西门子6ES7211-0AA23-0XB0接线方法

西门子6ES7211-0AA23-0XB0接线方法

 随着我国经济的高速发展和城镇化程度的不断tigao，工业污水和生活污水日益增多。为维持经济的持续、健康增长和生态环境的良性循环，必须对工业及生活污水加以处理。目前，在我国主要城市和经济发达地区的城镇均已建成了各种规模的污水处理厂，但大部分经济欠发达地区的县市和小城镇没有对各类污水采取处理措施，而是直接排入附近河流。随着环保要求的不断tigao，未采取污水处理措施的小城镇在未来若干年内必然会建立污水处理厂。小城镇量大面广，对污水处理设施的需求量很大。同时，受投资额的限制，这些污水处理厂更愿意采用经济、实用的产品。本文介绍的监控系统在满足污水处理设备安全、高效运行的同时具有很好的性价比，具有良好的经济、社会效益和推广前景。
 2 原方案分析
 在污水处理厂内，各种污水处理设备分布较分散。为监视现场设备的运行参数和运行状态，需要建立一套中央监控系统。该监控系统由现场检测、数据采集和处理、数据通讯和中央监控等部分组成，现场检测仪表检测到的设备参数和运行状态经过处理后通过计算机网络上传至中央控制室，中央控制室内的运行人员通过监控计算机监视全厂设备的运行状态。运行人员根据运行参数和设备运行状态发出各种控制指令，控制指令通过计算机网络传到现场，控制设备的相应动作。
 现场需要对模拟量和开关量进行监控，主要模拟量有liuliang信号、液位信号、压力信号、阀门开度信号等，主要开关量信号有刮泥车和吸泥车的启动、停止、运行、到位、故障及真空泵的工作状态等等。这些现场设备与中央控制室距离较远，目前大多数监控系统由分布式I/O完成检测与控制，现场设备与中央控制室之间的数据交换大都采用DP网络连接方式，在中央控制室设置DP主站，现场设备作为DP从站挂在DP网上。系统结构简图如图1所示。一个污水处理厂包括多个现场设备，每个现场设备作为1个DP从站连接到DP总线上。采用这样连结方式，现场施工工程量很大，需要架设电缆和桥架，费用较高，并且每个DP从站与DP主站之间采用有线连接，电缆容易损坏，维护起来比较麻烦。

 针对传统控制系统存在的缺点，我们提出了基于和利时公司小型一体化PLC HOLLiAS-LEC G3的无线解决方案。该方案的系统结构如图2所示。与传统通讯方案相比，该方案在现场设备和中央监控室间采用了无线通讯方式，具有传输距离长、可靠性好、抗干扰能力强、节省电缆、维护成本低等优点。
 3 方案设计
 如图2所示，该方案采用和利时公司的小型一体化PLC的CPU模块LM3107进行数据采集和传输。LM3107本身自带 RS232通讯接口，通过RS232连接到天线上，天线之间采用Modbus协议，具备CRC校验，协议简单、可靠性高。通过天线，可以实现远距离Modbus无线通信，从而实现了每个污水池（Modbus从站）的数据与上位（Modbus主站）之间的数据交换。然后，Modbus主站再通过DP通讯模块接入DP总线，这样就可以实现所有现场设备（Modbus从站）与中央监控室（DP主站）之间的数据交换，完成数据采集与控制功能。

 图3为数据流程示意图，每个模块之间的通讯都是双向的。对于污水池采集上来的数据，模拟量通过模拟量输入模块LM3310输入到下位LM3107模块（Modbus从站），开关量直接输入下位LM3107模块（Modbus从站），上位采用1个LM3107CPU模块与1个LM3401DP从站模块连接到DP网络中。
 下位的LM3107通过RS232与无线通讯模块连接作为Modbus从站，上位的LM3107通过RS232与无线通讯模块连接作为Modbus主站。LM3107模块支持标准的Modbus RTU协议，所以上位与下位LM3107之间采用Modbus通讯。上位的LM3107再通过LM3401DP从站模块与中央监控室进行数据交换。
 无线通讯可以根据实际情况选择如下Modbus通讯参数：
 校验：奇校验、偶校验、无校验
 位数：7位、8位
 波特率：300bps 、600bps、1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps

 4 方案优势
 本文提出的解决方案具有如下优势：
 1. 只需要1条DP线就可以把所有污水池采集的数据传送到中心监控室DP主站，与传统通信方案相比节省了大量通讯线缆，同时也减小了线缆施工工作量，tigao了系统的可靠性和可维护性。
 2. 采用无线通讯方式，数据传输距离长，数据利用天线透传，传输的距离与天线有关，多5K米。
 3. 采用LM3107可以实现多247个Modbus从站互联，节省了每个污水池的DP从站模块费用，取而代之的是每个污水池做为Modbus从站存在，只需要1个DP从站即可实现所有的污水池数据与中心监测站数据的交换。
 5 结束语
 经过一段时间的调试和试运行，由HOLLiAS-LEC G3系列小型一体化PLC作为控制系统的无线监控方案已成功应用于污水处理现场。实践证明，该设计方案整体成本较低、数据传输距离长、可靠性好、抗干扰能力强、维护成本低、可操作性高，在市场中具备强有力的竞争能力，为污水处理行业增添了一套完善的解决方案。

一.行业概述

大面积真空镀膜在我国有极其重要的意义.涉及的行业也很广,如玻璃,太阳能,钢铁,印染等.特别是玻璃行业它,它是许多行业的基础.直接影响到的行业有建筑,彩电,液晶,电子,光学仪器等. 特别现在流行的LOW-E幕墙玻璃,不仅和建筑的格局,室内的采光,更涉及其空调的安装的和节能。大面积真空镀膜工艺的解决具有其重大的实际意义.

二.系统配置

在可监控大面积真空镀膜工业控制系统中,其电气系统图如下:

在整个系统中,1.监控系统采用工业PC及Wonderware 的intouch bbbbbbsviewer系统。具有数据采集和实时监控功能.

2.PLC控制部分采用AB公司的SLC 5/04。具有强大的组态功能。

3.传动部分必须用变频器驱动,这样能根据工艺的要求很方便的调节整个传动的速度.

4.通讯部分采用DH-485通讯模式。

整个系统的设计应该说很完善了.在实际环境中使用半年,效果完全不是预想的那样。监控系统的通讯时间特别长且经常无来由的通讯中断,不仅不能正常的采集数据，更谈不上实时监控。生产出来的废品很多，而且重做花费的时间更多。根本谈不上生产效率。

三．解决方案

在长期的实际观察中，发现出现通讯中断时，并不是因通讯器件的损坏引起的。慢慢发现一些规律：在启动溅射时引起的通讯中断的次数多；其次是在有溅射其间的通讯中断；其它一般是有器件损坏或通讯线连接不可靠。还有一开机通讯连不上的情况也有发生。

分析结果：

1.   溅射镀膜设备的电磁干扰。在真空镀膜必须配备了溅射镀膜设备,溅射电源经过整流、斩波、逆变得到30K的高频高压电。溅射设备的电源对外形成特别强电磁干扰。

2.      整个工业环境电磁污染严重。在整个控制系统中，存在大量的继电器和高速脉冲。这样一来使的通讯不能正常的工作，或者在通讯过程中串入另外的脉冲改写了通讯的数据。导致其系统的通讯性能差。

3.      通讯的传输速率慢。

解决方案：

重新采用加强型高速数据网络DH+模式。其通讯数据传输率达到230.4KBPS。它是广泛适应于工业环境下的一种网络通讯模式，具有很强的抗外界电磁干扰能力。适合电磁污染严重工业环境下使用。在使用DH+工业局域网通讯模式来实现整个网络的数据采集和实时控制.要求所有的连接入网的通讯器件必须按DH+的协议通讯和通讯接口。PLC是AB公司的SLC 5/04,它本身就有内置DH+通讯接口。变频器没有通过PLC，而是直接连入该网络的器件。在了解几种不同品牌的变频器后，采用AB公司的1336 PLUSII型号的变频器。

修改后的效果:

在实践使用中，效果很好。到目前已经使用4年，从数据采集到实时控制，通讯都很稳定可靠。变频器及各部件运行正常可靠。生产部操作技术人员使用很方便。从生产的效率来看，年生产量可达280万平方米。完全达到规模化连续生产的能力。

四.1336 PLUSII变频器特点：

1.  无速度传感器矢量控制。

2.   功率从0.37-448KW。

3.   运行固件存储在新的技术水平的闪存中。用户可以通过INTERNET(互联网)或当地的销售处获得新的固件文件,使用计算机或固件下载模块(1336F-FDM)简单的升级变频器的固件。

4.   远程适配器。由不同的选件，有许多不同的适配器。1336 PLUSII变频器有专用与DH+通讯远程适配器。

从1336 PLUSII变频器特点来看, 无速度传感器矢量控制是当今变频器流行的控制技术; 功率从0.37-448KW,当前使用的普通电机功率基本上都被包含,无特殊要求的场合下使用的电机,都可以在1336 PLUSII变频器找到对应的型号;运用闪存技术,用户可以很方便升级其变频器的运行固件; 远程适配器对应不同的选件，可以适应不同的通讯模式。

