西门子6ES7222-1HF22-0XA8库存充足

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1. LOGO!性能及特点
　　LOGO!是SIEMENS公司推出通用逻辑控制模块，是一种将编程器和主机一体化的超小型可编程序控制器。LOGO内部集成有：控制功能、操作和显示单元。有一个用于扩展模块的接口、一个用于程序模块和PC电缆的接口。预制有基本功能、软开关、二进制指示器、输入和输出。用户可通过控制器面板上的按钮直接编程、编辑、读取数据或输入数据;可与计算机联网，用厂家提供的专用软件编程。SIEMENS LOGO!的主要特点如下：
　　① 编程操作简单。LOGO!编程可在本机上直接操作。
　　② 编程语言简单。其编程是将需要实现的功能所对应的功能块连接起来即可。
　　③ 输出电流大。LOGO!输出端可以承受电流达10A（继电器输出，阻性负载）
　　④ 自带显示面板。可直接在自带面板上设置、更改和显示参数。
　　⑤ 具有通信功能。带AS-I总线功能的LOGO!可作为远程I/O使用。
　　⑥ 价格低廉。具有较低的价格和较高的性价比。
　　⑦ 面向大众、方便用户。LOGO!不需要专门的训练，只要懂得一些电气知识就行。
　　⑧体积“小”（体积约为72mm＊90mm＊53mm）。
2.LOGO!的结构及原理
　　LOGO!的面板结构如图1.所示：电源接线端用来连接电源（电压有直流24V、交流115V或交流230V），数字量输入端直接连接开关、按钮和传感器等，数字量输出端可用容量为8/10A的开关来控制负载，液晶显示面板可在LOGO!进入控制程序后，所有步骤及集成的基本功能（如：逻辑操作和设定值）和特殊功能（如;计时器、计数器和时钟等）均显示为功能方块图，在运行过程中可显示I/O口的开关状态及星期和时间，操作员小键盘可使用户用键盘上的6个操作键输入需要的控制程序，通过存储卡或计算机电缆接口，使控制程序和设定值永远存储在集成的EEROM中，可用LOGO!存储卡将存储的程序复制到下一个应用，也可用电缆把LOGO!连接到计算机上，利用LOGO!SOFT编程软件创建、仿真、存档和打印控制程序。使用步骤：用LOGO!完成一项控制应用只需下列步骤：（1）描述控制任务，即确定控制对象及其所执行的操作;（2）将LOGO!放在DIN标准导轨上，连接好输入端和输出端;（3）根据任务描述，选择所需要的功能块，按响应的按键把这些功能块组合在一起;（4）进行必要的测试和起动运行。
3. 采用LOGO!实现箱式电阻炉的温度控制
　　热处理是一种很重要的金属加工工艺方法，也是充分发挥金属材料性能潜力的重要手段。钢的热处理工艺特点是将钢加热到一定温度，经过一段时间的保温，然后以某种速度冷却下来。通过这样的工艺过程，能使钢的性能发生改变。我们在科研、实验中采用箱式电阻炉对小型钢件进行淬火、退火、正火。电阻炉温度控制采用DRZ–12型温度控制器。以往科研、实验中，实验人员要在现场不停观察、计时并手动停止系统工作。一旦实验人员离开了现场或疏忽了时间，没有准时断开电阻炉的电源，保温时间过长或过短，处理的试样将不符合要求。我们通过LOGO!实现温度自动定时控制及处理完成报警，tigao了自动化控制程度，方便了实验人员的工作。
　　3.1系统硬件设计及工作原理
　　（1）系统硬件设计
　　本系统采用8个输入点和4个输出点的SIMENS LOGO!230RC和XCT–101温度指示调节仪作为控制核心，同WR-EU热电偶, 接触器，电流表，炉门关闭检测开关SQ，电源显示信号灯，工作完成信号灯及蜂鸣器等组成功能完善的温度控制系统，如图1所示。LOGO!的I1、I3分别连接温度 调节仪的高、低接点;I2连接蜂鸣器消声按钮SB1;I4连接炉门关闭检测开关SQ;I 5连接启动按钮SB2;I6连接停止按钮SB3;I7连接S蜂鸣器报警选择开关。LOGO!的4个输出点Q1、Q2、Q3、Q4分别连接、系统带电显示灯HL1、电炉加热开关KM1、工作完成信号灯HL2及蜂鸣器HZ。

