西门子模块6ES7223-1BH22-0XA8库存充足

剪折弯控制器是结合了国内剪折设备的应用需求而开发出的专用数控系统。该系统以信捷 PLC作为控制器，采用5.7寸彩屏作为人机界面，性能，界面友好，操作方便。

图1：折弯机正面示意图

图2：折弯机侧面示意图

说明：

Ø  对两轴定位控制；对剪板机或折弯机的后挡料进行定位控制；对折弯机死挡块进行定位控制。

Ø  具有单向和双向定位功能，有效消除丝杠间隙。

Ø  具有退让逃料功能，避免后挡料装置与工件的干涉，减少磨损，提高定位精度。

Ø  开机时可选择自动搜索参考点功能。

Ø  具有断电位置记忆功能，对参数、位置及程序进行现场保护。

Ø  具有多工步编程功能，可以编程达99步，可实现多步自动运行，完成多工步零件一次性加工，提高生产效率。

Ø  可对多组工艺参数进行保存,更改产品时只需把原工艺配方调出。

画面示例：

（1）运行画面

（2）编程画面

（3）参数画面

一、 摘要
以云南大唐红河电厂辅控网系统为例，论述施耐德电气Quantum PLC在火电厂辅机系统中的应用。对Quantum系统的硬件、软件结构、工作原理进行了说明，阐述电厂辅控网模式在经济、管理上的合理性和技术上的可行性，并且根据江边取水系统重点介绍Quantum PLC的具体应用。
二、 概述
随着工业自动化技术的飞速发展，电力系统的进一步深入改革，电厂对辅控网系统自动化程度的不断提高 。在火力发电厂的辅机系统的设计中，一般是根据辅控设备的功能，按“水”、“灰”、“煤”三个系统设立了独立的集中监控网。但为了保证设备优质高效的运行、提高劳动生产率、提高运行人员整体素质，满足减员增效的要求，取消一般的“水”、“灰”、“煤”三个独立的监控网，只构建一个电厂集中辅控网的新思路，并把辅控网数据并入SIS系统中。
三、 工程描述
大唐红河电厂辅控网包括江边取水、生水石灰预处理、次氯酸钠、锅炉补给水、工业废水、凝结水精处理、炉内加药、含煤废水、输煤、燃油泵房、制氢、气力除灰、电除尘一共十三个子系统，全部使用Quantum PLC系统。辅控网对PLC有较高要求，主要有以下几个特点：
1、 由于电厂控制水平要求高，所以根据工艺段的重要级别，大部分子系统选用Quantum PLC双机热备系统；
2、 在满足工艺、控制要求的前提下，提高性能价格比，对点数不太多的子系统选用了CPU11303双机热备系统;
3、 为保证电源的可靠性，子系统选用了冗余电源；
4、 对I/O模块的选型，设计进行了优化；
在开远大唐红河电厂辅控网中，我们充分利用了Quantum PLC强大的功能，很好解决了控制系统中存在的问题和难点。在通讯上，我们使用工业以太网，用TCP/IP协议加光纤远距离传输，构建百/千兆网络。NOE通讯模块至交换机采用双绞线，厂区内各系统到辅控网基本上没超过2公里，所以用多模光纤；江边取水系统距离较远，所以用单模光纤，网络速度好，信息传输方法机制合理，所以实时性相当强。网络结构图如（图一）所示：

图一
四、 PLC介绍
Quantum PLC模块采用现代大规模集成电路技术，经过严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，所以具有很高的可靠性。Quantum PLC还带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。而且可以在Concept中编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护，使整个系统有极高的可靠性。所有模块都可以带电拔插，无需停止系统，减少工作量，维护方便。LED状态指示器，直观地显示CPU及其I/O模板通道状态，为快速检修故障提供了极大方便。
Quantum PLC的配套齐全、功能完善、适用性强，江边取水、凝结水精处理等重要系统采用双机热备、冗余电源、冗余远程I/O、再加上双以太网，确保系统安全连续运行。尤其是先进的双机热备系统，组态简单，操作方便。通过两套配置完全相同的模块，形成主备的形式。在正常状态下，主机CPU负责处理程序运行，进行I/O通讯，通过热备模块更新备用机CPU的状态及数据，备用机则监视主机的运行状态。当主机发生故障时，备用机马上进行切换，变成主机接替故障机的处理工作，而且切换时间短，不会超过PLC的一个扫描周期，所以不会影响逻辑运行。
五、 工程实例
1、 工艺描述
云南大唐红河电厂水源地江边取水系统处于离主厂房17公里外的南盘江畔，一共分囤船取水、沉沙池、澄清池和二级泵房四个子站。江边取水系统由囤船三台取水泵将南盘江水抽到沉沙池进行泥沙沉淀，再自流到澄清池，加如凝聚剂助凝剂进一步沉淀杂质，再由生压泵打到山顶水池蓄水，自流到电厂作为电厂补给水源。流程如（图二）所示

