6ES7223-1PH22-0XA8货期较快

一 系统介绍：

确保合格的供气品质，满足稳定的气源压力，自动调节供气liuliang等是空压站自动控制的基本任务。空压机设备自带的单片机控制器已经能很好的控制单台空压机，但不具备对空压系统的整体调控能力。在空压系统中，相对单台空压机的调整，系统的整体联控具有更重要的意义。

联控系统主要的功能是可以实现空压机机组（包括每台空压机的后处理设备）的联锁控制，能根据总管压力和空压机的运行状态智能地加卸载对应的空压机等以保证管网的供气稳定。

联控有两种模式：时间顺序模式、固定顺序模式。两者的联控原理是一致的。只是时间顺序模式中各台空压机每隔一个轮换时间就按顺序时间判断一次，具体工作模式参考《顺序控制与通讯协议手册》，而固定模式的启动顺序是保持不变的。

空压机联控系统图：

工控机选用研华工控机，监控软件为组态王。对现场各类数据及系统设定参数进行实时显示，为系统报警和远程数据监控提供一个数据信息交互平台；对机组各类运行控制要求进行命令触发，为介入系统实时改变系统运行状态提供一个控制命令操作平台。

1#EC20PLC和2#EC20 PLC分别为两个空压机站的控制中心完成组态与单片机的数据交换和存储以及工控机各类控制信号处理。主要的自动控制任务都由PLC自行完成，组态只能选择具体的机组运行方式，以及特定状态下对单台机组的单一运行方式改变。各台空压机的信号通过RS485总线连接至PLC；

由于空压机自带的单片机控制器提供了RS485通讯接口，所有的数据采集和控制功能都通过通讯接口来实现，在原有的控制系统基础上，增加2台PLC，改进和增加控制软件即可实现空压系统的整体控制与连网监控。

二 设备工艺

PLC控制部分是系统的核心部分：而供气压力是系统各种运行状态改变与保持的唯一指标。简言之：压力小于供气压力要求下限就要更多的供气机组运行以增加供气量，压力大于供气压力要求上限就要把当前运行供气机组减少以减少供气量。而处于上下限之间的压力值时就保持当前机组的运行状态不变。

就单台空压机而言，其可以自行进行供气量大小的调节。当一台机器运行时，它的供气量是一个从零到大气量之间浮动的值而不是一个额定输出的定值。所以在整个供气方案中我们用改变运行机组台数的方法来改变对管网的供气。每台机组有加载、满载、卸载、和停机四种状态。加载到满载之间，供气量的值是0到大值的过程；卸载是停止供气的状态但机组仍在运行；而停机是机组不供气也不运行。

一个正常的供气流程如下：

把确定在网机组数与机组中间运行状态结合起来就构成了控制思路的基本环节。即通过压力报警确定机组数目需要增加或减少，如果已经在中间状态了加载、满载、卸载任意一个，就按增气或减气的方向移动中间状态直到运行到边界状态；当到达边界状态时按增气或减气的方向移动到下一台。当然如要稳定下来必须是在中间状态，边界状态是不能稳定的。

三 控制程序

空压机联控系统主要是PLC与单片机交换数据并确定每台空压机的运行方式。

程序的编写主体上分两大部分：读数据部分和写数据部分，流程图如下，

（一）读取单片机的信息

根据空压机控制器内单片机的相关Modbus通讯协议，编写通讯“读信息指令”的数据帧，以PLC中的Modbus通讯指令发给控制器内的单片机，单片机响应后返回相应的数据帧。通过返回帧的相应字符串判断与控制器相连的空压机的各种故障状态工作状态以及空压机的各种压力温度数据，并将返回的各类数据存放在相应的数据寄存器。

在该子程序的开始部分，执行站地址加1的操作，即每进入读数据子程序就会读取上次读过的程序的下一台；靠站地址的不断变化我们实现了读取数据通讯的轮询操作。

Modbus指令只需要一次上升沿作为发送使能，周期sm124没有开合的状态变化即没有上升沿，所以周期过后靠sm1的常闭上升沿作为Modbus指令的发送使能。每次发送的同时靠发送使能的上升沿把sm135、sm136清位。sm135、sm136与通讯程序没有任何直接关系，只是贯穿程序所必须的标志位。

（二）向单片机中写入相关信息

整个写信息部分分下面三块：

a.逻辑判断运算部分

供气压力是系统各种运行状态改变与保持的唯一指标。压力小于供气压力要求下限就要更多的供气机组运行以增加供气量，压力大于供气压力要求上限就要把当前运行供气机组减少以减少供气量。而处于上下限之间的压力值时就保持当前机组的运行状态不变。

按照工艺控制逻辑来构成逻辑判断运算部分，并且机组按照先开后停的原则顺序启动（1、2、3←→3、2、1）。

为保证数据的正确性，需要判断读信息子程序的站地址与写信息程序将执行控制操作的站地址是否一致，然后需要判断相应的故障信息寄存器是否为0，为0证明无故障或轻故障，不为0则不向该站发任何控制指令并马上对下一台操作。

