西门子6ES7232-0HD22-0XA0物优价廉

西门子6ES7232-0HD22-0XA0物优价廉

为了tigao电厂的综合自动化水平，tigao机组运行的稳定性和可靠性，黑河象山水电厂和南宁瑞能自控技术有限公司合作，于2001年10月对3# 发电机的励磁装置进行技术改造。技改工作的主内容是取消原来的常规调节器，采用PCC 微机励磁调节器。

3# 发电机励磁装置的技改工作顺利完成，设备运行良好，于是在2002年6月我们又以相同的方式完成了1#、2#机励磁装置的技改工作。投运后，我们两家单位会同黑龙江省电科院，对励磁系统进了一系列试验，包括起励、并网、甩负荷、零起升压、跟踪网压、进相等等，结果各项技术指标符合国家有关规范，令人满意。

技改后，三台电机组的微机励磁装置使用至今，一直运行良好。总的来说，PCC微机励磁调节器体现出稳定性好、可靠性高、结构简单，操作方便的特点。因此，象山水电厂PCC微机励磁装置的技改工作获得成功。

1 可编程计算机控制器PCC 介绍
可编程计算机控制器PCC作为一个全新的概念，是奥地利贝加莱自动化公司于1994年在工控界提出的。它将工业控制计算机（IPC）与常规可编程控制器PLC的特点结合起来。无论是从内部的硬件功能，还是从外部的编程、开发环境的简便而言，它都比常规可编程控制器PLC有较大进步。

1.1 PCC 的硬件和软件具有如下特点：
CPU的速度起着决定性的作用。PCC 的CPU运算速度很快，例如2010 型的每条指令执行时间为0.125us。而且，要tigao整个系统的速度就要考虑CPU 模块的多处器结构。PCC 的CPU 模块上有三个处理器，它们各司其职，协调工作，即互相独立，又互相关联，从而使CPU的资源得到了合理使用，同时大限度地tigao了整个系统的速度。

1.2 定性的多任务分时操作系统
多任务分时操作系统来源于大型计算机，如UNIX机。它可以将整个操作界面分成数个分别具有不同优先权高的任务等级，有着较短的巡回扫描周期，而且每个任务等级可包括多个具体任务，在这些任务中间可再细分优先权的高低。这样整个控制系统便得了优化，具有较好的实时性。这对要求响应快的闭环控制系统是一个有力的工具。

1.3 编程语言化
梯形图和指令表这两种编程方式是比较常见和传统的。除此以外，PCC还提供了语言（VC、VB 语言）以方便编程，方便描述一个复杂的程序和构思。这样一来，编程效率tigao，新产品的研制周期大大缩短。

1.4 较大的程序存储空间
能较高的系统分析计算能力当然要求有足够的程序存储空间，同时足够的存储空间是系统具备较强的数据处理能力的先决条件。应用程序存储空间的大小在某种意义说明了其硬件系统的先进程度。PCC有足够的程序存储空间供用户下载任务程序。

2 全可编程微机的PCC励磁调节器
2.1 励磁系统是发电机的自动控制系统
它是一个需要高速响应的闭环控制系统。励磁系统的性能，直接决定了发电机是否能够正常运行。工作可靠、性能优良的励磁系统，能有效地tigao机组及电网的稳定性。因此，具有优良的调节品质、丰富而实用的附加功能等特点，而在工业领域增减励信号中得到广泛应用。可编程计算机控制器PCC 的MTBF（平均故障间隔时间）大于50万小时。具有如此高的可靠性，工业上称为“无故障设备”。

我们采用PCC 作为励磁调节器的硬件，与现代控制理论相结合而设计的PCC微机励磁装置，采用模块化的硬件及软件结构，极大的tigao了励磁系统的性能、稳定性、可靠性、智能化程度。PCC 励磁调节器原理框图如下：

2.2 软件（应用程序）
除励磁调节器的硬件PCC 模块外，其软件也采用模块化。共有电压调节模块、功率因数调节模块、甩负荷模块、零起升压模块、跟踪网压模块等等，用户可以通过不同的模块组合以实行不同的运行要求，而不需要更改硬件配置。这样，功能的增减和程序的优化等工作变得轻松易行。整个励磁系统调节的软件流程图如下：

3 技术总结
3.1 PCC 微机励磁装置软、硬件均采用模块化结构，功能齐全，操作简便，工作可靠，调节平衡。特别是电压调节，功率因数调节，零起升压，跟踪网压等软件模块，使得整套励磁装置的自动化程度高，智能化程度高，可以满足无人职守电站的要求，体现了计算机控制的优越性。

