北京西门子S7-300代理商

北京西门子S7-300代理商

1、前言
    排水泵站（下简称泵站）作为市政建设和管理工程的主要设施，担负着城市排水防涝的重要任务。从目前国内大部分的泵站控制和管理来看还是处于相当 落后的状况，与国外相比具有很大的差异。 在电气控制上，自动化监控程度低，大部分的泵站仅有单级的常规控制。在管理水平上，大部分泵站的管理记录和统计都是手工操作。泵站控制和管理没有形成区域化的网络。随着国民经济的飞速发展，对市政建设和管理提出了更高的要求。所以必需对现有泵站控制和管理进行改造和完善。向国外无人化泵站监控管理发展，以达到减员增效和tigao管理水平的目的。该项目是以上海市浦东新区塘桥泵站为实施对象，进行整个泵站的自动化监控和管理的改造。

2.泵站工况概述
塘桥泵站位于上海市浦东新区塘桥路黄浦江边，该泵站主要用于附近地区的污水排放处理和防汛抗涝。服务面积240公顷，总排水量为13.8米3/秒。
2.1设备分布
同大部分的泵站一样，其设备分布平面图如下（图1）所示。
①进出水闸门：用来防止黄浦江江水倒灌和泵站维修。
②集水池：地下管道的污水汇集在此集水池，集水池被不锈钢格栅分成内外区，污水由内区流经格栅除污后，到外区排入黄浦江中。集水池内外区边安装有超声波液位仪用来检测内外区水位和水位差。
③除污机：泵站装有钢丝绳牵引式格栅除污机2台，除污机用于把附于格栅上的垃圾和污物从集水池中提出来处理。
④变压器房：为保证泵站的可靠工作，泵站建有两座800KVA电力变压器。电力变压器安装有温度监控器监测三相温度，当温度超限能自动启动风机降温和报警。
⑤水泵房：塘桥泵站安装了六台180 kW的轴流水泵；在存水房装有水位检测器。
⑥控制柜房：房内装有进线柜2台（柜1，13）；功率因素补偿柜4台（柜2，3，11，12）；泵开关柜（柜4-6，8-10）和联接柜1台（柜7）。

2.2控制要求
以塘桥泵站为设施对象，进行整个泵站的自动化监控和管理的改造。
①改造泵站的水泵控制开关柜，使之具有就地和远程控制的功能。
②改造泵站的功率因素补偿柜，能实现就地自动补偿和远程电网监控。
③改造泵站的变压器房对于变压器A，B，C三相温度进行远程显示，高温报警等功能；
④建立泵站的控制室，对泵站实施三级控制，在控制室内设置自动化监控操作台和信号处理柜。
⑤采用SIEMENS的S7-300系列PLC，对整个泵站实现自动化监控 ，水泵将根据泵的状态 ，水位，雨量，电网状况，闸门位置等工况自动投切。
⑥通过对水位差的检测，提示或自动投切除污机。
⑦采用高性能的10英寸真彩LCD触摸式显示屏，对整个泵站进行动态监控管理，故障报警，工况记录和报表打印。
⑧预留通信接口，可通过电话线路或DDN网联网进行区域监控和数据传送。

3.硬件系统构成
根据以上要求，我们开发研制了下述这套塘桥泵站自动化监控系统。系统的结构见图2。 主要 的配置如下。
3．1 PLC配置
泵站自动化监控系统的PLC采用SIEMENS的S7-300系列。根据系统要求 ，PLC总体配置如下：
① 中央处理模块（CPU）：选用CPU314，内存RAM扩展到64K。
② 数字量输入模块（DI）：选用SM321,共8块（16点/块）。处理128点输入信号。
③ 数字量输出模块（DO）：选用SM322,4块为16点/块，4块为8点/块。处理96点输出信号。
④ 模拟量输入模块（AI）：选用SM331,共3块（8点/块）。处理24点输入信号。
⑤ 通信模块：选用CP340,共2块，1块为RS232接口，1块为RS485接口。
PLC采用了四个框架，在RTU信号柜内有三个，其中一个为备用扩展框架；另一个在操作台内，通过IM361扩展连接，这样简化了接线，大大地tigao可靠性。
3．2触摸屏配置
触摸屏采用了日本DIGTAL公司的570 HMI（当时SIEMENS还没有此类HMI）来 实 现上述要求。HMI是以RS232接口与PLC的CP340连接，采用SIEMENS的3964R的协议完 成 通信。
3．3电网监控配置
电网监控采用法国SOCOMEC公司的DIRIS M型的电量监控器，可检测三相四线制 的相电压，线电压，相电流，零线电流，有功无功功率，功率因素，频率及相应的大值。监控器以RS485接口采用MODBUS协议与PLC的CP340连接，传送电网监控数据。因为泵站是采用 双路电网进线，故应用了两套电量监控器，分别安装两侧进线柜上。
其他的装置的信号都是通过数字量或模拟量点出点入与PLC连接。

