西门子6ES7212-1AB23-0XB8详细资料

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M3.4

火灾消铃逻辑

M0.3

倒泵变频启动脉冲

      生活/消防双恒压的两个恒压值是我公司生产的风光供水专用变频器直接设定的。在本实例中，根据用户要求，生活压力设定为0.35MPa,消防压力设定为0.60MPa。
压力低、压力高信号分别由变频器内部主控板14脚、15脚给出。
      供水运行下限频率、供水运行上限频率由变频器程序设定。在本系统中，运行下限频率设为20Hz, 运行上限频率设为50Hz。
（2）系统PLC控制程序如下：

7结束语
      随着变频调速技术的飞速发展，变频调速恒压供水技术在小区已普遍使用。用变频器来实现恒压供水，与其它供水方式相比较而言，其优点是非常明显的。节能效果十分显著，启动平稳，启动电流小，避免了电机启动时对电网的冲击，延长了泵和阀门等的使用寿命，消除了启动和停机时的水锤效应。供水控制系统提高了小区的供水质量。各项控制指标达到了用户的要求。风光变频器在小区恒压供水改造效果是明显的，改造是成功的。

参考文献
[1]山东新风光电子用户使用手册  山东新风光电子科技发展有限公司。

      图1 生活/消防双恒压供水系统示意图
现场设备参数如下:
型号       65-315(I)A
流量       56m3/h
扬程       110m
效率       56%
转速       2900r/min
电机功率   37KW

3系统控制要求
 用户对二泵生活/消防双恒压供水系统的基本要求是：
⑴生活供水时，系统低恒压运行，消防供水时高恒压值运行。
⑵二台泵根据恒压的需要，采取先开先停的原则接入和退出。
⑶在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行时间超过1天，则要切换下一台泵，系统具有倒泵功能，避免一台泵工作时间过长。
⑷二台泵在启动时都要有软启动功能。
⑸要有完善的报警功能。
⑹对泵的操作要有手动控制功能；手动只在应急或检修时使用。

4设备选型
（1）风光JD-BP32-XF型供水变频器
      JD-BP32-XF型是山东新风光电子公司推出的专用于供水变频器，使用空间电压矢量控制技术适用于各类自控场合。在恒压供水中可以采用这类变频器。JD-BP32-XF型变频器除具有变频器的一般特性外，还具有以下特性：水压高、水压低输出接口，变频器运行上限、下限频率（可以任意设定），可以方便地进行双压力控制，内置智能PI控制，以上功能非常适用于供水控制要求。在本例中选用JD-BP32-37F（37KW）风光供水变频器拖动用户水泵。
（2）PLC选型
①控制系统的IO点及地址分配
     根据图1所示及控制要求,统计控制系统的输入、输出信号的名称，代码及地址编号如下表1所示。水位上、下限信号分别为I0.1、I0.2。

改革开放以来我国城市集中供热事业迅速发展，促进了城市经济与社会发展，改善了北方地区人民的生活条件。但是部分城市集中供热管网也存在技术落后、浪费热能、安全事故时有发生等等问题，因此城市集中供热自动化监控成为城市集中供热的发展趋势。

