西门子模块6ES7221-1BH22-0XA8支持验货
在空分生产装置中，空压透平机是重要的单体设备，是空分生产的，设备性能和过程控制的好坏，将直接影响生产的顺行。基于PLC的控制系统，具有模块化、无排风扇结构和易于实现分布等特点，很好满足了其控制的要求。
1. 工艺概述
空压透平机为离心式三级压缩机，传动装置为高压无刷同步电机。空气经过吸气塔消音除尘处理后，进入一级压缩机，经过压缩后，气体经过水冷却进入二级压缩机，再经水冷却和三级压缩后排出。
2. 系统配置及功能特点
2.1 硬件系统
（1）中央处理单元选用1块CPU模块，它具有大型的程序存储容量，并有多种总线接口接口，可以配制成分布的自动化结构，易于今后的系统扩展。智能化的诊断功能连续监控系统工作是否正常，并记录错误和特殊系统事件。
（2）接口模块共2块，用于多机架配置中主机架和扩展机架之间的连接，可扩展3个机架，各机架之间的大距离为10米。
（3）信号模块包括数字量输入模块7块、输出模块3块，模拟量输入模块2块、出模块2块。数字量输入/输出模块能自动诊断无编码器电源、无内外部辅助电压、模块参数错误、看门狗错误、EPROM故障、过程报警信息丢失等；模拟量输入模块能自动诊断无外部电压、组态参数错误、共模故障、短线、测量范围溢出等故障；模拟量输出模块能自动诊断无外部电压、组态参数错误、对地短路等故障。
（4）人机界面选用中文触摸屏, 用于实现用户对生产过程的监控和操作，界面十分友好。
贝加莱公司提供了丰富的I/O模块，以及带有众多并行接口并拥有可靠性能的CPU系列，较高的绝缘等级（防爆，防静电），以及优异的性价比。集成的系统解决方案降低了标记模块输入输出时所带来的潜在错误。只要任何一处发生变化，立即会在项目的个个层次反映出来，这样就能节省更多的时间投入到其他更重要的任务中，并且避免了控制系统开发阶段中会出现的差错，不仅**项目开发的质量而且增强了客户的竞争力
2.2 软件系统
（1）贝加莱集成一体的自动化编程调试工具Automation Studio允许用户使用IEC标准语言或者ANSI C编写多任务控制程序，支持统一字符编码，多层视图以及分布式网络，现场总线和串口通信。
（2）口令保护，多机口令保护可以使用户高度、有效的保护其技术秘密，防止未经允许的复制和修改。
3．系统通讯
系统的拓扑结构采用星形结构，在操作层使用高速以太网，而在低层采用CAN总线，RS422以及RS485进行通信。对于不同的控制对象，所有的控制器都具有智能，并且能单独的执行各自的任务。这就使得控制对象在交换信息时拥有故障保护功能。如果与高层通讯中断，那么这些对象就会根据控制器指派的算法进行操作，而这些算法是根据相应的安全措施进行设计的，这样一来就不需要让设备急停。这种结构能够使其中一个单元出现故障时仍能正常工作。
该套控制系统有如下特点：
－ 随着精度的增加可以进行动态调节
－ 在启动燃气透平时加强了可靠性
－ 详尽的诊断和错误分析－并行“孤岛模式”的操作。由于操作人员的快速干涉使机器的正常运行时间有了明显**。
－ 运用贝加莱公司的PLC和DCS技术能够灵活的实现在先修改和扩展功能。
－ 诸如性能**，燃料消耗，电能以及热能产值这些自动计算。对执行效率的实时评估使得主原料的品质能够及时调整，从而保证系统性能。
－ 用户能够随时干预，独立的调节各项参数。
－ 通过增加安全功能以及减少外部设备使得维护方式变得简便，维护周期变得更长。
－ 附加的操作，服务以及维护信息，使得用户能够在“指导模式”下对整个技术环境有一个总览，这样就能在紧急情况下明显减少决断次数。
细纱机是纺织厂的专用设备，具有前后两个辊子。由于前面辊子的速度比后面辊子快，从前辊子进去的粗纱在两个辊子之间得到拉延，从后面辊子输出的纱就变细了。花式纱不是均匀粗细，而是粗细相间。要得到粗细相间的纱，只需让后辊子的转速时快时慢即可。
1. 差动齿轮系的设计