图1 箱式电阻炉LOGO!控制线路
　　（2） 控制系统工作原理
　　合上总电源1QK，由于电炉温度低于设定值，故温度调节器的低接点与总接点接通，LOGO!输入I3接点信号，经内部逻辑组合使LOGO!的输出点 Q1输出信号，控制信号灯HL1带电，指示系统处于带电状态。按下控制系统启动按钮SB2，其常开接点闭合，LOGO!输入I5接点信号。通过与I3接点信号和其他输入点信号进行逻辑运算后使输出点Q2输出信号，控制接触器KM1线圈带电，KM1常开触点闭合使电热丝带电加热，电阻炉温度上升。当温度上升到设定值后，温度调节器的低接点和总接点断开且高接点和总接点接通，使LOGO!输入I1接点信号并停止输入I5接点信号，同时启动其内部的定时器定时（定时时间根据工件处理要求事先设定）;通过其内部的逻辑运算使LOGO !的输出点Q1停止输出信号，KM1失电其触点断开，电阻炉停止加热。当炉温低于给定值时，温度调节器的高接点与总接点断开且总接点与低接点接通，又从I5接点输入信号，使Q1接点输出信号控制KM1带电闭合，加热炉再次加热。如此反复，使电阻炉处于保温状态。当工件处理完成（保温定时时间到），LOGO!输出点Q1不再输出信号，完全停止加热;输出点Q3、Q4输出信号使信号灯HL2亮及蜂鸣器报警。提示工作人员工件处理已经完成。工作人员按下SB1按钮，则可实现蜂鸣器消声。S是蜂鸣器是否使用选择开关，若工作完成只要信号灯指示而不需要蜂鸣器报警，则使S开关打开。按下系统停止工作按钮SB3，HL1信号灯灭，显示LOGO!系统处理断电状态。

LOGO!功能块图
　　　3.2控制系统软件设计
　　LOGO!的软件编程十分简便。LOGO!的编程元素称为“功能块“，这些功能块全部集成在LOGO!的内部存储器中，用户只要在面板上按下按键，将各种功能块组合起来构成功能块图，就形成了用户程序。LOGO!的程序中多可以使用56个模块，在输入和输出之间的串联功能多为7级。如图3所示为系统程序功能块图，采用4个特殊功能块—RS触发器，3个非功能块、1个或功能块、3个与功能块，1个时间定时功能块按控制要求连接形成功能块图程序。
4.结束语
　　SIEMENS通用逻辑模块LOGO!是一稳定可靠、经济实用的控制器。采用它实现箱式电阻炉的自动控制，简化了原继电接触器控制系统的硬件接线，tigao了控制系统的可靠性，延长了其维护周期和使用寿命，增强了控制系统的控制功能，方便了工作人员的操作。

引言
我国是世界上缺材少林国家之一，据专家预测，到2010年我国的木材消费需求将达到2.1亿立方米，而缺口达6000万立方米，其中人造板工业占相当大的消费比例，因此tigao人造板生产效率意义重大。热压机作为人造板生产的关键设备，直接决定了生产效率及产品质量，而热压机性能的好坏又在很大程度上取决于其控制系统的优劣。针对现有热压机采用继电接触控制,使压机的控制线路较为复杂、触点太多而故障率高的问题，提出在热压机控制系统中采用PLC控制，可省去部分继电器和闭锁触点，简化控制线路，tigao设备可靠性。PLC选西门子的224CPU后面带上一个UniMAT的8DI8DO模块。
1、基本工作原理
实验热压机是木材加工工业、科研单位、高等院校等的实验室设备之一，可作纤维板、刨花板、胶合板、表面装饰板、塑料板等的热压实验之用。除了加热系统外，其工作特征和结构与生产型热压机基本相同。图1为本文所研究的热压机结构简图。　　
热压机上压板2固定，正常工作时通过控制位于压机底部的柱塞缸，使得柱塞5带动下压板4向上移动，将板坯压实；经过热压处理后，柱塞5带动下压板4向下移动，到位后为下一次工作做准备。根据人造板生产工艺的要求，在压机工作过程中，关键是位置控制和压力控制，系统是通过比例liuliang阀来进行速度调节，进而实现位置控制。