       以北京某区供热厂供热系统为例，该供热厂有5台10吨燃煤锅炉供热和1台5吨燃气锅炉，二次系统有9个换热站。

系统控制要求
一次系统监控要求：

（1） 5台燃煤锅炉供热和1台燃气锅炉的运行设置手动运行和自动运行。

（2） 锅炉的各运行参数由PLC实时采集，并且在调度室IPC的机上显示。监控画面要求动态模拟锅炉运行过程。

（3） 锅炉自动运行时，必须保证炉膛负压在安全的范围内。炉膛负压可以通过调节鼓风机或者引风机频率来保证。

（4） 锅炉自动运行时，必须保证炉内的煤得到充分燃烧，提高锅炉热效率。炉膛内含氧量可以通过调节鼓风机频率来保证。

（5） 当室外温度降低，当前运行的锅炉满负荷运行也不能满足用户需求时，自动增加一台锅炉投入运行。

系统特点

（6） 循环泵根据出回水温差来调节频率，补水泵变频运行来保证锅炉的回水压力。

二次系统监控要求：

（1） 通过PLC实时采集换热站各运行参数，如：换热器的出水回水温度和压力、回水电动调节阀开度、水泵和电动调节阀运行状态等。

（2） 循环泵和补水泵运行频率根据相关温度压力的变化由PLC实现自动调节。

（3） 电动调节阀的开度由PLC根据用户的回水温度来自动调节，以达到用户室内温度不低于16℃的要求。

（4） 所有换热站的相关运行数据都要在调度室的IPC的监控画面上显示。

        由于燃煤锅炉自动运行的控制较为复杂但是单台锅炉输入/输出量不多，换热站比较多而且距离调度室较远；控制器选择CTSC-200 系列PLC性价比更高。CTSC-200包含丰富的指令，PID算法指令方便使用；自由口通讯模式可轻易的实现PLC与第三方设备的通讯。

系统描述
        该系统控制器选用CTSC-200 PLC，上位监控软件选用力控的组态软件PCAuto 3.62 。一次系统控制器与上位机由RS485总线的PPI协议实现通讯。二次系统1＃和2＃换热站离调度室比较近，故CTSC-200 PLC与上位机直接使用PPI电缆进行通讯，其他的换热站离调度室约500到3000米，距离较远，因此上位机采用GPRS通讯方式与CTSC-200 PLC通讯。