3.2 采用PCC 作为调节器硬件， 其故障间隔时间（MTBF）大于50万小时，因而励磁系统的可靠性极高。而且，由于PCC的运算速度很快，满足了励磁系统反应快速的要求，各项技术指标均符合国家标准。

由于PCC 本身即专为工业控制所设计，因此整套励磁装置抗干扰的能力很强，不存在其他种类的微机（如单片微机等）易受电磁干扰的问题，对使用环境没有特殊要求，安装方便，使用面较广。

3.3 控制方式采用一种非线性理论：现代智能筛控制策略，励磁装置即可以按照用户指定的调节方式工作；在异常情况下，或者运行工况突然改变时（如机组突然甩负荷），它由会自动转入合理的控制方式运行。因此，整套励磁装置体现出很高的智能性。

产品特点：在浆纱机上做恒张力收卷控制，减少设备磨损，保证设备收卷的稳定性、方便性。

艾默生电气系统采用PLC集中管理，分散控制，系统具有集中化、简约化的特点，易控性强，能更好更有效地降低故障率。

PLC系统由艾默生EC202416BAR主模块、16点的数字量输入模块和4路模拟量输出模块组成。操作界面采用工业级液晶触摸屏，可动态修改控制参数，显示当前速度、匹长、匹数及系统的动态运行状态。

边轴电机变频器采用高性能通用型的EV2000系列织轴收卷TD330022KW张力变频器。此变频器是张力专用变频器，内置张力控制功能，采用独立变频模式，结构简单、维护方便、稳定度高，保证收卷的张力及线速度，在小卷到大卷的变化过程中稳定可靠。该变频器在加减速中可进行自动补偿控制，使张力更稳。该变频器还有上卷防断纱程序，使上卷起机时便于操作。

该系统张力在人机上设定，操作人性化；使用先进的控制算法，可进行卷径的递归运算，动态调整转矩补偿等；实时计算卷径，jingque度非常高，保证收卷电机输出转矩的平滑性能好，在操作失误的时候，能自己纠正卷径到正确的数值。

收卷装置的转动惯量是很大的，当卷径由小变大时，操作人员如果进行加速、减速、停车、再激活等操作，很容易出现松纱现象，直接导致纱的质量下降。进行变频收卷的改造后，在上述情况下，收卷稳定，张力始终恒定。经过PLC的处理，在特定的动态过程，在变频器内加入一些动态的调整措施，设备的收卷性能更好。在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷，非常简便而且造价低，基本上不需对原有机械进行改造。设备改造周期短，基本上两三天就能安装调试完成。该系统克服了机械收卷对机械磨损的弊端，延长机械的使用寿命，方便维护设备。机台上的所有操作部分全部采用36伏以下的安全电压，保证员工在设备操作中的使用安全。

　1、 引言

　　随着社会经济的发展，工业的迅速兴起，使得一些10KV配电系统大幅度增加，配电系统的简便性、可靠性、安全性、节能性、性价比显得尤其重要。

　　目前，传统的10KV配电系统还是采用继电器系统和分布监测计量、分布控制方式，而采用PLC（可编程序控制器）系统集中控制和集中监测计量方式，有利于tigao配电系统的运行管理自动化水平，保证配电的安全稳定，还能减少运行人员的工作强度提，安全可靠。

　　2、 继电器系统和PLC系统的比较

　　PLC（可编程序控制器）是近几十年来发展起来的一种新型工业控制器，由于它编程灵活，功能齐全，应用广泛比继电器系统的控制简单，使用方便，抗干扰力强，，工作寿命高，而其本身具有体积小，重量轻，耗电省等特点。继电器系统有明显的缺点：体积大，可靠性低，工作寿命短，查找故障困难，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成系统，所以接线复杂，对于生产工艺的变化的适应性差，不便实现集中控制；而PLC的安装和现场接线简便，可以应用其内部的软继电器简化继电器系统的繁杂中间环节，实现软接线逻辑构成系统，方便集中控制，除此之外，PLC还具有自诊断、故障报警、故障报警种类显示及网络通讯功能，便于操作和维修人员检查。

　　3、 集中控制、集中监测计量在10KV配电一次系统中的应用举例

　　在一个10KV配电一次系统中，有两台1000KVA变压器并联运行。图1为该配电一次系统的原理图。

图1 10KV配电一次系统原理图

　3.1 PLC在集中控制中的地位

　　在配电一次系统中继电器系统主要集中在总受柜和变压器配出柜内，应用PLC系统来代替继电器系统，可以减少柜与柜之间的硬连线，省去很多继电器，简化工艺，降低系统制作成本，tigao配电系统的可靠性，安全性和节能性。PLC系统框图如图2所示。

