西门子模块6ES7231-7PF22-0XA0详细资料
近年来，国际市场上石化产品的竞争日趋激烈。与国外同类产品相比，我国的石化产品无论在生产工艺上，还是产品质量上，都存在着相当大的差距。为改变我国石化产品发展严重滞后的局面，国内石化行业的许多厂家已开始向产品的多样化、添加剂材料和配方的高科技化迈进。我们应有关厂家提出的技术要求，针对石化产品生产工艺复杂、添加剂配比要求严格、品种多样、互换性差的特点，开发研制了计算机与PLC集成控制系统。该系统控制可靠、操作简便、开放性强、性能价格比高，在国内石化系统的数家企业推广应用后，受到好评。
1 系统组成
计算机与PLC集成控制系统由生产系统和非生产系统二部分组成(如图1)。生产系统主要由微型机、适配器、PLC、执行机构及现场仪表等部分组成。非生产系统主要由工艺流程模拟显示屏、电视监视设备、现场通话设备、质量检查系统、管理信息系统等部分组成。中央控制室负责处理来自生产系统和非生产系统的大量信息。通过计算机与PLC集成控制系统，将润滑油厂的各生产车间、附属部门以及总厂厂部联成了密不可分的整体，从而大限度地利用了信息资源。
2 系统功能
为满足用户提出的技术要求和现场的工况，此控制系统的设计具有以下功能：
1.根据用户提出的技术要求，按照添加剂配方的比例jingque地配制生产各种型号的石化产品，并且通过微型机和现场PLC控制系统实现整个生产过程的自动化。
2.通过自行开发的计算机软件，实现生产现场的动态监控。良好的人机界面、清晰的组态图形，使得操作人员通过计算机屏幕，对于现场的各种工况变化一目了然。
3.在现场生产中，为提高整个控制系统的jingque性，在搅拌器、电动机、电动阀、电磁阀等设备上均设计了局部反馈功能，这些相互独立系统的局部反馈功能构成了对总系统反馈控制的有力支持。
4.当系统出现压力报警或油面报警时，一方面通过PLC程序实现自动停车，另一方面借助于语音卡，在控制间的操作人员可以立即听到报警信号，及时采取相应措施。
5.考虑到生产现场某些部位属于高温、有害气体残留处，技术人员不宜靠近，在现场设置了电视监视设备，让技术人员实现远程监控。为便于管理，还安装了现场通话设备。
6.在中央控制室设置了1个大屏幕模拟显示屏，在屏幕上不仅可以显示总厂所有管道线路，而且能够动态显示油的液位、流向，让高层管理人员从宏观上掌握全厂的生产状况。
7.通过微机联网，质量检查部门可以直接得到工业现场的信息，各管理部门之间也可以实现数据通信与数据共享。
3 硬件与软件设计
3.1 硬件设计
在本系统中，工业现场控制是核心，而工业现场控制主要由PLC系统完成，所以如何合理有效地使用PLC技术就成了设计的关键。PLC的特点是控制可靠，编程简单，但程序内存不大，不能进行复杂的编程；而石化产品的特点是生产工艺复杂，产品型号繁多，往往1条生产线就能够生产几十种型号的产品。这就形成了一对矛盾。如果设计时采用常规的PLC控制系统，那么1条生产线就需要20几台PLC基本模块和A/D转换模块。投资巨大，而且按照现代控制理论，在1个控制系统中配置的控制模块越多，控制越不可靠。为了减少投资和增强控制的可靠性，在PLC控制系统的硬件配置上进行了多项创新。
以润滑油生产线为例，在润滑油生产车间，有搅拌温度、添加剂温度、输油泵压力、油罐的液面等共计32路模拟信号需要检测。如果按常规设计，需要8块FX-4AD模块。为减少投资，设计了多路开关切换电路，只用2块FX-4AD模块就完成了全部功能。图2为FX-4AD模块的多路开关切换示意图。
图2中，FX-4AD模块为12位4通道模拟量输入模块，Y0、Y1、Y2、Y3为PLC的任意输出触点。FX-4AD模块的多路开关切换电路的设计实质上是通过1个多路开关控制FX-4AD模块分别去完成搅拌温度检测、添加剂温度检测、输油泵压力检测及油罐液面检测4项功能，其中多路开关的4个转换触点接PLC的输出触点，由PLC编程控制。这个多路开关切换电路简单实用，而且节省了大量投资，实践证明，该电路在控制精度上完全满足用户的需要。
3.2 软件设计
在计算机与PLC集成控制系统的软件设计中，也采用了许多新的设计思想。
