良好。调度人员可以对配电网中全部的配电变压器进行远程监控，监视配电变压器的实时状态参数。该系统不仅提高了工作人员的效率，对于提高整个配电网的安全可靠性也起到了重要的作用。HOLLiAS-LEC G3 PLC很好的抗干扰性和强大的通信功能保证了配电网的安全，从而大大提高了配电网的自动化水平，增强了配电网及地铁运行的安全性与可靠性。

1、概述
　　井场泥浆罐液位监控系统是在石油、天然气、地质矿产和盐业等钻井作业过程中必备的安全装置系统。为了确保人员和设备的安全，为了更加及时准确地了解井下的地质状况，通过向现场工作人员显示泥浆罐的泥浆液位，并自动预警生产中可能发生的井漏、井涌等危险征兆，避免事故发生，达到井场工作人员和设备的安全，从而实现安全生产、高效生产之目的。
　　随着计算机技术、控制技术和通讯技术的发展，和利时公司推出了一套技术先进、安全可靠的井场泥浆罐液位监控系统。要求严格的底层控制部份全部采用和利时公司生产的小型一体化PLC HOLLiAS-LEC G3系列产品，以保证系统运行的稳定性和可靠性。
　　本文介绍和利时公司小型一体化PLC HOLLiAS-LEC G3系列产品用于井场泥浆罐液位监控系统的应用实例。
　　2、系统组成
　　系统由1块40点的高性能CPU处理器LM3108(24点开关量输入和16点晶体管输出)、2块4点模拟量输入模块LM3310、1个3.7寸的液晶显示屏MD204L（支持4行×12中文字符显示）和功能强大的上位机组态软件Focsoft 3.1组成，实现对钻井泥浆液位监控和井涌、井漏异常显示与报警及数据归档存储等功能，完成PLC自动化控制以及计算机自动化管理。

　井场泥浆罐液位监控系统的泥浆罐管理数量为1到8个，用于检测泥浆罐储液量的传感器在每个泥浆罐上采用1个非接触式超声波液位传感器，大可有8路模拟量输入被LM3310采集。CPU模块上的两个串行通讯口分别连接上位计算机和数据显示器MD204L，用于对PLC编程和传输数据。
　　井场泥浆罐液位监控系统由上位计算机监视系统和下位PLC两部分组成，上位监视系统主要完成对现场设备运行参数的监视、处理和存储，PLC 主要完成数据的采集和对现场设备的控制。
　　上位监控计算机接收PLC上传的泥浆罐液位数据，并对数据进行处理，以数值和图形的方式显示设备运行状态和运行参数。若运行参数或运行状态发生异常，系统对异常数据进行报警，提醒工作人员进行处理。
　　3、系统主要功能
　　1、 数据采集和处理功能
　　系统能实时测量各个（多8个）泥浆罐的液位、储液量、总储液量和变化量，并将数据进行分析处理。小泥浆体积变化量为±1立方米。
　　2、 显示与报警功能
　　A：多处（液晶显示屏、上位监控室）分别显示各个（多8个）钻井泥浆罐的储液量、总储液量和变化速度（即体积在单位时间内的变化量），并且还能滚动显示多个时间段的泥浆总体积（每条数据间隔1分钟）。
　　B：多处（液晶显示屏、上位监控室）同步异常显示与报警功能，报警采用声光报警。当泥浆液位超过设定的上限或下限时，当变化速度超过设定值时，计算机与显示报警器都将同时进行井涌、井漏异常显示和报警，提醒操作者注意并及时校对泥浆罐储液量，以便采取相应措施。
　　3、 数据存储功能及设定功能
　　系统将采集的数据传送到计算机数据库进行存储，能存储1年到3年的数据量，以便进行相应的数据分析处理。可任意设定需要使用的泥浆罐罐号，如果只用几个罐时（少于8个），在泥浆罐面的显示屏和计算机上显示正在使用的泥浆罐的罐号，只采集正在使用的泥浆罐的数据，不采集其它罐的数据。
