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西门子PLC模块 , 变频器 , 触摸屏 , 交换机
西门子模块6ES7223-1BM22-0XA8诚信交易

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 由西门子S7-200PLC组成的RS485通信网络其大通信距离为500米,可挂接32个节点,距离超过500米时需在RS485总线上加装RS485中继器,为方便接线,每个PLC的通信端口需安装总线连接器,网络的两端需配接终端电阻。这是一种常规的通信方案,有以下几个缺点:

  1、 当距离超过500米时,需增加RS485中继器来延长通信距离,而中继器需要供电,这对于有些无供电条件的场合,如野外、油田、海底等将带来很dama烦。

  2、 整个通信网络是非隔离的,抗干扰能力较差,特别是当网络上连接有变频器通信时容易造成误码和死机。

  3、 由于通信网络是非隔离的,当有雷电或其它较强的瞬变电压干扰作用于网络上时势必造成网络上的全部PLC损坏,带来重大的损失!

  采用德阳四星电子研制PFB-G总线隔离器或CAN-485G远程驱动器可以很好的解决以上问题:

  一、采用PFB-G隔离器达到2公里通信距离:

  通过在每台PLC的通信口安装PFB-G总线隔离器,如下图所示,无中继器时可实现大通信距离为2公里(9600bps时),多站点数量为160个,如距离超过2公里可在网络中加装RS485中继器(型号:E485GP),PFB-G的高通信速率为12Mbps,可用于PROFIBUS网络、PPI网络、MPI网络和自由口通信网络等一切RS485网络,特别适用于干扰较大的恶劣环境,由于光电隔离解决了各个节点由于地电位差带来的经常损坏通信口的问题,并使通信中的干扰减小到小,特别是当网络中有变频器通信时效果更为明显。

  如总线上需挂接变频器通信,为便于安装和接线,可将PFB-G换成BH-485G隔离器,将变频器的RS485口经BH-485G隔离后再和总线相连,这种方案可以很好的解决PLC与变频器通信时的干扰和死机问题! 

  二、采用CAN-485G远程驱动器达到5公里通信距离:

  通过在每台PLC的通信口安装CAN-485G远程驱动器,如下图所示,无中继器时可实现大通信距离为5公里(9600bps时),这可能是目前无中继器时铜线传输的大距离,CAN-485G是隔离的透明传输驱动器,该产品并未使用CAN协议而采用了透明传输方式,因此使用CAN-485G后并不需对原有软件作任何修改!CAN信号与RS485信号相比有诸多优点,读者可参看网站的相关文章。

  说明:

  通信线的截面积比RS485通信线大,应选1mm2的双绞线,由于CAN-485G和CAN-232G(接电脑的RS232口)设计有二对总线端子,按图所示接线也就不存在分支线问题了。

  CAN-485G和CAN-232G内部已设计有终端电阻,需将总线的始端和末端上的终端电阻设置开关K拨到“R”(接入120欧终端电阻),而其它站点应拨到“OFF”(不接终端电阻)。

  如总线上需挂接变频器通信,请将变频器的RS485口经CAN-485G隔离后再和总线相连,这种方案可以很好的解决PLC与变频器通信时的干扰和死机问题!

  CAN-232G和CAN-485G均需5VDC工作电源,对于CAN-232G的工作电源可取自电脑的USB口或用5VDC稳压,而CAN-485G的工作电源须单独由5VDC稳压电源供给,因为西门子S7-200PLC通信口上6、5脚输出的5VDC电源因串联了100欧的限流电阻而无法作为电源使用。

  以上方案已在实际工程中证明非常稳定可靠,实际上对于其它任何使用RS485通信的设备都适合该方案,即使是近距离通信,虽然不需隔离驱动也能完成,但经过隔离后的网络是非常稳定可靠、安全的,设备的故障将会大大降低,如此较小的投入必将获得很大的收益。

1前言

  近年来,随着经济的迅速增长和人民生活水平的不断提高,作为传统行业之一的包装工业,呈快速发展态势,是人们普遍看好的“朝阳产业”,随之而来的就是包装机应用需求的大幅增长。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注,它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。

  在机电一体化技术迅速发展的,随着自动化技术的发展,包装机已全部实现了自动化。自动包装机一般分为半自动包装机和全自动包机两种,由人工供给包装材料(容器)和内装物,但能自动完成其它包装工序的机器称为半自动包装机,自动完成主要包装工序和其它辅助包装工序的机器称为全自动包装机。