来自于前辊子的转速经过齿轮减速后作为差动齿轮系的一个输入，另一个输入由两台伺服电动机通过机械合成而成，能实现启停500次/min。若两台伺服电动机不转，差动齿轮系输出到后辊子的为一个低于前辊子的均匀速度，此时细纺机纺出为普通纱。若两台伺服电机均启停250次/min，且启停时间错开，通过机械合成后为启停500次/min，此时差动轮系输出到后辊子的变化速度为500次/min，细纺机纺出为花式纱。
2. 控制系统硬件的设计
在纺纱过程中需要不断地改变纱的粗细、纱的长度和节距3个参数，要求伺服电机不断改变启停周期和速度，每种纱常有300多种变化组合，参数要求方便进行调整，而且工作环境较恶劣，可靠性要求高。
伺服系统电机采用低惯量永磁同步电机。两套伺服系统的速度控制号由PLC模拟量I/O模块输出控制。两套伺服系统的启停控制信号由PLC扩展的脉冲输出模块输出端控制，其相位相互错开。
为了调节纱的粗细、长度和节距，PLC需要不断检测前辊子的速度，根据设置的参数和检测的前辊子速度计算出后辊子的速度和开关频率。前辊子速度和伺服电机速度的检测采用光电编码器，其输出的脉冲信号输送到PLC的高速计数模块进行计数从而得到前辊子的速度以计算伺服电机速度和开关频率。另外PLC选用绝缘型通讯用适配器与工控机进行通讯，以实现参数的设置和监控。通过HMI，单独机器部件的状态用图表界面简单明了的变现出来，使得操作和配置更加容易。
贝加莱X20系统能够实现高速低成本的I/O控制，降低了线缆的费用，其模块化设计让系统具有超群的扩展能力，紧密的硬件设计则节省了面板的安全空间。
3．程序设计
速度检测采用M法测速，在固定的时间间隔Ts内读取速度信号的脉冲数从而计算出转速的大小。串行通信模块数据传送利用RS指令，其与工控机进行串行通信时可以设置数据长度、奇偶性、波特率、停止位等。D/A模块具有电压输出和电流输出两种形式。数模转换模块采用FROM，TO指令，其中FROM控制A/D输入，TO控制D/A输出，编程指令包含选择数模转换通道和输入输出数据存放单元，设置数模转换命令，输出或读入转换结果等。
贝加莱系统每一个完整的控制系统的操作配置都集成在一个自动化软件Automation Studio中，不仅加快了工程进度也节省了成本。
4．结论
该纺织专用细纱机控制系统采用PLC加差动齿轮加伺服电机的设计，后辊子速度变化频率可达500次/min，充分满足了细纱机生产的需要。运行表明，该系统设计合理、工作可靠
作为提供多面无线设备站的工业者和美国大的无线通讯塔运营商之一，SpectraSite通讯公司也是现实世界设备远程管理的改革者。总部位于北卡罗来那的Cary，SpectraSite拥有并管理15000多个站点，包括分布在美国100个无线市场的3000多座通讯塔。SpectraSite是在像全国范围内的旅馆连锁店这样的建筑设施内**无线场所的创建和管理的主要推动力。除了它在无线站和无线通讯塔领域扮演领导角色以外，SpectraSite的广播部也拥有并管理大量的全国市场的AM/FM/TV转换塔。
通过在标准的SNAP-IT监控和控制方案方面和Opto22合作，SpectraSite已经大大节约了它的分散和快速增长的资产的管理成本，并且扩展了它为客户提供现场服务的能力。
向着**的多服务通讯塔发展的趋势
在过去的几年里，无线业发生了戏剧性的转变，从过去的运营者购买并管理安置他们的天线和设备的塔这样一个情形转变到运营者从向SpectraSite这样的第三方**塔的空间这样一种费用更为低廉的商业模式。由于建一座塔平均要花费大约250000美元并且一个全国性的服务体系也至少需要10000个现场点，许多运营者已经发现拥有并管理这样一个大的资金投入库不是一个好的利用财务资源的方法。
除了能够**个体运营者的经济效益，通过几个运营者在同一座塔中**地点各自使用他们的天线这样一种多租户的方式，向**转换的发展趋势也可以使整个工业受益。这种多用户**的分配方式，不仅可以使多个运营商分摊全部的地点费用，也可以在大面积的地理覆盖的基础将对环境的负面影响降到低，如果所有的运营者每个都建立自己的塔的地点，那对环境的破坏将是巨大的。
