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西门子模块6ES7214-1AD23-0XB8规格参数

更新时间:2024-05-08 07:10:00
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详细介绍

西门子模块6ES7214-1AD23-0XB8规格参数

一  概述
    在超级市场、公共建筑、银行、医院等入口,经常使用自动门控制系统。早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制,已逐渐被淘汰。PLC控制自动门由于具有故障率低、可靠性高、维修方便等优点,因而得到广泛的应用。


二  自动门控制的基本要求
    1  有人接近时,门应自动打开。
    2  门打开后,应保持开状态,直到门的通道上已无任何人为止。
    3  如门的通道上已无任何人,门必须在很短时间内自动关闭。
三  自动门控制的增强功能
    为了改进控制功能和增强用户的友好性,可对自动门控制增加以下功能。
    1  连接附加控制开关:开门—自动—关门。
    2  连接峰鸣器以提示什么时候门将要关闭。
    3  可根据时间或方向将门打开。例如只在商店营业时间开门,在商店不营业时,只有从内往外走时,门才能打开。
四  PLC选型及程序设计
    我们选用德国西门子公司生产的LOGO!230RC通用逻辑控制模块。该控制模块功能齐全,使用方便灵活,性能可靠,可谓物美价廉。
    根据前面提到的自动门工作过程,可以很方便地完成LOGO!接线及编程。
    1  LOGO!接线图  (如图2)


       K1               开门主接触器 
       K2               关门主接触器
       S1 (常闭触点)  关门限位开关
       S2 (常闭触点)  开门限位开关
       S3               控制开关(开门—自动—关门)
       B1 (常开触点)  门外的红外线动作检测器
       B2 (常开触点)  门内的红外线动作检测器
    2  LOGO!的功能块图
    3  动作检测器
       在营业时间,如果有人从外向内(或从内向外)通过大门,则动作检测器B1(或B2)闭合,电机将门打开。在商店关门时间,动作检测器B2能通过电机继续开门1小时,以便使顾客有时间离开商店;而动作检测器B1不再控制电机开门,这样外面的人就不能再进入商店了。
    4  开门控制
       开门控制视控制开关S3的接通位置分为两种情况。当S3拨向开门位置时(15闭合),Q1输出控制电机,使门打开并一直处于开状态。当S3拨向自动位置时(15、16均断开),若动作检测器(B1或B2)检测到已有人接近门且门尚未完全打开(限位开关S2没有断开),则Q1输出控制电机开门。
    5  关门控制
       关门控制视控制开关S3的接通位置分为两种情况。当S3拨向关门位置时(16闭合),Q2输出控制电机,使门关闭并一直处于关状态。当S3拨向自动位置时(15、16均断开),若动作检测器(B1或B2)检测到已无人接近门且门尚未完全关闭(限位开关S1没有断开),则Q2输出控制电机关门。
    6  蜂鸣器控制
       当门将要关闭时,Q3输出,蜂鸣器响一秒钟以提示行人。


