6ES7222-1HD22-0XA0选型说明

6ES7222-1HD22-0XA0选型说明

一、概述
　　 此项目共有38组盘管空调和三通阀门，采用自动控制，要求各组空调出口处温度与设定温度误差范围在1℃以内。所选设备以技术的先进性和产品的可靠性；操作、显示功能完善简便，满足长期运转的条件；系统具备随时扩展升级的可行性。
　　二、自控结构和原理
　　1，中央控制室，
　　 中央控制室设置内设工业控制计算机（已有上位IFIX系统），通过现场控制站的PLC的Modbus接口把现场数据传给它。
　　2，现场控制站分为2个控制站
　　 1#控制站(LCS1)
　　 控制20个阀门，和1个触摸屏嵌入安装。
　　 2#控制站(LCS2)
　　 控制18个阀门，和1个触摸屏嵌入安装。
　　 1#控制站、2#控制站即使与中控室计算机失去通讯，也能保证自己独立正常的运行。
　　3，通讯方式
　　 1#现场控制站、2#现场控制站均采用VIPA200V系列 PLC.。每个PLC现场站可以独立运行和控制相应的设备。在PLC的上有一个MPI接口，PLC现场站通过MPI接口经过MPI电缆和设在控制站的VIPA触摸屏通讯。 VIPA触摸屏负责显示本地控制站的实时数据的显示和控制。中控室上位工控机应带有工业485接口，中控室上位工控机带的485接口通过Modbus总线与每个PLC现场站通讯，保持上位监控画面与设备实时状态的同步。
　　
　　4、系统结构图
　　

　　三、控制方式
　　 通过传感器检测的温度和设定温度自动调节相应的阀门，采用PID方式。PID程序在PLC中运行，采用西门子的STEP7编程软件编程。当现场温度高于设定温度时，PID的输出加大冷却水liuliang阀门开度，反之当现场温度低于设定温度时就减小冷却水阀门开度。这样使现场温度终能稳定在设定值附件。
　　各阀门都有1个PLC-AO控制阀门角行程执行器，并通过1个PLC-AI实时监视阀门的角行程执行器的执行状态。
　　 每个空调出口有一个温度传感器，把温度信号接入PLC。
　　VIPA触摸屏实时反映阀门和温度的实时状态，并且可以上位手动控制，VIPA触摸屏可选择是由上位监控软件主控还是由VIPA触摸屏本地主控。VIPA触摸屏操作系统为WINCE,组态软件为MOVICON。
　　
　　四、结束语
　　 整个系统从设计、调试、交付用户只用了短短三个月时间，现在为止已正常运行，用户反映良好。
　　
　　【附】VIPA PLC简介
　　 德国VIPA 是自动化元器件及系统的制造商，国际 Profibus组织成员。200V系统为中小型控制系统，相当于SIEMENS S7-300,是基于现场总线的主/从站模块化控制系统，单个摸块的尺寸仅为76 X 25.4 X76mm,直接安装在标准35mm导轨上，模块间的电器联结通过嵌入导轨的背板实现。各种模块的灵活组合，可准确构成用户所需的系统。每排可连接多至32个模块，也可通过基本接口模块和扩展接口模块组合成并排安装。CPU的MP2I接口不仅支持MPI通讯，也可不使用MPI适配器，用VIPA绿电缆（RS-232 COM）实现PC和CPU之间的点到点通讯。
　　 200V系统具有多种形式的CPU，内部集成2M FlashROM,外部存储MMC卡可达64M，I/O地址容量为1024 bit.可分别采用Win PLC7或SIEMENS 的Step 5,Step7编程。CPU可集成Profibus主站或从站，CANopen主站，以太网TCP/IP接口。通过Profibus,Interbus,CANopen, DeviceNet和Ethernet等接口模块构成主、从站系统。