通过从运营者那里获得几千座现有的塔和积极地建立新的塔的基地，SpectraSite很快已经在飞速发展的无线地址**市场中树立了良好的形象。另外，SpectraSite在**地点的管理承包方面发挥了重要的作用，在像都市范围内的旅馆这样的建筑内使用现有的空间，而不是获得高额费用的地点或者建造新的塔将节省大量的成本。
首要的目的：塔上的灯要一直是亮着的
起初，SpectraSite紧迫的任务就是找到一个可靠的费用低廉的方法来管理飞机信号警告灯，每座塔的顶部都有这样的信号灯。由于飞行中固有存在的危险，美国联邦航空局（FAA）规定每座超过两百尺的塔和所有接近飞机场的塔上的灯都必须是亮着的。FAA另外要求所有塔上的灯都必须是连续监控的，任何事故都应该在30分钟内报告给当地的FAA飞行服务中心。严格执行这些标准是必须的，不仅因为可能会规章的制裁，也是从责任角度考虑的，因为假如不遵守操作章程可能会造成灾难性的飞机事故。
由于地理位置的影响和塔的数目的连续增长，通过人力来监控和报告塔灯的情况很快变得不现实了，并且费用也太昂贵了。以前，运营者通常将塔的监控设备和他们用来管理无线电设施的系统连在一起。然而，作为第三方的管理者，SpectraSite需要一个鲁棒性的完全独立的机制来远程监控塔的状态。
进一步的目标：发展综合性的远程监控系统
用SpectraSite的首席信息官员Brian Dietrich的话来说，“尽管我们紧迫的任务是能够可靠地低成本地监控每座塔的灯的情况，但是我们也很快意识到一个机会，就是把同样的技术手段应用到其他功能的监控管理上去。例如，通过多个运营者在同一个地点维护设备的屏障，远程监控每个租户权限的能力也是一个有效的保障现场安全的手段。”
综合性的远程监控和控制体系能够为使用现场的无线运营者提供更好的服务。例如，运营者通常是安装维护个体的后备电源。现在随着在一个塔的地点多租户模式的应用，SpectraSite能够提供一个单一的远程监控的共享电源以满足所有租户对后备电源的使用要求。这样一种模式不仅会改变先前在同一地点使用多余电源而造成的空间浪费的情况，而且在降低每个租户所花费的费用的同时也增加了SpectraSite的收益。
尽管像地址权限和后备电源监控这样的事情很快就被想到了，但是SpectraSite队伍也很快意识到继续**和加强他们自己的机会。结果远程监控被确定是非常重要的不能转给其他的公司去做，内部系统也需要发展以考虑变化的要求。由于提供稳定的和开放的**环境以满足30年运行的需要，SpectraSite致力于建立一个不会承担因铲车变换而导致的额外费用的监控和控制系统，以满足未来的需要。
在综合考虑了各种方案后，SpectraSite选择Opto 22基于标准管理方案的SNAP-IT作为满足他们控制需求的优系统。SNAP-IT技术也能提供满足未来要求的为弹性的方案。
SpectraSite主要的技术要求包括：
l 处理大量控制现实世界的输入量的灵活性
l 现场积累数据及根据预先设定的标准启动/警戒的能力
l 容易编程实现各种条件下远程控制设备的独立操作
l 对各种数据传输机制的高度兼容性
“本质上，我们需要一种自主式的远程控制方案，能够适应各种现场控制的
要求，也给我们多种选择回收数据到我们的中心站”，Dietrich说，“例如，地球上的任何一个地方都可以使用卫星通信，卫星数据传送是典型的按字节传送的方式，这对像关于通信塔顶灯故障警报这样小量数据的不连续传送通常是一种相当经济的方法。相反，对那些要传送循环数据这样新的应用，比如连续的刷新存取列表或者自动检测和开动发动机，使用卫星宽带可能就是昂贵的。Opto22 的SNAP-IT的基于标准的通信接口可以容易地满足我们目前和将来的数据传送和频带要求。”
远程站的集中分析和管理
在SpectraSite的工程师评价远程监控方案的同时，他们也在和Opto22的商业合作伙伴咨询服务公司（PCS）合作，开发集中系统，以管理与远程站有关的整套的技术和商业问题。那时PCS在建议用Computer Associate公司的Unicenter软件管理SpectraSite的IT基础结构。通过无线管理软件和PCS的7×24的主导能力把SNAP-IT和Unicenter的网络管理能力紧密结合在一起，两个公司能够提供一个连接现场操作的商业要求和IT的端对端的解决方案。
