西门子模块6ES7231-7PC22-0XA0选型说明

西门子模块6ES7231-7PC22-0XA0选型说明

一、系统简介
该空调系统为风管式系统，风冷风管式中央空调系统与其他中央空调相比有新风的引入tigao的空气的质量、温度较均衡、噪音小、可调节、安装简单、运行可靠、效率高和运行费用低等显著特点。风管机中央空调系统以空气为输送介质，其原理与大型全空气中央空调系统的原理基本相同，是一个小型化的全空气中央空调系统。它利用室外主机集中产生冷/热量，将从室内引回的回风进行冷却/加热处理后，再送入室内消除其空调冷/热负荷。风管式机组系统简单，采用制冷剂和空气直接蒸发换热的制冷循环方式，无需中间传热媒体，减少了损耗，效率高。由于引入了新风，其空气品质能得到较大的改善。原理图如下所示，图中室外主机采用风冷方式。

该系统有如下几个特点：

1、夏季,制冷机组运行，实现冷调节；冬季,冷机配合热源共同使用，可以实现冬季采暖。在春秋两季可以用新风直接送风，达到节能，舒适的效果。

2、采用集中空调的设计方法，送风量大，送风温差小，房间温度均匀。送风方式多样化，能够具体情况制定不同的送风方案，增强人体的舒适性。

3、采用模块化主机，根据设置自动调节制冷量。室内及分区控制，各个室内及独立运行，分别调节各个区域内的空气。

4、维护非常方便，对发生的故障进行报警的同时在文本显示器上显示，维护人员可方便快捷地根据故障显示进行维护或修理。

5.、可单独控制，也可集中进行控制，运行更加经济、节能。

二、系统控制

控制系统采用CO-TRUST CTSC-200 PLC及其文本显示器TD2X。控制系统示意图如下所示：

CTSC-200 PLC及其文本显示器对新风机组监控如下：

◆ 可在文本显示器TD2X上起停风机电机及查看其工作状态

◆ 测量风机出口空气温湿度参数，以了解机组是否将新风处理到要求的状态

◆ 测量新风过滤器两侧压差，以了解过滤器是否需要更换

◆ 检查新风阀状况，以确定其是否打开

◆ 控制空气－－水换热器水侧调节阀，以使风机出口空气温度达到设定值

◆ 控制干蒸汽加湿器调节阀，使冬季风机出口空气相对湿度达到设定值

◆ 保护管网，冬天防冻，自动停止风机，同时关闭新风阀门

对冷水机组的监控：

◆ 压缩机启停控制及状态监视

◆ 冷热水泵起停

◆ 蒸发器进出口温度

◆ 冷凝器进出口温度

◆ 压缩机进排气压力温度

◆ 油泵出口压力

◆ 冷凝器水流开关控制

◆ 蒸发器水流开关控制

三、TD2X在系统中的应用
系统上电后，TD2X首先进入欢迎使用画面，操作菜单分级显示，菜单包括系统运行状态、系统运行控制、系统参数显示、PID参数修改、电动阀开度调节。室内机组有两种控制方式，可以单独控制，也可以qunkong。当故障发生时，故障报警信息也通过TD2X来显示，直到故障得到确认和恢复。

CO-TRUST TD2X是可编程控制器TrustPLC CTSC-200小型PLC系统的文本显示和操作界面，在规格和使用方式上完全兼容西门子的TD200 V3.0文本显示屏，可相互替代。TD2X可根据CPU内部的逻辑条件显示信息。在信息中也可内嵌数据，数据既可以显示，也可以由操作人员进行设置。也可以使用TD2X设置CPU实时时钟，访问CPU内存变量，或对开关量输入/输出进行强制。TD2X可以设置密码，以限制对设备的操作。TD2X还可以显示多达80条消息。

四、总结
在小型中央空调中使用CTSC-200可编程控制器及其文本显示器TD2X来做为小型中央空调监控系统的控制硬件，不仅降低空调成本；而且具有如下优异的系统功能：