五  结束语
    采用LOGO!控制自动门,可以充分发挥PLC高可靠性和抗干扰性特点,外部接线简单、灵活,维修方便,是一种行之有效的好方法

 0前言
  由于国家对环保的日益重视,对企业达标排放监管力度的加强,从而促进了工业烟气采用湿式脱硫技术的广泛应用。而湿式脱硫的原料是石灰石粉,因此对石灰石粉的品质和产量要求越来越高,这样就需要具有先进水平、可靠性高的控制系统。
  当前的可编程序控制器(PLC),是专为工业环境下应用而设计的工业控制计算机,已经成为控制系统中应用广泛的核心位置,它不仅能实现复杂的逻辑控制,还能完成各种顺序或定时的闭环控制功能,并且抗干扰能力强、可靠性高、稳定性好、体积小,能在恶劣环境下长时间、不间断运行,且编程简单,维护方便,并配有各类通讯接口与模块处理,扩容方便。
  1石灰石粉磨工艺简介
  石灰石粉磨是制备石灰石粉保证石灰石粉品质为关键的工艺设备。它由磨辊、磨盘、减速机、选粉机、主电机、辅传电机、密封风机、张紧结构、液压润滑站、冷却水组成。
整个生产过程中包括各关键点的数据采集和记录、工艺流程的切换、冷却水泵的切换控制、选粉机的转速控制、液压润滑站的压力控制、石灰石粉磨内的温度、差压及料位控制、生产设备运行状态的监控等,如此多的设备和复杂的工艺运行操作,需要复杂的自动化控制。
  2石灰石粉磨生产监控系统的运行环境
  (1) 在该生产过程中,有大量的物理量,如温度、压力、料位、liuliang等模拟量参数,需要通过PLC对这些参数进行实时采集和处理。
  (2) 整个生产过程的模拟量自动控制和故障诊断。
  (3) 整个流程的顺序控制和实时报警、联锁保护停机。
  3控制系统结构
  石灰石粉磨的控制系统采用Modicon公司生产的Quantum系列可编程序控制器。该系统由4台工业PC机与PLC通过网络交换机(冗余配置)构成物理结构为10BASE-T的局域网,工业PC机与PLC之间通过以太网进行数据通讯,数据传输率为10Mbp/s。整个控制系统由主系统和扩展系统组成,负责与现场测量和控制部分之间的数据传输,肩负着全部生产运行工艺、流程的逻辑控制、报警、联锁等。4台工业PC机均运行bbbbbbs2000 Professional操作平台,分为两台上位机操作员站,运行ifix3.5组态软件,实现监视、操作、报表打印、事故分析等功能;另外一台为工程师站,运行Quantum系列的Concept2.6组态软件,实现逻辑控制、逻辑与参数的修改、在线监视等功能;还有一台为通讯接口站,通过485电缆完成与6Kv高压综合保护的数据传输。配置结构采用双以太网的形式,保证了自动化控制系统运行的连续性,tigao了设备运行的可靠性,保证了安全生产。  4硬件配置
  (1)为了满足工艺过程的控制要求,控制中心采用了研华的工业控制计算机,其配置为:
CPU Inbbb PⅣ2.4GB,内存256MB,硬盘80GB,软驱3.5in,光驱52X,彩显PHILIPS 21纯平,101键盘+光电鼠标。
  (2)Modicon Quantum系列CPU-434-12
  (3)Modicon Quantum系列8通道模拟量输入模块11块(包括热偶、热电阻)
  (4)Modicon Quantum系列8通道模拟量输出模块2块
  (5)Modicon Quantum系列32通道数字量输入模块7块
  (6)Modicon Quantum系列32通道数字量输出模块3块
  (7)Modicon Quantum系列以太网通讯模块2块
  (8)Modicon Quantum系列远程I/0通讯模块3块(主1,从2)