在初的通信塔灯的飞行测试和远程访问管理应用之后，决定投资两个公司提出的管理SpectraSite全国的通信塔的方案。在决定做出不到六个星期之后，个SNAP-IT监控塔就投入运行并在PCS网络操作中心外监控状态。通过调节SNAP-IT安装和模式化的难易程度，SpectraSite到2001年第二季度已经成功地将1000多座塔改造成新的系统。
未来的方向和机会
建立在Opto22/PCS方案的基础上，SpectrsSite现在能为它的客户提供大量的选择。由于提供变化的各种服务要求大量的物理空间和技术服务，许多无线站现在转移到一种能在共享的屏障里结合多用户设备的共站模式上来。相似的，在SpectraSite的建筑组里，位于现存的旅馆或者传统设备内的站点经常包括共享的空间或者共享的设备架。在这些情况下，SpectraSite能任意地调整SANP-IT的可编程性和可配置性，能够完美地监控一些关键的点，比如加热、空气调节和通风；电源；安全性；假如必要的话，甚至可监控机架级的访问。SpectraSite在SNAP-IT设备所建立的标准已经在SpectraSite和它的客户的远程监控、管理和控制方案方面打下了一个牢固的基础。更重要的是，当商业要求变化的时候，所敷设的SNAP-IT技术能任意地适应任何新的监控或者通讯要求，不需要大规模地改进或者拆除现存的设备
概述：
随着工业污染，环境破坏的日益严重，水处理是长期以来倍受关注的领域之一，它是改善居民生活环境、**人民健康水平的重要手段。同时随着科学技术的发展，人们对设备自动化程度的要求越来越高，制水系统的自动控制逐渐被接受、推广和普及，并得到了迅速的发展。水处理设施采用自动控制，不但可以减轻水处理操作人员的劳动强度，减少操作人员人数，实现减员增效。更主要的是可以确保水处理后的水质，还可以确保设备的安全运行，延长设备的使用寿命，从而降低生产成本，可以说是一举多得的好事，是我国水处理行业的发展方向。
项目背景：
给××企业实施一套生活用水以及饮用水的净化处理系统。
水处理原理部分：
本系统所采用的水处理方法：
1） 曝气：
作用：去除溶解气体。
2） 化学氧化
作用：氧化无机阳离子，破坏有机物。
3） 粒子层过滤
作用；去除胶团及微粒悬浮物
4）储存
作用；调节水量，水自净
5）辐照
作用：杀灭病菌、病毒、催化氧化。
6）活性炭吸附
作用：去除溶解的有机物。
7）离子交换
作用： 去除溶解盐分。
8）微滤
作用：去除微细颗粒物
9）反渗透
作用： 去除溶解盐成分。
本系统采用紫金桥监控组态软件作为上位机软件和PLC来进行控制和显示。
1）紫金桥监控组态软件
紫金桥监控组态软件强大的组态界面可以直接形象模拟、显示，监视现场的的工作情况，工作程序，实时的数据以及对意外情况的处理。
2）PLC可编程控控制器
PLC（Programmable Logic Controller）是计算机家族中的一员。是为工业控制应用而设计制造的，它主要用来代替继电器实现逻辑控制，随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，PLC的主要特点：（一）高可靠性；（二）丰富的I /O 接口模块；（三）采用模化结构；（四）安装简单，维修方便。应用于在航天工业，农业、水利工程等领域。
净化水处理的自动控制包括一下几方面的内容：
1）设备自动启停
当位于制水工序后的产水箱液位低时，自动启动制水工序设备运行。当水箱液位高或前工序无水时，可设置为自动停机，或切换系列，或制水工序无法启动。此外，遇报警或其他故障时，也会自动停机并切换设备系列。
2）设备的自动清洗
当制水设备上的定时仪、差压仪、累积**仪达到设定值，设备自动停止运行并实现清洗反冲工序。
3）自动显示功能
实时显示设备的运行状况，并且在组态界面上进行控制。