1、多种控制方式，可以通过文本显示器TD2X实现多个室内机组qunkong或独立控制。

2、监测各机组出回风温度及各机组运行状态。

3、可通过TD2X设置空调运行参数。

4、自检反馈和报警功能。

5、冷水自动控制温度调节，可随意调节各房间的温度。

6、可根据日历表规划和时区设置自动启动。

7、参数设置带有密码保护。

   3、基于变频调速的恒压供水控制系统

    基于变频调速的恒压供水控制系统如图1所示。在图1控制系统中，压力及liuliang是泵浦控制的两个重要参数。VFD-F可借助压力或liuliang传感器回传的电压或电流信号持续跟踪压力及liuliang，泵浦按预先设定的运转方式工作或停止,可大幅度节电并延长马达及泵浦的使用寿命。控制多台泵浦

    为了tigaoliuliang，可使用一台以上泵浦组成控制系统，VFD-F可使用内建Relay(或选购Relay卡)控制额外泵浦在需要时的起动或停止，以维持恒压。VFD-F变频器参数的特别设置，可防止扰人的开开停停，提供泵浦之间平顺的转移及维持压力在容许的误差范围。VFD-F可控制任何以马达驱动的泵浦，内建小速度设定点可符合深井泵马达制造厂家的低速度要求。由于VFD-F变频器可使用V/F曲线，设定提供低速能达到的额定转矩，提供正排量泵浦低转速时所需的转矩，使用者不必加大变频器与马达容量，使用Line-shaft透平泵浦时可消除危险转速。

 图1两台泵浦控制配线示意图

    4、结束语

    泵浦控制系统在各种类型的水站和供配水站有广泛的应用，文中讨论的只是简单的应用情况。由于台达VFD-F变频器是系列产品，有广泛的适应性，欢迎对产品感兴趣的用户与我们合作。

 引言
在传统的plc——变频控制集成系统中，变频器的启动/停止与故障监控由plc通过开关量实现端对端控制。变频器频率是由plc通过模拟量输出端口输出0～5（10）v或4～20ma信号控制，需要plc配置昂贵的模拟量输出端口模块。变频器出现故障时由plc读取变频器的故障报警触点，对具体故障原因并不清楚，需查询变频器报警信息后再阅读变频器说明书才知道。随着交流变频控制系统及通讯技术的发展，可以利用plc及变频器的串行通讯的方式来实现plc对变频器的控制。

2 变频器的选型
danfoss vlt系列变频调速器提供串行通讯技术的支持。它所支持的串行通讯技术包括标准rs-485、profidrive、 lonworks在内的多种现场总线方式。其中，rs-485通讯方式为用户提供了无需附加任何费用的、为廉价实用的串行通讯方式。只需按照 danfoss vlt变频器规定的通讯数据结构、控制字和状态字格式发送数据即可实现与vlt变频的通讯。vlt为用户提供了两种控制字和状态字格式标准:即danfoss标准的danfoss fc协议和profibus标准的profidrive协议。其中fc协议为用户提供了更多的与vlt有关的控制信息和状态信息。本项目中选用danfoss fc协议。

3 plc的选型
西门子工控产品在工控领域应用市场中有较高的占有率。s7-200系列是西门子simatic plc家族中的小规模plc成员，自由通讯口方式是s7-200 plc的一个特色的功能，它使s7-200 plc可以由用户自己定义通讯协议。利于自由通讯口方式，在本系统中plc可以与变频器和方便连接。plc通过自由通讯口方式与变频器通讯，控制变频器的运行，读取变频器自身的电压、电流、功率、频率和过压、过流、过负荷等全部报警信息等参数，这比通过外部端口控制变频器的运行具有较高的可靠性，节省了plc宝贵的i/o端口，又获的了大量变频器的信息。在本例中，作者将按照 danfoss fc协议来对s7-200的自由口进行编程。

