西门子6GK7243-1GX00-0XE0原装代理

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一、化工污水焚烧装置控制系统简介
水气厂化工污水焚烧装置处理的废水来源于大庆石化分公司各个生产装置排出的污水。此装置主要包括再生炉和焚烧炉两个主体设备，温度控制和炉子火咀点火控制是整套控制系统的关键。原控制系统是由调节器、显示仪表、继电器等搭接而成的，1 9 84年安装并投用。由于长时间使用，设备老化、陈旧、显示仪表误差大，不仅使操作不便、维护困难，而且存在着安全隐患。2006年将再生炉、焚烧炉两部分的原有控制系统改造成统一的PLC控制系统，采用日本OMRON公司生产的CS1H系列PLC产品。装置的控制系统改造后开车一次成功，通过PLC控制系统能够对整个生产过程进行监视和控制。
二、控制系统配置及说明
2．1硬件配置
① CPU单元：CSIH CPU63H程序容量为20K步，I／O位为51 20点，可扩展7个机架，数据存储器容量为64K 字。
② 电源单元：C200HW—PA209R电压范围：8 5 1 32V A C 或1 70264VA C．50／60HZ
③数字量输入模块：C200H ID212该模块为16点DC24V输入模块，大消耗电流为7MA。
④开关量输出模块：C200H OC225该模块为16点输出模块，输出大电流为2 A。
⑤模拟量输入模块：C200H AD003该模块为8通道输人模块，输人信号为4 20MA、1～5V、0 10V、一10～10V标准模拟信号，单通道隔离，1／4000分辨率，采集处理速度为2．5MS／MAx／点。
⑥模拟量输出模块：C2（）（）H DA004该模块为8路输出，输出为4-20MA标准模拟量信号。1／4000分辨率，转换速度为2．5MS／MAX／点，单通道隔离。
⑦热电偶单元：CS1W～PTS51该模块为4路温度传感器单元，可接S型、K 型或J型热电偶。
⑧通讯模块：CS1W CLK21～V1该模块为CONTROLLER bbbb工业以太网模块，通讯速率大为2MB／S，通讯介质为屏蔽双绞线，大传输距离为1公里
⑨通讯卡：3G8F7 CLK21-EV1


该通讯卡安装在工控机P CI插槽上，与CS1 W～CLK21_V1链接使用。
2．2软件说明
① CX—PROGRAMER 6．0该软件为PLC编程专用软件，功能强大，可在线监视和修改程序。
②操作站组态软件：RSVIEW 32该软件为A B公司所生产的组态软件，为开发、运行集成版，可链接点为1 0 K ，运行可靠，功能强大。2．3总体控制要求及功能化工污水焚烧装置自控系统的要求是对污水再生和污泥焚烧处理过程进行自动控制和自动调节，使处理后的水质指标达到排放要求的范围。功能如下：
①控制操作：在污水处理控制室能对被控设备进行在线实时控制。
②显示功能：用图形实时地显示各现场被控设备的运行工况，以及现场的状态参数。
③数据管理：依据不同运行参数的变化快慢和重要程度，建立生产历史数据库，存储生产原始数据，供统计分析使用；利用实时数据库和历史数据库中的数据进行比较和分析，得出一些有用的经验参数，有利于优化控制，并把一些必要的参数和结果显示到实时画面中去。
④报警功能：当某一模拟量（如liuliang、温度等）测量值超过给定范围或某一开关量（如压力开关、火焰检测器等）发生变位时，可根据不同的需要发出不同等级的报警，另外还可对PLC进行诊断报警。
2．4 PLC程序结构及实现
根据工艺特点，在PLC编程中采用分段编程的形式，这样使程序的可读性强，易于理解。以焚烧炉控制程序为例，控制程序包括模拟量处理、时间参数设定、回路控制、火咀点火程序、报警程序、地址转换程序等，控制思路清晰，程序可读性强。操作人员只需在上位机上发出简单的指令，控制程序即可按照工艺要求步骤对现场设备进行控制。PID指令的使用和回路控制是PLC应用过程中的难点，下面以单回路控制为例，说明PID指令手动／自动无扰动切换的编程方法。无扰动切换程序说明：HlOO．OO是手动／自动切换位，当H100．00=l时，手动控制；Hl 00．00-0时，自动控制。微分指令的下降沿表示切换的瞬间。
①手动一自动：切换的瞬间（执行一次），把手动输入的操作变量输出值（D330 ）直接赋给控制阀输出值（Q2062）；自动控制过程中，由PID指令控制操作变量输出值。
② 自动一手动：切换的瞬间（执行一次），把控制阀的输出值（Q2O62）直接赋给手动输入控制阀值（D 3 3 0）；手动操作过程中，按手动输入的操作变量值控带阀的输出值。
3结束语
此控带系统运行稳定、可靠，极大地tigao了劳动生产率。该系统有效地解决了生产中的很多问题，如减少了生产过程中的突发故障，缩短了生产准备时间和抢修时间，减少了工人的劳动强度，创造了可观的经济效益和社会效益，达到了节能、降耗的目的。