  本文介绍了和利时公司新一代小型一体化PLC在DXD系列包装机上的应用,该应用在提高包装机自动化方面取得了很好效果,具有很好的推广前景。

  2系统概述

  DXD系列包装机广泛应用于食品、医药、化妆品、化工、茶叶、种子等颗粒状、片状、粉状及半流体状物料包装。北京某包装机械制造有限公司是生产DXD系列自动包装机及灌装机的厂家,其生产的DXD系列自动包装机及灌装机行销海内外,得到用户的普遍好评。

  和利时公司PLC事业部技术人员对该类型包装机运行环境进行了现场考察和反复研究,充分考虑到了现场环境的不同地域特性(俄罗斯、广州等),在可靠性、稳定性等方面做了大量工作,提出了基于HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC的控制系统。实际运行效果表明,基于G3系列PLC的控制系统达到了预期效果,大大提高了设备的自动化水平。

  DXD全自动包装机要求加料、制袋、充填、封口、剪切、撕口等工序全自动完成,包装速度、制袋长度可以调整。采用HOLLiAS-LEC G3 PLC控制的DXD全自动包装机是集机电一体化、光电检测、步进电机自动跟踪纠偏等功能于一体的多用途自动包装机,该包装机具有电眼跟踪、PLC控制、无级变速纠偏等功能,计量jingque,符合行业标准,并且具有性能稳定、操作维护方便、效率高等特点,保证了包装袋的长度稳定,图形美观。

  根据工艺要求,DXD全自动包装机采用PLC进行自动控制,包含两个关键的步进电机的协调运行。选用1块24点CPU模块LM3106做为整个控制系统的核心部分, LM3106不仅可以处理普通的DI、DO、AI、AO点,还包含三路高速脉冲计数输入和两路高速脉冲输出,其输出频率大可达20KHz。选用深圳人机电子有限公司的5.7" 蓝色 STN 液晶触摸屏MT506L作为人机界面。

  3系统设计

  采用PLC控制的DXD全自动包装机可以实现自动制袋、自动上料、自动计量、自动封装等多项功能,并可对生产过程进行实时监控,完成自动诊断、自动报警和数据上传等功能。根据工艺要求,DXD全自动包装机的控制系统由人机界面操作及显示系统、制袋控制系统、送料计量控制系统、封装及剪切控制系统组成。

  DXD全自动包装机的输入、输出信号参见表1。

  人机界面操作及显示系统如图1和图2所示。根据用户要求,设定并显示包装容量、制袋长度、每分钟的包装速度,系统可jingque显示出实际产量(袋数)和准确计量数(填充量),能够对计量数手动清零,具有正常的启动、停止及点动按钮。设置画面带有权限保护,能够方便调用光电眼控制及其它辅助控制系统选择开关和多料混装选择开关。

1 概述 

  在石油加工工业中,大型旋转机组是装置设备的重要组成部分,如催化裂化装置的主风机、气压机组、烟气轮机及汽轮机组等。这些机组功率大,运行条件苛刻,控制系统复杂,是化工生产中的关键设备。因此,对这些设备在突发事故中的保护是至关重要的。现在各大石油化工企业普遍采用的是专用ESD紧急停车系统,系统结构复杂,成本高(上百万元)。针对上述情况,沈阳石蜡化工有限公司80x104 t/a 重油催化裂化气压机组的联锁-自保系统采用了PLC 进行系统构建,其在随后的生产过程中表现稳定,动作可*,多次在事故状态下对机组及生产装置实行了自我保护,杜绝了恶性事故的扩大和蔓延,取得了显著的效果。

  2 工艺设备及主要联锁参数 

  在催化裂化装置中,从沉降器出来的油气经分馏塔分馏后得到粗汽油、柴油和富气,富气从分馏塔顶出来经气压机压缩后送到稳定塔,与粗汽油在稳定塔内充分互溶,得到稳定汽油。在这部分流程中,气压机是关键的设备,它的运行是否平稳直接影响着整个流程。如果气压机受到损坏,会对单位的经济效益产生极大的影响。因此,对气压机组的保护是至关重要的。该厂80x104 t/a重油催化裂化气压机组采用的是电机-气压机-汽轮机三机组,在装置开工时采用汽轮机启动机组,达到额定转速(6000转)后开启电动机,采用双动力三机组的形式,主要是为了增加机组运行的可*性。机组的主要联锁参数包括气压机轴位移超标停车、汽轮机轴位移超标停车、润滑油压力低停车、密封油压力低停车、汽轮机入口蒸汽流量低停车、汽轮机背压低停车、机组转速超标停车、手动紧急停车、供电跳闸停车等,这些量都是开关量输入,其中任意一项或多项出现,都要求PLC能迅速切断汽轮机入口蒸汽速关阀和电机电源,同时关闭气压机入口阀,打开放火炬阀,以保证气压机及装置的安全。