仍以润滑油生产车间为例，按照用户提出的72种润滑油的生产工艺和技术要求，如果用常规方法编程，需要12台PLC基本模块。为节约投资，我们充分利用PLC的文件寄存器(2000点)，用逐项查表的方法编写了1个72种润滑油的通用程序，用1台PLC基本模块带2台PLC扩展模块的方式完成了过去需要12台PLC才能实现的功能。
我们选用了三菱公司生产的FX系列的可编程序控制器，文件寄存器共计2 000点(D1000～D2999)。为节约程序内存，充分利用PLC本身提供的指令资源，我们选用了字传送方式，用1个16bit的字来控制PLC触点的16个输出触点，而不必像过去那样，1条指令只能控制1个输出触点。例如在图3中，首先X0导通，十进制数K6送入数据寄存器D0，接着X1导通，数据寄存器D0的数值K6转化为二进制数“0000 0000 0000 0110”送入K4Y0，控制输出Y0～Y17共计16个触点的动作，其开关动作和数据寄存器D0的数值K6一一对应。如图4所示，“1”控制输出触点导通，“0”控制输出触点关断。在此例中，Y1、Y2触点导通，其余输出触点关断。
通过字传送方式，我们用1条指令就可控制16个电动阀及输油泵的动作，大大节省了程序空间。在这种设计思想下，我们把72种润滑油的工艺流程全部用字方式编写，然后输入文件寄存器，并在此基础上，编制了72种润滑油的通用程序。在通用程序运行时，根据某一润滑油的型号，通过查表的方式，在文件寄存器中调出对应的数据段(这些数据段也就是该种润滑油的工艺流程)，然后该数据自动输入PLC的控制程序，使得PLC按照规定的工艺流程控制整个执行机构工作。如图5所示之例，润滑油品种LSO-1的工艺状态字存于文件寄存器D1050～D1060 10个字节中。程序运行时，首先根据润滑油型号在文件寄存器中寻址，查到正确的地址后，调出D1050～D1060 10个字节的数据，然后输入到通用程序的相应寄存器，参与工业控制。
4 计算机与PLC的通信技术
在计算机与PLC集成控制系统中，一个关键的技术问题是计算机与PLC的通信。若在整个系统设计中全部采用进口器件，软件也选用相应的进口产品，那么，整个工程造价惊人。针对这种情况，我们自行开发了计算机与PLC的串行通信技术。该技术设计思想先进，软硬件简单实用，可靠性高，性能价格比好，兼容性强，可适用于市场上多种型号的计算机与PLC。
从硬件上讲，现在中国市场上使用的PLC，在通信接口上多采用RS422接口或RS485接口；而微型机多采用RS232接口。这样在计算机与PLC通信时就不可避免地要选用RS422-RS232转换模块，同时考虑到恶劣工况下的抗干扰要求，这个转换模块必须具有良好的隔离功能和放大功能，而选用高性能进口模块，必定提高工程造价。
针对这种情况，为降低工程造价，我们在硬件上用1根普通的通信电缆代替进口的通信模块，在电缆的接口处采用先进的电路设计技术和单片机技术，以完成信号的隔离和放大功能。实践证明，通信的可靠性完全可以和国外的进口模块媲美，而且造价极低。
从软件上讲，计算机和PLC的通信技术属于保密技术，长期为国外公司垄断。这就使得我们只要选用了该厂家生产的PLC，就必须选用它开发的工控软件，提高工程造价。针对这种情况，我们开发了自己的工控软件。下面以三菱公司生产的FX系列可编程序控制器为例，介绍我们的软件设计。FX系列可编程序控制器命令格式如表1所示。
表1 FX系列可编程序控制器的命令格式
命令 命令号 日标设备 功 能
设备读 命令‘0’ X/Y/M/S/T/C/D 读位设备或字设备状态
设备写 命令‘1’ X/Y/M/S/T/C/D 写位设备或字设备
强制开 命令‘7’ X/Y/M/S/T/C 打开位设备
强制关 命令‘8’ X/Y/M/S/T/C 关闭位设备
每一个字符都以ASCII码形式串行传输，传输格式如图6。
图8中，STX为文本的开始，其ASCII码定为02H；ETX为文本的结束，其ASCII码定为03H；CMD为命令字符，取‘0’、‘1’、‘7’、‘8’。
在STX之后，被传送数据的ASCII之和，也被作为2个字符码发送。