1、引言

和利时LM系列PLC是杭州和利时公司自主研发的小型一体化PLC产品。LM系列PLC具有可靠性高、指令丰富、通讯能力强等特点。其支持六种编程语言，包括LD、IL、FBD、SFC、ST、CFC，能够适应多种PLC编程基础的人群。一些大的控制系统具有很多现场设备，其中一部分现场设备可能不支持标准的通讯协议，但是还需要与第三方控制设备进行数据通讯，任何一个厂商的PLC都不可能支持所有现场设备的数据通信协议。如何实 PLC与非标准协议的第三方设备进行互联呢，LM系列PLC推出了自由口的通讯方式，可以实现与任何协议的第三方设备进行互联。本文介绍的是LM系列PLC通过自由口与 Flash存储设备进行数据通讯。

2、LM系列PLC的通讯方式

LM系列PLC支持多种通讯方式，如Profibus DP、以太网、自由口通讯。LM系列PLC的CPU模块本体集成了一个RS232通讯口和一个RS485通讯口，RS232和RS485支持标准的Modbus RTU、LM专有协议和自由口通讯协议。用户可以用图程序设定通讯口的协议、通讯速率、数据位、校验、发送数据和接收数据。下图为和PLC自由口相关的功能块指令。

图1为设定自由口通讯速率、数据位、校验的指令；图2为恢复Modbus RTU和LM专有协议的指令，同时也可以设定通讯速率、数据位和校验；图3为数据发送指令；图4为数据接收指令。同时软件中有CRC校验的功能块指令，可以进行数据校验。也可以通过ST语言方便的编写校验程序。以计算CRC 校验码为例，下面是变量声明部分：

FUNCTION_BLOCK Generate_CRC
VAR_bbbbb
pData:POINTER
TO BYTE;
byteCounter:WORD;
END_VAR
VAR_OUTPUT
CRC_Code:WORD;
FINISH:BOOL:=FALSE;
END_VAR
VAR
Reg16: WORD;
j: BYTE;
i: WORD;
mval: WORD;
temp_byte: BYTE;
flg: WORD;
END_VAR

以下是ST语言的程序代码部分：
Reg16 := 16#FFFF;
mval := 16#A001;

FOR i:=0 TO byteCounter-1 BY 1 DO
temp_byte:=pData︿;
pData:=pData+1;
Reg16:=（Reg16 XOR temp_byte）;

FOR j:=0 TO 7 BY 1 DO
flg := 0;
flg:=（Reg16 AND 16#0001）;
Reg16 := SHR（Reg16,1）;
IF （flg = 1） THEN
Reg16:=Reg16 XOR mval;
END_IF;
END_FOR;
END_FOR;

CRC_Code:=Reg16;
FINISH:=TRUE;

3、数据存储系统的设计

该PLC控制系统是应用在节能汽车上，通过PLC对液压回路的控制使汽车达到降低油耗的目的，在该车的试验阶段，需要把运行过程中的一些过程数据进行记录。当时提出了三种设计方案，种方案是对PLC进行改造，在内部增加一条FLASH芯片，修改PLC的底层程序，实现数据的存储；第二种方案是通过GPRS收发器把数据上传到远程PC；第三种方案是通过自由口与U盘读写模块进行通讯，把数据实时写入U盘中。我们对运行环境进行了现场考察和反复研究，在可靠性、稳定性、方便性等方面做了大量工作，权衡利弊，终选择了方案三进行实施。

Flash存储设备首先要配置各项参数，包括接口方式、功能设置、通讯速率等，如图5所示：

图5 模块配置

PLC进行压力、liuliang、速度等一些参数的采集，并把数据转换为ASII码的形式进行实时存储。然后通过自由口对U盘读写模块发送指令，U盘读写模块对发送的指令进行响应，并完成相应的读写U盘操作。系统要求在每组数据后面进行时间记录，所以PLC在每次数据发送的同时把时间写在文件中，程序流程图如图6所示：

