西门子6ES7223-1PL22-0XA8规格参数

可编程序控制器(习惯上简称为PLC)。是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，它具有体积小、功能强、灵活通用与维修方便等一系列优点，特别是其高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，受到了用户的青睐。　　

       PLC在不断发展，尚没有确切的定义，美国电气制造商协会(NEMA)(National E1ectric Manufacturer Association)对PIE的定义是：PLC是一种数字式的电子装置。它使用可编程序的存储器来存储指令，实现逻辑运算、顺序运算、计数、计时和算术运算等功能，用来对各种机械或生产过程进行控制。　　

        总起来说，PLC是一种成熟通用的工业控制计算机。其优点是：软硬件功能强、使用维护方便、运行稳定可靠。由于PLC配置方便，特别是简单易懂的图形化编程语言，易于工程技术人员掌握，因此施工设计周期可以大大缩短。另外，PLC的输入输出点均设有状态指示灯，便于故障的查找与处理。　　

        内燃机车的顺序控制一般采用继电器控制电路，中间继电器较多，接线复杂，通用性差。1990年后，液力传动工矿机车开始采用PLC完成顺序控制，取消了大部分中间继问器、计数器和定时器，减少了接线，机车控制电路得到简化，同时运用可靠性得到很大tigao。　　

         电传动内燃机车除完成比液力传动机车更多的逻辑控制外，还需要完成大量的模拟量控制。电传动内燃机车的模拟量控制主要是柴油机的恒功率控制，就是保证柴油机在某一恒定转速下，输出功率恒定。初柴油机的恒功率控制用柴油机调速器上的功调电阻实现，恒功率范围较窄。后来采用电子恒功率控制装置，又采用了微机恒功率控制装置，恒功率范围得到扩展，但是这些控制装置可靠性很差，故障频繁。随着PLC功能的不断完善，在电传动内燃机车上采用PLC完成恒功率控制成为可能。本文主要介绍PLC在DR型机车上的应用情况。　　　　

PLC 控制系统的特点和功能 　　

根据DF5型机车的控制要求，选用日本欧姆龙(OMRON)公司的CQM1H型PLC。　　　　

1　 特点 　　

(1)欧姆龙公司是国际PLC生产商，国内应用广泛、部件供应齐全，产品升级换代相兼容，bbbbbbS开发界面；　　

(2)通过PLC控制系统实现整车逻辑控制的无触点化，控制逻辑软件化，tigao了整车可靠性；　　

(3)机车所有开关量输入、输出信号，均采用光电隔离，为PLC的安全运行提供了可靠保证；　　

(4)机车所有开关量输入、输出信号，均有LED指示灯，指示信号的输入、输出状态，这对了解机车工作状态、快速排除机车故障，提供了有利支持：　　

(5)提供了对整车从恒功率励磁控制到机车逻辑控制的全套解决方案，有利于数据信息的综合利用；　　

(6)具有机车的电气保护和故障自动检测、显示功能；　　

(7)系统结构明晰，有利于排查机车电气系统的故障，简化了系统的常规维护。　　　　

2　 功能 　　

(1)机车操作指令、状态的接收和处理；　　

(2)柴油机恒功率励磁控制；　　

(3)机车逻辑控制；　　

(4)柴油机控制；　　

(5)辅助系统控制；　　

(6)故障检测、保护及显示记录；　　

(7)机车参数显示及参数修改等。　　　　

3　PLC 控制系统组成 　　

       PLC控制系统以DF5型机车的控制要求为基础，选用日本OMRON公司的可编程序控制器，其型号为CQM1H。该PLC为完全模块化结构，由直流24 V电源供电。共配置有11个模块。　　　　

