6ES7231-0HF22-0XA0常规现货

6ES7231-0HF22-0XA0常规现货

引言

　　可编程控制器（PLC）由于其结构紧凑、可靠性高、编程简单、指令强大、灵活性强、能适用于比较恶劣环境等诸多优点，现已在工业控制领域得到广泛应用。现普遍采用触摸屏加plc的方法来监控设备，但触摸屏视角窄，不适应恶劣环境，且数据存储容量有限，不易实现大规模网络互联。因此我们采用plc与计算机通讯的方式实现实时监控，克服了触摸屏的缺点。

　　2s7-200cpu自由口通讯方式的应用

　　的plc很多，如西门子、欧姆龙、松下、三菱等等，本人仅以西门子s7-200小型可编程控制器的cpu22×系列为例，介绍plc在计算机网络中与计算机通讯的功能。

　　s7-200cpu支持多样的通讯功能，根据所使用的s7-200cpu，其网络可以支持一个或多个以下协议:

　　点到点（point-to-point）接口（ppi）

　　多点接口（multi-point）（mpi）

　　profibus

　　用户定义协议（自由口）

　　自由口通讯是通过用户程序可以控制s7-200cpu通讯口的操作模式。利用自由口模式，可以实现用户定义的通讯协议连接多种智能设备。通过使用接收中断、发送中断、发送指令和接收指令，用户程序控制通讯口操作。在自由口通讯模式下，通讯协议完全由用户程序控制。通过smb30（口0）允许自由口模式，而且只有在cpu处于run模式时才能允许。当cpu出于stop模式时，自由口通讯停止，通讯口转换成正常的ppi协议操作。

　　近年来，随着我国铁路运输环境的改善，列车速度越来越高，势必对铁道车辆提出较高的要求，其表现在对列车的舒适性和运行可靠性、安全性的要求提高，因此车辆上设备的自动化程度越来越高。自动化程度的提高，带动了网络技术在列车控制和监控上的应用。车辆网络控制、监控简图如图1所示。

车辆网络控制

　　整列车设有车辆级计算机，每个车厢设有本车计算机，车辆级计算机与各个本车计算机组成车辆的主网，本车计算机与本车厢内的各个设备间组成子网。plc由于其自身的优点，作为控制核心在车辆上的多种设备中得以应用，例如列车自动门的控制、列车空调机的控制等，使其可以作为整个列车网络系统中的一个节点。

　　3通讯协议

　　siemenss7-200系列plc可以采用用户定义通讯协议（自由口）模式实现计算机与plc、plc与plc的通讯。笔者所描述的例子中，虽然车辆计算机系统和车辆上的其它设备分别是多个设备供应商的产品，但是只要制定好通讯协议，就能满足相互通讯的要求。s7-200系列的plc正是由于其自由口通讯是通过用户程序控制cpu串行通讯口的操作模式，所以可以方便地与车辆计算机通讯。

　　计算机（主站）每隔100ms查询plc（从站）一次，主站发出从站动作控制命令给从站，从站收到命令后发给主站应答帧，从站接收到主站发送来的一帧数据，计算出其校验码fcs，与接收到的一帧数据中的fcs比较，检查是否有数据错误。如果有数据有误，从站发送信息给主站，请求重发。
l字符结构:每个字符由11位构成，奇偶校验位采用奇校验方式。

　　起始位 数据             奇偶校验位 停止位

　　1位      8位d7…d0    1位             1位

　　l传输数据帧格式

　　byte（0）…byte（n）fcs

　　byte（0）…byte（n）为字符串;

　　fcs为异或校验码，是发送的所有数据字节和地址字节之异或值。

　　l主站命令帧结构

　　从站地址从站地址补码控制字节命令字节fcs

　　l从站应答帧结构

　　从站地址从站地址补码控制字节应答字节fcs

　　4通讯口初始化

　　plc内部特殊存储器位smb30和smb130分别配置通讯端口0和1，为自由端口通讯选择波特率、奇偶校验和数据位数。自由端口的控制字节描述如表1所示。

　　例如:在通讯协议中规定奇偶校验为奇校验、每个字符的数据为8位、波特率为19200、自由口协议，采用通讯端口0，则在plc初始化程序中将smb30赋值为0c5h。

1.引言

     在建立控制系统时， 系统集成商毫无例外地总是希看能使用比较少的设备来实现更多的功能。他们需要控制系统不仅能处理数字I/O和运动，而且还可以集成用于自动化监控和测试的视觉功能和模块化仪器。此外，控制系统还必须能实时地处理控制算法和分析任务并把数据传送回企业。您是否能同时拥有PC的功能和PLC（可编程控制器）的可靠性吗？ 

     倍福公司设计可编程自动控制器（PAC）,就是这样一个的平台,他是一种新类型的控制器，该控制器结合了PC的处理器、RAM和软件的上风，以及PLC固有的可靠性、坚固性和分布特性. 正逐渐占领自动化领域。

      基于以上特点,在我们设计的PowerWinVert-A风电变流器中选择了倍福的PAC做为信号采集，控制与远程通讯的平台。

      九洲公司的PowerWinVert-A型风电变流器采用了独特的输进切分技术、优化的PWM多重化叠加技术、可靠的无焊接IGBT技术、高效的桥式逆变技术、先进的光纤传送技术、完善的过流过压保护技术、连续波形变换技术以及远程通讯控制技术等，汇集了国际同类产品优点，是完全按照中国国情及风电机组、电网输配电等要求而开发的新一代风电变换产品。
 