　　4、 查询及打印功能
　　A、 系统能定时打印输出钻井泥浆罐液位数据报表，实时打印输出井涌、井漏异常显示与报警数据资料报表。
　　B、 可定时打印各泥浆罐体积、液位和总体积数据。
　　C、 可实时打印各泥浆罐体积、液位和总体积数据。
　　D、 保存的数据能在中央监控室的计算机终端上根据授权的不同随时调看和打印。
　　4、结束语
　　经过一段时间的调试和试运行，由HOLLiAS-LEC G3系列小型一体化PLC组成的控制系统已成功应用于某井场。实践证明，该系统功能完善、性能稳定、质量可靠，具有很好的性价比。在部分熔体直纺短纤维生产过程中,如何控制增压泵的转速,以确保纺丝计量泵前的压力稳定,保证纺丝正常连续生产,一直是困扰设备成套厂家及用户的问题,特别是在部分熔体直纺工艺生产线开车过程中这个问题尤为突出。济南正昊化纤在利用上海二纺机的首条7万t/ a短纤维纺丝成套设备进行生产的过程中,应用西门子S7400PLC、M ICR. 440变频器的特有功能及先进的控制理念,较好地解决了这个问题,已在实际生产中取得了成功。
1　工艺概述
　　济南正昊7万t/ a涤纶短丝生产线,是首条国产16万t/ a聚酯生产线的配套项目,采用了上海二纺机的纺丝设备,这也是条国产化生产线,其工
艺过程是:熔体出料泵→熔体分配阀→熔体增压泵→熔体分配管→纺丝计量泵→纺丝聚酯装置的熔体,通过熔体出料泵送出,经过分配阀分配,一部分送切粒机生产聚酯切片,另一部分送纺丝装置经增压泵增压后,经过熔体分配管分别
到32位纺丝计量泵进行纺丝。
　　短丝生产稳定的前提就是要保证纺丝计量泵前的熔体压力恒定,影响它的因素是计量泵的转速、纺丝位的多少、增压泵的转速及熔体的黏度和温度。
计量泵的转速是根据短丝生产能力的大小决定的,基本上是个定值;熔体的黏度和温度是根据生产的品种决定的,也是一个相对稳定值;纺丝位的多少由
组件及喷丝板的状况决定,肯定要定期更换。因此,保证计量泵前的压力稳定,只有靠增压泵来调节,而这个压力调节的好坏,也受聚酯装置提供的熔体量
影响。在以前引进生产线的情况,一般是靠在保证聚酯熔体生产量不变的前提下,以调整送往切粒机的熔体的量来保证纺丝增压泵前的熔体量是基本不
变的,确保调节增压泵的转速后,使纺丝计量泵前的压力恒定,所有这些控制是由聚酯装置完成的。而济南正昊的这条国产化生产线与之不同,提供给纺
丝的量由聚酯装置通过熔体分配阀的开度控制,增压泵的转速由纺丝装置控制的,其控制框图如图1所示。
2　控制方案概述
　　如图1所示,在这个方案中纺丝增压泵的转速不再由上游聚酯装置控制,而由纺丝厂自己控制,纺丝增压泵前的压力由聚酯装置的熔体分配阀的开度控制,其大小由聚酯装置的DCS根据纺丝增压泵后的压力及聚酯出料泵的转数决定。为了更好的监控生产状态,将纺丝装置的32台纺丝泵的运转状态引入聚酯装置并在DCS画面上显示。
　　随着PLC功能的不断增强、变频器技术的不断发展, PLC亦不是仅能处理开关量信号,一些模拟量的处理也能实现,对于转速的控制也变得越来越容易。本装置就是充分利用了这些功能,采用西门子S72400 PLC及MICROMASTER 420变频器,首先在纺丝泵前熔体分配管上采用高温膜片压力变送器测
得压力,并送至现场I/O 转换模块,处理后送PLCCPU处理,送至420变频器,由其P ID运算后输出控制纺丝增压泵的转速,实现了纺丝泵前的压力恒定,确保了纺丝生产的稳定。
3　控制方案的选定