3．1　 PLC部分硬件组成 　　

       该PLC控制系统由6部分组成，各部分的规格及参数分述如下：　　(1)24 V电源模块。用于连接24 v直流电源。　　(2)CPU模块。包括两块内插板以及16路开关量输入，内插板1暂时不用，内插板2用于频率信号输入，CPU模块具有运行、故障、通讯指示功能，可通过通讯接口外接显示器。　　(3)模拟量输入模块。共3块，12路模拟信号输入，该模块将模拟量转换为数字量，其输入范围可根据需要自行设定：-10～10 V；0～10 V；1～5 V(4～20 mA)；模拟量输入模块还具有均值处理功能和断线检查功能，均值处理功能是对每个输入值进行8次转换求平均值。当输入电压低于0．95 V或输入电流低于3．8 mA时判定为断线。　　(4)开关量输入模块。共3块，用于开关信号的输入，其电路结构如图1所示。　　 　　　　(5)模拟量输出模块。共1块，把从CPU来的数据转换为电压或电流信号输出。　　(6)开关量输出模块。共3块，48路，采用继电器输出，其电路结构如图2所示。　

3 ．2　外围设备配置 　　

       为了保证PLC控制系统可靠工作，需要配置合适的外围设备，包括电源、输出隔离模块等，还包括按钮、开关、传感器、接触器和信号显示灯等用户输入输出设备。　　　　

4　 软件开发 　　

      PLC控制程序可以采用梯形图或语句编程两种方式，由于梯形图与控制逻辑电路比较相似，易于编制与理解，控制程序大多采用梯形图编制，以机车机油泵的控制为例，其梯形图如图3所示。　

　 　图中：13．13为燃油泵控制开关；13．12为柴油机起动按钮；13．14为机油泵控制开关；102．01为机油泵控制接触器。　　使机油泵投入工作有两种方式：闭合燃油泵控制开关同时按下柴油机起动按钮；闭合机油泵控制开关使机油泵微机输出点IRl02．01得电，然后通过放大模块使机油泵接触器吸合。　　　　

5　 应用情况 　　

      该PLC控制系统已成功运用到DF5型机车上，现已推广运用于DF7G型机车，累计装车近百台，从运用情况看，机车的故障率明显下降，PLC本身基本没有出现问题，完全能够满足内燃机车的控制要求。

1）闸刀开关的作用

闸刀开关是一种手动配电电器。主要用来隔离电源或手动接通与断开交直流电路，也可用于不频繁的接通与分断额定电流以下的负载，如小型电动机、电炉等。

闸刀刀开关是经济但技术指标偏低的一种刀开关。闸刀开关也称开启式负荷开关。

（2）外型与结构

图 是它的外形与结构图，它主要有：与操作瓷柄相连的动触刀、静触头刀座、熔丝、进线及出线接线座，这些导电部分都固定在瓷底板上，且用胶盖盖着。所以当闸刀合上时，操作人员不会触及带电部分。胶盖还具有下列保护作用：(1)将各极隔开，防止因极间飞弧导致电源短路；（2）防止电弧飞出盖外，灼伤操作人员；（3）防止金属零件掉落在闸刀上形成极间短路。熔丝的装设，又提供了短路保护功能。

（3）闸刀开关技术参数与选择

闸刀开关种类很多，有两极的（额定电压250V）和三极的（额定电压380V），额定电流由10A至100A不等，其中60A及以下的才用来控制电动机。常用的闸刀开关型号有HK1、HK2系列。表1-1列出了HK2系列部分技术数据。

表1-1 HK2系列胶盖闸刀开关的技术数据

正常情况下，闸刀开关一般能接通和分断其额定电流，因此，对于普通负载可根据负载的额定电流来选择闸刀开关的额定电流。对于用闸刀开关控制电机时，考虑其起动电流可达（4-7）倍的额定电流，选择闸刀开关的额定电流，宜选电动机额定电流的3倍左右。

（4）使用闸刀开关时应注意：

·将它垂直的安装在控制屏或开关扳上，不可随意搁置；

·进线座应在上方，接线时不能把它与出线座搞反，否则在更换熔丝时将会发生触电事故；

·更换熔丝必须先拉开闸刀，并换上与原用熔丝规格相同的新熔丝，同时还要防止新熔丝受到机械损伤；

·若胶盖和瓷底座损坏或胶盖失落，闸刀开关就不可再使用，以防止安全事故

红塔玉溪卷烟厂能源监测管理系统是昆明理工大学控制工程研究所在云南红塔集团玉溪卷烟厂完成的工程项目。1997年10月系统通过红塔集团一致验收，1998年9月通过鉴定，并获云南省烟草公司一等奖，1999年获云南省科技进步二等奖。