例如，实现从地址10F6(10F6为寄存器D123的地址)处读取4个字节数据，执行传输格式如图9。
求和：
30H+31H+30H+46H+36H+30H+34H+03H
＝74H
通过改变命令号和地址号，就可以实现计算机与PLC之间的读、写、强制开关等基本功能，用户可以使用我们研制的通信软件，也可以在该软件基础上，根据实际情况灵活地用C语言开发自己的通信程序，这正体现了该软件的开放性特点。
5 结束语
计算机集成控制系统采用了先进的系统集成的设计思想，投入运行后，为企业带来了可观的经济效益和社会效益。该系统在工业现场控制方面，尤其在PLC控制方面，独树一帜，以其zhuoyue的控制功能和良好的性能价格比，赢得了用户的广泛赞誉
随着石油工业的发展，用于输油生产的自控系统也越来越需要具有先进水平的高可靠控制系统。可编程控制器（PLC）是近年来发展极为迅速、应用面极广的工业控制装置，它具有控制能力强，操作方便灵活，可靠性高，适应能力强的特点。轮库管线采用了美国A－B公司生产的PLC－5系列可编程控制器，本文就轮库管线轮南站的使用情况进行讨论。
1 轮南站输油工艺简介
轮南站是轮库输油管线的输油首站，也是东轮输油管线和塔中－轮南输油管线的输油末站，主要站区包括4座1万m3双盘式浮定油罐，4座5万m3双盘式浮定油罐，共计储油能力24万m3。是西北地区大的原油库。成套引进从美国进口的5台拜伦*杰克逊泵主泵和相配套的5台给油泵。设有1万m3罐区阀组区、5万m3罐区阀组区、轮库线出站阀组区塔中4进站阀组区和轮库复线阀组区，装有电动阀门和输油泵进出口（带开关指示远传）阀门100多个。
轮南站的输油生产过程中包括工艺流程的切换、收发球清管控制、输油泵自动启停控制、储油罐自动切换控制、出站压力自动调节、生产设备运行状态的监控等，如此多数量的输油设备和复杂的工艺运行操作，需要复杂的自动化系统。下面就轮南站自动化系统的核心部分即PLC－5系列可编程控制器系统进行讨论。
2 系统配置具有高可靠性
轮南站的自动化控制系统主要有成套从美国A－B公司引进的4台PLC－5系列可编程控制器及配套的110块1771系列接口模板，可以与各种变送器传感器、电动阀、输油设备、某些仪器仪表相连接去完成各种输油生产任务。下面就轮南站PLC－5可编程控制器系统的配置介绍如下：
轮南站PLC－5系列可编程控制器的系统配置图如图1所示。
图1 轮南站PLC－5系列可编程控制器的系统配置图
在图中可以看出轮南站的PLC－5系列可编程控制器系统的基本结构和联接方式，1＃和2＃站是整个可编程控制器系统的主要部位，负责与计算机工作站之间的数据传输，也是计算机工作站与另外两个站的数据信号传输的处理中心，装有整个自动化系统运行的主程序，肩负着全部生产运行工艺流程的逻辑控制、出站压力自动调节系统的控制、安全报警系统，同时还包括了一期工程的整个系统的全部功能，管理监视3＃、4＃可编程控制器的运行状态；这个部分使用了两台PLC－5／40型的可编程控制器和4个16槽框架以及相应的设备和I／O接口板，配置结构采取双机热备的形式。
图1中，左边的是1＃控制器，一般作为主运行控制器，右边的是2＃控制器，为后备运行控制器，这两个控制器所编制安装的运行软件是完全一样的，同时运行和接收各种信号，在实际运行中，主控制器处于主导地位，指挥着整个输油生产过程，向其它部分发出命令和接收和传输各种数据，后备运行控制器处于从属地位，进行着同样的运行状态，和主控制器的区别是不发出任何命令，但时刻监视着主控制器的运行状态，一旦主控制器发生故障，后备控制器能立即占据主控制器的地位，指挥着整个自动化控制系统的运行，从而保证了自动化控制系统运行的连续性，提高了设备运行的可靠性，保证了安全生产。
3 系统具有先进灵活的通信功能
轮南站的各个PLC－5可编程控制器利用其先进的灵活的通信方式，方便地组成了PLC－5处理器与就地机架、远程机架、计算机工作站及其它的电子设备之间的通信，其通信方式是多渠道、多方式的。轮南站的系统使用了1771－ASB远程I／O适配器模板，在每个远程机架中装有一块，负责与处理器和各个远程机架之间的通信。在本地机架里，处理器本身即是处理器，又是适配器扫描器。PLC－5处理器本身的通信功能（使用DH＋网），可以在不加任何通信模块的情况下，实现各个PLC－5处理器之间的通信。它也可以将一台编程器用于网上的所有站。