4．软件监控实现
    塘桥泵站自动化监控系统的软件主要有两部分：PLC监控软件和触摸屏图控软件。 PLC监控 软件由几大模块组成。
4．1系统检测和故障处理模块
系统检测处理所有的输入信号，根据具体情况将作出不同响应。处理的信号有：六台泵电机的温度和振动；进出水闸门状态；存水房液位；防火防盗安全；两台电源变压器温度；雨量；四台功率因素补偿柜工况；电网工况（电压欠压和过压监控；三相电流过载监控；缺相监控；三相不平衡监控；功率过载监控；功率因素监控；电量累计）；污水池水位等。
系统故障分类为三级:一级故障定义为。当发生此类故障，将禁止所有控制输出。声光报警，记录打印，在显示屏上显示故障类型和解决方法。只有在排除故障，按人工复位键后系统恢复正常工作。二级故障定义为次级。当发生此类故障时将禁止故障点的控制输出，系统作自动调正继续当前操作。故障报警和恢复同一级故障。三级故障定义位低级。当发生此类故障时，仅声光预警，不中断当前操作。根据系统中产生的各种故障实施相关的故障声光报警和记录。此刻触摸式显示屏进入故障报警画面，显示故障内容，性质，地点，时刻和解决方案，并打印。
4．2除污机和排水泵的运行处理
泵站有两台除污机,系统对除污机的工况进行监控。故障信号置位，置二级故障报警，由

5．结语
    塘桥泵站自动化监控系统自1998年改造至今已近两年，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，将推广应用至其他地区。

，一种为恒速皮带秤间歇式给料系统，另一种是新上的核子秤。

图1 原配料系统结构

两种配料系统控制上相对独立，各自有相应的控制室且相距较远，给操作和管理带来了不便。因此，在产品的产量、质量方面都需要得到进一步tigao，在现有系统结构不变的条件下，进行自动化改造可以满足上面目的。
本文给出了基于PLC并且针对水泥工业上不同种类秤混合配料的控制系统，该系统已经投入使用，实践证明此系统自动化程度高、稳定性好、运行可靠。

2 配料控制系统设计
本文设计的配料控制系统是双层式结构，类似一个小型的DCS系统。控制系统结构如图2所示。上层是在工业控制计算机上实现监视管理；下层通过PLC完成配料及负荷控制。西门子PLC中的S7-200系列可以满足多种多样的自动化控制需求。S7-200系列不仅稳定可靠而且还具有紧凑的设计、良好的扩展性、强大的指令，使得其可以近乎完美的满足小规模的控制系统要求。

图2 控制系统硬件结构图

根据实际现场布局，系统是由2套西门子PLC S7-200和一台工控机构成；
因为核子秤控制室和皮带秤控制室距离较远，所以之间采用RS 485总线进行通讯；
因为水泥厂配料系统中数据量较大，实时性要求较高，所以PLC采用自由口通讯，自己定义通讯格式；
考虑整个配料系统的可靠性和安全性，让S7-200_1 作为主站，主要负责7路核子秤的配料控制，让S7-200_2作为从站，负责5路皮带秤的配料控制，上位机作为从站，主要负责生产监控和管理。