系统网络图如下：

系统特点
      城市集中供热实行自动化管理后,改变了以前供热出现意外故障中短而无法极时修复，提高了工作效率，实现了对各支点管道的实时管理。

       为供热调度部门提供了实时、可靠的数据；及时、合理的优化热网的运行，从而使得供热系统始终在佳工况下工作。

无线通讯GPRG网络的应用实现了热网的集中管理，减少了人力，节约成本。

锅炉的自动控制与传统的控制方式相比不仅节省了能源，还达到减少对环境污染的目的。

自动化立体仓库是近年来国内外发展迅速并得到越来越广泛应用的一种新型仓储方式。是一种功能多、规模大、利用率高的物资配送中心，广泛应用于大型仓库，能按照编制的入库单/出库单自动地把物件从仓库入口搬运到目的货位或从指定货位把物件搬运到仓库出口处。巷道堆垛机是立体仓库中用于搬运和存取货物的关键设备，它在高层固定货架巷道中运行，堆垛机控制系统的工作效率、可靠性及稳定性等的优劣在自动化立体仓库系统中起着至关重要的作用。实现堆垛机控制任务的方案较多，如继电器控制、单片机控制、PLC控制等。由于可编程控制器PLC具有的高可靠性、高扩展性，逐步成为堆垛机控制中的，应用越来越多。
       基于南大傲拓公司NA系列PLC的堆垛机自动化解决方案，成为堆垛机控制的产品之一。
       如何以强大PLC打造堆垛机控制系统
       目前，堆垛机控制统的结构基本上以面向网络为基础，属于典型的分布式控制系统，上位机采用高性能的微机、工作站、服务器，在堆垛机现场则采用PLC与堆垛机相连，由于堆垛机自动化一般在较长距离内运行，PLC一般配置分布式IO，与上位机通讯可以采用红外、数传、现场总线等方式，由此构成一个完整的堆垛机自动化PLC控制系统。
       基于NA400 PLC的解决方案让堆垛机自动化更加强大可靠。
       NA400智能可编程控制器作为南大傲拓公司NA系列智能可编程控制器家族中的重要成员，在开发研制过程中采用了工业控制领域的一系列新成果和新思想，总结了国外PLC的成功之处，瞄准当今PLC的新发展趋势，生产过程采用先进的生产加工工艺和精制的外观设计，相信会给您带来耳目一新的感觉。它的主要特点如下：
  高性能的监控(CPU)模件CPU模件采用符合IEEE P996.1的嵌入式技术，Pentium级，主频300MHz以上；大容量的电子硬盘及内存；软件采用实时多任务的嵌入式操作系统。的软硬件配置使得CPU模件具有强大的数据处理能力、运算能力以及通讯处理能力，智能性由此可以得到明显地提高。
   全智能化的I/O模件I/O模件全部智能化，除完成数据采集任务外，能够对采集的数据进行处理，同时具有自诊断功能，保证在工业现场的恶劣环境下更稳定运行，同时能更好地避免一些干扰信号对数据采集的影响。
      开放、标准的通讯网络提供10M/100M以太网接口，支持Modbus/TCP规约。多套PLC与监控软件、上位机系统可组成厂级局域网.强大的串口通讯功能串口通讯模件提供8个标准的RS-232或RS-485通讯接口，每个串口均支持可编程方式。
   先进的现场总线网络内部通讯采用CANbus现场总线，通讯速率快、抗干扰能力强且易于扩展。
   灵活、可靠的双机热备冗余方案支持双CPU模件、双以太网、双机热备冗余方案，实时备份数据，控制更加可靠。无需编制任何程序，免维护。
   方便实用的现地人机接口提供了与触摸屏的串行通讯接口，支持Modbus通讯协议。可与多种触摸屏直接连接，无需增加辅助设备，也无需编写通讯驱动程序，实现非常简单。
   灵活的模件配置I/O模件、CPU模件和电源模件可以安装在底板任何位置，双机配置的情况下CPU模件可以安装在不同的底板上，应用更加灵活、方便、可靠。
   经济、灵活的系统配置NA400智能可编程控制器提供了经济实用的系统配置方案，主要体现在：
   扩展I/O模件无需配置专用扩展模件，只需扩展电缆连接在扩展底板上即可，降低了系统成本；
   功能强大的CPU模件提供了以太网接口，为用户节省了以太网模件的开支
   串口通讯模件提供8路标准的RS232/RS485接口，且可以方便地扩展，功能更强大，大大降低了与现场智能设备通讯的成本；
   双CPU热备冗余系统中，无需支付象热备模件这样的软、硬件开销，使系统更可靠、配置更经济。
   输出密码锁技术开关量输出模件采用输出密码锁技术，确保控制输出不会误动及拒动。
   界面友好、功能强劲的编程软件NAPro。NA400 PLC、NA600 PLC以及NA200 PLC使用同一编程软件NAPro，该软件除支持梯形图、指令表、结构文本等传统编程方式外，还支持可视化的编程语言——流程图编程，并且不同语言编写的程序之间可互相调用。尤其是采用流程图编程，即使没有任何编程经验或从未学过其他编程语言的初学者也可轻松掌握。
  

典型配置
     某大型饮料生产厂的立体仓库巷道长120米，巷道两边为高层货架，货架每排60列、8层，一排货架共400个货位。有8个巷道，每个巷道配置一台堆垛机，堆垛机从出口或入口开始在巷道中前后运动，升降机构沿立柱可上下运动到目的货位，然后货叉结构开始抓取货物、推入货物到目的货位、卸下货物、货叉收回到原位的顺序，完成存放货物任务。反之完成取出货物任务。为了提高入出库效率，堆垛机采用PLC自动控制方式。
      本系统采用8套NA400 PLC与一台监控上位机组成一个控制系统。考虑到堆垛机在巷道中的运动控制，每套PLC及上位机可以各增加一套数传电台模块，组建数传电台无线通讯网路或者增加无线以太网设备，组建无线以太网络。
             

1 引言
      程控变频钢球加工机床是我公司主导产品，产销量居国内首位，并批量出口美、德、日、韩、意大利等国。产品设计吸收了国内外多项先进技术，本文就电气传动控制部分进行阐述。

       九十年代以来，变频传动技术日臻完善，其调速稳定，节能降耗，方便可靠等优点突出，已完全取代原来的滑差调速和直流调速。而可编程序控制器易于编程，易实现传统的继电器控制不能实现的许多功能。PLC与变频器的系统集成自动化已成为产品设计时的解决方案。RS485通讯只需用两根线，安全可靠且传输距离远被广泛应用在变频器和PLC上，这就使变频器与可编程序控制器通讯极为便利，低廉的成本也提高了产品的竞争力。