PLC－5可编程控制器还可以与其它的电子装置进行数字通信，轮南站的3＃站系统完成与2705的输油泵系统输油泵参数采集显示系统进行本地机架和远程机架的通信。二期工程中使用了4台瑞典生产的雷达液位计，轮南站系统使用1771－DBBASIC模块与雷达液位计提供的2170型RS－232通信模块相联接，完成该部分的储油罐温度和液位的数字数据传输。
4 系统具有先进的多种数据处理功能
A－B公司为工业应用提供了可在通用框架上安装的80多种数字及智能I／O模块，诸如数字I／O模块、模拟量I／O模块、通信模块、定位模块等等。
轮南站的系统使用了开关量I／O模块、电流模拟量输入模块、热电阻模拟量输入模块、配变电模拟量输入模块等智能模块，这些模块给定的精度为0．1％，经过每年实际测试均能满足要求。
丰富的指令集和强大的软件功能是A－B公司PLC－5系列可编程控制器的显著特点。轮南站使用的PLC－5系列可编程控制器具有新工艺、安装在1771通用I／O框架上的单槽处理器。另外，它们还具有一套的指令系统，并且它还具有顺序功能流程图的编程功能。使用一台兼容的计算机（即使用普通的电子计算机加上一块1770－KT或其它可以安装在该计算机上的由A－B公司提供的通信模板），安装上该公司提供的9320编程软件就可以方便的进行处理器编程，同时该系列处理器和软件可以使用在线和离线两种方式进行编程，装入或取出数据文件，在计算机上监视设备运行情况。
目前轮南站就是使用了惠普生产的VL4－50计算机作为监控设备，组成人机信息交换界面，操作员发出命令的场所，有效的控制着输油生产的运行。
PLC－5系列的I／O接口模块具有相同的尺寸，统一安装在1771I／O框架中，在轮南站的输油泵设备采用的震动检测系统模板（2202／02－01 2201／03－01）与1771I／O框架的尺寸相同，方便的安装在1771I／O框架中，与PLC－5处理器直接通信，进行数据传输。
5 结论
从轮南站使用的PLC－5系列可编程控制器的情况来看，它们具有强大的控制功能，控制方式灵活可靠，通信方式多样化，给用户确实提供了极大的方便。在轮南站的PLC系列可编程控制系统中，成功地完成了与雷达液位计数字通信的衔接和震动模板组成的输油泵运行设备的控制和与2705数据采集系统有机的结合在一起，更增加了PLC－5系列可编程控制器的特色，与普通的计算机非常方便的组成易操作，易掌握，高可靠性的自动控制系统。
PLC－5系列可编程控制器自1992年7月投产使用以来，一直可靠地运行，经过1995年初的更新换代，始终未出故障。实践证明，轮南站的PLC－5系列可编程控制系统在输油生产的运行中完全可以充当主角，给安全、平稳输油提供了可靠的保障
一般情况下,通过ClO2与水的反应达到净水的目的，但如果ClO2过多则会形成二次污染，中达电通的净水方案采用台达PLC进行系统自动控制，代替以前用单片机系统，增加了可靠性，功能性，达到了很好的效果。
引言：
工业对发展中国家的经济的发展起到了不可磨灭的作用，特别是中国的，工业的发展带动了相关产业的高速发展，成为国民经济重要的支柱之一。但是经过工业迅猛发展的国家都明白，工业的发展也意味着自然环境的破坏，特别是对水源的严重污染，所以对水源的保护，污水的治理，水的净化就显得十分的重要。随着人们生活质量的不断提高，特别是医院、化工实验室等单位，对水的品质也提出了更高的要求，所以根据现状的需要，对更好的净化水的设备也提出了相应的需求。而此促进了净化设备公司的飞快成长，也对控制部分要求更稳定，更可靠！像目前一些净化水设备厂商加大资金与技术的投入，用PLC代替以前的单片机控制系统。
设备控制背景：
系统构成：电源模组+以8051单片机为主，加扩展A/D及I/O芯片搭建的PCB控制板；