图2 PLC系统框图

　　PLC是整个系统的神经中枢，所有控制，保护，工作状态指示都通过PLC内部的虚拟继电器通过软连线配合外部给定开关量和信号来完成。控制电压在安全电压以下，可以tigao工作的安全性，远离高压室进行操作，可以避免工作人员的误操作，一站式控制，可以tigao工作效率，减少工作人员的劳动强度。用两条现场总线就可以实现整个系统的信号传输，通过PLC的工作状态和报警指示，便于工作和维修人员的故障排除。另外，与继电器相比，PLC的免维护性高，工作寿命长。

　　3.2 PLC的I/O分配

　　10KV配电一次系统中，除了上电断电控制外，还有对变压器的过流，欠压和瓦斯保护。我们以欧姆龙CAMP2AH40点的PLC为例进行I/O分配，如表1所示。上断电控制是开关量，选用控制按钮即可，过流，欠压和瓦斯保护涉及自动检测技术，选用智能传感器来实现，可以tigao保护的可靠性。

输入端口分配 输出端口分配

表1 PLCI/O分配表

　　3.3 10KV配电一次系统集中控制、集中监测计量的设计

　　配电系统是供电网的神经中枢。配电系统的正常工作和我们的生活保障及工作秩序密不可分，这就要求它有更高的可靠性；配电系统的智能化、节能、操作简便、方便维护是经济高速发展的需要；配电系统操作和维护对工作人员的安全系数要求更高、劳动强度更低和设备的性价比更高是用户所希望的。综合以上几点，我们对10KV配电一次系统作了如下改进，应用PLC对系统的总受柜、配出柜实现集中控制，应用数字仪表对系统进行集中监测计量。改进后的10KV配电一次系统框图如图3所示。

图3 10KV配电一次系统框图

　　改进后，以综合柜为工作平台，在值班室，工作人员可以对高压室运行状态进行控制，既方便又安全；工作人员可以随时对监测仪表和计量仪表以及工作或报警状态进行记录，巡查，既方便又及时明了，还可以减少劳动强度。

　　采用微型计算机PLC实现继电保护和控制系统的操作，大大tigao系统的自动化水平和可靠性，同时更加便于系统的集中控制和监测，方便了系统的信息化管理，大大降低成本，tigao了工作的效率，具有一定的推广意义。

一 引言

由于建筑行业的迅猛发展，对于各种型号的砖构件需求量日益加大。用于建筑业的砖构件原材料粘土日益减少，而且土地回生能力很弱，原先制砖对土地支持消耗巨大；并且实心红砖产品型号单一，难以满足各种场合的应用要求。
砌块成型机可采用砂、石、粉煤灰、煤渣、煤矸石、尾矿渣、陶粒、膨胀珍珠岩等工业废料加工成各种新型墙体材料。生产出的砖、空心砌块不用烧结，节约国家土地，煤炭，无污染，能tigao工程速度，减轻楼体重量，空心率高，隔音保暖，冬暖夏凉，抗风化，原来来源丰富，质量好且生产工艺简便，投资少见效快，适应性广，前景广阔等优点。
砖机设备上已经大量使用了电气自动化设备，很多设备都由原先的手动生产发展到全自动生产，不但tigao了设备的技术含量，而且tigao了自动化生产的工作效率。

二、工艺介绍

砌块成型机的工艺主要由四个部分构成：

1）液压系统：

液压系统的主要功能在于控制模具的模头、模箱的升降。使用液压系统可以有效的平稳加压，避免设备有太大的冲击力。

2）主机：

主机的整个机架焊接而成，其中模具采用线切割加工工艺制造，保证砌块砖光滑无毛刺，尺寸，对于振动电机，目前行业中部分客户使用普通电机，还有一些客户使用的是变频器来带载电机，有效的tigao了由于频繁起停造成的电机烧毁的情况。tigao了系统的可靠性。

3）出砖输送带：

出砖部分主要功能是将成品砖送离砌块机。在出砖部分还有扫灰电机，它的主要作用是清理成品砖上的废料，当砖头凉干后就不会有废料粘面而且保持砖头的清洁。

4）模具

根据客户的不同需求，可以搭配有多种的模具，选用不同的模具可以生产出不同要求的砌块形砖，适合各种场合的应用。

三、技术方案

3.1、方案框图

a)、该技术方案采用HMI＋PLC＋MDI的方式.
b)、目前的砌块成型机PLC的点数是控制在60点即可。采用艾默生EC10系列 60点主
模块，不需要扩展模块，刚好满足客户需求。
c)、变频器该客户选用某品牌的通用型变频器。主要做调速使用。
d）、HMI该客户选用台湾威伦的产品。
e)、触摸屏和PLC进行连接，PLC控制变频器的频率更改和频率设定，PLC和变频器