2 工艺过程简述
      研磨机的主要动作为转动研磨盘由主减速电机经一对三角皮带轮，通过卸荷带轮内的花键幅带动主轴旋转获得，输球料盘由减速电机经过一对链轮传递蜗杆减速箱，减速后由料盘内的直齿轮啮合带动料盘旋转。两者均需要选用不同的转速来加工不同系列的钢球，为此均选用变频调速。为了安全期间，在系统中也加上了机床运转保护功能。如主轴运行监控接近开关，装在机床的主轴大皮带轮上，随时监视研磨盘的运动状态，防止皮带打滑造成研磨盘卡死，当转速低于正常值时，就停车报警；料盘除设有转速检测外，还加有堆球时快速停机，在设定时间内若恢复正常则重新自动运行的保护。

3 系统硬件设计
3.1 单自动化平台
       艾默生CT的EC10系列小型PLC因其运行速度快、通讯组网能力强、编程灵活、仿真模拟运行方便、程序保密性强、抗干扰能力强、性能稳定可靠，钢球研球机成为钢球研球机PLC的自动化平台。根据工程经验，爱默生EV1000系列变频器故障率能极低，能实现高转矩、宽调速范围驱动，有优越的防跳闸性能，对恶劣电网、高温、潮湿和粉尘有较大的适应能力，能较好满足钢球专用加工设备的多样化的使用环境，可以实现单品牌同平台技术集成，也成为项目设计的。由此项目通过选用爱默生的EC10-1614BRA小型PLC及EV1000-4T0055G和EV1000－2S0007G变频器，达到了单一自动化平台技术集成，例如EC10系列PLC对艾默生CT系列的变频器有简洁的通讯指令，一条指令即可控制变频器的运行控制。

3.2 电气原理设计
       系统主电机电气原理（料盘电机控制与主电机同）如图1所示。为了用户调速及监控运行速度，电动机转速由电位器调节，其数值由线性数显表显示，不通过通讯控制。主令按钮线直接接于PLC的开关量输入点上。PLC——变频器对电机的启动、停止、点动功能采用通讯控制方式，使用双绞线通过RS485口来实现PLC对变频器的启停控制，这样极少占用PLC的输出点，也无需用接触器控制，降低了机床的成本。EV1000的RS485口直接端子连接，极为方便。但需要注意的是RS485口“+”，“—”极性不能接反，否则将无动作。因变频器本身具备过电流，过电压，欠电压，接地，过热和过载等多项保护功能，一旦异常故障发生，常开点RA，RC闭合，变频器立即停止输出，将断开所有的动作并停车报警，我们将其接入PLC的输入点来控制。变频器故障时可查看变频器屏幕上显示内容，对照变频器使用说明书异常原因及处置方法，采用相对应的措施进行处理即可。变频器多项对输出的保护功能使我们无须对电动机另加保护环节，直接接于变频器的输出端子上即可。针对变频器的输入端保护相对较为薄弱，在输入端加上无熔丝断路器QF实现反时限热保护。

图1 电气原理

4 系统软件设计
       EV1000变频器具有丰富的控制功能。因为研球机的两控制电机均为减速电机，选择做静止自整定，然后对高操作频率，低操作频率， JOG点动频率，加/减速时间，频率指令来源，运转信号来源，停车方式、过载报警检出及时间等参数进行设定。针对个别机床的共振现象对载波频率，跳跃频率，电机稳定因子等参数进行设定。为实现轻压启动机床及节电等性能，对转矩提升、自动节能、AVR功能等参数设定来优化系统性能；对通讯位址，通讯送传速度，通讯资料格式等参数进行设定，以使PLC对变频器实施控制。EC10系列PLC对艾默生CT系列的变频器有简洁的通讯指令，一条指令即可控制变频器的运行。
 

      通讯协议采用MODBUS模式，EVFWD为正转，1为COM1通道(EC10只支持通道1)，1为通讯地址，其值必须预先设定，与变频器通讯地址一致，“唯一”且不可覆盖。EVREV为反转指令，EVDFWD为正向点动指令，EVSTOP为停止指令。

5 结束语
       该系统应用变频器调速实现无级调速，满足用户工艺多样化的需求。使用RS485通讯口，不占用PLC的输出点，接线少，提高了产品的可靠性。所选艾默生CT变频器具有较强的自诊断功能，便于维护。该系统自投入使用以来，运行稳定，工作可靠，尚未出现故障，具有很高的性价比。