2、PLC控制系统的设计思路
首先要满足设备在生产中的可靠性。因原设备控制部分元件多，控制线复杂，排查故障非常困难，为此，可以考虑热压机油缸升降的控制部分采用PLC控制，在满足要求的情况下，尽量减少输入点和输出点，使得整体设备可靠性tigao；另外，考虑到设备检修、保养和对新的板种的试生产，需要在控制线路中加入手动、自动转换开关；在检修时，为防止升起的压板因误操作发生位移，加装了保护开关，当开关置于保护状态，即使发生误操作，因有电气互锁，也不至于使压板发生下移。基于以上设计思路，根据压机工作流程，确定了17个输入点和14个输出点，共31个点，采用欧姆龙C40P产品（该型产品有24个输入点，16个输出点）Ez3。
结合该系列压机特点，设计了控制线路，并编制了控制程序；输入和输出量编址见表1。

表1 胶合板热压机各输入输出编址

3、工作原理与控制过程
以快速贴面压机为例。该系列热压机共装有4个油缸，油缸顶置，液压油路需用6只电磁阀控制，因设计的热压机规格不同，油泵电机的功率从10～22 kW不等，为减小电机起动电流，设计为Y／△起动。胶合板板坯采用小车载入，小车承载部分可单方向运动，小车退出时板坯自动滑落在压板上。小车驱动电机由变频器控制，可实现小车快进、慢出。
图2为快速贴面胶合板热压机工艺流程。


控制油缸的电磁阀有6只，其中1只1DT为总进油阀；每2个油缸上部、下部油路各自并联，分2组，每组各有1只上部进油阀3DT、5DT和1只下部进油阀2DT、4DT，还有一只总回油阀6DT。
油缸下部进油，柱塞上移；其上部进油，柱塞下移。即当1DT、2DT、4DT工作时，压板上升，1DT、3DT、5DT工作，压板下降并加压；6DT工作时，油缸卸荷。液压油泵用三相交流异步电动机驱动，为降低起动电流需要降压，采用Y／△方式起动，转换时间为2～5 s。油泵工作正常3 s时，压板上升到位（设上限位开关）后，压板停止上升；此时装板小车载板坯快速进入，到达设定位置后，小车卸板坯并开始后退，碰到后退限位开关后停止后退。
在小车卸板后退的同时，压板开始下降，当碰到下限位开关后，停止下降，开始保压并计时，随着油压的升高，动、定压板之间压力增大，当达到设定上限压力时，电接点压力表上限开关断开，停止加压。由各组电磁阀自动控制热压时所需压力，实现保压直到热压结束，开始卸荷，3 s后压板上升。由人工完成卸板。
为了安全起见，在控制线路中加装转换开关，在压机上升控制电路中要加入保护装置，当压板上升到位时，手动合上此开关，检修设备时不会因误动作而使动压板下降伤人。同时，在加压保压控制电路中，加入了超压保护开关，目的是防止油压达到压力上限后继续加压。若超压，此开关自动断开，电磁阀失电关闭，停止加压。当压力下降到许可值时，此开关重新闭合，系统控制恢复正常。

1. 引言

　　发电机是电力系统的重要组成部分，它的可靠运行对于保证电力系统的稳定具有重要意义。发电机故障录波装置所记录的数据为工作人员正确分析发电机故障原因，研究事故对策，及时处理事故提供了可靠的依据，同时，根据故障录波数据还可以分析系统的故障参数、各电气量的变化规律，进行故障定位等，这些对于保证电力系统的安全可靠运行起着十分重要的作用。可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）作为工业控制专用的计算机，由于其结构简单、性能优良，抗干扰性能好，可靠性高，在机械、化工、橡胶、电力等行业工业控制现场已日趋广泛地得到应用，成为工控现场进行实时控制的主要的控制装置。本文介绍一种利用可编程控制器和扩展模拟量模块实现发电机故障录波的方法。