由于我们对故障进行了分类，所以可以根据不同类别的故障进行不同的控制操作：

1类故障不读不写（相应的故障信息寄存器为1）

2类故障只读不写（相应的故障信息寄存器为2）

没有故障纪录（相应的故障信息寄存器默认值为0）

对故障分类的控制策略是很有价值的，在以后的控制过程根据故障类别或者可以作为运行态的类别，进行有所区分的控制。不管是通讯控制方式还是数字I/O控制方式，相信都可以在某种程度上采用这类简便有效的方法。

b.数据帧结构部分

在这个部分里主要是发送数据帧的整体架构。

c.Modbus通讯指令发送部分

指令发送部分和读数据子程序类似，就不再多介绍了。

客户还要求机组顺序可以任意打乱，但是顺序号关联着整个控制流程又不能搭乱所以只能把机器号放到依照固定顺序排列的机器号寄存器里面去，打乱这些机器号寄存器里面存放着的机器号的顺序来实现机组顺序的任意性。主程序中加入了判断机组信息的部分，还是判断故障信息寄存器内的值，先根据这些值判断出有多少台机组在网，然后根据故障信息寄存器内的值判断哪台机组退网，退网的机组编号放在网内后一台机组机器号寄存器的后面机器号寄存器里面。进网的时候只需改写故障信息寄存器，相应的在网机组台数可自行判断出来。这样进网退网的顺序就变成了先退先进。

四 总结

空压机系统联控可以根据实际需要自动开机或加载空压机以保持系统压力。有效保持了系统内空气压力稳定。调整了整体的负载平衡，减少了排气放空，节约了更多的能源，tigao了监控系统的全面有效性，真正实现了无人自动化操作。

1.      蒙牛大型沼气发电项目系统简介

       根据工程工艺流程总体要求，蒙牛大型牛粪发酵沼气发电项目系统包括除沙预处理，厌氧罐发酵，沼气储存，沼渣分离和有机肥生产等部分。

简述如下：

澳亚牧场的冲洗牛舍的污水经由暗管流至集水池，集水池通过输送泵将污水泵入牛粪收集池，再和车辆运来的牛粪在收集池内进行混合，搅拌后通过切割机和上料泵进入高位除沙器。经搅拌沉淀后，上层料液经溢流管和中层的料液经管道进入调配池进行升温处理，底层的料液则通过除沙器的底部管道释放流入低位除沙池。低位除沙池经过沉淀后，由螺旋输送机将底部的泥沙运送出来。上层的清液溢流到牛粪收集池。在调配池的料液基本达到厌氧发酵的条件后，由上料泵向四个厌氧发酵罐输送料液，每天按一定的次数送料。厌氧罐的进料时进行溢流，发酵过的陈料溢流至泥水分离房。泥水分离房的分离机后液体流入到沼液收集池，沼渣则进入有机肥生产车间。收集的沼液可直接灌溉牧草，有机肥可进入销售渠道。厌氧罐的沼气经过脱硫和水汽分离后进入储气罐储存。气满后经过加压进入沼气发电机，进行并网发电。（详见工艺流程图）

      2.      自控系统

       2.1    自控系统的组成

       自控系统采用西门子S7-400系列PLC，其系统结构为集散系统结构，以集中管理，分散控制为原则，为每一个具体的工艺段提供一个可靠的解决方案。其优点是分工明确，当主操作界面失效后，重要的工艺段可独立工作，从而保证了整个系统的能高效运行，使系统的可靠性大大tigao。详见控制系统的组成图

        2.2   PLC和触摸屏功能

蒙牛大型沼气发电项目采用主PLC上位控制和现场的触摸屏控制操作，两者组成主要的控制部分。PLC采用德国西门子生产的S7-400系列产品，具有高性能，高可靠性，及更多的功能块组合；编程软件采用SIEMENS Step7 V5.3 版本软件，其功能包括符合IEC 1131-3标准语言；集成人机对话；通过上位操作系统和现场的触摸屏共同操作；按工艺段进行结构化编程；方便多功能的调试诊断；强大的应用程序管理；具备热启动和冷启动功能等。

蒙牛大型沼气发电项目自动化控制系统的重要特点就是具有远程互联网访问和短信报警功能。

上位开发软件采用的是国产的三维力控软件，此软件界面友好，操作简便，并且可以调用成熟的工程模板，同时本软件集成了远程Web访问功能，上位控制系统组态完成后，可将所想在远端访问的页面进行发布同时将本机的节点和端口设置。软件运行后，在互联网上输入上位机的地址和端口号，可以访问到发布的页面，亦可进行远程的操作。如果某个数据和操作不想远程发布，可通过简单的脚本系统禁止远程操作。