　　系统投运近四年，由于系统集成的能源数据和控制参数完整，系统运行稳定，自动化程度高，在玉溪卷烟厂的能源的现代化管理上发挥了重大的作用。

　　玉溪卷烟厂能源监测管理系统是较为典型的自动化集成系统，系统由若干采集子站直接采集部分能源数据，又通过与能源系统的若干独立的控制系统连接获取能源数据和各个控制系统的状态信息，通过网络汇集所有的系统数据，从而构成一个新的应用系统。

　　系统可以为网络上任何需要的站点提供全厂或部分的实时能源产耗和控制系统状态的监测，也可以提供能源统计、查询、报表打印等功能。能源系统中，能源中心机、部门子站及一些能源的职能科室显示站点都使用了Citect软件，它支持了所有能源站点的图形显示和多媒体功能，部门采集子站采集器驱动程序与应用程序的数据交换，所有能源站点在网络上的数据交换——汇集和分配。较为特殊的是在系统中的锅炉子站上，用Citect实现与美国Honeywell公司TDC 3000控制系统的连接，取代了Honeywell公司TDC 3000控制系统的客户端软件，实现了锅炉控制系统全部参数的远程传送，打破了客户端数的限制，并节省了大量的资金。

　　作为能源监测管理系统支撑软件的Citect在系统开发中发挥了重要的作用，较大幅度地减少了系统的开发时间，有较好的工作稳定性。在能源系统的开发中以下性能是比较突出的。

·较好的开放性——Citect支持DDE、DLL、SQL等重要的软件接口开发技术，这对复杂的集成开发是很重要的。在能源系统的开发中采集器驱动程序与应用程序的连接就用了DDE数据交换技术，系统的数据保存报表用了SQL技术。

·网络特性优异——能源系统中能源中心机、部门子站及显示站点都是通过网络连接的，大量实时数据实现汇集和再分配，传送刷新速度小于一秒。在Citect支撑的应用系统中可以通过方便的组态轻松完成。

·较好的图形处理、组态、多媒体性能——在纵多的工控软件中Citect是比较出众的，在它的支持下容易做出用户欢迎的界面和在它的支持下容易做出用户欢迎的界面和功能。

系统概述

水质监测系统包括中心站和监测子站两部分。监测子站内部包括采水部分、分析仪表、和计算机控制系统部分。中心站主要是以数据处理分析为主。这里我们主要讲的是中心站部分和计算机控制系统部分。
监测子站中，水样经过采水系统通过泵、阀、管路进入到相关的仪器、仪表进行水质的自动分析与检测，检测后的数据信息通过RS485现场总线进入工控机。除仪器、仪表外的其它数据信息和控制信息，（如：泵、阀状态、室内温度、烟雾传感、系统电源状态等）则通过电压、电流信号进入MODCELL采集器的I/O模块，MODCELL采集器将电压或电流信号转换成数字信号，通过RS485现场总线进入工控机。RS485现场总线将工控机、仪表、MODCELL采集器联结成完整的子站采集和监控系统。工控机又通过拨号网络与主站工作站形成广域网，实现历史数据和实时数据的共享。
中心站主机通过MODEM与市话网相连，通过拨号网络和各子站通讯。当操作员希望查看某子站数据时，首先通过拨号网络拨通监测子站，建立连接后，监测主机就可通过Client/Server(客户/服务器)的通讯方式，监视子站的实时数据，历史曲线，并可以直接控制输出，和在子站进行监控时只是速度上的有些差别。中心站主机实现历史数据的统计、各种报表的自动生成。
中心控制主站与监测子站通过MODEM与市话网相连，当拨号连通建立连接后，则通过远程访问服务（RAS）连接到拨号网络。使管理人员可以象在本地网（LAN）一样方便地访问中心控制子站和监测子站的实时数据，历史数据，并实现数据文件的相互传输。当中心控制站的管理人员需要查看某监测子站的信息时，只需要拨号连通监测子站，子站的远程访问服务将自动启动与中心控制站连网。它包括两种方式：通讯程序之间的数据传输和两台监测计算机之间的历史文件的传送。通讯程序之间的数据传输主要是通过邮槽（MAILSLOT）方式进行的主要用于传输命令、对时、报警等数据量小的信息。两台监测计算机之间的历史文件的传送是通过基于Internet服务的FTP（文件传输协议）实现的。