新近发展的自储能电锅炉蓄热技术以电为能源，通过电锅炉将电能转化为热能，蓄热水箱储存热能并在需要时释放。该技术不仅对环境没有污染，而且是利用电网谷值（夜间）加热储热介质，平段和高峰时段不用电，或在平段时少用点，从而大大降低了供暖费用，并且对供电系统起到了很好的“削峰添谷”的作用，具有很大的节能效益。

自储能电锅炉主要由电加热器、储热箱、可控式热管、取热管、取热加热控制器、水温调节器以及若干导管、阀门等构成。其工作原理是以储热箱为主体，其中有若干个电加热器，用于加热储热箱储热。为了从储热箱中取出热量，利用可控式热管原理，构成一个取热循环系统，由热交换器、水泵、网管等构成，与常规的供热系统基本相同。另外，还有一个供热外循环系统，由气液交换器、液液热交换器、水泵和供暖网管等组成。在取热过程中，取热管的作用是使进入管中的液体工质蒸发，从而带走贮热箱贮存的热量，送入气液热交换器中，由气液热交换器把热量交换给供暖外循环系统。以后，气体工质进入冷凝器冷凝成液体，由外循环泵送回取热管。取热控制器的作用是控制取热管阀门的大小，从而控制取热量的多少，供热外循环系统和常规的供暖系统基本相同。

和利时公司的HOLLIAS-LEC G3系列小型一体化PLC具有良好的扩展性和较高的稳定性，并且具备丰富的指令系统和强大的通信功能。在这套系统中，我们采用G3一体化PLC负责整个系统的加热贮能、取热供暖、温度监控和故障报警处理。该系统使用1个24点CPU模块LM3107、1个4输入4输出的开关量扩展模块LM3231、3个4通道热电偶扩展模块LM3311和1个4通道热电阻扩展模块LM3312，即可实现自储能电锅炉的全部控制功能。热电偶与热电阻模块采集温度信号，经过处理后送入CPU模块。PLC的输出部分有报警灯与中间继电器，线圈部分均有灭弧装置。触摸屏与LM3107通过RS232口采用Modbus协议连接，并且可以通过添加DP从站模块LM3401使其连接至DP网络，工作人员在中央监控室即可对远程的自储能电锅炉进行控制。该系统具备自动、手动控制方式，并可以通过触摸屏进行控制，简洁明了。

该控制系统方案图如下：

经过一段时间的调试和试运行，以HOLLIAS-LEC G3系列PLC为核心控制系统的解决方案已成功应用于储能电锅炉设备。该系统完全可以达到自储能电锅炉的全部控制要求，运行稳定、操作简单，并且系统的安全性、经济性都有很大的tigao

自动灌装机广泛应用于化妆品，药品，食品饮料，奶制品，化学品以及家用品等多个行业。基于PLC和HMI的自动灌装机，性能jingque，运行可靠，在改造旧设备、生产线以及替代进口产品方面，取得了很好的经济效益。

　　自动罐装机工作过程

　　系统组成和控制方案

　　（1） PLC选择

　　PLC采用220V交流电源，输入为24点继电器接点，输出为16点，外部输入电源在机内，内存程序循环扫描控制。可以在PLC上配置模拟量输入模块和高速计数模块，模拟量输入模块作为瞬时liuliang的监控，高速计数模块作为liuliang计量用。

　　（2） 外围设备

　　在外围设备方面，采用RS232通信或RS485通信方式，与上位机连接，外部输入设备有光电开关，接近开关，按钮等。外部输出设备有接触器，电磁阀，指示灯等。

　　（3）HMI (人机界面)

　　HMI与PLC以串口连接，可以利用HMI改变或设定PLC的数据，直接控制设备的运转。HMI以多种不同的方式显示PLC内部数据，其显示的结果会随时随着PLC内部实际数据的变化而改变。依需要编辑各种画面，用以显示设备状态、操作指示、参数设定、动作流程、统计数据、警报讯息、简易报表等。 当报警发生时，报警条件成立，HMI会立即显示相关的信息或简易报表等重要记录。