3.自由口通信实现
S7-200 CPU内部集成的PPI通讯接口为用户提供了强大的通讯功能。PPI接口的电气特性为RS485，可在三种方式下工作：
（1） PPI方式
（2） MPI方式
（3） 自由通讯口方式  
本系统采用自由通讯口方式，自由口通讯是通过用户程序可以控制S7-200 CPU通讯口的操作模式，利用自由口模式，可以实现用户定义的通讯协议连接多种智能设备。通过使用接受中断、发送中断、发送指令（XMT）和接受指令（RCV），用户程序控制通讯口的操作，通过SMB30（通讯口0）允许自由口模式，而且只有在CPU处于RUN模式时才能允许。当CPU处于STOP模式时，自由口通讯停止，通讯口转换成正常的PPI协议操作。PPI通讯协议是西门子专为S7-200系列PLC开发的一个通讯协议，可通过普通的两芯屏蔽双绞线电缆进行联网。波特率可选。
   S7-200使用STEP-7 MicroWin基本编程软件，因为测点数量较多，功能相对比较复杂，所以程序中大量使用子程序和中断，采用结构化编程。由于PLC采用自由口通讯，所以需要用户自己定义数据通讯协议，PLC通讯初始化子程序梯形图：
上位机软件采用了Borland公司出品的基于bbbbbbs平台的软件开发工具C++ Builder 6.0，作为当前受欢迎的R&D开发工具，C++ Builder 6.0具有以下优点：
VCL可视组件库是当前为功能完备和高效的bbbbbbs基础类库之一。提供对bbbbbbs系统平台上开发所需的全方位支持。
基于C＋＋这样一种面向对象的结构化程序设计语言。带有快速C语言编译器。
基于组件设计和可视化的开发环境。
基于组件的设计思路，丰富的属性配置和事件驱动的方法提供了快速开发bbbbbbs应用程序的途径。
丰富的数据库组件提供对各种不同类型的数据库的全面支持。独具特色的BDE数据库引擎提供多种数据库的访问支持。
4 结束语
该系统经过现场的运行，结果令人满意，系统显示画面丰富、直观，现场运行可靠，不仅各项指标满足技术要求，同时系统的效益也有很大tigao，主要表现在管理成本的降低、岗位的缩减、系统检修周期的延长和检修费用的降低等。
另外，随着PLC技术水平的tigao，其计算能力、响应速度、联网能力、灵活性和可维护性已经达到或超过了传统的DCS，性能价格比有了更大的tigao，从而进一步推动了PLC控制系统在中小型水泥厂的应用。

  本文介绍了台达小型PLCEH型应用于剑杆织机的主控电气控制系统，提出了国产化剑杆织机主控电气的一种解决方案，说明了PLC在织机设备上应用的广阔前景。
 1 设计背景
     从近几年的国际纺织机械展览会上可以看到: 国外的织机制造商，如日本津田驹工业株式会社和丰田公司、意大利的SOMET公司、比利时的PICANOL公司、瑞土的SULZERTEXTIL公司和STAUBLI公司等，机电一体化技术经过几十年的发展，各自形成了具有很高自动化水平的电气控制系统，普遍采用新型高速可靠的微机群或计算机系统和人机界面，具有自诊断和数据采集管理功能，实现电子选纬、电子多臂等控制。而国内的无梭织机其技术水平与国外差距较大，国产剑杆织机的产量很大，但使用的技术普遍是从国外八十年代的机型改进而来，大多采用商用微机，并且档次不一。近两年，中纺机、经纬纺机、聊城纺机、龙力机械和杭州精工等厂家都把PLC应用于剑杆织机的电气控制。本文就使用台达EHPLC为核心而构成的剑杆织机主控电气系统作一介绍。
 2 剑杆织机自动化系统分析
 通常剑杆织机电控部分分为电子送经、收卷和主控三部分.可见主控部分主要实现织布的功能,其控制对象主要包括主电机、多臂电机、寻纬电机、离合器等。
 2．1点动
 （1）点动的作用
  ·调整滚轮梳位置
  ·断经后重新开车准备
 （2）点动流程 点动流程参见图1。
 

    图1  点动流程图
  2．2盘车
 （1）盘车的作用：手动装布
 （2）盘车流程图：盘车流程参见图2。
 

 图2  盘车流程图

 2．3正反寻纬
 （1）正反寻纬作用：
  ·手动调整综框位置
  ·手动调整行程开关位置
 （2）正反寻纬流程：正反寻纬流程参见图3和图4。
 

 2．4开车
 （1）开车作用：织布
 （2）开车流程图：开车流程图参见图5。
 

 2．5正常停车(手动停车)
 正常停车(手动停车)流程参见图6。
 

 2．6纬停测控
 （1）纬停原因：断纬
 （2）纬停测控流程图：参见图7。
 

 2．7经停测控
 （1）经停原因：断经
 （2）经停测控流程图：参见图8。
 

 3 剑杆织机自动化系统设计
 3．1  系统组成和特点
    （ 1 ）为了tigao控制系统的可靠性，系统硬件以台达公司的DVPEH3200TPLC为核心，配置台达公司的TD220中文文本界面，参见图9。    
 

