佳木斯西门子S7-1200代理商

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。

一、系统概述
　　半自动双盘研磨机主要用于研磨零件的平面和圆柱面。可以广泛的用于油泵油嘴厂、柴油机厂、量具刃具厂、模具厂、仪表厂……用于研磨轴承滚柱、轴承套圈、销轴、量规、密封环、阀体等零件。目前该机床大量应用于轴承厂轴承套圈端面的研磨加工。

二、控制要求
　　机床的动作要求：机床有上、下两个研磨盘，用来进行零件的加工，要求独立控制，可以分别进行点动、方向控制以及无级调速；机床有偏心轮盘，用来控制零件在加工的过程中进行自转，要求可以进行点动、方向控制以及无级调速。
　　机床是立式结构，有一个悬臂，用来承载上研磨盘，其动作有摆入、摆出，放松、夹紧，以便于加工完毕的零件的装卸，上研磨盘有上升、下降动作，机床还有几个压力控制，分别是初压，主压，精压，这些动作都是通过液压电磁阀控制的，并且有一定的时序和定时要求。
　　机床是有手动、自动和修整三种工作模式，手动模式是用来对机床调整以及进行单个零件加工，自动模式是在机床调整好了之后，进行批量生产时用的模式，修整模式是在对磨损砂轮的修复时使用的。因为使用的模式及动作较多，使用HMI来作为操作界面。

三、系统配置
1、设备清单

2、配置图

　　机床的控制是以艾默生EC20 系列PLC为核心，触摸屏作为操作界面，变频器作为执行机构。
　　HMI通过RS232与EC20 PLC的COM0相连，支持MODBUS协议。
　　EC20 PLC通过端口1的RS485网络控制3台变频器，支持自由口协议。

四、操作画面
1、手动操作

2、自动模式

3、修整模式

五、程序要点
1、与EVIEW触摸屏的通讯。通过CONTROLSTAR软件中系统块可方便设置端口0的参数。
PLC设置:

2、变频器控制采用子程序调用方式。艾默生EC20系列PLC采用结构化编程模式，1个主程序，多支持64个子程序，每个子程序允许16个参数调用。这样整个程序可读性好，结构清晰，由于同样的功能可以反复调用子程序，不需要重复编程，程序大大简化。另外，艾默生提供EC20与艾默生所有系列变频器的通讯子程序实例，供用户使用，无需用户自己编程。如下图左工程管理器：MAIN(主程序)、FWD(正转子程序)、FWDJOG(点动正转子程序)、READ(读变频器频率、转速、电流子程序)、REV(反转子程序)、STOP(停止子程序)、STOPJOG(点动停止子程序)、WRITE(给定频率子程序)

子程序调用如下图：
CALL READ ( C0 1 M1078 D1078 D1178 )
其中READ是子程序名，括号内为调用参数。
C0表示站号：CO=1,读台变频器频率；
　　　　　　C0=2,读第二台变频器频率；
　　　　　　C0=3,读第三台变频器频率。
M1078表示通讯完成标志，D1078表示通讯错误代码，D1178为读取的频率，只要改变C0的值，就能读取不同变频器的频率，非常方便。

六、总结
1、艾默生EC20系列PLC性能稳定，运行可靠，受到了用户好评
2、通过标配RS485网络控制变频器，降低了成本，安装维护方便，系统抗干扰性好。
3、EC20通过系统块组态网络，简单快捷。
4、艾默生提供的子程序功能大大缩短了开发调试周期，程序可读性好。
5、EC20在线修改和调试功能，简单方便，无步数限制，大大提高调试效率。

1、引言

气箱式脉冲袋收尘器是具有二十世纪九十年代先进水平的高效收尘器。它综合了分室反吹清灰和喷吹脉冲清灰等各类袋式收尘器的优点，克服了分室反吹清灰强度不够、喷吹脉冲清灰与过滤同时进行等缺点。本文介绍基于和利时公司HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC控制的气箱式脉冲袋收尘器的应用实例。

2、气箱式脉冲袋收尘器的工作原理

国内某水泥厂有一套气箱式脉冲袋收尘器。该收尘器共有9个分室，其中每个分室有1个提升阀和1个脉冲阀，共计18个控制阀。这些控制阀的分类如表1所示，接线图如图1所示。下面介绍控制阀的工作原理。

表1 气箱式脉冲袋收尘器控制阀的分类

图1 气箱式脉冲袋收尘器控制阀的接线图

首先进行分组。18个控制阀被分为A和B两个阀组，控制阀YV1~YV10组成阀组A，控制阀YV11~YV18组成阀组B，通过阀组选通继电器KA6来进行阀组A或阀组B的选通控制。

然后进行分类。18个控制阀是由提升阀和脉冲阀等两类控制阀所组成，每类控制阀各有9个。通过脉冲阀选通继电器KA7来进行脉冲阀的选通控制。

例如，如果阀组选通继电器KA6吸合，分室1选通继电器KA1也吸合，那么提升阀YV1动作，而脉冲阀YV2不动作。如果此时脉冲阀选通继电器KA7也吸合，则脉冲阀YV2也动作，实现分室1的清灰动作。其它分室的动作与分室1类似。

