西门子模块6ES7232-0HB22-0XA8接线方法
1、引言
随着中国经济的蓬勃发展，我国单位GDP能耗与欧美发达国家的差距越来越大，引起了政府及国民的极大关注，“十一五”规划已将节约能源作为国家实现可持续发展的关键措施，分别提出了“建立全社会的可持续发展能效目标”和“向低能耗方向有效调整产业结构”的战略方针。德维森科技（深圳）有限公司开发生产的 V80 节能专用 PLC——V80-M16MAD-LD 采用调压节能方式，可为整厂节能、路灯节能、楼宇节能提供整体的解决方案。
2、节能原理
2.1、灯光节能原理
路灯的供电电压随用电的峰谷而波动，在电压低于电压谷值UMIN和高于电压峰值UMAX时，发光效率降低，线路损耗和灯具热耗等无功功耗加大。路灯节能控制器检测输入电压/电流信号，并对路灯的供给电源进行优化控制，从而达到大程度节省电能的目的。同时，路灯节能控制器还具备智能控制功能。根据不同的策略进行路灯的分组开关控制。
因为各个地区的经纬度不同，冬天和夏天的光照时间也不相同。因此要根据不同地区、不同时令进行不同的开关灯策略设置。比方说黑龙江，在夏天在晚上 7 点左右开灯，而冬天在下午 4 点开灯，为了满足不同地区不同时段的不同要求，需要将全年分成 24 个以上的段，不同的时间段使用不同的开关灯策略。为满足客户对现场数据进行远程集中监控和本地参数显示调试的需求，目前，路灯节能控制器多数采用 RTU 或者 GPRS DTU 方式，其中后者相对而言在成本上更低，在可用性方面也更简洁便利。
2.2、整厂节能原理
整厂节能的实现方式与灯光节能类似，但增加了功率因数补偿和监控功能，同时，整厂节能需要对节能前与节能后的能耗进行记录和比较，例如，节能前全厂耗电为 13 万度/月，节能后全厂耗电为 10 万度/月，同时功率因数也较之前有所提高，这些都需要有相关的记录和分析数据，并得到用户的认同。
2.3、变频节能
变频节能原理是根据对电机转速的调整来达到节能的效果，如注塑机节能、空压机节能等。
3、系统设计
针对灯光节能、整厂节能、变频节能的需求，德维森科技（深圳）有限公司开发生产的V80-M16MAD-LD 节能专用 PLC 集成了调压调速节能所需功能，包括市电的电压、电流采集、调压节能器的控制、多种远程通讯方式（可选）、实时时钟、本地七段数码管显示和 LCD显示（可选）、本地轻触按键和 PVC 按键（可选）等。同时，M16MAD-LD 还保留了 PLC所有的固有特性，如高抗干扰能力、可编程性、各种标准的通信和 IO 接口、掉电保持等。
如上图所示，PLC 根据采集到的市电电压和不同的节能策略调节节能调压器的输出，同时可以通过 GPRS 的 DTU，将现场的数据传给远方监控室内的计算机，通过监控主机可以对现场的数据进行集中监测，并对控制策略作出及时调整。
4、功能和性能分析
4.1 市电采集
多数通用 PLC 的 CPU 模块本身不具备或具备少量的模拟量接口，而整厂节能和大型的路灯节能控制器则需要数量较大的模拟量接口。M16MAD-LD 多可以采集 7 路模拟量信号，7 路模拟量输入信号的类型包括：±10V、±20mA、热电阻等，可以满足大多数用户的
需要，例如，在整厂节能和大型的路灯节能器能够满足 3 路电压和 1 路或者 4 路电流信号采集的需求。
4.2 功率因数计算
对于整厂节能，功率因数测量是必不可少的，据了解，目前尚没有一种 PLC 支持功率因数的换算，而如果用单片机开发则会面临周期太长和精度太低的问题。
M16MAD-LD 的模拟量输入支持交流信号输入，AD 转换速率高达 300K，可以满足工频为 50Hz 的市电功率因数计算，同时，可计算三相市电的功率因数，并将数据上传供用户进行节能分析。
4.3 实时时钟
节能厂商如果采用独立的实时时钟控制器，必将引发成本上升和可靠性下降等不良后果。而 M16MAD-LD 内带实时时钟，包括年、月、日、时、分、秒、周，用户可以方便用户利用实时时钟进行不同控制策略的调整。
4.4 通讯功能
目前，节能控制对于通信和监控的要求越来越高，大多数的路灯节能用户要求在远方可以完成控制参数的调整，同时，还需要能在现场接屏进行监控，因为各家 RTU 与屏的通信协议不同，造成节能厂商的开发难度大大增加。M16MAD-LD 带有 RS232 和 RS485 两个通信口，都支持 MODBUS 从协议，RS485 支持 MODBUS 主协议和 FREE 协议，用户可利用这两个通信口与各种不同通信装置进行通讯，如 GSM、GPRS DTU、MODEM 等，另外还可与各种显示屏、监控软件、组态软件进行通信。通过通信接口还能对各种第三方的表计或者变频器进行监控，从而达到整合的目的。