4）自动保护功能
无水、发生故障会自动保护。
5）自动恒压供水
主要是在终端出口，有的系统要求恒压供水。
具体实现方法：
自动控制主要通过可编程控制器PLC来实施的，但是即便是能自动控制的制水系统，也可以手动控制，根据实际需要可以选择。
1）水罐控制
控制具有一些共同的特点，一般设置高、中高、中低、低四个液位开关。
当水箱液位到高液位时，要停止制水。
当水箱液位到中高液位时，一切正常使用。
当水箱液位到中低液位时，应发起信号，使前级制水。
当水箱液位到低液位时，关闭后级水泵，后级设备停运，以防止水箱被抽空，水泵烧坏，同时发出报警信号。
2）阀的控制
本装置使用的是电磁阀，通过自动控制电磁阀的开通或断流来变换制水、清洗反冲的工序。
电磁阀的特性
① 具有使用方便、启闭迅速、性能稳定等优点，实行远程及自动控制。
② 是一种先导式即二次开阀常闭电磁阀，当未通电时，导阀口与导阀活动铁芯在自重和弹簧的作用力下而处于关闭状态。
③ 通电时，产生磁力，活动铁芯受电磁力的吸引克服了自重与导阀弹簧的压力而上升，膜片上方作用力减小并低于膜片下方所受的力，膜片在差动力的作用下克服了自重阀芯弹簧而开启，使主阀形成通路，电磁阀处于开状态。
④ 当电源断开，磁力消除，导阀口关闭，阀芯膜片受向下的压力差而关闭主阀口，主阀形成断路，电磁阀处于关闭状态。
3）锰砂过滤器的控制
当需要锰砂过滤器启动运行，PLC发出信号。锰砂过滤器在工作工序切换时，应是定时反洗、反冲。
4）石英砂过滤器的控制
对石英砂过滤器的控制和锰过滤器的控制相同。就不重复了。
对变频恒压供水的控制
泵的制控
我们这里是采用的变频泵，谈一下对变频泵的控制。
一般泵的功率是一定的，**和压力成反比，**越大压力越小。但会遇到一些情况，用户的用水量变化大，这时候压力就会变化。用水量大压力小；用水量小压力大。但用户又要求恒压供水，这时候就在泵出口管道内设压力传感器，把信号传给PLC，PLC控制变频器改变泵的转速来调节出水**，从而保持泵的出水压力稳定，实现恒压供水。另外还会有一种好处，那就是省电节能。
具体的是通过安装在出水管网上的压力变送器，把出口压力信号变成4-20mA的标准信号，送入PLC的端口进行PID调节，经运算与给定压力参数进行比较，得出一调节参数，送给变频器，由变频器控制水泵的转速，调节系统供水量，使供水系统管网中的压力保持在给定压力上，当用水量超过一台水泵的供水量时，通过PLC控制切换器进行加减泵。根椐用水量的大小由PLC控制工作泵的数量的增减及变频器对水泵的调速，实现恒压供水。当供水负载变化时，输入电机的电压和频率也随之变化，这样就构成了以设定压力为基准的闭环控制系统。此外，系统还设有多种功能，尤其是硬件/软件备用水泵功能，充分保证了水泵的及时而正常供水。
对饮水用净化水的控制：
采用PLC控制，采用智能型微机作数据处理。
3） 控制方式采用手动、自动两种控制方式。
① 手动
各控制阀门的开关、水泵的启停都可由控制盘上的按扭控制。
② 自动
整条制水线、工艺过程的运行、启停，都由PLC自动控制，不受人为干预。
主要控制输出功能
系统可根据各种信号和流程，来控制中间水罐、**泵、活性炭、软化器、反渗透、纯水灌等单元的自动工作和自动程序。
上位机监控组态软件实现的功能：
本系统采用紫金桥软件公司的紫金桥监控组态软件，通过RS-232串行通讯口使PC机与PLC进行通讯。
通过紫金桥组态软件可以对工艺过程进行实时监控。紫金桥组态软件的数据库提供了各种类型的点，在整个水处理的工作过程中，方便各个类型点的控制。上位机对电磁阀的控制就必须通过数字数值输出块来进行，每个阀门的控制对应了相应的数字输出节点。因此，上位机不仅能接受来自PLC的控制信号并以动画的形式进行显示，而且还能够通过通讯端口向PLC发出控制命令，对现场进行控制。通过模拟块，上位机通过通讯端口可以从PLC上读取来自控制现场的仪表所采集到的压力和**的实时数据，在上位机上实时地显示出来，并对系统出现的故障能及时报警，同时还可以保存历史，绘制历史曲线，自动生成报表等等。