短信报警功能同样是三维力控软件集成的一项新的功能，结合使用桑荣的GSM模块通过简单的组态即可实现此功能。在组态数据库变量时，打开变量的报警开关，组态变量报警的上限，上上限或者下限，下下限值。然后在短信精灵内将报警变量添加进列表，然后勾选短信报警的内容，可包括报警的时间，报警的变量，是否确认，限值，确认的操作人员等。此功能大大减少现场操作人员数量和劳动强度。

       2.3    现场控制站的组成

根据工艺布置，在全厂设置了1个主控室和5个远程站，2个触摸屏。通过Profibus-DP网络进行组网，位置如下：

主站：中控室

发电机房站：发电机房MCC柜  两个站

调配池站：除沙调配池房内     一个站

厌氧罐站：厌氧罐罐间房       一个站

泥水分离站：泥水分离房内     一个站

        有机肥生产控制系统和发电机控制系统为单独的系统，和本系统采用TCP/IP通信交换发电数据和储气罐的容量和沼气内甲烷的含量等。

      2.4    控制方式

蒙牛大型沼气发电控制系统采用现场手动，本地和中控室三种控制方式：

（1）       现场手动方式：在现场设备旁设置手动操作箱，具备本地/远程转换开关，启停按钮和运行指示灯，可以在手动状态下对设备进行现场操作，用于现场维护和检修或者应急处理。

（2）       本地控制方式：这是指在现场触摸屏上完成设备的手动操作，状态显示和自动运行。完成本地控制的现场工艺段包括调配池和厌氧罐发酵和进料。

（3）       中控室控制方式：这是指在工控机的屏幕上完成设备的手动操作、状态显示、参数读取设定和自动控制。控制系统设备运行完全由PLC进行控制，不需人工的干预。

3 自动控制系统的主要控制功能

3.1 预处理系统

包括对集水池液位的控制，在液位达到预定液位是启动上料泵进行抽料的处理，超过报警液位后报警并启动两台上料泵进行抽料，保证集水池的液位不能超过警戒水位。

3.2 除沙控制系统

      降低料液中的含沙量和tigao料液中的含固量，并且tigao系统中的料液温度。根据每次在牛粪收集池监测的含沙量和含固量，调整搅拌时间和沉沙时间，从而达到tigao除沙效果。

3.3 厌氧罐的发酵系统

      通过锅炉房和发电机的回水对厌氧罐内料液进行加热，通过调节热水管道上的电动执行器的开度控制热水的liuliang，从而恒定厌氧罐保持佳的发酵温度。tigao系统的产气量。

3.4 泥水分离单元系统

       根据泥水收集池内陈料的多少来确定启动的泥水分离机的台数，以30%为一梯次，增加30%启动1台，直至三台泵全部启动；液位由高水位每下降一个梯次减少一台直至全部关闭。

      4         应用总结

       由于采用西门子S7-400 PLC组成分布式系统，是控制系统更加灵活，可靠，缩小了设备故障时的影响范围，投产以来，系统运行可靠稳定。另外，采用分布式I/O，减少了自控设备的费用，通过远程I/O的合理配置，减少了电缆的敷设，进一步降低了工程造价。本系统为全球大的牛粪沼气发电项目，是的项目，产生了极好的经济效益和社会效益

一、锅炉系统概述：
                           
        锅炉的电气控制系统包括锅炉本体、鼓风系统、引风系统、进煤系统、输煤系统、除尘器系统、省煤器系统。结构框图如下：

 二、系统结构：
          控制系统以Haiwell（海为）PLC为核心元件，上位机由组态王6.50软件、视频监视卡组成。
          采用MT506L触摸屏、VFD-B/F系列变频器，利用Haiwell（海为）PLC的主机自带的RS485通讯端口控制5台变频器，完成鼓风机、引风机、进煤系统、输煤系统、水泵系统的控制，利用PLC的PORT1完成与MT506L的通讯，由于Haiwell（海为）PLC具有强大的通讯功能，可以非常方便的扩展通讯端口，利用扩展端口完成与上位机的通讯。

  电气自动控制系统包括如下部分：
   1） 
   异常情况报警：高限报警、高高限报警、低限报警、低低限报警、锅炉超负荷报警、锅炉超压报警、变频器通讯质量报警、电动机接地、电动机缺相报警、电动机超载、变频温度过高报警等
   2）过程参数测量：  
   沸上温度、沸下温度、沸中温度、燃尽室温度、旋风室温度、出气温度测量、进水温度测量、上水压力测量、上水liuliang测量、上汽包压力测量、上汽包液位测量、炉膛负压测量、引风负压测量、鼓风压力测量、蒸汽liuliang测量等
    3）自动控制系统：
    上汽包液位控制、鼓风压力控制、引风负压控制等
    4）电气系统
     鼓风机、引风机、进煤系统、输煤系统、水泵系统、除尘器控制系统
                         
 三、电气控制系统的特点：
         由于系统采用了Haiwell（海为）PLC，具有编程简单、硬件系统稳定可靠、通讯功能强大，非常轻松地完成了PLC与变频器、人机屏、和上位机的通讯控制。