6ES7223-1BL22-0XA8详细资料

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本系统中上位机采用Citect软件进行编制程序和画面组态，下位采用S7300可编程逻辑控制器、DT3000综合继电保护装置以及IQ220智能电量装置采集各厂房的配电参数，然后通过RS485传输至上位机。上位机通过软件编程将数据录入数据库，供给相关人员查询。

■工程方案上位计算机以bbbbbbS操作系统为平台，安装了IMPACC软件（西屋公司DT3000、IQ220及ARII的编程软件）与STEP 7软件（西门子公司S7300可编程逻辑控制器编程软件），这两套软件将所有现场信号采集并接收后传给人机界面软件（终操作员使用软件） - 澳大利亚悉雅特公司的CITECT软件。
　　
　　CITECT软件提供实时动态图形、多媒体报警、报表、趋势图等各种方式，使得操作员可以监视、控制并记录实时及需要的历史数据。

　　CITECT软件还提供了与厂区信息管理系统的接口。本计算机内安装的以太网卡与厂区服务器的以太网卡直接连接，使用TCP/IP协议，将服务器需要的数据上传。（使用WONDERWARE协议仿真通讯）

■系统功能

　　本系统是上海电器股份有限公司电器成套厂为淮阴卷烟厂35kV/0.4kV变电所成套设备定制，其中包括35kV高压开关柜的监控、35kV/0.4kV变压器参数监视、0.4kV低压抽屉式开关柜的监控以及直流屏参数监视。

　　IQ220智能电量装置共有两部分组成：设备本体、显示及操作面板。

　　计量回路的电流互感器（CT）及电压互感器（PT，低于600V电压不需要）接入IQ220设备本体，在显示及操作面板上进行对应操作后，IQ220智能电量装置即将该计量回路的电量参数在面板上就地显示，并通过设备本体上的计算机接口将所有就地显示数据通过计算机网络传递给上位计算机。

　　DT3000是真正意义的微机综合继电保护仪表，通过一个完全独立的以微机为基础的组件，取代了所有的常规的电磁式和感应盘过电流继电器、电流表和电流表转换开关，完成全面的每相和接地馈线回路保护，并可直接上位机通讯（所有参数设置，所有电流量、运行状态、故障状态显示、远程分/合断路器）。

　　S7300是德国西门子公司的一种可编程逻辑控制器，它可以：

(1) 接收各高压开关柜的接点状态 – PT断线、断路器位置、DT3000故障、加热器状态等； (2) 接收各低压开关柜的接点状态 – 所有低压断路器（主开关、联络开关及馈电开关）的分/合状态及故障状态；
(3) 接收模拟量信号 - 变压器温度信号及直流屏电流、电压信号；
(4) 发送上述所有接点状态至马赛克模拟屏动态显示。

■系统评估

　　该工程自投运以来运行正常，在配电房和计算机中心都能准确的了解各厂房车间的输配电情况，并且能够直接在计算机上进行手工分合闸等操作。同时系统自动生成日报表、月报表和年报表，对整个卷烟厂的输配电监控和日常调度起到了至关重要的作用，对车间的输配配电起到了良好的生产指导作用。

5.3.1 运行：当超滤水箱水位高于低液位，阻垢剂计量泵自动位，还原剂计量泵自动位，超滤/反渗透冲洗泵选择开关自动位，反渗透水箱的水位低于70%时，反渗透装置自动投用。

　　5.3.2备用：当反渗透水箱的水位达到高液位，或者超滤水箱的水位低于低液位时，反渗透装置自动退出到备用状态，同时停高压泵

　　5.3.3反洗：当系统停运后，并且超滤不在反冲时，超滤/反渗透反洗泵自动开启，开启浓水阀，开始反洗。


　　5.4电动阀的控制：

　　生水箱进水阀、蒸汽切断阀是电动开关阀，控制方式分为机旁和远程控制两种方式：机旁控制是利用选择机旁的启动或停止按钮，通过PLC发出启动或停止信号；远程控制是操作人员在监控室根据画面上的启动或停止按钮进行点击操作。


　　6 .关键控制技术方案的实现

　　6.1变频调速控制：

　　变频调速控制技术（variable velocity variable frequency control technology）基本原理是根据电机转速与变频器输入频率成正比的关系：n=60f(1-S)/p (式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数)；通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。

　　在对生水泵、反渗透水泵和除盐水泵的变频控制中，实现了对出口压力的过程单回路控制，能及时控制参数偏差，确保生产工艺设备稳定运行。


PID逻辑控制示意图如下：采用变频调速技术后，变频器具有手动/自动转换功能，可根据实际生产进行转速的变化。同时，电机水泵的转速普遍下降，减少了轴承的磨损和发热，延长水泵的使用寿命，降低了设备维修费用。