通讯采用标准的MODBUS协议。该变频器控制生产电机运行频率，以达到调节生
产效率。

3.2、程序设计

此次编程采用顺序功能图（Sequential Function Chart），利用顺序功能图的过程划分和步骤间转换功能。可将程序段进行模块化自由组合。
由于顺序功能图编程具有直观和流程化的特点，分解后的每一步骤和每个转换条件都为相对简单的程序过程，在顺序控制领域应用比较广泛。

经过对工艺的了解可以分为以下几个部分：

本机分两种工作方式：手动、自动。开机前先选择手动方式，手动按钮全部为单键启停按钮，按一下为启动，再按一下为停止或到位开关自停。在人机界面手动画面里有“取消互锁”的触摸键，打开时为灰色，这时互锁制约取消，此时各按钮为点动模式，方便调试机台，各限位开关都调整好时一定要关闭该键以恢复互锁制约。

这对保护机台安全至关重要，关闭时该键为白色。启动油泵后，手动测试压头、模框、料车、送板、成品、输送动作全部正常后，设定好生产模数、布料次数、进退布料时间，将手动/自动开关置于自动位置，按压自动开始或触摸屏启动键，成型机即按预先设定程序走下去，直到达到生产模数或按停止结束。

3.3、PLC通讯协议设置

EC10系列PLC主模块提供了两个串行异步通讯端口，分别为PORT0和PORT1。通讯口特性如表所示。

表5-1 EC10系列主模块通讯口特性

3.4、HMI通讯设定

WINVIEW端需要设置好通信口的格式，设置界面如下

触摸屏因其能够实时、形象且生动的显示当前设备的运行信息而在工业上得到广泛的应用。

A）、触摸屏和PLC的连接通过RS232端口进行，PLC的类型选择EMERSON PLC EC20[PDS V2.50].
B）、触摸屏作为主站PLC作为从站，采用MODBUS主从式协议进行通讯，PLC从站地址选择为2，触摸屏主站地址设置为1.
C）、触摸屏和PLC的通讯串口都设置成

波特率：9600 奇偶校验：偶校验
数据位：8 停止位：1

砌块成型机的画面如下：

可以在触摸屏上对砌块成型机的手动、自动状态、liuliang压力、延时进行设置，也可以显示当前的信号状态。

这些窗口均较为生动反映了当前设备的运行信息，通过触摸屏的应用，我们能够实现系统实时监控，并在下一级应用中间将之纳入到设备管理系统监控系统中间去，为设备优化tisheng进一步空间。

3.5、变频器通讯协议设定

变频器采用某品牌的通用型变频器，PLC通过MODBUS协议进行通讯。

变频器频率给定通过PLC给定方式，变频器支持MODBUS协议，可与EC10 PLC组成485网络，PLC采用通讯口1作为和变频器通讯的端口，采用通用的MODBUS RTU主从协议进行通讯，PLC主站设置为1，变频器从站设置为2。

以下为PLC主站设置：

变频器端通信参数设置：

表2-1 变频器通信参数设置

某品牌通讯协议：

变频器是采用一种异步串行的主从MODBUS协议，该通讯协议的数据格式分为RTU（远程终端单元）和ASCII模式两种通讯格式。

和艾默生EC10通讯采用MODBUS RTU方式进行通讯。RTU模式中，每个字节的格式如下：

编码系统：8位二进制，十六进制0～9、A～F每个8位的帧域中，包含两个十六进制字符。

在RTU模式中，帧总是以3.5个字节的传输时间静默，作为开始。RTU的数据格式为：

RTU帧的标准结构：

按照某品牌变频器的通讯说明，通用的变频器的功能码如下：

帧格式为：站号 功能码(03H) 起始地址高位 起始地址低位 数据个数高位 数据个数低位 CRC低位 CRC高位

所以，如果上位机通讯读取变频器频率的协议帧如下：

艾默生PLC通讯：

通讯组帧功能部分，通过字数据传输指令（MOV）可以将数据组成通讯帧，从D302开始到D307结束。艾默生的MODBUS协议自动在通讯帧的后面加了CRC校验，不需要使用者计算CRC校验。

SM135：通讯口1的MODBUS的通讯完成
SM124：串口1空闲标志
SM136：通讯口1的MODBUS的通讯错误

利用标志位进行通讯互锁，MODBUS指令发送数据串，接收数据放入D7970中。

三、总结

通过模块化的编程与PLC双通信口的功能，把一个中型机的功能在小型机上就轻易实现了，实现了砌块成型机工艺要求的全部功能，并降低了客户的成本。