4 vlt串行通讯
4.1 vlt通讯原理
vlt变频器的串行通讯为异步半双工的方式，使用字节奇偶校验和块传送异或校验方法。每个变频器都配备有一个标准的rs-485通讯端口，使协议可以通过rs-485电气接口来进行传输。plc为主机，变频器为从机，系统电码的传输由主机控制，主机不断发出某个地址的电码给从机，等待从机的响应。主机多能带31个从机，在有中继器的情况下，可以增加到126个从机，也就是从机的地址多可以设定到126。通讯时，每一个字节从一个起始位开始实行传送，然后再传递8个数据位，相应地组成一个字节，每个字节由一个奇偶校验位来验证传送的正确性，然后由一个终止位结束。这样一个字节共由11个位组成。
4.2 vlt电码结构
每个电码由一个起始字节（stx）开始，这个起始字节为stx=02h。随后紧跟一个表示电码长度（lge）的字节和表示变频器地址的字节（adr）。然后是一些数据字节（随电码类型而变）。整个电码由一个数据控制字节（bcc）来结束。结构如附表。

附表 vlt电码结构

在上述数据结构中:
（1） pke占用两个字节，包括参数命令类型和参数数目;
（2） ind为索引，也占用两个字节，索引字节用于表明它是一个读命令还是写命令。在读命令中必须具有0400h的格式，在写命令中必须具有0500h的格式;
（3） pwe为参数值块。占用四个字节，分为高字（pwe h）和低字（pwe l）。“比如主机要改变当前的变频器参数，新的参数就应写在参数pwe中发送给变频器;”
（4） pcd为过程块，占用4个字节。它有两种状态，当主机发给从机时，pcd1为控制字，pcd2为参考值;当从机发给主机时，pcd1为状态字，pcd2为当前的输出频率;
（5） bcc为数据控制字节。由它来对接收到的命令进行检验正确与否。它的初始值为0，然后对该字节以前的所有字节进行异或。

5 plc编程示例
5.1 变频器初始化子程序
plc在次扫描时执行初始化子程序，对端口及rcv指令进行初始化。为了增加程序的可靠性，在初始化完成后，如果检测到端口空闲时则运行rcv指令使端口处于接受状态。初始化子程序如下:
network 1 // 网络标题
检测端口空闲可编在主程序中
// 设定端口属性
ld sm0.0
movb 73, smb30
network 2
// 接收信息状态
ld sm0.0
movb 102, smb87
network 3
ld sm0.0
movb 16#02, smb88
movb 50, smb92
movb 50, smb94
r sm87.2, 1
network 4
ld sm0.0
atch int1, 23
//连接口0接收完成的中断
network 5
ld sm0.0
atch int0, 9
//连接口0发送完成的中断
network 6
ld sm0.0
eni
//中断允许
network 7
ld sm0.0
movd amp;vb250, vd220
//装入地址指针
movb 0, vb242
//bcc码寄存器清零
movd amp;vb300, vd224
//装入地址指针
movb 0, vb246
//bcc码寄存器清零
5.2 变频器参数修改子程序
当要改变当前变频状态的信息需传送时，调用“控制子程序”。首先它要禁止端口的接收，然后对控制电码进行编辑和bcc检验码计算，并发送;当没有改变当前变频状态的信息需传送时，调用“空命令”子程序。因为plc如果要读取变频器的当前工作状态，就要给变频器发送命令，而“控制子程序”代码繁琐，执行效率不高，我们可以将“空命令”程序需传送的电码预先编排好（可以用短电码），“控制子程序”程序代码如下:
network 1
ld sm0.0 //停止端口0的接收
r sm87.7, 1
rcv vb300, 0
network 2
ld l0.0
movw 16#047c, vw211
movw lw1, vw213
network 3
ld l0.1
movw 16#0434, vw211
movw 0, vw213
network 4
ld sm0.0
movw lw1, vw213
network 5 // 网络标题
// 网络注释
ld sm0.0
movb 16#02, vb200
movb 16#0e, vb201
movb lb3, vb202
movd 0, vd203
movd 0, vd207
hta vb200, vb250, 15
network 6
ld sm0.0 //计算bcc校验码
for vw240, +1, +15
network 7
ld sm0.0
xorb ＊vd220, vb242
network 8
ld sm0.0
incd vd220
network 9
next
network 10
ld sm0.0
hta vb242, vb265, 1
//bcc校验码写入发送缓冲区
network 11
ldb= vb251, 16#0e
//发送缓冲区准备好后进行发送
s s0.1, 1
network 12
lscr s0.1
network 13
ld sm4.5
xmt vb250, 0
network 14
scre
5.3 变频器通讯完成处理
发送完成后执行发送完成中断程序，它的操作包括:允许rcv;bcc码寄存器清零;重新装入用于计算bcc校验码的地址指针;接收缓冲区中存放指令结束字符的字节清零，用来判断下一条指令格式是否正确。
接收完成后执行接收完成中断程序，它会将接收缓冲区中的十六进制ascii码还原成数据并保存。然后调用“接收处理”子程序。它主要是求出接收缓冲区中指令的bcc校验码并与指令中的bcc校验码进行比对，并对电码中的数据进行处理。