2、 控制方式
江边取水系统操作运行分别设有“远程自动”、“远程手动”、“就地手动”三种工作模式。“远程自动”模式为正常的主要运行方式，根据系统满足自动顺序运行的条件，在操作员站上操作完成整个工艺流程。在程序编写中注意自动顺序执行期间，出现任何故障或运行人员中断信号，都能使正在运行的程序中断并回到安全状态，使程序中断的故障或运行人员的指令都将在画面实时显示。“远程手动”模式为运行人员在画面上点操一个被控对象。在远方手动模式下，系统提供了丰富帮助操作指导和反馈信息，指引操作人员的操作，以防止误操作。“就地手动”模式是运行人员通过就地控制箱操作被控对象，就地操作与远方程控操作之间有相互连锁。
3、系统配置
控制系统采用耐德电气Quantum PLC系列，整个系统开关量输出192点、开关量输入252点、模拟量输出8点、模拟量输入93点。设计时在需要的点数上还留有15%的余量。本系统模块数量如下（表一）

系统配置采用140 CPU 434 12控制器，双机热备、冗余电源、冗余I/O通信、双以太网，各子站通过同轴电缆通信。开关量控制信号用24V直流电源，开关量反馈用48V直流电源（防止压降），模拟量用都24V直流电源，4～20mA信号，分辨率采用4095。系统电源UPS为3KVA，实际整套系统只用到30%的容量。
系统配置图如（图三）所示

4、编程软件
本系统的编程软件使用施耐德电气Concept2.6软件，运行在bbbbbbs 2000系统下。上位监控软件用Wonderware 公司Intouch9.5，与Quantum系列PLC完美的结合在一起。Concept2.6编程软件完成对硬件组态、子站和地址的分配，编写整个系统程序的控制逻辑。Concept编程软件采用的IEC61131-3 编程语言，通俗易懂、直观简单，强大的编程环境基本可以满足一切工业逻辑要求。尤其是Concept DFB块功能，可以自己编写一些基本功能块，比如泵、阀等的数据转换，在编程时直接调用，大大提高工作效率，也使程序看上去简洁明了。程序中要对阀门监视的信号有开到位、关到位、过扭矩、超时、远方／就地切换等，泵有运行，故障、远方／就地切换等，实现了数据准确采集和工程量转换。有些调节阀需进行PID操作，PID操作由程序中的PID功能块完成，还能完成手动／自动的无扰切换功能。
六、 应用总结
施耐德电气Quantum PLC具有强大处理能力的大型控制系统，可以满足大部分离散和过程控制的经济和灵活的硬件控制平台，极高的性价比也是在同等PLC中屈指可数的。云南大唐红河电厂辅机全部采用Quantum PLC，各系统运行情况十分理想。其优异性能、稳定可靠的运行电厂辅机设备提供了优异的技术保障，也给运行、维护人员提供很大的便利。
七、 建议
在满足工艺、控制要求的前提下，对点数较少但又是重要岗位的子系统，选用CPU11303系列双机热备控制器，只能采用LL984编程，一是编程麻烦，二是功能较差，三是不利于整个电厂编程的一致性和维护，能否升级也用IEC编程，这样小系统也具有很强的竞争力！

 当今，在设计与建立控制系统放时，工程师们总是希望能使用比较少的设备来实现更多的功能。尤为当今，他们需要的控制系统不仅能处理数字I/O和运动，而且还可以集成用于自动化监控和测试的视觉功能和模块化仪器，同时还必须能实时地处理控制算法和分析任务，并把数据传送回企业。这就是说要求产品能结合的功能和可靠性对于这复杂的应用，仅单靠PLC或PC的不全面解决方案是困难的，这是什么原因？因基于PC的工业控制有以下弱点：

    ■稳定性-通用的操作系统常常不够稳定并且生产线会受到系统崩溃和无法预料的重启的影响。

    ■可靠性-由于磁性硬盘的旋转和有像电源这样的部件，其坚固程度达不到工业标准，PC容易发生故障。

    ■不熟悉的编程环境-当系统停止时，工厂的操作人员需要恢复系统。对于梯形逻辑，操作人员能知道采用人工方法启动一个线圈或者补充代码来快速恢复一个系统。但是使用PC系统，操作人员需要学习新工具。    