　　6.2 雷达式液位检测控制：

　　现场水箱采用VEGAPULS雷达式液位计，主要对生水箱、超滤水箱、反渗透水箱和除盐水箱进行液位测量。液位计采用脉冲微波技术，可以在极短时间内对水箱内的液位进行jingque测量和控制。控制流程图为：雷达液位计采用一体化设计，在测量时发出的电磁波能够穿过真空，不需要传输媒介，具有不受大气、蒸气、槽内挥发雾影响的特点。采用非接触式测量，不受槽内液体的密度、浓度等物理特性的影响。测量范围大，大的测量范围可达0~35m，可用于高温、高压的液位测量。参数设定方便，可用液位计上的简易操作键进行设定，也可用HART协议的手操器或装有VEGA Visual Operating软件的 PC机在远程或直接接在液位计的通信端进行设定，十分方便。


　　6.3 反渗透水处理自动控制：

　　反渗透水处理自动控制技术是一种高科技的水处理技术，在运行过程中实现自动运行和手动操作无扰动切换。系统引入控制脉冲数偏移量函数的多级模糊控制算法克服了普通模糊控制器连续变量模糊化为有限的离散值所造成的精度低的问题。加入后对清除稳态误差与稳态震颤现象的效果明显；加上多级自修正量化因子和比例因子，可明显提高系统快速性，且系数修改无复杂运算，便于在PLC上实现。


　　 控制原理图见图11：6.4 水质在线检测技术

　　水的污泥指数测定是一个非常有效的水质在线检测技术，通过测定原水，多介质过滤、活性碳过滤前后，离子交换前后等取样点的SDI及FI值，可以有效的监控水处理系统运行，可以判断各个工艺步骤是否正常。SDI值越低，水质越干净.进水水质、水量时刻在变化，是一个复杂的、大滞后多变量参数的动态非线性系统。机理复杂，难于建模。采用RBF人工神经网络技术可以较好的实现在线实时地监测进水水质参数,RBF是三层结构：输入层、隐含层和单数输出层。控制原理图见图12。在除盐水处理过程中，测量进水淤积指数SDI是重要的水质处理参数，输出层选SDI参数，输入量个数要与SDI输出有密切相关的参数变量，如PH值、电导率、碱度、反应时间，进水流量等,采用RBF神经网络的软测量技术，在实际应用中计算速度快，能够在线查看，更好的达到实时检测的目的。　7结论

　　除盐水项目于2006年底改造，通过过滤器、反渗透装置及阴阳离子器等阶段的调试，于2007年3月正式投入运行。运行后效果良好，目前生产稳定，日产合格水多可达2000吨，完全达到了预期的设计要求和生产目标。实践表明，该监控系统的投运，有效地提高了除盐水站的生产水平及供水机组的自保护功能，自动化控制程度的大大提高，也使得生产操作更加简便，工人劳动强度小，基本无环境污染和出水水质稳定，在降低能耗、高产稳产、安全生产、保护环境等方面发挥了重要作用。

　　西门子S7-400自控系统的使用，极大地提高了全站的自动化水平，为该站的控制设备并入区域网络控制系统，实现生产管理的远程监控做好了有利准备。

◆PLC工作1个循环需要“经历”若干步骤(一般为5个)，对这若干步骤按顺序“扫描”1遍所花的时间，称为“扫描周期T”。

◆T的典型值＝10ms

◆程序越长，T就越大。

◆T过大→会导致PLC失控。

【背景案例1-1】　交流电动机——继电器长动(启保停)控制电路——原理分析

★猜猜看……如果在电动机M通电旋转时，接触器KM的自保触点突然松脱，M会怎样？

接触器——文字符号KM

——主触点的额定电流大，用于控制电动机主电路的通电与断电

——辅助触点(额定电流3A或5A)→用于→辅助电路

热继电器——文字符号FR

——发热元件→串联于→电动机主电路

——发热元件的动作电流→整定成→电动机的额定电流

——物理触点→用于→辅助电路

——发热元件[断电]→再等3－5min→物理触点[可自动复位或手动复位]

引言

      传统的纺织工业工艺流程包括纤维、织造、后整理和服装四个部分。织造工艺包括机织、针织、编织和非织造。针织又分为经编和纬编。经编用一组或几组平行排列的纱线，于经向喂入机器的所有工作针上，同时成圈而形成针织物，这种方法称为经编，形成的针织物称为经编织物 。

      我国的经编业经过几十年的发展，不断的结构调整，特别是近几年新兴地区经编企业起点高、产品结构合理、规模效益明显，高校和科研单位科研力量的注入，以及产学研的结合使我国的经编产业得到了迅猛发展，正逐步成为世界经编工业的中心。