  (9)Modicon Quantum系列电源模块6块
  组态的主要工作是完成硬件型号参数设置、I/O地址的分配、传输方式等。使用Modicon Quantum系列PLC的专用编程软件Concept2.6进行组态。具体过程是:打开Concept2.6→File→New project,双击PLC Selection选CPU型号→OK,双击Config Extensions→双击Select Extensisns→双击Select Extensisns,在出现的对话框TCP/IP处选择以太网网络数目→OK。双击I/O Map,点击Head setup按钮→选择RIO数,这个数为主I/O通讯模块在主站背板所占用的槽号(从I/O通讯模块在扩展柜中根据自己的意愿随意放置)→OK。
  一般情况下,1和16槽放置电源模块
  2槽放置CPU模块
  3槽防止主I/O通讯模块
  4和5槽放置冗余的以太网通讯模块
  6至15槽放置I/O模块。
  5软件组态
  在该系统中,上位机采用ifix3.5组态软件,下位机采用Modicon Quantum系列的Concept2.6编程软件。
  1、 人机界面组态
  (1) 工艺流程图:该画面通过编程实现动态模拟显示整个石灰石粉制备的过程——从上料、进磨到出粉再到仓储。实现整个生产过程中各个运行设备的程控启停以及各个运行设备的单体操作,并对故障进行实时诊断。
  (2) 系统操作功能:它有自动和手动两种工作方式,正常运行时采用自动方式,故障和调试时采用手动方式。它由PID控制回路实现对一些重要的模拟量数据的jingque控制,以达到期望值。
  (3) 报警记录:实时地发出所有发生故障的参数的声光报警,提醒值班人员采取相应的措施。
  (4) 实时曲线:在线监视所有重要参数的实时变化,以便提前采取维持正常参数的措施和手段。
  (5) 历史曲线:检查过去的数据记录,以便发生故障时,分析出故障原因。
  (6) 报表打印:按不同的时间段实现统计与计量。
  2、 PLC控制程序设计
  PLC采用Modicon Quantum系列
  Concept2.6编程软件。Concept适用与所有的bbbbbbs操作系统,强大的梯形图面向用户,其电路图符号和表达式与继电器电路原理图非常接近,控制过程形象、直观、易于掌握、易于修改。有实用的功能块和在线仿真功能,并且不需要停止CPU运行,就可以下载修改的配置与逻辑。丰富的功能可以满足系统的各种要求。下图是冷却水泵的启动/停止逻辑:
  冷却水系统由两台冷却水泵及冷却水泵出口电动门组成。两台冷却水泵一用一备,当启动其中的一台冷却水泵后,必须投入另一台冷却水泵备用,以保证这台冷却水泵故障停泵时另一台冷却水泵自启,也就保证了冷却水系统的正常运行,进而保证了石灰石粉磨系统的安全、可靠、稳定的运行。冷却水泵与冷却水泵出口电动门之间联锁,冷却水泵出口电动门在关闭位置才允许启动冷却水泵。在联锁解除时,可以单体操作冷却水泵,实现冷却水泵的检修调试。
  6系统通讯功能
  Modicon Quantum系列PLC可编程序控制器利用其先进灵活的通信方式,方便地组成了PLC处理器与就地控制柜、远程控制柜、计算机工作站及其电子设备之间的通讯,其通讯方式是多渠道、多方式的。
  7结束语
  本控制系统功能全面,可靠性高,操作简单实用,tigao了劳动生产率,避免了由于操作人员操作失误而造成的事故,改善了现场操作人员的劳动条件,对tigao石灰石粉磨管理水平,保证设备安全稳定运行起到了很好的促进作用。并已在生产上得到实际应用,为企业带来了可观的经济效益和良好的社会效益。