4.5 多机联网
路灯节能控制器因为单控制器的控制量有限，需要多台控制器联网进行监控。多台M16MAD-LD 可通过 RS485 联网，交换数据，并可共用同一台 GPRS 与远端服务器通讯。
4.6 人机接口
M16MAD-LD 带 7 段数码管显示或 LCD 液晶屏显示，用户可以在 PLC 内编程设置显示内容。键盘接口多支持 4*4 的键盘矩阵，可以选用 PVC 薄膜按键或都轻触按键等进行用户自定义功能设置。
4.7 兼容功能
大多数普通节能控制器都不支持可编程，造成无法做到升级和现场维护。M16MAD-LD兼容标准 V80 系列 PLC 的编程软件和所有功能，如，支持梯形图编程，支持掉电保持功能，支持在线编程功能，支持远程监控功能等。
4.8 可靠性和电磁兼容能力强
节能控制器控制的是强干扰的大感性负载，如何提升系统的抗干扰能力成为了系统设计者为伤脑筋的问题。而 PLC 与其它用单片机开发的控制板间的区别就在于 PLC 是一个通用的工控平台，不仅具有标准的软件、通信、接口，而且其电磁兼容、环境测试也都是符合国家标准的，V80 系列 PLC 产品已通过 CE 认证，能够在各个方面满足客户的需要。
4.9 宽温工作范围
针对北方用户室外环境的需要，M16MAD-LD 可以在-40~85℃的宽温范围内进行工作，并保证性能与可靠性。
5、结论
根据市场需求，德维森科技（深圳）有限公司开发生产的 V80 节能专用 PLC——V80-M16MAD-LD 采用调压节能方式，可以满足整厂节能、路灯节能、楼宇节能等不同客户的实际需求。
目前，V80-M16MAD-LD 已应用在华南多家大型的节能设备厂商的设备中，并在可靠性、专用性和灵活性等方面都得到了用户的认可和好评。
随着工业自动化控制的发展, PLC在工业设备控制中开始得到推广应用. 现以玻璃瓶消毒生产线为例, 介绍系统配置及应用.
1. 工艺流程及要求
玻璃瓶消毒生产线设备示意图如图1所示, 玻璃瓶从入口处进入, 碰到传感器1, 启动走带机走带, 带动瓶从入口走向出口, 途经预热区、消毒区、冷却区, 只有进口风机、热风机、出口风机、排风机运转, 才能走带. 如入口处进瓶过快, 挤压传感器2, 则发出信号去停止前方设备停止进瓶, 如出口不畅, 传感器3发出信号, 停止走带机工作. 五个风机中只要有一个停机, 就停止加热器运行, 并报警显示. 检测风机不运行有传感开关装在风机的出口处, 风机变频器的故障输出点进入PLC, 走带机及各电机的空气开关跳闸接点也都进入PLC, 加热器装在炉子的中央顶部, 由热风机向下均匀扩散加温. 要求对不同型号大小的玻瓶进行不同温度的设置, 能显示各区的温度值, 并有反应温度的走势曲线图, 对于进风机、热风机、出口风机要有能检测其风压的数值显示, 以确定是否过滤网堵塞.
图1 生产线设备示意图
在正常工作时, 工作下班后, 当温度下降到100℃以下, 设备能自动关机, 如炉内还有瓶未处理完, 则启动夜间工作, 这样在100℃以下停机后, 还有进口风机, 出口风机工作, 以保证外部的灰尘不能进入炉内. 对于消毒时间, 由PLC采集出口处传感器的数据, 通过速度转化为时间, 来显示玻璃瓶在消毒区的消毒时间, 以确保消毒的可靠性. 设备在保障下, 要求能准确显示故障发生点及解决问题对策画面, 并有动画反映生产现场工作情况.
1. 系统配置
对于以上要求,选用德维森科技（深圳）有限公司的人机界面、PLC组成一个控制系统, 具体如下:
(1)人机界面: 真彩色10.4寸屏, 采用232口进行下载和编程, 采用RS422口和PLC通讯, 选用真彩能更好地反映现场景色, 动画逼真、美观.
(2)PLC选用ATCS PPC31系列, 该机具有256点输入, 输出功能, 1个RS232通信口和1个RS232/485通讯口, 是一种模块化机型, 可灵活配置功能模块及输入、输出点.
(3)输入选配IDD40十六点DC输入模块2块, 输出配1个ODA40十六点继电器输出模块.
(4)仿真输入单元采用IAD30八路输入模块, 输入三个风压模拟量值(4mA~ 20 mA).
(5)温度输入单元采用THM10五路带PID调节PWM输出温控模块1块, 采进三路:加热区、消毒区、冷却区的温度.