　　众所周知,一个控制方案的成功与否,关键看其控制对象是否稳定,消除干扰是否平稳,极端情况下能否保证人身和设备安全。本装置按工艺要求需选
定纺丝泵前的压力恒定,并把它定为被调参数。现在就分析一下实际生产过程中影响这个压力的因素。从工艺过程分析可知, 32位纺丝泵的开停位数及其转速的大小,短丝增压泵的转速是直接影响因素,而管道内熔体的黏度、温度的变化对它也有影响。但是对于常规生产来说,品质要求是不变的。因此,影响品质的温度和黏度是不变的,产量也是固定的,决定产量大小的纺丝泵转速是一定的。,可考虑的因素就是增压泵的转速和纺丝泵的开停位数。开停位数是工艺根据纺丝的品质要求是否修板决定,因此选定增压泵的转速为调节参数,通过调节它的大小,克服由于修板开停纺丝泵位数引起的被调参数的变化。增压泵的转速又受什么影响呢? 增压泵是一个容积式熔体输送泵,每转输出的熔体质量的多少与其前面的熔体压力有关。压力越低,同样转速下输出的质量就越少,纺丝泵前管道的压力就会越低,所以它也影响增压泵的转速,从图1可以看出增压泵前的压力是由聚酯装置控制的。为避免增压泵前压力低,造成增压泵空转,设定增压泵前压力低报联锁,保证增压泵不被损坏,因为增压泵不能空转;为防止纺丝泵前压力过高,造成事故,设定压力高报联锁。
　还必须注意的问题是开停车过程,纺丝的位数变化很大,一般都是从几位逐渐增加到32位,或者从32位逐渐递减到全停。这样工艺要求过程比较平稳,否则因为压力波动大而引起上游聚酯装置生产的不稳定。本装置采用西门子M ICR420 型变频器特有的PID输出上下限值功能,手动设定输出上下限值,避免开停位的大变化,引起压力波动大;PID输出变化大可造成联锁停泵,即开车时不考虑纺丝泵前压力变化,手动设定P ID输出,使管道内熔体逐渐充满,压力慢慢上升,保证开停车过程的平稳过渡,当生产过程到达工艺需要的压力时,其特有的无扰动切换功能自动切换到自动控制状态,工艺过程完全自动化;反之,停车时采取相反的控制步骤。控制框图如图2所示。

4　控制功能的实现
　　在这里,纺丝泵前的压力根据现场管道情况,设定在8～12MPa, S7400CPU根据纺丝泵前管道上的高温膜片压力传感器测得的实际压力,通过计算比较将其偏差值送到M ICR440变频器,由其P ID模块处理给定一输出控制增压泵的转速,得以调整该压力,以满足工艺需要。为保护设备,M ICR440 变频器本身设计了P ID变化异常联锁停止功能。但这一点对开停车来说很是困难,在程序设计时激活其PID手动输出功能,在开停车时,在M ICR440 的控制面板上选择P ID手动输出有效,直接手动设定百分数控制变频器输出,满足工艺变化的需要。激活这个功能的同时,其无扰动切换功能同时启动,当工艺实际压力接近压力设定值时,M ICR440的P ID控制功能转换到自动控制状态,进行正常的P ID调节。
　　从控制概述中知道,本方案增压泵前的压力是靠聚酯装置的DCS控制的。为防止压力太低,增压泵空转造成损坏, S7400的比较功能根据泵前压力测量元件的输入值,输出一个压力低联锁信号,送到MICR440变频器使之输出增压泵停止信号,保证变频器不被损坏。同样当泵后压力高报时,也使增压泵联锁停止。这样就组成了一个完整的控制方案。
5　结语
　　PLC和变频器控制方案在该装置运行近1 a来,生产控制工艺运行稳定,产品品质好,开停车比较方便,得到了工艺操作者的认可。从控制成本方面来说,减少了上位机的投入,降低了设备投资,减少了维护工作量,并且缩小了控制的系统误差,对于纺丝工艺来说,控制回路少,控制较为单一,是好的选择。