一、改造设备简介:
  定厚机是石材加工过程中不可缺少的设备,用途是采用铣削方式将石材按工艺要求加工成所需的厚度。主要由床身、皮带滚筒、固定导轨、活动横梁、动力头(铣刀)、电气控制系统等部分组成。铣削方式又可细分为平面铣刀和圆筒滚刀两种。
  本文介绍的改造设备是采用三个圆筒滚刀,通过粗加工、半精加工、精加工三个加工层次,将板材一次加工成型。该设备的皮带采用气压缸拖动,实施板材水平方向输送;横梁上安装了三个动力头,前后运动;每个动力头上均装有滚刀,实施板材铣削。工作原理如下所述:
  首先按照工艺要求,调整好三个滚刀的垂直高度;启动三个动力头,开启横梁和皮带;板材在皮带的带动下,作断续运动;皮带移动一次到位后,横梁带动滚刀由后向前铣削,然后快速退回,周而复始,直至板材加工完成。

二、目前设备存在的问题:
  1、设备的横梁拖动采用液压伺服调速系统,横梁电动机拖动液压泵,通过液压伺服系统,由液压马达实现横梁的无级调速。目前,我国的机械设备极少采用液压伺服系统进行调速,设备出现故障后,国内无法采购到相同的故障元器件。控制系统PLC用的是老式西门子产品,体积大、耗能多且老化严重,故障频发;同样由于国内无法采购此元器件,因此维修费用较高,维修周期较长,给企业的生产带来不便。
  2、加工方式单调,生产效率低下。其加工过程如下图所示:

  由上图可看出该设备的自动加工流程仅有:“单向进刀、空刀退回”一种工作方式,造成了加工板材的局限性,效率无法tigao。

三、改造方案:
  1、经过研究和反复论证,我们决定采用艾默生EV1000-4T0022G的变频器替代液压伺服系统,用艾默生EC20-2012BRA的PLC替代原西门子产品。因艾默生产品的性能优越、质量可靠、价格适中且较易采购,所以我们作为配套产品。
  2、在设备原工作流程的基础上,增加两种自动加工方式,即后端进刀和前后进刀。在单端进刀方式下,增加高速退刀、中速退刀和慢速退刀三种退刀方式。工作流程如下图所示:

3、改造系统的硬件连线图: 
4、改造后的效果:
  改造完成后的横梁运行平稳,换向无冲击,调速方便。在自动加工方式下,由于增加了:⑴前端进刀,⑵后端进刀,⑶前后进刀三种加工方式选择,tigao了工作效率,尤其是“前后进刀”功能,使工效tigao了两倍。本次改造,大大减少了故障停机率,节约了维修费用。

四、结论:
  通过此次改造,达到了我们的预期目的,即增加了设备的多种工作方式,大大tigao了工作效率,并且由于艾默生产品具有的多种保护功能,使得维护维修更加方便简捷。目前我国的许多石材加工企业在上世纪90年代引进的国外先进设备都已经老化,维修改造设备成为企业的一项重要任务。此次定厚机改造的成功,是艾默生产品成功应用于石材加工企业的典型案例,也为艾默生产品今后在石材加工领域的应用奠定了良好的基础

一、超声波物位计没测量水位概况
    拦污栅位于进水口前,其作用为拦住杂物,防止杂物进入水轮机蜗壳,影响机组正常运行。机组长期运行后,必然导致拦污栅前渣滓堵塞,使栅前、栅后水位产生差值,对栏污栅形成一定的水压力。当压力超过拦污栅所能承受的限度时,将发生拦污栅压塌的重大事故。为避免该事故的发生,水电厂一般采用测量拦污栅前、后水位差,来判断拦污栅目前承受的压力,是否超出警界线,来决定是否需要排除拦污栅前渣滓,缓解拦污栅所承受压力。
    田坝电站位于云南省漫湾发电厂大坝左岸,装有一台105MW的混流式机组,在汛期利用漫湾发电厂的弃水发电,在系统中承担腰荷。由于其进水口位于江水拐弯处,容易聚集江水中漂来的渣滓,又由于离漫湾发电厂表孔泄洪门较远,渣滓不容易排走,而长时间滞留于进水口门拦污栅前,造成堵塞,使得栅前、栅后水位产生差值。对拦污栅形成较大的压力。电厂必须对该压力进行实时监测,防患于未然。但目前拦污栅水位测量准确、可靠性低,实际运行中,需要运行班人员定期到现地测量。这样既不能达到实时监测,又给“无人值班,少人值守”的电站提出了一个严峻的问题。
    带着问题,我们进行了大量调研,目前水电站多采用浮子式液位计或投入式液位计来进行水位测量。其缺点为:测量精度低,不可靠,经常出现浮子卡死不动和传感器堵塞导致测不准;维护工作量大,安装、调试不便,采集到的仅是模拟告警信号,不能直接进入电厂计算机监控系统。对无人值班电厂不实用。
    我们对拦污栅水位测量系统进行了反复对比,优化得出后的方案设计,采用超声波物位计对栅前、栅后水位进行实时准确监测,用PLC对采集量进行处理。并且把实时水位和压差数据送到中控室,显示和越限报警。同时采用RS422/RS232接口,又把实时数据送到大坝集中控制室工控机,处理成计算机通信报文,终将采集量送到电厂计算机监控系统上位机。
    该项目实施后不仅满足栏污栅栅前、栅后水位及压差的多点实时监测,及报警功能,而且结束了拦污栅测量系统独立工作,无法与电厂计算机监控系统通讯的局面。实现与闸门系统的监视功能、控制功能以及故障时ON-CALL寻呼系统功能的集成。满足了无人值班电站的需要。该技术在云南省电力系统还是家。
今后,我们打算将拦污栅栅前水位(即坝前水位)送给水轮机调速器系统,实现自动调整水头,使机组在优工况下运行。