其系统构成如图2 所示.
图 2 系统配置图
1. 调试运行情况
该系统重要的是对消毒区温度精度控制的调试, 消毒区的加热系统采用五组电热丝单元加热, 其中一组为基本加热单元, 其它四组为PID温度调节加热单元. 以前该生产线采用OMRON PLC.当时的情况是：生产线试运行时, 出现温度曲线波动幅度过大(±8℃), 超过厂家要求的消毒温度波动指针(±2℃), 实际调试时采取了两个措施对温度波动幅度进行控制. 措施一: 采用双位PID温度控制系统堵住温度下降趋势, 当铂热电阻检测到消毒区温度低于设定温度1℃时, 通过双位PID温度控制系统使PLC将七组加热单元全部投入运行30秒, 然后通过铂热电阻检测消毒区温度, 由温控单元PID控制, 直到温度达到设定值为止. 措施二: 温度过调量的控制, 首先对消毒区温度进行检测, 如果温度大于设定值, PLC将七组加热单元全部强行切除, 并不断检测消毒区温度, 根据实际情况作出实时控制. 在现场通过对控制程序的某些参数作一定的修改, 并经过反复调试, 后温度控制精度完全符合厂家要求. 在对系统的调试中发现, 该控制系统完全可以通过对程序作进一步的修改、调试, 达到更高的温度控制精度.
在采用PPC31后，由于我们的THM10可以单独设定P,I,D值，因此很方便的就把温度稳定在正负1度内。超过了工艺要求。
该系统经调试后, 运行正常. 各方面性能指针均达到厂家要求.
该系统应用于玻瓶消毒生产线设备上, 对消毒度控制良好, 能对各区温度进行显示, 并对不同玻瓶的消毒温度进行设置. 现场故障一经发生能马上弹出一详细故障对策画面, 经现场工作情况看, 满足设计要求. 这个系统是一种智能化的专家对策系统, 增强了人机交互性, 提高设备的控制性能, 简化了操作柜设计, 提高了设备科技含量, 在市场上很有竞争力, 有很大发展空间.
1 系统需求概述
对110kV及以下电压等级升压、降压、联络变压器的故障及异常运行状态，应按规定装设相应的保护装置；并根据各侧接线、连接的系统和电源情况的不同，配置不同的相间短路后备保护，该保护宜考虑能反映电流互感器与断路器之间的故障。
2 推荐技术方案
2.1 110kV级变压器保护技术方案
针对110kV电压等级变压器保护功能需求，推荐如图2‑1和图2‑2所示的两种典型技术方案：
图 2‑1 110kV变压器保护技术方案一（主、后备一体化）
图 2‑2 110kV变压器保护技术方案二（主、后备保护分开）
2.2 110kV以下变压器保护技术方案
针对110kV以下电压等级变压器的保护要求，推荐如图2‑3所示的技术方案，
图 2‑3 110kV以下变压器保护技术方案
具体方案配置：
对于110kV电压等级的变压器，需要主、后备保护一体化配置时，推荐采用如图2‑1所示110kV技术方案一。
电量保护（主、后备）配置RCS-978EA；
非电量保护配置RCS-9661。
对于110kV电压等级的变压器，不需要主、后备保护一体配置的，推荐采用如图2‑2所示110kV技术方案二。
主保护为电流纵差保护RCS-9671，后备保护按各侧独立配置RCS-9681、RCS-9682。
变压器非电量保护配置RCS-9661，变压器保护装置可以按照成套保护装置组屏。
对于110kV以下电压等级的主变压器，配置RCS-9679变压器全套保护装置（含差动保护、带复压闭锁的过流保护、零序电流保护和非电量保护等）。
对于110kV以下电压等级的站用/接地变压器，配置RCS-9621变压器全套保护装置（含复压闭锁的过流保护、反时限过流，和非电量保护等）。
3 实现方案
3.1 110kV级变压器保护配置方案
主后备一体化（双重化配置）：
A柜 PRC78E-01A
内含：RCS-978EA 主变电量保护
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B柜 PRC78E-01B
内含： RCS-978EA 主变电量保护
RCS-9661 主变非电量保护及操作箱
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图 3‑1 110kV双重化配置图
独立主后备保护：
单面屏：PRCK-720
内含： RCS-9671 差动保护
RCS-9681 高后备保护
RCS-9682 低后备保护
RCS-9661 非电量保护及操作箱
图 3‑2 110kV主后一体化配置图
3.2 110kV以下变压器保护配置方案：
配置方案：主后备一体化
单面屏：PRCK-790
内含：RCS-9679 主变保护
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图 3‑3 110kV以下主变配置图
站用变系统配置方案
单面屏：PRCK-258
内含： RCS-9621 站用变保护
RCS-9621 站用变保护
RCS-9652 备自投保护
RCS-9663 操作箱
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图 3‑4 110kV以下站用变系统配置图
