西门子模块6ES7222-1BF22-0XA8产品特点

一、系统组成：

    本中央空调节能系统主要由触摸屏、日立变频器、日立PLC、控制仪表、温度传感器以及其它低压保护和控制电器元件构成。该控制系统采用了先进的工业自动化、测控、变频和通讯网络技术，对系统进行全自动寻优控制，有效的降低能耗，减轻劳动强度，tigao经济效益和延长设备的使用寿命。设备的各项报警和保护功能齐全，安全系数大大tigao。对供暖（制冷）设备信息进行采集、显示、并进行处理后作为实现自动化控制的依据，其中控制设备为一拖三控制方式即一台变频器拖动三台循环水泵（一用二备），其中供暖（制冷）管道温度传感器对供暖（制冷）管道温度进行数据采集和对系统设备集中控制，更直观的显示现场系统在运行中的各种工况数据,tigao了系统的可靠性。

二、系统网络结构

三、系统实现：

    触摸屏系统界面如图1：

图1

    在系统界面，有一个控制系统，一个数据显示按钮。

说明：
1：控制系统按钮。当点击控制系统按钮时，进入控制系统界面。
2：系统显示按钮。当点击系统显示按钮时，进入数据显示界面。

系统控制界面如图2

图2

    在主界面，有四个运行指示灯、一个系统启动、一个系统停止、返回初始界面按钮。

说明：
1：当1#循环泵处于工频运行时， 1#泵工频运行指示灯闪烁。
2：当1#循环泵处于变频运行时， 1#泵变频运行指示灯闪烁。
3：当2#循环泵处于工频运行时， 2#泵工频运行指示灯闪烁。
4：当2#循环泵处于变频运行时， 2#泵变频运行指示灯闪烁。

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5：当控制柜控制面板的系统控制方式选择开关处于自动运行方式时，点击系统启动按钮时系统进入自动启动。
6：当控制柜控制面板的系统控制方式选择开关处于自动运行方式时，点击系统停止按钮时系统停止。
7：返回初始界面按钮。当点击返回初始界面按钮时，系统返回到初始界面。

    数据显示界面如图3

图3

    在数据显示界面，有一个1#温度显示、一个2#温度显示、一个系统温度目标设定、一个返回初始界面按钮。

说明：
1：系统回水温度测量设置两个温度传感器，两个温度传感器互为冗余。
2：1#温度显示显示1#温度传感器测量值。
3：2#温度显示显示2#温度传感器测量值。
4：系统温度目标设定， 用户可以安装系统的运行状态设定佳的回水温度控制目标值。
5：返回初始界面按钮。当点击返回初始界面按钮时，系统返回到初始界面。

四、结束语：

    中央空调节能控制系统自天津武警医学院验收使用至今，正常运行证明：整个系统设计合理先进；操作简便；可靠性高；完全符合用户预期的要求，达到节能的效果。

    一、概述

    某铁路供水系统由分布在十几公里内10个深井取水泵站、4个增压泵站、多个储水池、水塔及用户管网组成。整个供水系统的高低落差达150米，由于供水系统的组成及地形结构的特殊性，过去人工监控，给生产管理、供水调度带来诸多不便。

    实施了微机监控后，它能实时监测供水系统的主要工艺参数（如压力、liuliang、水位、电压、电流等），控制深井泵、增压泵的开停，监视泵机的运行状态，同时提供生产管理所需的报表、曲线、数据查询等功能。它的运行对供水系统的安全生产、科学调度有着重要的意义。

    二、系统组成

    微机监控系统采用主从结构、分布式无线实时监控方式（简称SCADA）。

    系统主要由监控中心、无线通信系统、现场监控终端、传感器及仪表四部分组成。

    监控中心：由微机、无线数传机、全向天线、模拟屏及UPS组成，主要完成各现场终端数据的实时采集、监测、控制、数据存储、打印报表、数据查询等功能。

    无线通信系统：监控中心与各泵站终端之间采用无线方式通讯。监控中心为主动站，其它终端副站为被动从站，该系统采用无线电管理委员会给定的数据频率，以一点对多点的方式与从站通讯，监控中心为全向天线，各副站为定向天线。

    现场监控终端：核心为PLC，是一个智能设备，它有自己的CPU和控制软件，主要完成现场的数据采集、转换、存储、报警、控制等功能，并通过无线信道与监控中心微机进行数据通信。根据监控中心的命令分别完成系统自检、数据传送、控制输出等任务。