      传统的经编机多为链条式经编机，由于其为机械主轴传动结构，没有导入电气传动，造成其以下缺点：织花速度慢，效率低；链条机构复杂，每更换一种花型，需要花费较多时间，且每一花型对应一种链块，这样更换花型时间长，成本高。造成小批量定单失去生产意义；

     由于机构的复杂性，致使复杂花型无法在链块机上进行生产。只能生产花型较简单的布料，不能满足越来越高的要求，目前全伺服经编机已在纺织中渐渐得到应用。现在全伺服的经编机在产量，效率，花型多样性，产品质量上都有很好的优势，因此将成为未来提花织布的主流。

2 全伺服经编机系统构架

2.1系统架构（图1）

图1 全伺服经编机电控系统架构

2.2系统配置

系统配置参见表1。

表1全伺服经编机电控系统配置
名称 型号 数量（套） 制造商
触屏式平板电脑 TPC1260 1 研华
PLC主机 DVP-32EH00T 28 台达
PLC DO模块 DVP08HN11T 1 台达
PLCDO模块 DVP08HN11R   1 台达
PLC主机 DVP80EH00T  1 台达
AC伺服马达控制器 750W ASD 56 台达

1 控制部份。系统采用DVP80EH00T+DVP08HN00T+ DVP08HN00T+DVP08HN00R系统集成做为主控制器，进行横移信号的采集，进而再同步发送给各个分控制器（DVP32EH00T），系统分控制器共有28个DVP32EH00T，每组分控制器控制两轴梭节伺服。分控制器与伺服分别通过RS485通讯到上位计算机上，进行监控。

2 驱动部份。系统共有56条梭节，由台达56套ASD-A 750W的伺服进行控制，伺服的动作根据织花转换程序事先转换好的存储在分控制器中花型数据进行动作。

3 监控部份。上位监控部份由一台研华触摸式平板电脑TPC-1260，配以监控软件来完成；同时电脑上还运行织花花型转换程序进行花型数据的转换与下载。

3全伺服经编机机械结构及工作原理

    全伺服经编机主要包括电子送经系统、梭节横移系统、电子提花系3个部份构成。

3.1电子送经系统
电子送经系统主要功能在于控制各种纱线的送经速度及张力的控制，不至于将纱线送断，造成断纱而无法进行织花。该系统主要由3套伺服+PLC来实现其功能。

3.2梭节横移系统
梭节横移系统是由台达PLC，ASD所构成的系统，也是本文主要介绍的部份。框架详见系统框图。

经编机的梭节一般有56条或40条,目前多的是56条。每条梭节由1个750W的伺服来控制。由于控制轴数太多,故采用分散控制。梭节横移系统主要有两个关键点:1每个梭节横移的速度及精度。经编机的主轴要求转速达到400转,主轴每转一周横移要动作一下,且动作时间只有1/3转的时间内要完成,否则横移失败。

2花型是数据转化。由于织花的花型是由纺织CAD软件生成的。系统需要将纺织CAD生成的相关花型数据转换成PLC能识别的数据,进而进行梭节横移控制。目前系统采用VB编写了一个花型转换软件来完成花型数据的自动转换及数据的下载。

    目前系统采用台达EH系列的PLC作为控制器,利用EH PLC良好的伺服定位功能、丰富的内部数据资源、与台达伺服的无缝通讯功能。使得控制与驱动紧密结合，两者紧密结合，使系统控制的更好。

3.3电子提花系统
电子提花系统主要用来花型的提取，再配合梭节的横移以实现花型的成型。其主要由一个嵌入式系统来实现：提花数据是转换及提花的动作控制；执行动作由3146-4096个电磁阀来实现。由于电磁的动作响应速度较慢，现在慢慢地被动作响应快的压电陶瓷所取代。

    整个系统除了控制、驱动外，还有个良好人机对话。这主要由研华的触摸电脑TPC-1260来完成，电脑上运行监控软件与织花转换程序。

4 监控软件功能设计

4.1系统运行监控

整个系统的运行状态监控：伺服的运行状态，PLC、伺服的通讯状态，花型运行的梭节号等等运行状态。

4.2参数设置
完成系统的参数设置：机械参数、运动参数。机械参数主要是主轴参数，用来做横行追踪的；运动参数主要是给PLC定位控制用的（脉冲频率，滤波时间，加减速时间等等）

4.3工艺装针
该功能是实现梭节的初始装针。
4.4故障处理
主要用来进行伺服报警的故障处理及断纱的处理。
4.5盘头控制
主要用来监控电子送经部份的。
4.6用户管理
用来设置相关的操作权限及密码的设定。
4.7帮助
对系统的疑问可以在帮助中查找答案。

5 结束语
整套系系统统采用性价比极高的台达机电产品提供了整体解决方案。在整个项目的沟通过程中，解决综合问题比较突出的显现中达产品在系统整合上的优势。