二、超声波物位计测量水位的原理以及安装要求
    超声波物位计工作时,高频脉冲声波由换能器(探头)发出,遇被测物体(水面)表面被反射,折回的反射回波被同一换能器(探头)接收,转换成电信号。脉冲发送和接收之间的时间(声波的运动时间)与换能器到物体表面的距离成正比,声波传输的距离S与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示:S= CⅹT/2
例如:声速C=344m/s,传输时间为50ms,即可算出传输的距离为17.2m,测定距离为8.6m。
系统如下:
 如上图可以看出新系统由超声波物位计(两个换能器和一块控制表)、数模转换模块(型号为:FXON-3A)、可编程控制器(即PLC)、七段管码显示器和两块“上润”仪表组成。具体工作原理如下:
物位计具有强劲发射力的换能器,微处理器程序控制,智能信号处理技术,可实现多种典型工况软件处理模式,使物位计能适应固体、液体、粉尘、蒸汽、泡沫等复杂工况。红外线遥控编程调节、操作简单方便,并带有液晶显示。物位计可以配单通道、双通道、多通道三种型号控制表,各种控制表都有各通道相对应的4 - -20mA的电流信号输出。 
    安装换能器时应使换能器发出的声波垂直于被测物体,使换能器能接收到较多的物体反射回来的声波,使测量更jingque。在被测物体与换能器之间不能存在任何物体,以免使声波被遮拦物反射给换能器,造成实测距离为换能器与遮拦物之间的距离。另外,为防止电磁干扰,换能器到控制表之间的传输线务必使用屏蔽电缆。 

三.可编程超声波式拦污栅水位测量系统在田坝电站应用产生的效果
    用超声波物位计测量大坝水位目前在国内尚不普遍,技术上尚无经验可以借鉴。在这样的情况下,我们充分利用PLC与超声波物位计这一领域的先进技术,按照总体规划,长远考虑,一次到位,避免重复改造,重复投资的这一原则,对该项目进行自行设计,全面顺利地完成了这一课题。在该领域取得了较有价值的经验。为目前我国国内水电站实现对大坝水位监测系统提供了一个可以借鉴的范例。
    目前能够成功实现拦污栅水位远方实时监测的电厂并不多,漫湾发电厂的这一课题项目已实现这一目标。从应用的效果看,能够满足电厂对拦污栅栅前、栅后水位及前后压差的实时监测和报警。tigao了防洪渡讯的应变能力和坝区水位控制的自动化手段,该项目在国内处于先进行列。
    可编程超声波式拦污栅水位测量系统投入2万余元,在云南省漫湾发电厂田坝电站使用中,已取得了很好的效益。杜绝了过去由于值班人员在中控室不能实时监测压差,造成当压差快越限时,不能及时调整机组和闸门的运行方式,使得压差继续增大,被迫停机清渣,给企业带来经济损失,和拦污栅压塌的事故隐患。

四、结束语
    可编程超声波式拦污栅水位测量系统研制成功及运用,tigao了漫湾发电厂田坝电站的运行可靠性,安全性。将进一步tigao漫湾发电厂自动化水平,为防洪渡汛提供技术支持,为进一步巩固无人值班(少人值守)奠定了基础。

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