6ES7214-2AS23-0XB8技术支持

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1 引言 

医药小丸包衣制粒机是用于实验室或小批量生产小丸颗粒的制药设备。由于实验室原有的控制系统使用的是十年前的人机界面和PLC，故其硬件均已老化，性能下降，在运行的过程中经常出现死机、黑屏、重启动，甚至某些画面参数不能修改;同时由于无相应的PLC编程器、编程软件和人机界面软件，因此可维修性也差。为了解决这些问题，我们采用奥越信200PLC和北京亚控公司的组态王6.05工控组态软件的控制方案对小丸包衣制粒机的控制系统作了改进。 

2 小丸包衣制粒机系统组成 

小丸包衣制粒机系统组成如图1所示。小丸包衣制粒机是专门用于实验室或车间小批量生产的。药粉或类似的物料能在流化床中进行干燥、制粒以及包衣等过程。流化床物料容器底部装有筛网，药粉或小丸颗粒等类似的物料被盛放在筛网上。流动的空气经过滤处理后经容器底部的筛网向上流过，当流速达到一定速度时，颗粒(药粉)就会被空气托起，床内粒子就开始流化起来，形成流化床。流化床内的颗粒(药粉)在容器中剧烈搅动，并延伸到容器的扩展区，细微的粉末或轻微的颗粒则被粘附在袋式过滤器上。为了防止袋式过滤器的堵塞，控制滤袋升降的气缸会有一个间歇的抖动操控。空气经过袋式过滤器、控制风量大小的风门和风道被风机引出室外的大气中。在这个过程中，流化床容器内的微粒能完全充分的与空气流接触，并且搅动剧烈，因而能够很好的完成充分干燥，良好制粒，精致包衣等制药过程。

 
图1 小丸包衣制粒机系统组成

3 系统主要控制要求 

小丸包衣制粒机操作的基本控制要求包括五个方面。 

(1) 产品温度控制 

通过控制进风温度来控制产品温度。进风温度控制精度为±3℃，产品温度控制精度为±2℃。 

(2) 进风风量的控制 

控制精度为±40m3/h。 

(3) 雾化压力的控制 

即喷液装置喷射压力的控制，控制精度为±0.1bar。 

(4) 密封压力的控制 

产品容器必须与扩展仓密封，形成一个密闭的流化床反应器。采用油压装置进行密封，密封压力在35-70bar之间。 

(5) 滤袋的抖动控制 

抖动有单滤袋抖动和双滤袋抖动，有手动抖袋和自动抖袋。 

4.1 在满足控制要求的前提下，控制系统硬件设备的选择应该追求佳的性能价格比。由于该机器的使用频率不高，平均每月一次，同时环境良好，因此采用PC+PLC的控制方案。当机器不用时，PC机可作它用。换句话说，利用公用PC机即可作人机界面。 

4.2 PLC硬件配置 

根据前面对控制系统的要求，选用奥越信200系列PLC。OYES-200系列PLC体积小，重量轻、安装方便、功能齐全、配置灵活、运行可靠、编程简单，具有可观的经济性和更强的适应性，完全可以满足上述控制要求。 

4.3 人机界面组态软件 

组态软件选择北京亚控公司的组态王6.05。这是一款具有易用性、开放性和集成能力的通用组态软件。组态王使用简单，适合各种简单和复杂的任务。只需要进行填表式操作，即可生成适合于用户的“监控和数据采集系统”，可有效用于控制自动化过程, 组态王6.05版是在bbbbbbs2000的平台上运行的，因此选用组态王是较为完善和方便的选择。整个控制系统的构成如图2所示

5 系统硬件设计 

控制系统选用奥越信200系列PLC，选用了中央处理单元模块CPU224C、奥越信数字量扩展模块EM223、模拟量输入模块EM231、模拟量输出模EM232、模拟量输入输出模块EM235。其中的中央处理单元模块CPU224C外部接线图如图3所示.

 
图4 主程序框图

6 系统软件设计 

6.1 PLC程序设计 

主程序框图如图4所示，其中子程序0为初始化程序，子程序1为检查扩展模块是否正常，子程序2为模拟量采样子程序，子程序3为对各执行设备输出的采样，子程序4为对各被控量和执行设备异常的报警子程序。由于篇幅所限，各子程序框图在此从略.