  3 方案的确定  

  自保-联锁系统是指将影响装置安全和设备安全的重要参数,如温度、压力、流量、温度等引入ESD(紧急停车系统)系统,由ESD监测,并以显著的声光形式进行报警,达到联锁条件时自动实行联锁保护,保障设备和装置的安全,并打印出故障原因及时间,以利于事故分析。随着微电子技术的发展,PLC产品在功能和性能指标上都得到了极大地丰富和完善,并以受到用户的欢迎。因此,从满足工艺生产需求出发,考虑到安全性、可*性、经济性、可扩展性等因素,采用了OMRON公司生产的CPM2AH ?0CDR-A型PLC,并选用了OMRON公司的CX-Programmer软件。

日常的生活用水量随季节、昼夜、上下班的时间不同而有较大变化,因而经常出现供水用水的不平衡,主要表现在水压上,用水多而供水少则水压低,用水少而供水多则水压高。某住宅区由于自来水管网的水压较低,自来水通常不能到达住宅的较高楼层。传统的供水方式利用蓄水池蓄水,用水泵再次将水送至楼顶的高位水箱,再供应给用户。蓄水池中的水一般是由市政自来水管网供给,这样,有压力的水进入水池后变成了零压力,造成大量的能源白白浪费,这种供水方式不可避免通过蓄水池和高位水箱造成二次污染,影响居民的身体健康。但是为保证小区的供水正常,我们利用PLC,配以稳流罐、负压消除器和不同功能的传感器等,根据网管的压力,通过变频器控制水泵的转速,使水管中的压力始终保持在合适的范围。这种变频恒压供水系统直接取代水塔、高位水箱及传统的气压罐供水装置。不对市政供水管网产生负压,适用于一切需要增高水压、恒定流量的给水系统。另外水泵耗电功率与电机转速的三次方成正比关系,所以水泵调速运行的节能效果非常明显,平均耗电量较通常供水方式节省40%。结合使用可编程序控制器,可实现循环变频,电机软启动,具有短路保护、过流保护功能,工作稳定可靠,大大延长了设备的使用寿命。

  1 系统设计

  (1)原理

  系统采用2~3台水泵并联运行方式,压力传感器将主水管网水压变换为电信号,经模拟量输入模块输入PLC,PLC根据给定的压力设定值与实际检测值进行PID运算,输出控制信号经模拟量输出模块至变频器,调节水泵电机的供电电压和频率。当用水量较小时,一台泵在变频器的控制下稳定运行,当用水量大到水泵全速运行也不能保证管网的压力稳定时,PLC给定的压力下限信号与变频器的高速信号同时被PLC检测到,PLC自动将原工作在变频状态下的泵投入到工频运行,以保持压力的连续性,同时将下一台备用泵用变频器起动后投入运行,以加大管网的供水量保证压力稳定。若2台泵运转仍不能满足压力的要求,则依次将变频工作状态下的泵投入到工频运行,再将一台备用泵投入变频运行。当用水量减少时,首先表现为变频器已工作在低速信号有效,这时压力上限信号如仍出现,PLC首先将先工频运行的泵停掉,以减少供水量。当上述2个信号仍存在时,PLC再停掉第2台工频运行的电机,直到后一台泵用变频器恒压供水。

  所有水泵电机从停止到启动及从启动到停止都由变频器来控制,实现带载软启动,避免了启动大电流给水泵电机带来冲击,相对延长了电机的使用寿命。同时,系统供水采用变频泵循环方式,以“先开先关”的顺序关泵,工作泵与备用泵不固定,这样,既保证供水系统有备用泵,又保证系统泵有相同的运行时间,有效地防止因为备用泵长期不用发生锈死现象,提高了设备的综合利用率,降低了维护费用。

  

  (2)系统硬件

  系统选用了西门子公司的S7-200 (CPU224XP CN )PLC,主要检测元件有水位检测、执行继电器状态等,共计14个输入信号。执行部件有电机、变频调速器、声光报警器等,共10个输出点。模拟量检测有压力检测、变频器运行频率检测和压力比对检测,共2个输入、1个输出量。PLC主要完成现场的数据采集、转换、存储、报警、控制变频器完成压力调节等功能。水泵分别由变频器软起动,旁路工频运行,进行恒压控制,变频器的起动、停止分为使用触摸屏或文本显示器等设备软控制和PLC自动控制。控制面板上设有一个手动/自动转换开关,PLC对该开关的状态实时检测,当选择手动功能时,PLC只进行检测报警,由人工通过面板上的按钮和开关进行水泵的工频起、停。当选择自动功能时,所有控制、报警均由PLC完成。系统原理图如图1所示。