　　贝加莱的解决方案采用2005系列、Power Panel系列以及2003系列产品。

　　对于大中型设备，使用2005系列产品。控制柜中的2005 I/O系统通过ETHERNET Powerbbbb连接到Power Panel。可以设置机器的属性，能够更较容易的操作机器，同时还可以提供有关机器运行和功能的技术资料和统计数据。此外，贝加莱的系统通过调制解调器连接到机器，这样也使系统易于维护和维修。

　　对于较小的系统则采用2003系列产品。该产品尺寸紧凑，好不困难的安装在配殿柜内，而同时又具备所需的功能。

　　贝加莱系统对编码器信号反应更快，这样直接tigao了机器的产量性能。因此，终形成的系统就具有佳的性能和高的效率。

　　未来的发展方向是各自动化组件的分散化，而这需要通过ETHERNET Powerbbbb和分布式底板解决方案（X2X bbbb）实现。

　　1.引言

　　中油海9/10升降式钻井平台中控系统采用PKS系统。这是霍尼韦尔公司的自动化系统次应用于钻井平台上。经由CCS(中国船级社)认证,符合认证标准。


　　2.系统介绍

　　PKS(Process Knowledge System) 是过程知识系统的简称。PKS控制系统是 Honeywell在2002年6月推出的新的中型控制系统。它集合了Plantscape系统组态方便的特点，又集合了TPS控制系统硬件上的优点而推出的一款全新的DCS控制系统。

2.1 本系统框架如下:

　　在本PKS系统中,含有2个FSC(FAIL SAFE CONTROLLER )机柜,一个PCS机柜.FSC用于火气系统的逻辑关断,PCS柜用于船体状态的监测.系统之间采用FTE(容错以太网连接).含有冗余的两台服务器,和两个监测用的STATION站.

　　(1).服务器冗余: PKS过程系统的服务器可以冗余配置，以提供更高等级的可靠性。采用一对配置相同的服务器，以主/备结构方式相互支持。当主服务器出现故障时，从服务器采集数据，并为操作站提供数据服务。主服务器通过冗余网络传送数据库中的所有数据处理信息到从服务器，使得主从服务器之间同步。

　　(2).网络冗余\交换机冗余: 设备之间用HONEYWELL的容错以太网连接 (即H型,保证有4条通讯路线).

2.2 硬件配置

　　（1）FSC系统硬件由 Central Part 卡件和I/O卡件两部分组成。

　　Central Part简称CP,包括CPU、COM(通讯卡)、WD(系统状态监视卡、或称看门狗卡)、DBM(诊断和电池卡)、以及VBD(竖向总线驱动卡)。
　　
　　I/O卡包括DI卡、DO卡、AI卡、以及AO卡。
　　
　　Central part卡件和I/O卡件之间的通讯构成如下：
　　
　　VB连接VBUS（竖向总线），VBUS连接HBD（水平总线驱动卡），HBD连接HBUS（水平总线），HBUS再连接I/O卡件。
　　
　　柜内还有端子和继电器。

　　（2）PCS柜硬件配置

　　由一块FTEB（容错以太网桥）卡、一块C200（控制器）卡、两块CNI（CONTROL NET）卡和I/O组成。

　　上图为卡件状态监测页。

　　图中FTEB01：FTEB卡；
　　　　PRS021：C200卡；
　　　　CCN014：CNI卡；
　　　　IAH161：AI卡；
　　　　IDD321：DI卡；
　　　　ODD321：DO卡；

（3）网络结构

　　1)以太网（TCP/IP）
　　传输速率为：100M/10M波特率；
　　网络节点：server,station,priter(switch,hub)等；
　　传输介质：双绞线：接头（为RF45，网卡），距离为100m以内；
　　
　　2) I/O Controlnet
　　传输速度：5M波特率；
　　网络节点：PMIO（输入输出卡件）、SIM等；
　　传输介质：同轴电缆；网络终端需加75Ω电阻；
　　传输协议：IEEE8023，令牌方式；