2. 系统的组成和工作原理

　　系统的组成框图如图1所示,由上位计算机和1套PLC测控系统组成。PLC通过外部变送器、互感器与发电机组相连，发电机机端电压U、定子电流I为三相交流电，分别经电压互感器（PT）和电流互感器（CT）转换成三相100V、5A的二次信号，发电机转子励磁电流经过分流器RS转换成75mV信号，再经过三相功率（含有功、无功）变送器、三相电压变送器、直流电流变送器转换成与其成比例的0～10V电压信号后输入到PLC的模拟量模块。模拟量经过 A/D转换，然后根据互感器、变送器的变换比例计算出机端电压U、转子电流If、有功功率P和无功功率Q的等机组运行量。PLC每隔20毫秒采样一次，每 40毫秒将采样的数据保存到故障数据区中。当发生故障后，PLC记录下故障发生以后的13秒数据，故障数据记录过程结束。当PLC接收到上位机发送来的传送命令时，PLC将记录的故障数据通过串口通讯传送给上位机。上位机将数据完整的接收下来，经过数据处理显示出机组运行量U、If、P、Q、Ug（电压给定）在故障前7秒、后13秒的波形曲线，这样就可以对发电机故障进行分析了。在本系统中，PLC选用SIMATIC S7-226;模拟量模块选用与 S7-226配套的产品EM235;PLC与计算机之间通过PC/PPI电缆连接以串行方式进行通讯。

图1 发电机故障录波系统框图

3. 下位机程序设计

　　PLC属于下位机，其程序共分为3个模块，它们是初始化子程序、录波子程序和通信子程序。以下将分别说明各模块的设计思想。

　　3.1 初始化子程序

　　初始化子程序包括初始化自由口通信参数，设置接收命令RCV启动和结束条件，数据指针赋初值，连接20ms采样、接收和发送中断。

　　3.2 录波子程序

　　录波子程序在20ms采样中断中调用，负责记录机组运行量U、If、P、Q、Ug在故障前7秒、后13秒的数据。

　　在PLC中定义一个连续的数据区VW4000～VW8998，用来保存故障数据。每个运行量的数据占用1000字节的数据块，地址分配如下，U：VW4000～VW4998 If：VW5000～VW5998 P：VW6000～VW6998 Q：VW7000～VW7998 Ug：VW8000～VW8998。

　　录波子程序每隔40毫秒将采样的数据送到各自的数据块中。为每个数据块定义一个数据指针，其初始值分别指向各数据块的首地址。每传送一次数据，各指针向下移动2字节。故障前7秒数据（350字节）是循环记录的，即如果在故障到来之前数据已存满，各数据指针将重新指向数据块的首地址。定义指针index 用来记录20秒故障数据开始的位置。当故障到来时，数据指针指向故障后13秒数据（后650字节），此时指针index将前7秒数据分为前后两部分，正确的顺序是将前后两部分交换过来。当后13秒数据记录完后，录波子程序结束。程序流程图如图2所示。

　　3.3 通信子程序

　　通信子程序负责与上位机通信，将存储在数据区的故障数据通过串口分批传送给上位机。上位机每发送一次传送命令（用整数255表示），PLC在接收中断程序中判断收到的字符是否为传送命令，如果是则将传送命令标志M6.0置位并且在主程序中调用通信子程序。

　　定义指针tran_pointer用来指向待传送数据的首地址，其初值为&VW4000，即指向数据区首地址。定义变量count用来记录传送的次数。在通信子程序中，首先停止自由口的接收，然后将以指针tran_pointer为首地址，大小200字节的数据传送到发送缓冲区中，接着用发送命令通过串口发送出去。每发送一次数据，将指针tran_pointer向下移动200字节，变量count值加1， M6.0复位。当上位机发送完第 26次传送命令时，PLC中数据区VW4000～VW8998的5000个字节已发送完毕，再将额定电压、额定电流、额定有功功率、额定无功功率和指针 index发送出去， count值清零，指针tran_pointer重新初始化，M6.0复位。至此，一次完整的故障数据传送过程结束。