六.技术展望

1．工业控制和远程控制的结合

现在，许多工业控制和远程控制的结合取得了很好的成绩.有直接在互联网上解决公司的技术故障。工程师或其技术人员可以在外地通过互联网进入自己公司的网站，进一步输入密码，点击其设备的运行情况。这样就可以做到对设备的运行情况了如指掌。

2．工业控制和无线通讯的结合。

直接利用移动电话来接受你的设备运行信息或报警信息。这是目前要开发的技术。我们可以通过短信的形式将设备的运行信息和报警信息直接发送工程师的移动电话。以便工程师能及时地了解到设备的运行情况。不出现任何延误地处理设备出现的故障。

3．工业控制和远程控制，无线通讯的结合

这是在第1点和的第2点的技术结合。它的实现可以让工程师,无论是在公司内，还是在出差中,都可以随时随地了解到公司的设备运行情况和报警信息,更重要的是同时又能在千里之外没有任何延误的解决设备出现的故障。这样，对正在使用的生产设备是一个特别及时的解决办法，也会给公司的损失减少到低，甚至能节约很大的人力和财力。设备工程师和技术人员不用天天看守设备。处理故障的特别及时。可以做到在家里工作就能维护设备。给公司带来很大的方便。这一点必将在以后的应用中产生巨大的影响，在工业控制领域创造一个前景广阔的市场。

一、   概述

       程控变频钢球加工机床是我公司主导产品，产销量居国内首位，并批量出口美、德、日、韩、意大利等国。产品设计吸收了国内外多项先进技术，本文就电气传动控制部分进行阐述。

        九十年代以来，变频技术日臻完善，其调速稳定，节能降耗，方便可靠等优点突出，已完全取代原来的滑差调速和直流调速。而可编程序控制器易于编程，易实现接触器——继电器不能实现的许多功能。两者的结合，已成为我公司产品设计时的。RS485通讯只需用两根线，安全可靠且传输距离远被广泛应用在变频器和PLC上，这就使变频器与可编程序控制器通讯极为便利，低廉的成本也tigao了产品的竞争力。

二、   动作简介

       研磨机的主要动作为转动研磨盘由主减速电机经一对三角皮带轮，通过卸荷带轮内的花键幅带动主轴旋转获得，输球料盘由减速电机经过一对链轮传递蜗杆减速箱，减速后由料盘内的直齿轮啮合带动料盘旋转。两者均需要选用不同的转速来加工不同系列的钢球，为此均选用变频调速。为了安全期间，在系统中也加上了机床运转保护功能。如主轴运行监控接近开关，装在机床的主轴大皮带轮上，随时监视研磨盘的运动状态，防止皮带打滑造成研磨盘卡死，当转速低于正常值时，就停车报警；料盘除设有转速检测外，还加有堆球时快速停机，在设定时间内若恢复正常则重新自动运行的保护。

三、系统硬件构成

        艾默生的EC10小机型因速度高、通讯组网能力强、编程灵活、仿真模拟运行方便、程序保密性强、抗干扰能力强、性能稳定可靠成为PLC。EV1000系列变频器故障率能极低，能实现高转矩、宽调速范围驱动，有优越的防跳闸性能，对恶劣电网、高温、潮湿和粉尘有较大的适应能力，能满足钢球专用加工设备的多样的使用环境，也成为我们设计的。由此我们选用了EC10-1614BRA PLC及EV1000-4T0055G和EV1000－2S0007G变频器。

        为了用户调速及观看转速方便，电动机转速由电位器调节，其数值由线性数显表显示，不通过通讯控制。

        对电机的启动、停止、点动功能我们用通讯控制，将按钮线直接接于PLC的输入点上，使用双绞线通过RS485口来实现PLC对变频器的启停控制，这样极少占用PLC的输出点，也无需用接触器控制，降低了机床的成本。EV1000的RS485口，直接为端子连接，极为方便。但需要注意的是RS485口“+”，“—”极性不能接反，否则将无动作。因变频器本身具备过电流，过电压，欠电压，接地，过热和过载等多项保护功能，一旦异常故障发生，常开点RA，RC闭合，变频器立即停止输出，将断开所有的动作并停车报警，我们将其接入PLC的输入点来控制。变频器故障时可查看变频器屏幕上显示内容，对照变频器使用说明书异常原因及处置方法，采用相对应的措施进行处理即可。变频器多项对输出的保护功能使我们无须对电动机另加保护环节，直接接于变频器的输出端子上即可。针对变频器的输入端保护相对较为薄弱，在输入端加上无熔丝断路器，如图中的QF。