 
图5 设备控制画面

7 结束语 

由于奥越信200系列PLC具有方案多、配置灵活、接线简单、安装方便、抗干扰性强等特点，同时与同类的产品相比，很好的满足了此系统技术上的要求。新系统人机界面友好(全中文界面)，操作简单快捷，运行可靠稳定，受到业主的好评。

前言：光伏发电是根据光生伏应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电应用场合广泛，在交通领域、通讯/通信领域、石油、海洋、气象领域以及居民生活用电等都有他们的身影，具有安全可靠，无噪声，无污染排放外，发电效率受环境温度影响小，系统占地面积小，土地利用率高等优点。光伏发电系统一般是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜，太阳跟踪控制系统等设备组成。本文将以一个太阳能电池方阵为例，介绍海为PLC在光伏发电中的应用。 

关键字：Haiwell(海为)国产PLC 海为H01TCP-4智能网关 光伏发电 

一、太阳跟踪系统原理 

视日运动轨迹跟踪。由于相对于某一个固定地点的太阳能光伏发电系统，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太阳的光照角度时时刻刻都在变化，如果太阳能电池板能够时刻正对太阳，发电效率才会达到佳状态。目前通用的太阳跟踪控制系统都需要根据安放点的经纬度等信息计算一年中的每的不同时刻太阳所在的角度，将一年中每个时刻的太阳位置存储到PLC中，也就是靠计算太阳位置以实现跟踪。 

传感器跟踪。传感器跟踪是利用光线传感器检测太阳光线是否偏离电池板基线，当太阳光线偏离电池板基线时，传感器输出一个偏差信号，该信号经放大并转成标准信号，通过模拟量输入通道传给PLC，PLC运算后通过开关量输出控制执行机构，使跟踪装置重新对准太阳。 

二、太阳能电池方阵组网介绍 

1、单个太阳能电池方阵组网示意图：

2、光伏发电场万台跟踪器组网示意图 

一个光伏发电场往往有成千上万台跟踪器，海为PLC和H04TCP-4网关组网便捷强大，把多个太阳能电池方阵接到光纤以太网交换机上，通过以太网传输，即可在中控室里对成千上万台PLC进行监控。组网示意图如下：

3、系统主要硬件配置 

3.1 海为PLC 

海为PLC混合型主机自带开关量和模拟量，6路模拟量输入，量程为0~10V，使用12位AD转换（通用0~20mA），支持直接接入光传感器。CPU 主机带2 个通讯口，可扩展至5 个通讯口，每个通讯口都可以进行编程和联网，都可作为主站或从站。支持1：N、N：1、N：N 联网方式，支持各种人机界面和组态软件，可与任何带通讯功能的第三方设备（如变频器、仪表、条码阅读器等）联网。 

3.2 海为H01TCP-4智能网关 

H01TCP-4是一款功能强大的硬件协议网关，将从设备的各种协议转成标准Modbus RTU或Modbus TCP协议。网关支持模拟量线性转换，支持取位功能，高低字节交换功能；网关内置WEB服务器，用户可以通过浏览器查看实时变化的数据和通信状态，方便现场调试；自带4个通讯串口1个以太网口，每个通讯口都自带通讯隔离。此外，智能网关还可对每个通讯口网络里的从机做通讯断线报警。 

3.3光纤以太网交换机、中控室SCADA系统。 

4、系统数据采集控制原理 

每个跟踪器即1台海为PLC，时刻接收传感器传入的太阳光线位置信号，通过PLC模拟量输入通道给PLC，PLC经过用户程序运算，控制执行机构转动方向，使太阳能接收器时刻正对太阳直射方向，以获得大有效照射面积。 

单个太阳能电池方阵中H01TCP-4，带4个通讯串口，每个串口连接15台PLC，把PLC里的数据采集到智能网关内部存储器存储，供上位机通讯采集监控和使用。上位机也可以发出控制命令，通过智能网关传给每个串口相应的PLC。此外，多个太阳能电池方阵可以一同接到光纤以太网交换机上，这样就可以实现对一个太阳能光伏发电场成千上万台的跟踪器进行集中控制监视。 

三、系统优点 

1、海为H01TCP-4只能网关组网能力强。多个太阳能电池方阵可以一同接到光纤以太网交换机上，这样就可以实现对一个太阳能光伏发电场成千上万台的跟踪器进行集中控制监视。 

2、与传统组网相比，成本极大降低。传统采用一台PLC加一个以太网模块对每台跟踪器进行数据采集和监控，成本巨大；采用海为H01TCP-4只能网关模块，一个网关既可监控60多台PLC的运行情况。 

3、智能网关对每一个网络里的每一个从机都会做通讯断线报警。管理方便，而传统的组网方式传统的网络管理难度大，排除故障难，人力投入大。 

4、海为PLC通讯组网能力强。CPU 主机自带2 个通讯口，每个通讯口都可以进行编程和联网，都可作为主站或从站。支持1：N、N：1、N：N 联网方式，支持各种人机界面和组态软件，可与任何带通讯功能的第三方设备（如变频器、仪表、条码阅读器等）联网。 

5、海为PLC编程软件全仿真，模拟量无须通过编程进行码值与工程量之间的转换。减少了程序编写和现场调试时间，方便了技术人员的调试工作，提高了工作效益。