    传感器及仪表：是PLC监测现场信号的“眼睛”，现场所有信号都需经过传感器及仪表的转换，才能输出标准信号，被PLC终端所接受。系统主要测量电压、电流、液位、压力、liuliang及耗电量等参数。

    三、现场PLC终端

    现场PLC监控终端是工业现场与监控中心之间的桥梁纽带，一方面它采集现场仪表、变送器、设备运行状态等信号，另一方面它又与监控中心通讯，执行有关命令。现场终端一般无人值守。因此，终端机的性能和质量对系统的可靠性影响很大。经充分论证，选用西门子S7-200系列PLC作现场终端具有较高的性能价格比，它具有体积小、易扩展、性能优等特点，非常适合小规模的现场监控。

    1、PLC硬件设计

    现场某一终端需测控开关输入信号12路，开关输出信号14路，模拟量输入信号9路。因此，我们选用S7-214基本单元，一块继电器输出扩展单元（EM222），三块模拟输入扩展单元（EM231）。
这样系统共有开关输入14路，开关量输出18路，模拟量输入信号9路，满足现场要求。

    2、通讯接口

    S7-214PLC基本单元提供一个RS-485接口，为了与无线信道的数传机（电源、Modem、进口电台三者合一）相连，我们专门设计了RS-485接口的专用Modem，并采用光电隔离技术，使二者在电气上完全独立，避免相互干扰，由于数传机发射时需要RTS信号，而RS-485接口又不提供RTS信号，解决这个问题有两处方法。其一，由无线Modem根据PLC的发射信息产生RTS信号，这就要求该Modem必须智能化，同时PLC在发送信息之前需先与Modem通信，让其输出RTS信号，并回送RTS已产生信息，然后PLC再发送现场信息。其二，采用PLC的某一I/O输出点，产生RTS信号，由PLC在发送信息前现接通该点，控制数传机发射，延时一段时间后（电台建立载波时间），再发送信息。后一种方法简单、实用，较好的解决了无线通信的接口问题。

    3、抗干扰设计

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    为tigao系统的可靠性，现场终端、数传机、PLC、直流温压电源及部分变送器装于一个控制柜内，各部分相对独立，便于维护。PLC开关量输入、输出与现场之间家继电器隔离，模拟信号采用信号隔离器和配电器隔离，电源采用隔离变压器供电，以减小电源“噪声”，同时系统设置良好的接地。

    四、PLC软件设计

    PLC终端软件采用梯形图语言编写，为tigao终端的抗干扰能力，软件设计中采用了数字滤波、故障自检、控制口令等措施，保证控制操作的正确性和可靠性。程序设计采用模块化、功能化结构，便于维护、扩展。终端软件主要由下列模块组成。

    1、初始化程序：设定各寄存器、计数器、PLC工作模式、通信方式等参数初始值。2、数据采集子程序：对各路模拟量数据采集、滤波、平均等处理。3、累计运行时间子程序：对泵机等设备的运行时间进行累计。4、脉冲量累计子程序：对电耗、liuliang、仪表的输出脉冲进行累计，并进行标度变换。5、遥信子程序：检测电机、阀门、报警开关等设备的运行状态。6、置初值子程序：由监控中心对时间、电耗、liuliang等累计参数按用户的要求设定初始值。7、故障自检子程序：检测PLC的故障信息、校验信息，并发往监控中心。8、控制子程序：根据监控中心的命令，或现场自控条件输出相应的操作。9、通讯子程序；完成与监控中心的各种通信功能。

    通讯程序中，接收命令采用中断处理，通过ATCH指令使中断事件8在接收不同特征命令下执行不同的程序。对串行通信的超时限制则通过设定内部定时中断来控制，其事件号为10，定时时间由SMB34的值确定。为减少通信的误码，采用偶校验及异或双重校验措施。

    五、结论

    本系统在软、硬件方面采取了多种措施，特别是现场终端选用了S7-200PLC，tigao了系统的可靠性，在铁路供水系统取得了较好的应用效果。本系统将无线通讯与S7-200PLC有机的结合，解决了现场分布较散、距离较远、范围较大的系统监控问题，在供水、供电、供气、油田、气象、水文水利等部门有较好的应用前景。

引言：
         接近开关又称无触点开关，顾名思义开关通断状态无需靠机械接触来实行，只要被检测体（如金属等）靠近接近开关的感应范围即可发生状态翻转由“开”（Open）转为“闭”（CLOSe），或由“闭”转为“开”,接近开关既有行程开关、微动开关的特点，同时具有传感性能且动作可靠性能稳定，频率响应快抗干扰能力强，并且有防水、防震、耐腐蚀等特点，因而被广泛利用。
一、 设备概况：
        我厂叶轮给煤机有三台，均采用了三菱FX2N系列可编程控制技术,由武汉电力设备制造厂生产,由于环境的要求，厂家在左行停止和右行停止上选用了具有防水、防震、防腐蚀的二线直流0—30V的常开型接近开关。设备动作如（图一、二、三）所示：