 （2）I/O具体分配
 X0   纬停                     Y0    点动
 X1    经停                    Y1    离合器
 X2    选纬                    Y2    开车
 X3   多臂保护                 Y3    正车
 X4   断纬                     Y4    反车
 X5   断经                     Y5    红灯
 X6   行程开关                 Y6    录灯
 X7   纬检                     Y7    白灯
 X10  点动                     Y10   选纬1
 X11  热组件                   Y11   选纬2
 X12  正寻车                   Y12   选纬3
 X13  反寻车                   Y13   选纬4
 X14  主机启                   Y14   选纬5
 X15  开车                     Y15   选纬6
 X16  停车                     Y16   选纬7
 X17  计数开关                 Y17   选纬8
 （3）电源部分：Y0~Y4 为12DCV 电源供电,Y5~Y17为24DCV电源供电。
    
 3．2人机界面
     TD200中文人机界面是台达公司配置TD220。中文信息使操作工和维修工的工作变得方便快捷。各种织机工艺参数设定(见例1)、选纬参数设定(见例2)、生产管理数据(见例3)、
   故障信息都在接口上自动显示(一当有故障时)。
 例1： 开车时间     盘车时间
        点动时间     经停空纬否
        手动/自动
        盘车
        纬密
 例2：选纬序号(步数) 纬针  纬数(纱数)
         1     1     10
         2     2     4
         3     4     4
         4     1     2
         5     8     10
         6     7     6
         7     5     l
       ………
 (注:不同的PLC其可设定的工作选为序号量是不同的)

 例3：当前序号(步数):5
       当前纬针:8
       当前纬数(纱数): 6
       乙班(甲班,丙班,丁班可选)产量215m
       效  率  99％
       总产量1289m
 4  系统软件   
 4．1程序结构
 结合该系统的特点对整个软件系统采用主程序、子程序、中断构成
 4．2诊断保护功能
     织机的停车原因在接口上有中文信息提示，在软件上，系统自动监测电磁离合器、多臂机保护、热组件、断纬,断经、行裎开关等。并及时显示和启动保护,以确保产品的质量，避免人为因素。
 4．3参数设定功能
 根据工艺要求和客户方便有针对性地画面制作这对操作人员带来极大的方便。    
 4．4数据保存功能
     设定的工艺参数和生产管理数据有长期保存功能。例如，选纬方式和状况需要掉电保存,织机断电时，PLC必须将织机的位置和当前投纬的序号、纬针、纱数保存起来。系统还具有甲乙丙丁四个班的产量、效率及总产量的数据保存，这对企业的管理有很大的好处。
 4．5选纬功能
     软件实现电子选色替代传统的纹板选色，使可操作性大大tigao。然而为了确保选纬的正确，在软件的编制中，考虑必须周全，也包含了一定的技巧。选纬采用间接寻址的方式，利用指标变址E确定选纬器机构选纬序号(步骤)。PLC根据织机的正车或反车，相应的寄诸器加或减。加减及加减的多少由正车、反车、计数开关结合处理
 5 系统设计特点
 5．1启动迅速
 再次打纬时,织机车就应达到或接近正常运转速度为此要高压启动
 5．2制动平稳快捷
 停车位置准确.这样有利于重新开车启动.这里就体现出相应时间快,为此我们采用中断处理
 5．3操作方便
 即有正常启,制动功能,已有实现某些特殊操作,如选纬工艺设定,点动、停手动正反寻车等
 6系统应用
 本系统已在山东聊城剑杆织机试用，系统相当稳定可靠。系统进行监测。
 具有结构简单，操作方便，接口简洁，稳定可靠，成本低廉等优点，是传统控制系统的佳替代产品，并可供应用其它PLC控制系统时参考。该系统具有大批量产品化潜力，具有广阔的市场前景。