  1 引言

    近几年随着我国经济建设的快速发展,在能源供应上很多地区都出现电力资源紧缺的状况,因此许多电厂纷纷进行新建或扩建改造。深圳西部电厂原有4台(#1—#4)300MW 机组,为提高发电能力又续建#5、#6机组(2×300MW)。西部电厂原有两列化学水处理系统,续建工程的化学水处理系统扩建一列100~140m3/h化学除盐系统,其余设备与已有化学水处理系统共用。原有化学水处理系统使用传统的模拟屏方式进行监控,自动化水平不高并且效率很低。续建2台机组后,废除原有化学水处理系统的控制系统,将原有化学水处理系统和扩建的一列化学水处理系统统一采用一套冗余PLC控制系统进行集中控制。

    2 化学水处理系统工艺流程

    2.1.化学水处理系统流程
    原有化学水处理系统流程为:自来水→蓄水池→升压泵→活性炭过滤器→阳离子交换器→除二氧化碳器→中间水箱→中间水泵→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵。通过对现有系统运行状况的现场调查和对水质分析报告分析,自来水中的悬浮物含量较高,严重地污染了活性炭和离子交换树脂。因此,续建工程增加3台高效纤维过滤器对自来水进行深度过滤处理。
续建化学水处理系统流程为:自来水→蓄水池→升压泵→高效纤维过滤器→活性炭过滤器→阳离子交换器→除二氧化碳器→中间水箱→中间水泵→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵。

     2.2. 续建工程与原有系统的连接及运行方式
     原有120t/h出力的一级除盐+混床设备2列,续建工程仅再扩建1列出力为120t/h的同样设备。除盐水泵、再生水泵、压缩空气系统、酸碱再生系统和废液处理系统与原有系统共用。

     3台高效过滤器采用并联运行方式,正常工况2台运行,1台备用。高效过滤器不仅对续建工程所需的自来水进行预处理,而且对原有系统的自来水也进行预处理。2台活性炭过滤器和一级除盐设备构成一个系列,采用串联运行方式,正常工况2列运行,一列备用。其中每系列的2台活性炭过滤器,当水质好时1台运行(去除游离余氯),1台备用;当进水水质恶化时2台同时运行(去除有机物)。混床采用并联,正常工况2台运行,1台备用。

    3套一级除盐单元与3台混床之间设有切换阀门,受已有系统的限制,仅#1一级除盐设备和#1混床与#2一级除盐设备和#2混床可以同时交叉运行,#1一级除盐设备和#1混床与#3一级除盐设备和#3混床可以同时交叉运行。机组启动时,上述3列设备同时投入运行,满足大的补给水量。

    3 系统配置
    系统由两台上位计算机和一套冗余PLC系统构成。上位计算机系统采用工业级计算机构成功能强大的监测与控制系统,计算机上安装Inbbblutiong公司的FIX7.0工业监测与控制系统软件,通过合理的系统设计和系统组态,实现对整个化学水处理工艺流程的动态监视和控制。通过上位计算机系统和强大的工业控制传输网络,实现对整个生产工艺工程的自动化管理和控制。

    PLC选用德维森公司PPC11冗余控制器,控制系统采用双机热备冗余方式,通过远程I/O的方式连接现场需要监测与控制的点,远程I/O由通讯处理器和PPC11系列I/O模块组成。冗余的主控制站可以保证系统的停机维护时间为零,大限度的减少人对系统的干预。主控制系统热备系统和远程I/O控制站之间采用高性能的工业以太网总线传输网络,实现信息的可靠、安全、稳定的传输。

 

  1 前言 

    净环水处理自动化控制系统是连续热镀锌及彩涂工程的供水系统。对水处理进行自动化监测和实时控制,是提高水处理效率、降低能耗的关键。采用以PLC为核心的工艺过程自动监控系统,对所有泵、阀实现自动监控,对曝气设备、排水设备的运行进行编程控制。根据工艺可以实时控制冷却塔风机、水泵、电动阀等设备。使水的流量、温度满足工业用水要求,以达到自动控制水处理过程的目的。 