系统分析：系统采用单片机实现自动控制系统，由于电路的整体设计不能够很合理，尖峰等保护措施不好，很容量出现电路故障。这也增加了服务，也隐形的增加了产品的成本，影响公司市场的发展，所以用户很想用更可靠的系统来代替原有的系统，以减少服务量，减少综合成本。
原理说明：
化学反应在专门的反应箱里，通过PLC控制两路加热信号并及时的采集PT100温度信号，使反应箱始终保持在设定的温度，再通过PLC发出脉冲对计量泵进行控制加入ClO2药剂量，使适当浓度的ClO2与水的发生化学反应，达到消毒的目的。
控制要求：
1. 温度控制：系统反应需要在指定的温度下进行，所以需要保持反应箱水的温度恒定。
具体方法是设定一温度D414，设定回差D410，超温设定D535。当采集温度D310小于D414时，开始加热，当温度达到D414+D410时停止加热，温度降到D414时再次加热，使温度在设定回差内徘徊，达到恒温的目的。如果温度超过超温设定D535则停止加热并报警。
2. ClO2投加量控制：系统控制需要严格控制加入反应器里的ClO2的浓度，能够使水充分的消毒，又不会太多形成二次污染，所以对氯气的控制精度要求极高。
具体方法是ClO2的投加量根据待消毒水流量和单位投加量计算，尔后，感测器将水中的余氯量反馈到控制器(PLC)，将余氯量与设定值(目标值)进行比较并根据二者的差值确定单位投加量的纠正的速度和幅度，计算出新的单位投加量，从而将投加量控制在合理的范围内，
●水流量×ClO2单位投加量→计量泵的输出频率
●余氯高于设定值(即目标值)后，减小单位投加量，减小量由差值大小控制。
●余氯低于设定值(即目标值)后，增大单位投加量，增大量由差值大小控制。
●检测到的流量信号，经延时后参与运算，延时长短在0~150分钟内可设，经运算后得到控制泵的频率(即控制投加ClO2的量)
●输出控制计量泵的频率计算公式：
3. 报警控制：
●压力水欠压、负压系统超压、缺原料-----报警，停计量泵
●缺水、超温、高温-----报警，停止加热
器件选型：
1.控制器：
采用台达DVP14SS11T2+DVP04PT-S+ DVP06XA-S。主机DVP14SS11T2负责反应箱两路加热信号；并控制计量泵的频率达到控制加入反应箱的ClO2的药量。DVP04PT-S采集反应箱的2路温度信号；
2.显示部分：
采用台达DOPA-A57GSTD及TP04终端显示器。根据终用户的不同选择采用不同的显示幕。
3.米顿罗（MILTON ROY）LMI电磁驱动隔膜计量泵：（型号P766-y/流量0.08~7.6L/H/压力3.5bar）
供给反应器ClO2，计量泵受PLC脉冲的控制，PLC每发一个脉冲，计量泵动作一次，输出一个冲程的ClO2，大100次/分钟；计量泵的冲程可以手动调整，即计量泵每动作一次能够输出的液体的量，可设定0~范围。
4.氯酸纳、盐酸采用电磁阀开关进行供给。
5.反应箱的温度采集采用标准Pt100，用台达DVP04PT-S直接采集并转换，十分方便。
6.ClO2浓度采集采用德国普罗名特流体控制（中国）有限公司的CDE 2-mA-2ppm型专用ClO2感测器，可以直接输出4~20mA到DVP06XA-S模块进行采集。
市场分析：
随着人民日常生活的提高，对生产产品时的用水就特别关注，如果水源不洁，又怎幺能够生产出让人放心的产品乃至食品呢？没有好的水，对于化学实验又怎幺能够分析准确呢？没有好的清洁水，医院怎幺能够对病人有足够的保证呢？在很多行业里，都是需要有较好的水来保障下一步骤的顺利进行，所以净化设备将会日益俱增。从国内一些净化厂商来看，目前都有加注资金投入情况，而且销售情况整体较好，厂商也忙得不亦乐乎，所以水处理行业是一个自动化厂商配套的很有前景的一个行业。
小结：
净化水设备厂商的崛起，对于台达PLC来说无疑是一个很好的机会。根据目前接触的几家厂商来看，技术人员对自动化电气实现功能理解还不深刻，需要进行交流培养，也更需要有耐心去推广我们的PLC。在此种小型设备上，台达PLC具有先天优势，体积小，功能强，轻松实现其要求的功能。所以净化水设备是一个设备配套较有潜力的行业，应该把台达的PLC技术应用到更多的净化水设备当中，提高净水设备自动化控制水平，提高控制精度。