    使PLC增加视觉、运动、仪器和分析功能等全方位的自动化技术，显而易见是望尘莫及。必须希望同时拥有PC的功能和PLC（可编程控制器）的可靠性的佳方案，则可编程自动控制器（PAC-ProgrammableAutomationController）就是这样的平台，它能佳结合PC和PLC两者的优势（见图1所示），它提供了开放的工业标准，可扩展的领域功能，一个通用的开发平台和一些性能。这是当今设计与建立控制系统发展的需要，属工业自动化领域中比较完善的新兴控制器。

    那"PAC是什么？"PAC这一术语，它定义了一种新类型的控制器.该控制器结合了PC的处理器、RAM和软件的优势，以及PLC固有的可靠性、坚固性和分布特性。PAC采用现有的商业化技术（COTS），非常适合于工业化环境，它具有可伸缩性，易于维护和具有较低的发生故障时间等特性。

    关于PAC的平台

    快速增长的PAC平台是基于PXI。由于PXI结合了PCI总线的电路特性和CompactPCI坚固的欧罗卡机械结构，这种结构已在工业环境中成功使用了许多年，当今NI，Chroma，LeCroy和JTAG等供应商现在可提供1，000多种独特的I/O模块，包括模拟I/O、数字I/O、视觉、运动和高精度数据采集。典型的可提供以下四种PAC硬件平台。

    ■PXl对工业化PC做了改善，具有实时OS，标准的散热，可选的不旋转固态硬盘和内置的模块间同步。PXl标准要求所有的机箱能为每个模块插槽提供25W的空气流制冷，这样甚至在使用高功率继电器，高速PXl或CompactPCI卡时也不会使工作系统过热或者缩短寿命。PXl也提供了能严格同步各个模块的功能，因此工程师可以为高速控制应用设计运动，视觉和I/O系统，这些应用包括产品包装和半导体器件处理。

    ■CompactFieldPoint使用工业级的部件来抗强冲击和振动，其工作温度范围为-40℃到70℃。它也采用传导式制冷来代替旋转风扇，由于不使用活动部件而提高了可靠性。由于有运行实时OS的浮点处理器，CompactFieldPoint系统具有PC功能，用于记录数据的CompactFlash驱动和用于通信的以太网口。

    ■CompactVision系统是为机器视觉而专门设计的坚固的控制器。它使用，IEEE标准1394FireWire接口，可以在视觉应用中和16台摄像机通信。CompactVision系统也采用不活动的部件和传导式制冷，因此您可以把系统固定在机器附近。它提供29个内置的数字I/O通路，这些通路可由LabVlEWRT或使用LabVlEWFPGA的嵌入式FPGA来直接控制。

    ■CompactRIO是新型的可重复设置的嵌入式系统，它基于LabVlEWFPGA和LabVlEW。实时技术.CompactRIO系统采用具有3百万门的FPGA芯片来控制模块化的数字和模拟I/O。这些FPGA芯片可以运行嵌入在芯片里的代码，它的数字循环的速率高达MHz，模拟循环的速率为150kHz。FPGA可以把信息传回到运行LabVlEWRT的浮点处理器以进行计算和数据记录和通信。由于有金属外壳和传导式制冷，该控制器非常适合用于严酷的环境。

    PAC定义的几种特征和性能（见图2）。    

    ■供通用发展平台和单一数据库，以满是多领域自动化系统设计和集成的的通用开发平台；

    ■一个轻便的控制引擎，可以实现多领域的功能包括：逻辑控制、过程控制、运动控制和人机界面等，为统一平台；

    ■允许用户根据系统实施的要求在同一平台上运多个不同功能的应用程序，井根据控制系统的设计要求，在各程序间进行系统资源的分配；

    ■采用开放的模块化的硬件架构以实现不同功能的自由组合与搭配，减少系统升级带来的开销；

    ■支持IEC61158现场总线规范，可以实现基于场总线的高度分散性的工厂自动化环境；

    ■支持事实上的工业以太网标准，可以与工厂的EMS，ERP系统轻易集成；

    ■对于网络协议、语言等，使用既定事实标准来保证多供应商网络的数据交换。

    PAC可执行较多的任务

    ■实时的振动分析、图像处理．运动控制和CAN；

    ■执行自动调节的PID控制，或可调增益的PID控制．模糊逻辑；

    ■使用内置Web服务器、FTP服务器和e-mail功能进行通讯。

    PAC应用举例

    用PAC结合NIPXI和图形软件LabVIEWRT（实时）实现钢条高精度监控和高可靠闭环控制系统-自动化处理设计方案。.