2. PAC硬件简介
2.1系统构成

         一个完整的PAC系统包括以下几种模块组成（但不是每种都必须有）：
基本CPU模块。
系统接口模块。
电源和IO接口模块。
现场总线模块。
数字量和模拟量采集模块，
UPS模块。

      2.2CPU模块

      存储器选配:64 M字节闪存+128 M字节 RAM 。
DVI/USB 选配:选带或不带 DVI/USB 接口模块 。
操纵系统选配:bbbbbbs CE.NET。
bbbbbbs XP 嵌进式 （要求 CF 卡） 。
TwinCAT 实时PLC选配:
不带 TwinCAT。
TwinCAT CE PLC或TwinCAT PLC （取决于操纵系统）。
TwinCAT CE NC或TwinCAT NC （取决于操纵系统）。
 
2.3接口模块

         显示器和触摸屏接口:
DVI:视频信号通过标准的 DVI 连接 到显示器上。USB:可连接触摸屏或鼠标,键盘,    扫描仪,打印机, CD-ROM 读写器
高速度232接口：大传输速率115K
音频信号接口：主要提供音频输进输出接口。
视频信号接口：主要提供视频输进输出接口。
 
3．九洲PowerWinVert-A型风电变流器主电路工作原理

图2 PowerWinVert-A型风电变流器主电路拓扑结构

         　　我们选用的是不可控整流+升压斩波+SPWM逆变的电路结构
 
3.1主电路结构说明

       发电机使用的是永磁同步发电机，采用六相不可控整流桥对其进行12脉冲整流，在输出端并上电容进行稳压，减小直流脉动。考虑到电流波形畸变和发电机内感的存在，在发电机输出端并上无功补偿电容，进步发电机的功率因数和利用效率。在中间直流环节，采用升压斩波电路。在逆变环节，采用两个SPWM逆变桥通过滤波电抗并联的形式，以减小每个IGBT通过的电流大小，还能在一定的控制方法配合下防止连个逆变器输出电流不等从而防止环流题目出现。另外，为了防止直流母线电压过高损坏器件，加进了直流母线钳位电路；为了电路开始运行对电容充电电流过大，加进了电容的预充电支路，同时该支路还保证发电机没工作时的直流母线侧上也有电压，能对电网进行无功率补偿。
 
3.2工作原理

      随着风速的变化，风轮的转速也在变化，因此发电机发出的交流电的电压和频率是不断变化的，该变压变频的交流点经过AC-DC变换后变为了幅度不断变化的直流电，然后经过升压斩波稳压后转化为电压幅值稳定而电流大小随风速度不断变化的直流电，再经过SPWM逆变器，变成了与电网相位频率相同，输出电压随风速不断变化且略高于电网电压的三相交流电，后经过滤波电抗器并网，输出电压高与电网部分降在滤波电抗器上，从而完成了直驱并网型风力发电机变流电路将变频变压交流电转化为能并网的交流电的任务。
 
4倍福PAC在变流器中的应用

图3：倍福PAC在变流器中的应用框图

4.1系统介绍

      整个系统可以实现对变流器运行的全方位监控，其中以太网门接口用于连拂尘场集中控制站，交换机2可以实现与其他变流器的信息互联。触摸屏用于本地变流器状态信息的查看和设置，主控器通过Prifibus总线与变流器PLC，机舱PLC，低压PLC的连接，具体负责现场各点的模拟量与数字量的采集和控制。

4.2主控制器部分

       作为现场总线的主站，负责系统的整体控制，主要由以下几部分组成
CX1020-0111：CPU模块，带以太网接口和USB/DVI 接口。
CX1020-0002：电源模块。
CX1500-M310:现场总线主站
 

4.3变流器PLC部分

      作为现场总线的从站，负责变流器功率控制电路模拟量和开关量的采集和控制，主要有以部分组成：
      BK3150：现场总线耦合器。
      KL9210：电源模块。
      KL1104：数字量输进模块。
      KL2134:数字量输出模块。
      KL6904：数字量输出模块，安全端子。
      KL1904：数字量输进模块，安全端子。
      KL3404：模拟量输进模块。
      KL4032：模拟量输出模块。
      KL9010：总线末端模块。
 

4．4低压PLC部分

       作为现场总线的从站，负责变流器低压电器部分（空气开关，断路器等）模拟量和开关量的采集和控制，在数字量与模拟量模块的数目上与变流器PLC有所区别。
 

图4：应用于PowerWinVert-A型风电变流器中的倍福PAC实物图
 
5.小结 
        BACKHOFF PAC系统已经在本公司研发的PowerWinVert-A型风电变流器中成功应用，并取得了良好的效果。随着自动化技术的发展，倍福的PAC一定会得到更加广泛的应用。

     1、 引言

             随着社会经济的发展，产业的迅速兴起，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，有利于进步配电系统的运行治理自动化水平，保证配电的安全稳定，还能减少运行职员的工作强度提，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产业控制器，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，便于操纵和维修职员检查。

             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，省往很多继电器，简化工艺，降低系统制作本钱，进步配电系统的可靠性，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，可以进步工作的安全性，阔别高压室进行操纵，可以避免工作职员的误操纵，一站式控制，可以进步工作效率，减少工作职员的劳动强度。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，便于工作和维修职员的故障排除。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，可以进步保护的可靠性。

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、操纵简便、方便维护是经济高速发展的需要；配电系统操纵和维护对工作职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看的。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，工作职员可以对高压室运行状态进行控制，既方便又安全；工作职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纵，大大进步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治理，大大降低本钱，进步了工作的效率，具有一定的推广意义。