        下面给出系统主电机硬件接线图（料盘电机控制与主电机同），如图所示。

硬件接线图

四、   系统软件部分

        EV1000变频器具有丰富的控制功能。因为研球机的两控制电机均为减速电机，我们选择做静止自整定，然后对高操作频率，低操作频率， JOG点动频率，加/减速时间，频率指令来源，运转信号来源，停车方式、过载报警检出及时间等参数进行设定；针对个别机床的共振现象对载波频率，跳跃频率，电机稳定因子等参数进行设定；为实现轻压启动机床及节电等性能，对转矩tisheng、自动节能、AVR功能等参数设定来优化系统性能；对通讯位址，通讯送传速度，通讯资料格式等参数进行设定，以使PLC对变频器实施控制。

       EC10系列PLC对艾默生系列的变频器有简洁的通讯指令，一条指令即可控制变频器的运行。

       通讯协议采用MODBUS模式，EVFWD为正转，1为COM1通道(EC10只支持通道1)，1为通讯地址，其值必须预先设定，与变频器通讯地址一致，“唯一”且不可覆盖。EVREV为反转指令，EVDFWD为正向点动指令，EVSTOP为停止指令。

五、结束语

       该系统应用变频器调速实现无级调速，满足用户工艺多样化的需求。使用RS485通讯口，不占用PLC的输出点，接线少，tigao了产品的可靠性。所选艾默生变频器具有较强的自诊断功能，便于维护。该系统自投入使用以来，运行稳定，工作可靠，尚未出现故障，具有很高的性价比。

一、前言
        随着我国经济的高速发展，城市规模的不断扩大，稳定的水压、优良的水质成了现代人们生活的必需要求。但工业发展对水资源的污染让现代水厂必须远离污染源，都设在了水源的上游，从而导致供水管网过长，在管网的末端水压过低，使得该区域的用户生活受到了影响，于是，设在城市中心或管网末端的供水加压站在城市供水系统中就显得极其重要。另一方面，由于城市人口密集，用水量随机性、变化幅度大，因此，供水加压站的设计即要满足大负荷（用水量）运行，又要避免负荷变化引起的管网压力骤然增大或减小而破裂的问题。传统控制系统采用频繁地对水泵、电机启停的方法，不但缩短了它们的机械寿命，而且增加了维护和维修的费用，而且造成了电能的浪费。这里介绍一种由PLC-变频器和软启动器的加压供水系统的应用，它能很好地解决了上述的问题。

二、系统概述及工作原理
本文以一个典型的供水加压站为例子，该系统的主要设备配置如下：
         PLC-变频器和软启动器控制系统由1个PLC控制站、2台变频器、2台软启动器、压力变送器、综合保护器、液位计及4台潜水泵等组成，如图1。4 台水泵中2台大泵的liuliang是5000m3/h，电机为150kW；2台小泵liuliang3000m3/h；电机为85kW。两台变频器控制1大1小的水泵，两台软启动器控制另外两台水泵。在出水总管上安装有压力变送器探测管网的压力，在清水蓄水池装有液位计，检测水池的液位并将信号送至PLC。每台潜水泵机都配有1台的综合保护器（安装在变频器或软启动机柜内），它收集机组的轴承温度、绕组温度、漏水报警信号、绝缘信号等。
具体工作原理：
        本系统的设计按一大一小的正常运行方式运行，由一台变频器和一台软启动器工作，根据管网的压力增加或减少运行泵的数量，有手动和自动两种工作方式：
（1）手动工作方式
        每台变频器柜和软启动柜在面板上都有手动/自动转换按钮，当打在“手动”档时，可通过柜面的控制按钮进行控制，工作人员可以根据实际情况现场决定开/停水泵，并设为优先控制级，不受PLC或控制室的控制，以保证检修或出现故障时的安全使用。
（2）自动工作方式
2.1一大一小的运行方式
         根据区域供水条件的要求，加压站的常规供水liuliang按一大一小运行liuliang设计，即1台大的变频器加1台小软启动器或1台小的变频器加1台大的软启动器，保证有1台的变频器工作。当用水处于高峰时，用水量增时，管网的压力就会降低，安装在出口处的压力变送器就把压力信号传送到变频器，变频器与给定的压力（可通过电位器或PLC给定）相比较，通过内部PID运算，经过一定时间的延时，如压力继续降低，则变频器调节输出频率，tigao水泵的转速，直至压力升高到给定值，然后继续稳定工作。如在延时时间内，管网的压力恢复，则输出频率不变。如用水量小，压力上升，同样变频自动调节输出频率，直至达到压力稳定为止。这样，给定压力—变频器—反馈压力—给定压力就形成了单循环闭环控制系统，通过调节变频器输出频率的来调节水泵的转速，达到恒压供水的目的。