系统实例

项目名称： 天津水质监测系统
系统组成： 1中心站＋3子站
中心站：1通讯服务器＋1数据库服务器
子站：ABB分析仪表＋泵阀＋工控机＋PLC
通讯方式：电话线
监测软件：CS-ENV水质监测
系统功能 ： 监测子站
自动报警，当发生监测项目超标或开关变位报警时，自动报警管理软件将自动拨号向中心控制室上传报警信息；如果线路忙，将自动重拨直到拨通为止。管理人员可及时在中心控制室非常详细的了解采样系统的异常状态，并采取响应的措施，如：对子站设备实施远程控制。（注：包括系统断电指示报警）。
自动控制，当发生烟雾报警时，自动切断相关仪器仪表的电源；根据子站监控房内室温控制空调，加热器的启停，使室温保持在常温状态，确保系统的正常运行。
与主站对时，每日自动与中心控制室校时误差小于2s。当中心控制室召唤历史数据时，将历史数据及相应标志打包上传。
当子站断电并恢复供电后，工控机自动重新启动，恢复数据的采集和监控，无须人为干预。
子站当地的常规数据采集和监控，包括：数据和曲线的显示、检索；设备和仪器仪表的控制。仪器仪表特殊状态时的数据处理，如：标定状态时历史数据的剔除。

中心站
主机每天自动拨号与监测子站对时。并以轮巡方式连接每个监测子站，调取监测子站的历史数据（历史数据的采样周期为半小时）。进行分析处理，并存储到主机的标准关系数据库中，用来进行进一步的数据统计和分析。
当通讯故障或其他原因导致传输数据丢失或缺损时，可人工扫描子站获取历史数据，保证历史数据的完整。
主机上数据统计模块对存入SQL关系数据库中的历史数据进行二次处理，计算均值，大值，小值等算术计算和数据统计。
通过DDE方式将历史数据传入EXCEL报表软件，自动生成日报、周报、月报、季报、年报

  现在越来越多的公共运输工具上都配有信息点系统（POI），无论是居民还是乘客，都可以通过信息点系统（POI）收听新闻、天气预报、展览信息、产品广告等，更重要的是，获知城市交通路线和运行时间表。公交车作为城市重要的公共运输工具之一，需要一个可靠且易维护的信息点系统（POI），从一个中心服务接受信息，并播放流视频或公交车运行时间表。

系统要求
 紧凑、无风扇运行和温度兼容系统，便于安装在狭小空间内
 抗振动、抗冲击
 兼容公交车电源系统（24VDC）
 具备室内、室外可用性，工作温度宽泛（-20~60℃）
 易维护、可靠性良好
 足够强的处理能力来显示、维护和控制数字多媒体内容
 可进行扩展操作，具有足够强的处理能力、低功耗和有效散热功能

系统示意图

产品介绍：

系统优势
 ARK-3202是一款紧凑型、无风扇坚固的嵌入式工控机
 低功耗节能平台，嵌入式 Inbbb® ATOM™ N270 处理器使功耗降低到2.5 w左右
 具有车载应用所需的板载GPS，满足车辆应用的功能载体，是车载应用的佳计算平台
 丰富的I/O接口, 支持DVI 和 VGA 双显示，MiniPCIe接口通信模块，包括 WLAN 和 HSDPA，非常适合无线车载应用
 高达3个具有RS-422/485自动流控制的串行端口，是自动化应用的佳选择