图2. 录波子程序流程图

4. 上位机程序设计

　　上位机程序设计是以Visual Basic 6.0 为平台，利用MS Comm控件，以事件驱动方式实现计算机与PLC之间串行通讯，完成数据间的交换。上位机程序包括用户界面设计、通讯和数据处理程序、显示程序等。

　　4.1 用户界面设计

　　本系统中，设计了两个窗体（bbbb1和bbbb2）。其中bbbb1为主界面，bbbb2为波形显示界面。在bbbb1中设计了一个MSComm控件、一个定时器控件（Timer1）和两个按钮控件（Command1和Command2）。其中Command1是开始按钮，即按下时开始和PLC通讯，读取其中的数据。Command2是显示按钮，即按下时调用窗体bbbb2，显示每个运行量的波形曲线。在bbbb2中设计了一个图片框控件（Picture1），用来显示图形。

　　4.2 通讯和数据处理程序设计

　　设置Timer1 的Interval属性等于500，MSComm的bbbbbMode属性为二进制方式，RThreshold属性等于5010。定时器每隔500毫秒发送一次传送命令，当发送到第26次时，关闭定时器，这时接收缓冲区将收到5010个字节的数据并触发MSComm的OnComm事件。在OnComm事件子程序中，将接收缓冲区中的数据依次分配到全局数组U_data、If_data、P_data、Q_data和Ug_data 中，再根据各运行量的额定值计算出百分比值。各个数组的前350字节需要根据指针Index进行调整，具体方法是将数组下标范围Index～349的数据移到前面，下标范围1～Index-1的数据移到后面。

　　4.3 显示程序设计

　　在窗体bbbb2的装载事件bbbb_Load中编写图形显示程序。首先在图片框控件Picture1中设置自定义坐标系。设置ScaleMode属性值等于3，即以象素为度量单位。然后在该坐标系下画出坐标轴。X轴以秒为单位，曲线上两点间的时间间隔是40毫秒，换算成象素等于1.47。Y轴以百分比为单位，每个单位刻度换算成象素等于2.1。后根据数组U_data、If_data、P_data、Q_data和Ug_data分别画出相应运行量的波形图。以机端电压波形为例，给出编写的程序如下：

　　Picture1.DrawWidth = 1 ‘线宽为1

　　Picture1.CurrentX = 0 ‘指定当前坐标的位置

　　Picture1.CurrentY = U_data（0） ＊ 2.1

　　For i= 1 To 499 ‘画出曲线

　　Picture1.Line -（1.47 ＊ i, U_data（i） ＊ 2.1）, vbBlue

　　Next i

5. 系统的运行与实验结果

　　在系统运行前，要对PLC的通讯参数进行设置，包括波特率、校验方式、数据位位数和停止位位数等，此设置要和上位机一致。在S7-226中使用自由口模式和上位机进行串口通信时，可以通过特殊寄存器SMB30（端口0）或SMB130（端口1）来设定。下面以发电机空载停机实验为例说明系统的运行过程。

　　当发电机在正常空载下停机时，PLC检测到停机信号，将故障标志置位，然后记录下停机后13秒的数据。运行上位机程序，在主界面上按下“传送”按钮后，上位机开始读取PLC中数据。等到程序提示“数据传送完毕”后，按下“显示”按钮，将弹出“波形显示”窗口如图3所示。从图中可以看出，该曲线较好的反映了发电机停机前后机端电压、励磁电流的变化。

图3 波形显示窗口

6. 结束语

　　此系统已经成功应用于中、小型同步发电机励磁系统中，通过发电机的动态模拟实验和实际中的应用来看，该系统性能可靠、操作方便、界面友好，能够较好地满足电力系统对于故障记录、故障分析的需要。

　　一般情况下，采用微机控制或以微处理器为内核的工业嵌入式发电机励磁调节器较容易实现发电机运行参量的故障录波，采用PLC作为发电机励磁调节器的硬件平台，具有应用成本低、运行可靠性高但程序设计难度大的特点，其内部成功地嵌入发电机重要运行参量的故障录波具有较大的实用价值，尤其适用于目前大量开发的中小型水力发电站的水轮发电机组，对于保证发电机组的安全、稳定、可靠运行具有重要的意义。