2.3软件介绍

　　（1）control Builder——Control Builder是一种图形化的、面向对象的、基于窗口的工程工具，用于过程系统控制处理器的控制执行环境和应用控制环境的控制策略的设计、组态、和实施。用于组态硬件，如网络、I/O模件、控制器、和现场总线设备，以及组态控制点，如调节控制、设备（马达）控制、逻辑控制、顺序控制和特殊的用户定义的功能等。
　　
　　（2）QUICK BUilder——QUICK Builder使得用户可以组态第三方的控制器／RTU，以及它们的点、组态操作站和打印机。Quick Builder使用关系数据库引擎，提供筛选数据库的用户显示、多点编辑工具、和直观的窗口风格的用户界面，极大地tigao了组态效率。关系数据库还捉供用户自定义的域，可以用来设置终止调度，记录接线编号等，同时还提供标准的报表。ExperiOn PKS过程系统数据库的添加和修改均可以在线进行。
　　
　　（3）HMIWeb Display Builder ——HMIWeb Display Builder是面向对象的，全集成化的用户画面组态工具，用于生成用户专用的显示图形画面。动态显示可以简单地通过鼠标点击迅速生成。系统还提供一个图形库含有如容器、管道、阀门、罐、马达等通用的工厂设备，帮助用户进一步加快图形设计的速度。此外，对于一些多处用到的相似的画面，可以用模板画面的功能减少组态时间。提供的过程对象和调色板功能可以帮助用户快速简便地创建用户对象，并可以带有三维效果。通过使用脚本程序(bbbbbbbb和Jbbbbbb)组件，可以显著地增强图形画面功能，如高速动画、工具提示、操作站程序执行的控制作用等都可以通过脚本程序完成。许多ActiveX的组件类型，如播放声音和视频图像等都可以插入在画面中被调用。
　　
　　（4）Knowledge Builder——Knowledge Builder,在线的电子资料，采用HTML结构的浏览器阅;内容全面，包括了FSC，PKS等详细的介绍。

2.4 系统开放性

　　[1] 集成Honeywell的先前产品：TDC2000, TDC3000, Plantscape, S9000,Logix60
　　[2] 与PLC通讯（如：SIMENSE,AB,ABB）
[3] 与现场总线技术的集成（Profibus-DP, Fieldbus, Modebus,HART等）
　　[4] 标准化的数据访问程序
　　[5] AEC：高性能服务器，直接与OPC服务器或客户机进行数据交换。

3．系统应用

　　系统应用于钻井平台上，主要有船体监测和逻辑关断两部分功能。

　　船体监测：包括发电机、泥浆池、水泥罐、重晶石罐、海水压载舱、风闸、风机、消防泵、公共设备等的状态监测。

　　逻辑关断：包括火气系统报警、手动报警等报警所产生的逻辑关断。

　　主界面：

（1）船体监测

　　船体监测通过硬点将船体设备的信号接入PCS柜。再通过上位机的画面监测设备的状态。

　　下面图为发电机和TANK的监测：

（2）逻辑关断：

　　探头形式如下:

　　上图中的火探头、烟探头、手动报警、热感探头是由现场探头采集数据，以WORD形式通过MODBUS协议进入FSC内的逻辑系统的。

　　硫化氢探头、可燃气探头则是硬点接入FSC系统的。

　　探头根据位置不同，被划分为各个火区，每个火区不同报警对应所关断的设备也不同。

　　具体的关断如下图所示：

4．结束语

　　霍尼韦尔的PKS系统，凭借其强大的性能进军了钻井平台制造业，并且取得了一定的成果。它在此行业的发展前景，让我们一同见证！