    2 系统描述 

    本系统有4个控制站:净环泵站、镀锌炉子冷却回水提升泵站、彩板冷却回水提升泵站和雨污水泵站。其中净环泵站是2#站,镀锌炉子冷却回水提升泵站是3#站,彩板冷却回水提升泵站是4#站,雨污水泵站是5#站。其系统工艺流程图如图1所示。 


图1 系统工艺流程图

    3 控制系统硬件组成 

    系统总体结构如图2所示,主要部分及其功能分述如下。

    1 引言 

    近年来,随着我国自动化技术的提高,工厂自动化也上了一个新台阶。可编程逻辑控制器(PLC)作为一个从八十年代发展起来的新兴的工业控制器,是自动控制、计算机和通讯技术相结合的产物,是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备。PLC以其体积小、功能齐全,价格低廉,可靠性高等方面具有独特的优点,在各个领域获得了广泛应用。 

    洪门水电厂是一个投产30多年老电厂,原有的自动化设备无法满足安全生产的需要。溢洪道是水电厂重要的水工建筑物之一,因此对于该建筑物日常运行维护特别重要,消力池排水廊道自动抽水系统的更新改造正是为了满足这要求。考虑到水工建筑物自然环境因素,根据可靠性,选用性价比较高的产品的原则,我们重点对AB、GE、三菱、OMRON(欧姆龙)、MODICON(莫迪康)、SIEMENS(西门子)等公司的PLC系列产品进行了综合的比较、选择,后选用了三菱公司的产品,这是因为三菱公司产品除具有上述优点外,还具有维护方便及操作简单直观易掌握的特点。PLC采用三菱 FX2N-48MR+2A/D+2D/A,主要负责水位的数据采集,控制潜水泵的启动/停止等。同时选用了一台三菱5.7寸触摸屏,主要负责参数显示和修改参数以及显示详细的故障信息等。 

    2 系统结构 

    洪门水电厂溢洪道消力池排水廊道排水系统主要由三部分组成。①一级堰廊道自动排水系统;②二级堰廊道自动排水系统;③人机对话系统。其中主控制系统安装在二级堰廊道它由水位变送器、液位开关、可编程控制器、接触器、控制开关等构成。除具有现地控制功能外,还具有通过远方的液晶触摸显示器完成水位检测、实时显示、传感器整定、实时控制、保护等功能。一级堰廊道只安装了水位变送器和接触器等水泵起动设备。液晶触摸屏也就是人机对话系统安装在溢洪道维护人员的办公地点,离主控中心有100米左右。 

    3 各部分工作元器件特性
 
    3.1 PLC 

    PLC(FX2N-48MR)是整个控制系统的核心控制部件,其丰富齐备的控制运算指令、优越的性能、现场编程调试的方便已使其成为深受现场技术人员欢迎的控制设备。主要性能指标为:24点输入/24点继电器输出,内置8000步RAM可使用存储盒,运算速度为1.52цs~数100цs/步(应用指令);其输出接点的大负载为80VA或100KW,输出接点的寿命为20VA/300万次,35VA/100万次,80VA/20万次。 

    3.2 2A/D及2D/A 

    FX2N-2A/D转换模块用于接收水位变送器输出的4~20 mA电流信号,并将其变为PLC程序可用的十进制数。(即将模拟量转换成数值量)FX2N-2D/A转换模块用于将PLC运算得到的控制量数值转换为-10V~+10V电压信号,通过RS485或RS422接口连接将电流模拟量信号输入到远方监控系统。 

    3.3液位变送器和液位开关 

    液位变送器采用高精度、高可靠性美国麦克产品,型号为MPM426W液位开关 采用台湾凡宜LTB产品,当水位达到设定值时,给可编程一个动作信号。 

    3.4 触摸屏 

    作为一种新型的人机界面,从一出现就受到关注,它的简单易用,强大的功能及优异的稳定性使它非常适合用于工业环境。用户可以自由地组合文字,按钮,图形,数字等来处理或监控管理随时可能变化的信息。随着工业设备的飞速发展,以往的操作界面需由熟练的操作员才能操作,无法提高效率。但使用人机界面,能明确指示并告知操作员机器设备目前的状况,使操作变得简单生动。使用触摸屏,还可以使机器配线标准化、简单化,同时也能减少PLC控制所需的I/O点数,降低生产成本,也相对提高整套设备的附加价值。本系统选用三菱公司的GOT930触摸屏,它和三菱PLC有很好的通用性,能在线监视并修改程序,不必很麻烦的重复插拔接口。 


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