一、 控制器概述

控制器及通讯模块组成热网监控系统的远程终端站（RTU），远程终端站通过与其相连的仪表和执行机构完成对换热站和其它现场设备的数据采集和控制功能。控制器应能与电气控制柜及工艺配合实现热力站的全自动控制，确保热网安全、稳定、和经济运行。

所有的换热站通过网络经路由器与SCADA系统服务器相连，将换热站的时实数据、状态、报警信息等传送到集中监控中心，并且能接受集中网控中心下达的指令。若某一控制器发生故障，SC ADA系统也可保持正常运行，而不会对整个监控网络产生不利的影响。

RTU中的控制器使用S7-300 PLC控制器其中包括：CPU 6ES7 315-2DP；扩展模块采用UniMAT UN300系列扩展模块，通讯模块采用CP343-1；AI模块采用UniMAT UN300系列 UN 331；DI/DO模块采用UniMAT UN300系列UN 321、UN323；AO模块采用UniMAT UN300系列UN 332；人机界面操作员面板采用TP170B触摸屏。能实现换热站硬件、软件平台与热网监控中心相互衔接，终构成为一个完整的监控系统。系统中UniMAT产品与西门子CPU、通讯模块，及第三方软件完美组合，大幅度tigao系统的性价比。

二、控制器（RTU）主要功能 

1、参数测量：主要完成管网现场过程的模拟量（如温度、压力、liuliang、等）、状态量（如泵的状态、水位高、低状态、报警时数据等）的测量、并完成相应的物理量的上下限比较、PID运算、逻辑运算。

2、通讯功能：控制器具有通讯功能，并且采用开放 TC/PIP协议的通讯协议，具有10BaseT通讯接口，控制器能将现场的设备运行情况传送到热网监控中心供分析处理，同时可接收监控中心传送的指令进行控制和调节，如控制参数的调节及泵的启停等控制，支持现场修改控制器内部数据；

3、显示操作功能：控制器采用SIEMENS TP170B中文显示液晶触摸屏，带WINCE操作单元，安装在仪表箱面板上；可设置参数有：温度曲线设置、系统定压点设置、供回水压差设置、调节阀阀位设置，PID参数设置。

4、控制调节功能：控制器除能在就地进行自动或手动控制和调节外，还能在监控中心的命令下和允许的范围内，对换热站和其它现场设备进行控制和调节；

5、控制器将测量主要工程参数，如一次网liuliang、补水liuliang、压力、温度、水箱水位等信号，测量结果将传送到监控中心；

6、控制器根据热力公司提供换热站运行曲线编辑，通过检测二次网回水温度和室外温度，自动调节电动调节阀的开度，实现换热站的质调节和气候补偿功能：也可手动设定恒温运行，监控中心也可以根据经济分析，自动生成经济运行的曲线，管理人员通过网络可以修改运行曲线和设定参数，完成运行曲线的修改、移植；

7、二次网补水压力控制，应能根据二次网供回水旁通管上压力点与压力设定值比较，自动调节变频补水泵的转速，达到热力站补水定压控制；二次网压差控制，应能根据二次网供回水压差设定值，自动调节变频循环水泵的转速。

8、控制器应能以固定循环的方式控制调节阀的开度来调节一次水的liuliang，以保证二次网所需的供水温度，当管网负荷过大或供热不足时，RTU应能控制调节阀的开度，使管网水力平衡，防止争水现象发生；

9、控制器能检测二次网回水压力过低、超压与设定值比较，停止二次网循环泵，同时关闭电动调节阀、报警，达到要求后再启泵。

10、控制器应能根据水箱液位，判断液位所处状态，超高限报警，超低限与补水泵联锁，停止补水泵向二次网补水。泵阀连锁功能，启动时循环开启，电动阀才能开启；停止时则相反先停调节阀，再停循环泵。

11、能接受监控中心参数修改更新指令，并保存更改后的数据；