二、 故障状态：
1、 当把工作方式设为上位机自动时，上位机发出叶轮运行指令，PLC输出左行点Y1输出左行，左行状态指示灯已亮叶轮给煤机开始左行，并且左行到位时，（二线式常开型接近开关在感应区内由于受到了感应，接近开关的状态由开转为闭，状态指示灯已亮，）二线式常开型接近开关输入到PLC输入端左行停止点X16的状态指示灯由灭转为亮，PLC输出左行点Y1指示灯仍亮。Y1仍有输出，不能可靠停车。当右行到位时，二线式常开型接近在感应区内，由于受到了感应，状态由开转为闭（开关状态指示灯已亮，）并且二线式常开型接近开关输入到 PLC输入端右行停止点X20状态指示灯由灭变亮。PLC输出右行点Y0指示指示灯由亮转为灭，Y0停止输出，立即停车。右行工作正常。 状态图所示：

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三、 故障判断：
1、 用可编程控制器对PLC内部指令进行读取，未发现指令丢失现象。
2、 用万用表直流电压档对PLC输入端左行停止点X16，及右行停止点X20，进行直流电压的测量：查看PLC的输入状态。
㈠、 当常开型接近开关左行至感应区内时，对PLC左行到位点X16的电压测量，发现左行到位常开型接近开关行至感应区内时，由于受到了感应，状态发生了改变并且指示灯已亮。这时PLC输入端，左行停止点X16有DC15V的压，当接近开关离开感应区时，X16点有DC24V电压，也就是PLC的输出电压。

㈡、 对正常的右行到位PLC输入点右行停止X20进行测量，当常开型接近开关右行至感应区内时，由于受到了感应常开型接近开关输入到PLC右行停止X20状态发生了改变由开转为闭测得PLC右行停止点X20有DC3V的直流电压，离开感应区时电压的

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DC24V。

㈢、 对PLC输入端发出左行指令，叶轮给煤机左行，并且行至左行感应区内，对PLC左行停止输入端X16点进行短接。发现PLC输出端左行Y1没有输出。能可靠停车，工作正常。

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㈣、 故障分析：
        直流二线制接近开关的ON和OFF状态实际上是电流大小的变化，当接近开关处于OFF状态时仍有小电流通过，当接近开关处于ON状态时，电路上有DC3V的电压降（饱和压降），因此实际使用中必须考虑PLC控制电路上的小驱动电流和小驱动电压，确保PLC电路工作正常。X16点的常开型接近开关当左行到位时，它的状态由开转为闭，它的电压应该是DC3V(实际测得的电压为DC15V)很明显X16点的常开型接近开关偏离了工作点，工作在放在区了，没有工作在饱和区，已经损坏。另PLC可编程控控制器本身具有很高的可靠性，但如果输入给PLC的开关量信号出错，摸拟信号出较大偏差，PLC输出口控制执行机构将不会按要求动作，我们可以跟椐PLC的梯形图的们来分析造成此故障的原因。

       当左行到位时由于X16点接近开关，输入电压偏差太大造成M14不能复位置0，Y001仍有输出，不能可靠停车。
㈤、 故障处理：
        对左行停止点X16的二线式常开型直流接近开关进行了更换，更换时必须测量二线式常开型直流接近开关残余电压，当左行到位时不能超过3V，以保证PLC输入端能正常工作。更换二线式常开型直流接近开关后，PLC工作正常。

结束语：
        像这类故障按照我们以往的工作经验，（对于干接点控制的PLC）只要PLC输入端有输入信号，PLC输出端没输出有信号就会被认为是PLC的问题，不会认为是接近开关的问题，为我们今后对PLC检修提供了经验。我本人建议，设计者必须考虑二线制接近开关的以下特性：
1、 DC二线制接近开关有0.5-1mA的静态泄漏电流。
2、 请勿将接近开关置于200Causs以上的直流磁场下使用，以免造成误动作。
3、 DC二线制直流接近开关的导通残余电压小于4V，开关关断泄电流小于2mA开关大负载电流100mA。
4、 在PLC应用中尽量采用三线制接近开关，以防残余电压造成PLC误动作，造成事故。