图6 程序流程图

4、结论

经过长时间的应用证明，数据存储系统的稳定性很好，这种数据存储的实现方式大大节省了系统的成本，且实现起来较为方便，可以大力推广。可见，LM系列PLC的自由口应用起来相当灵活，可以方便的和第三方设备进行通讯。

一． 概述

在自动化控制领域中，相同功能有不同实现方式，针对不同的设备对精度和响应速度的要求，选用合适的定位控制系统以实现优的性价比。本文介绍的一种应用西门子S7-300 PLC的高速计数模块ET200S和70系列变频器通过PROFIBUS总线通讯的功能来实现的定位控制的实际应用。

二． 控制思路

横移车是钢管生产线中不可缺少的辅机设备，它主要完成将前一工序生产的钢管搬运到下一工序，或有序地暂放在台架的每个工位上。随着对生产线自动化程度要求的日益tigao，减轻操作人员的工作量和操作失误。要求对横移车实现全自动准确定位控制。

其控制核心就是利用装在横移车车轮上的编码器采集的位置信号，通过PLC的高速计数模块读取，CPU经过运算处理与设定位置作比较，控制变频器的多段速度，从而实现横移车的准确 定位控制。因为考虑到控制成本和操作方便，采用PROFIBUS总线控制方式，减少了布线，控制方便，灵活。

三．系统的构成和特点

1．PLC作为控制的核心，主要用来接收编码器的反馈信号，与设定的位置信号作比较，通过通讯功能来控制变频器的输出频率减小，提前减速，到位前低速运转，到位时准确停止。为了实现jingque定位还设有零位置传感器，到零位时将计数器的计数值清零，消除累积误差，保证定位的准确，使横移车能平稳地放下和举起钢管。

由于放置主站CPU和变频器的控制柜与横移车比较远，在横移车上放置了远程I/O模块和高速计数器模块ET200S，通过 PROFIBUS总线相连，将现场的传感器，编码器信号直接连接在远程I/O和计数模块上，减少了现场的走线和故障的发生，维护方便。通讯速率可过 1.5M，整个系统的系统框图如1。

由于使用通讯功能，可以省去用于控制变频器的几个输出点，PLC的输出点也减少了。

2．高速计数器模块ET200S的应用

控制系统中所选的编码器分辨率为2048P/R，轮径φ250，齿轮比3，可计算出脉冲精度：250×3.14/2048×3=0.127mm/脉。能完全满足横移车的准确定位精度。

jingque定位过程如下：

首先设定好横移车运行的一个方向为正方向（加脉冲），当横移车向设定的位置运行时（工作运行速度），高速计数器自动进行加/减速计数，在距离设定位置300—400mm时，控制变频器的输出频率，以低速运行，在到达设定的位置时，停止变频器的输出，同时实施机械抱闸，完成了准确定位。

读取高数计数模块的程序段如下：

L PID 272 //模块开始地址，将计数器模块状态值存放到MD20~MD27

T MD 20 //当前计数值

L PID 276

T MD 24

L 123 //装载比较值

T MD 30

SET

= M 34.0 //打开软件门

A M 10.0 //使能传送比较值功能

= M35.2

L MD 30

T PQD 272

L MD 34

T PQD 276

3．PLC和变频器通讯

在CPU进行硬件配置时，对挂在总线PROFIBUS 站点都分配了物理地址，PLC与变频器进行通讯也有相应的物理地址，CPU内部有专用通讯功能块SFC14，SFC15，使用内部的寄存器DB块存放数据，当PLC对变频器进行数据的写入和读出时，就需知道PLC和变频器定义的相关功能的地址，然后依据这些地址进行数据的写入和读出，才能实现对变频器的控制。

此控制系统变频器需设定的参数介绍如下：

P60=1，P53=6，P554=3100，P571=3101

P572=3102，P443=3002，P566=3107

P734.1=32,，P734.2=148

其它的参数可以按出厂默认值即可

一．结束语

通过这次的电气改进，现场布线减少，自动化程度tigao了，人为参与减少了，加强了安全生产。生产效率有了很大的tigao，通讯控制替代了硬接线的端子控制，不仅降低了成本，面且操作更方便，性价比更优异。也证明了西门子PLC和变频器的通讯功能非常强大和好用。