    项目设计

    由于金属工业系统需要冷轧钢厂生产出统一厚度的钢条（以钢卷的形式），为此这些轧钢厂需要由对生产的钢条规格进行监控的高可靠闭环控制系统.这就是本PAC应用的设计任务

    系统技术要求

    该系统能进行高精度监测和控制并以更快的响应时间（比传统PLC）；可保证每周七天、每天24小时连续的高可靠工作，并且大限度地减少人工操作。

    系统设计方案

    钢条规格的高精度监测

    由于NI基于PXI和实时的PAC平台非常适合用于高精度监测，故可利用NI公司的图形软LabVlEWRT（实时）和PXI硬件开发出基于NI可编程自动控制器（PAC）的规格监测和控制系统.用PAC控制系统实时地监测钢片的厚度并以快速而确定的响应时间控制计量仪。    

    ■先述该PAC控制系统的工作过程：

    PAC控制系统有两个轧辊，一个是固定的，另一个可移动，它们和液压气缸相连。可移动轧辊根据输入信号对钢片加压以保证钢片有合适的厚度。

    通过对各种可用于这种复杂应用的平台比较，选择了NIPAC平台和图形软件LabVlEWRT（实时）及PXl硬件。利用NI的PAC产品，不仅缩短了开发时间，也为我们的客户降低了成本。

    ■系统的信号捡测分别用厚度计量仪与位移传感器

    该控制系统采用厚度计量仪来测量钢片的厚度，即，它以微米级的精度测量距定位点的偏差并形成模拟信号输入到PXI硬件。然后根据液压气缸的压力形成模拟电压信号。

    位移传感器确定了液压气缸的位置并向控制器提供与金属计量仪（或两轧辊之间间距）相关联的数字输入信号。旋转编码器（TRD-K）固定在转动的升降辊上，它显示钢条被轧出的速度，其示意见图3所示。通过利用各种传感器接收数据，运行于PXI控制器的LabVlEWRT对输入做出响应并生成改变液压压力的输出信号，从而控制钢条的规格。无论是厚度计量仪与位移传感器均可采用光纤传感器来实施。

    图4为PAC用于钢条（或扳材）规格进行监控的高可靠闭环控制系统-自动化处理的设计方案框图.从图中看出该设计方案中选择了气压、位移、厚度传感器及编码器等信号传感捡测部分、图形软件LabVlEWRT（实时）、PXl/CompactPCI多功能高精度采集卡、可编程自动控制器（PAC）。

    可靠控制系统的实现-多功能高精度采集、计数器收和数字I/O模块的使用

    利用运行LabVlEWRT（实时）的PXI控制来实现控制系统。该PXI系统采用三种不同的模块（见图4所示）。我们使用NIPXI-6070多功能高精度采集卡来完成模拟输入或输出厚度和压力数据。此外，用NIPXI-6608计数器/定时器卡测量编码器的信号并确定轧辊速度（示意与图3相同）；使用NIPXI-6711模拟输出模块控制伺服阀来改变液压气缸的位置，从而控制钢条的规格或厚度.又利用NIPXI-6527工业数字I/O模块（含24条隔离光隔离输入线和24条隔离固态继电器输出线）实现一个常备的按钮式控制扳，来解决实时系统和主机发生连接中断这样意外事故的这一难题.这就是利用PXI和LabVIEW开发出了可靠的控制系统

    响应时间的大大缩短

    与传统的仪器和PLC相比，我们利用NIPAC平台提高了灵活性，降低了响应时间并改善了产品质量。众所周知对于基于PLC的典型系统，它的控制循环的速率为100到500ms，而使用基于PXI的控制系统，我们把该系统的循环时间降低到10ms，从而提高了我们输出的质量。也利用PXI背板对测量进行同步。后，由于利用了单一的开发环境和灵活的硬件，我们把系统的响应时间降低为六分之一，从而减少了项目所有者的综合成本。

    需要说明的是该PAC应用的钢条高精度监控和高可靠闭环控制系统，同样也可适用于板材行业（或建筑行业）。

    结论

    由于PAC能为您增加所需的PC功能以用于控制，实时分析或连接企业数据库，而且同时保持了PLC的可靠性。如果您不只是需要集成数字I/O和运动控制，或者需要更快的计算机处理能力的话，PAC可能是非常好的选择。为此，当今的工程师除了PLC控制外，其PAC不失为是一种佳选择，它正占领自动化领域.而PAC概念将在当今和未来的工厂自功化中发挥重要的作用