6 结束语
使用此方法采用西门子plc通过自由口使用danfoss fc协议对danfoss变频器进行控制，极大地减少了线路连接的复杂性，避免了现场可能的各种电磁干扰对控制设备的影响。

在现行送水工程中发现，不靠大桶槽或虚耗能源的节流阀能维持恒压供水，是送水工程中的技术挑战之一。本文对台达VFD-F系列变频器在恒压供水控制系统中的应用相关技术作粗略讨论。

    1、引言

    在送水工程中，为了维持恒压供水而又节能，除了不用大桶槽或虚耗能源的节流阀而能维持恒压，还必须防止泵浦急速开停循环而导致压力涌浪。采用变频器是个好的解决方法，但在控制上需要技巧。一般变频器由外部PLC或PID控制器接受运转指令，整合调整有一定难度并且比较耗时。台达VFD-F水泵专用变频器使用内建泵浦控制逻辑，大幅简化了送水系统的变速控制。

    2、变频调速特性

  按照电机理论，电机转速公式为： 

    式中：P为电动机的极对数，S为转差率，f为供电电源频率，n为电动机的实际转速。从公式可以看出，电机转速与频率近似成正比，改变频率即可平滑地调节电机转速，从而可以连续方便地改变风机的风量。风机是泵类负载，属平方转矩负载，其转速n、liuliangQ、压力H以及轴功率P具有如下关系：Q∝n,H∝n2,P∝n3，即liuliang与转速成正比，压力与转速平方成正比，轴功率与转速立方成正比。由上述分析可知，通过改变电动机转速就可方便地改变风机的风量，保证空气燃料比的优化；通过改变电动机转速，可以有效保证系统期望的工况，降低系统的电动损耗。在监控系统中使用变频调速技术（变频器）有以下优点：

    （1）可方便地实现电机软起动、自由停车。电机均通过变频器或软起动从0—50HZ作缓慢加速起动，减少了机泵因突然高速起动所带来的影响，减少了直接起动时起动电流对电网的冲击；

    （2）可tigao功率因数，改善电动机电源质量，保证电动机的功率与实际负荷相匹配，达到系统节能运行的目的；

    （3）可消除机泵的喘振现象，使机泵运行处于佳工况状态；

    （4）可方便地实现自动控制，使被调节量得到更平稳的调节，增强了系统的稳定性和可靠性。

    使用变频调速技术不仅调节方便，而且节能效果也是很明显的，设电动机额定功率为PN，额定转速为nN,转速为n时实际输出功率为P，则节能（用功率表示）△P可以表示为：

    如取，则△P=0.67PN,即节能效果在理想情况下可达到67%，可见只要采用变频调速技术，用变频调速其节能效果是很显著的。

1 引言

　　数字化、智能化印刷机械关键技术与装备项目是围绕书刊、报业、包装装潢、商业印刷的重大装备急需。双面印刷是出版物印刷、说明书印刷以及笔记本印刷的印刷工艺。双面印刷可以保证印品一次印刷完成，效率成倍增长。对开双面平版印刷机是一种新型高速双面印刷机，适用于书刊杂志等印品的印刷。高速双面印刷机以高速印刷高质量的印刷品受