2.2多泵或单泵运行方式
         当系统在一大一小运行达到满负荷时，即变频器工作在工频50Hz时，PLC即可对其进行计时，若在一定的时间段内，压力仍小于给定的压力，PLC就自动启动另处一台变频器或软启动器，变频器再自动调节输出频率，直到压力达到给定值，如运行的变频器输出频率已在50Hz，压力还达不到要求，则要启动后一台水泵，直至压力上升到给定值。
        而当系统在一大一小的方式运行，而变频器的输出频率低于某一值（一般为30Hz左右）时，管网的压力仍高于给定的压力，PLC也自动启动计时器，在一定的时间段内，如果压力仍高于给定值，PLC就自动停止软启动器的运行，由单台的变频器运行，直至压力降低为止。

2.3PLC的工作
        PLC在本系统中主要通过RS485通信接口读取变频器、软启动器上传的频率、压力及各水泵的故障信息等，并依此对水泵的开/停进行控制，同时记录每台水泵的运行时间，对高低压配电系统如绝缘、过压、过流等监测。

2.4故障的处理
         在供水加压站的设备不多，所以主要的故障来源于潜水泵和变频器或软启动器本身。由于每台的潜水泵都由配有单独的综合保护器，当潜水泵发生故障如轴承温度、绕组温度、漏水、绝缘报警时，综合保护器就会根据故障的类型、或轻重程度决定是否先停止运行该潜水泵，同时将故障信号传到变频器或软启动器，再通过变频器或软启动器RS485接口报知PLC，在PLC系统发出停止信号和发出声光报警，以通知工作人员及时处理。而变频器或软启动器本身故障时，也通过RS485的接口上传故障信号至PLC，PCL发出报警信号并自动发出停止信号。

三、系统主要设备的配置及PLC软件设计
（1）变频器和软启动器的配置
        在一般的控制系统中变频器的输出频率是通过PLC来控制，即由PLC采集压力信号，并进行PID运算，然后再输出频率信号，变频器根据此信号来决定输出。在本系统中采用了变频器自身控制的方法，变频器用的是CFC-1000系列产品，软启动器用的也是施耐德CMC-S系列产品，这种型号的变频器内部自带PID调节器采用了优化算法，它可以接受现场压力传感器的4-20mA的标准模拟信号，与给定的压力参数比较，调节输出，平稳地控制了管网的压力。由于PID运算在变频器内部，就可省去了对PLC存储容量 和PID算法的编程，降低了成本，tigao了生产效率。
（2）PLC控制系统的配置
         由于PLC在本系统中只承担“总监总控”的角色，而且PLC与变频器和软启动器的通信是通过RS485接口进行，所以配置较为简单，除CPU模块、通信模块、电源模块外，只配置了16点的开关量输入模块1块，8点模拟量输入模块1块，主要的输入信号来源于配电系统中的开闸合闸、手动/自动、电流、电压、有功功功率、无功功率等，所以对PLC的配置要求不高。
（3）PLC软件的设计
3.1开停泵的程序
         根据出水管压力和水池的水位高低来确定开泵台数，实现恒压控制。即当出水管压力低于设定压力时，增加开泵的台数；当出水管压力高于设定压力时，减少开泵的台数。
3.2系统控制和报警记录程序
          系统的总控制由PLC来完成，记录每一台机组的运行时间，当达到一定时间段时，按“先投先切”和“先切先投”的方式，自动轮流切换。PLC还接受变频器、软启动器和潜水泵的报警信号，并按情况决定是否停止该机组的运行，并把报警时间、类型等信息记录，以便日后的查询。

四、系统的优点
         本系统由于采用了PLC+2变频器+2软启动器的控制方式，与相应的PLC+4台变频器控制的系统相比，用户节省了给每台水泵配置变频器大成本（毕竟变频器比软启动器贵好多），而且PLC配置低，程序简单，也同样也达到由单台运行到多台运行采用变频控制的多种运行方式，达到恒压供水的目的。由于变频器的运用，也没有了因为电气设备频繁的启停操作而导致的寿命减短的问题。因此，该系统具有了节资、节能、节水的目的。

五、结束语
         在供水系统中目前广泛地采用了变频调速的方法，也有很多的控制方法，但终的目的也是只有一个：即恒压又节资、节能。相信随着技术的不断更新和成熟，也不断有新的方法出现，本文者只是根据所在的公司在供水加压站的应用实例写出，希望借此能同大家共同交流和探讨。