3、PLC控制系统硬件设计

该系统以前采用单片机进行集中控制，分室的清吹时间和喷吹脉冲依靠时间继电器来进行设定和修改。单片机程序的可读性差，系统不易维护，程序更改复杂。而且由于单片机控制系统的可靠性和抗干扰能力较差，在现场恶劣的环境下，该控制系统经常出现故障。我们对运行环境进行了现场考察和反复研究，在可靠性、稳定性、方便性等方面做了大量工作，采用先进、实用、可靠的PLC对多个分室进行集中控制，提出了基于和利时公司HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC的控制系统改造方案。

根据图1所示气箱式脉冲袋收尘器控制阀的接线图，通过对阀组和阀类的选通来控制某一个阀，因此，PLC控制系统只需使用7个开关量输出点就可以控制18个阀。此外，PLC控制系统至少需要自动起动和过载保护等2个开关量输入信号。考虑到此系统需要一定的备用I/O点，CPU模块选择带有24点开关量I/O的LM3107，其中开关量输入14点，开关量输出10点，完全满足系统要求。系统的I/O点分配如表2所示，PLC外部接线如图2所示。

图2 气箱式脉冲袋收尘器PLC外部接线图

表2 PLC控制系统的I/O点分配

4、PLC控制系统软件功能

改造后的PLC控制系统有手动和自动两种运行方式。

(1) 手动运行方式

当PLC检修或系统其它环节出现故障时，可以将控制系统随时切换为手动运行方式，通过手动转换开关、按钮和继电器等对收尘器进行控制。手动运行时，阀组的选择如图2所示，将手动/自动转换开关SA0扳到手动位置，通过阀组选通转换开关SA6选择要清灰的阀组。然后通过分室手动选通转换开关SA1~SA5选择分室1至分室9的提升阀，如图1所示。通过脉冲阀手动选通点动按钮SB1选择分室1至分室9的脉冲阀，如图2所示。

(2) 自动运行方式

如图2所示，将手动/自动转换开关SA0扳到自动位置，则PLC控制系统根据预先编好的控制程序，自动控制相关设备的运行。当控制系统给出自动运行的信号后，过载保护开关FR1用来自动检测系统的负载情况。如果系统发生过载，则禁止系统运行，并发出报警信号。如果没有发出报警信号，则系统延时5秒钟后进入自动运行状态。

分室1的提升阀1关闭（Q0.0和Q0.5输出）。2秒钟后，分室1的脉冲阀1动作（Q0.6输出）。0.15秒钟后，分室1的脉冲阀1停止动作（Q0.6停止输出）。8秒钟后，分室1的提升阀1打开（Q0.0和Q0.5停止输出）。

分室1动作结束后，延时5秒钟，分室2动作。

分室2的提升阀2关闭（Q0.1和Q0.5输出）。2秒钟后，分室2的脉冲阀2动作（Q0.6输出）。0.15秒钟后，分室2的脉冲阀2停止动作（Q0.6停止输出）。8秒钟后，分室2的提升阀2打开（Q0.1和Q0.5停止输出），

以此类推，直至分室9清灰结束，完成一个循环。下一个循环又从分室1开始清灰。如此循环执行清灰过程。

5、PLC控制系统的优点

气箱式脉冲袋收尘器控制系统的改造选用和利时公司的小型一体化PLC取代了原系统中的单片机，较大程度地提高了系统的配置，增加了系统的灵活性，能够更好地满足用户的需求。本系统有以下优点。

（1）连锁与保护

在系统中，相关设备的运行要求具有一定的连锁关系和时间顺序，这些功能由PLC的连锁程序完成，从而保证了系统的可靠运行，避免发生堵塞。

（2）灵活性

通过PLC面板的电位器，无须专门工具，也无须知识，一般操作人员可以方便地设定清灰的时间间隔。利用PLC的内部时间继电器取代传统的时间继电器，不但节省和简化了系统的硬件，而且计时更加可靠、准确和稳定。

（3）可靠性高

本系统的控制核心是和利时公司HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC，能够在恶劣的环境中长期、可靠、无故障地运行，接线简单，维护方便，隔离性好，抗腐蚀能力强，能够适应较宽的温度变化范围，平均无故障时间间隔（MTBF）大于15年。

（4）功能强大

和利时公司HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC的编程语言遵从IEC61131-3标准，易学、易懂、易用。除了具有传统的指令表、梯形图和功能块图等编程功能外，还具有结构化语言和顺序功能图等编程功能。和利时公司的PLC系统提供了多种应用功能模块，包括各种通讯功能模块、可以具体到年月日和时刻的多种定时器和超长时间继电器等，方便了各种功能的实现，有利于缩短开发周期和节省程序容量。

6、结论

改造后的气箱式脉冲袋收尘器PLC控制系统的实际运行结果表明，基于和利时公司HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC的控制系统达到了预期的效果，实现了对气箱式脉冲袋收尘器的控制，可以方便地更改收尘器的设定时间，减少了外部电路与元器件，具有先进、可靠、经济、灵活等显著特色。