　　到用户的青睐。项目选用了台达机电自动化系列产品对电气进行了改进设计。

　　2 工艺自动化分析

　　高速双面印刷机整机动作控制整机由输纸机、收纸机和主机三部分组成。主机除主电机，上、下水辊电机，制动辊电机分别由四个变频器控制外，其余主要动作由七个气缸分别来控制上水辊、下水辊、上墨辊、下墨辊、递纸、上滚筒、下滚筒等的离合动作。气路的控制分为手动和自动两种模式。整机的核心调试工作就是电气、气动与机械动作相匹配，避免印刷中纸张的浪费。

　　由于自动工作模式下各动作要以一定的顺序工作，机械采用凸轮来控制各动作离合时的角度，电气选用二相增量型旋转编码器来实时测量凸轮的旋转角度，编码器每旋转一周，产生360个脉冲，PLC高速计数器计数720，到零位后复位重新计数。我们可以随时更改编码器的角度值，来配合机械的改动或因速度不同，惯性不同，所需动作的角度值不同，省却了烦琐的机械控制。

　　3 台达机电技术的自动化应用

　　3.1 系统原理设计

　　机床的控制以台达的DVP-EH型PLC为技术平台，触摸屏为操作界面，变频器作为执行构件。触摸屏通过COM2口与DVPEH　PLC 的COM口相连，采用MODBUS协议。PLC通过485口控制四台变频器，支持MODBUS协议。

　　3.2系统配置设计

　　台达　PLC：DVP64EH00R 扩展DVP08XP11R。台达触摸屏：DOP-A57CSTD。台达变频器：VFD110B43A ;VFD004M21A。框架如图1所示。

图1印刷机系统配置设计

　　3.3 编程案例

　　(1)触摸屏显示报警。台达EH系列PLC提供了方便的高速计数功能，使程序编写简单，调试快速。我们将编码器的信号线接入PLC的高速计数端子X0，X1，编码器的复位端子接X2，对应计数器为C251，Y23为主机运行，当编码器两相接错时，触摸屏显示报警M455,如图2所示。

图2 触摸屏显示报警

　　(2)通讯调试。在小型电气控制系统中，设备间的通讯调试是一个难题，但台达PLC与变频器有简洁的通讯指令，一条指令即可解决问题。如读取主变频器的输出频率,先写好通讯协议，然后利用下条指令即可：

　　其中通讯命令装置地址为01，数据地址H2103，数据长度2个word。

　　两者的通讯省却了中间继电器的控制，减少了故障隐患，再利用触摸屏将PLC中的数据读出，可以方便地监视运转中出现的问题。

　　(3)画面设计。触摸屏的应用省略了原有的一些按钮、指示灯、计数器、转速表、时间继电器及润滑程控控制器等元器件，降低了故障率，也减少了接线的工作量。台达的人机编辑软件-TP Editor提供了7个等级密码的保护，有利于使用厂家对某些特定的使用条件进行了限定，保护了用户的利益。因触摸屏有3M的内存，所以设计时在画面中以走马灯的形式提供了大量的报警信息，也设计了多屏PLC输入、输出状态监视画面，在系统帮助里详细介绍了本机电气操作及维修提示，使整机的电气系统操作、使用、维修简单方便，参见图3。

图3触摸屏画面设计

　　4 结束语

　　该系统配置取代了原日系品牌的配置，整体来说性价比要高好多，故障率也远低于原配置。现批量使用已有一年多，系统稳定性强，用户操作简单，维护方便，得到了用户的肯定。

　　一方面由于出口商品比较多，另一方面由于人们的生活水平不断tigao，审美要求不断发展，纸包装印刷质量和品种严重滞后于社会经济发展的速度，一批制约印刷装备制造业发展、对行业产品升级换代和技术进步具有带动性强、辐射面大的相关关键共性单元技术和数字化、自动化印刷技术装备，对tigao数字化印刷技术与装备的自主创新能力和技

　　术水平，对打破国外印刷装备的市场垄断，对增强国际竞争力是非常有帮助的。日常消费品包装正在从单色向多色发展，市场潜力巨大。单张纸多色高速双面印刷机领域的空白还有待于别的关键技术与装备重点突破。