西门子中国一级代理商交换机供应商

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电机分批自启动技术在石油化工等连续生产企业中有着广泛的用途。以PLC为控制单元的电机分批自启动系统具有以下功能及特点：

(1)能够实时地监控电机的运行状态；

(2)记忆电网波动前电机的运行状态，只有在电网波动前处于运行状态而且在电网波动时停机的电机才具备电机自启动条件；

(3)准确及时地捕获电网电压信息。

(4)分批自启动的电机按照工艺流程需要，在PLC中预先设置，同时为避免多台电机在自启动中对电网的影响、电机分批自启动中采用分批延时处理方式；

(5)具有多路输入和多路输出功能，实现多台电机自启动集中控制；

(6)具备远程通信接口，实现与上位机或DCS系统的通信，在上位机或DCS系统中方便地对该系统进行监控和维护。

洛阳石油化工总厂的2套PLC电机分批自启动设备，采用西门于S7。300系列PLC，它以CPU313为处理单元，每执行1000条二进制指令约需0．7ms。S7—300同时具备128点数字量输入／输出和32路模拟量输入／输出，12KB的RAM，20KB的负载存储器；能够满足电机状态和系统电压的实时监控和及时实现电机分批自启动的要求。

l.系统组成

2.套PLC电机分批自启动系统根据变电所供电方式，每一段低压母线采用l台PIC。系统硬件主要分为外围电路和单元2部分。外围电路主要完成母线电压、电机运行状态等信号的采集、处理和转换以及电机启动指令的驱动等。单元(即PLC)主要完成信号处理，发出电机驱动指令。

1.1.外围电路

外围电路主要包括以下几个部分：

(1)母线电压采样监测。它通过1个电流型电压变送器将0—380V交流母线电压转换为4*20mA直流信号。

(2)电机运行状态信号监控。电机运行状态信号通过电机控制回路中的1个干接点输入到PLC的输入模块。所有信号的输入都经过光藕隔离，以提高抗干扰能力。

(3)电机驱动单元。电机启动信号由PLC发出，输出单元不直接驱动电机，而是通过1个220V、10A AC的中间继电器带动电机操作回路。这样一方面提高了驱动能力，另一方面使得电气操作回路和PLC控制回路分隔，提高了系统的性。

1．2.单元

根据系统的要求，其PLC主要有以下几部分：

(1)CPU313及系统软件。它完成电压和电机运行状态监测，实时进行逻辑判断，发出电机分批自启动指令。CPU313有4种操作选择：RUN—P、RUN、STOP和MRES运行方式。

(2)模拟量输入模块SM331(8路输入)。它把电压变送器输入的4。20mA的模拟量转换为数字信号，并将数字信号送到PI，C的控制单元，以供PLC做出电压判断。

(3)数字量输入模块SM321。16路输入2个，32路输入1个，完成62台电机运行状态监测和PLC电机分批自启动系统运行、调试状态监侧，电机运行状态信号通过电机操作回路中的接触器辅助接点接至该模块。

(4)数字量输出模块SM322(输出8路)。

接受PLC控制单元的指令，完成电机驱动信号输出，通过出口中间继电器，驱动电机操作回路，完成电机分批自启动。

3.系统软件设计

电机分批自启动系统软件主要为：

(1)完成系统初始化；

(2)正常状态下的数据监测；

(3)电网电压出现波动后，即电网电压降至70％，所有电机都会因为电气保护装置而强制退出运行，在此之前，程序已经做出判断并锁存电机状态信号；

(4)当电力系统恢复正常(3s内，母线电压恢复至95％)时，程序依据故障前保存的电机状态信号、对具备白启动条件的电机。按照顺序分批发出启动信号，使其恢复运行；

(5)无论在正常状态下或是在电机自启动过程中，PLC均实时监侧母线电压；

(6)通信接口程序。包括系统监测数据和故障信息，PLC将采集的母线电压信息、电机启动状态信息传输到上位机或DCS系统，便于维护人员实时了解设备运行状况

PLC因其工具有工作可*、编程简单、使用方便、设计和调试等优点已得到电梯的广泛应用。据不统计，天津市在用电梯4100台种，采用PLC控制的电梯有562台，其中交流双速电梯采用日本OMRON公司生产的C系列PLC占多数。

根据现场检测所掌握的电梯拖动部分采用交流接触器，电机定子绕组串接阻抗用接触器进行切换的方法进行加、减速控制，端站保护采用机械式强迫换速开关、限位开关及限开关等方式。此种设计尽管能满足运转需要，但在使用中可能出现接触器触点粘连、弹簧失效、触头不能复位、电器元件误动作、开关机械损坏等故障等仍会发生“冲或蹲底”事故。防止发生此类故障，除了提高施工质量和元器件质量外，我们可利用PLC中未充分利用的定时器和继电器，借助PLC的故障诊断功能，用程序实现端站保护，上述不足，从而提高电梯的性。

当电梯定向上行时，上行方向继电器SFJ0015、快车辅助接触器KF、快车运行接触器KY0501、门锁继电器MSJ、上行接触器SX0502均得电吸合，抱闸打开，电梯上行。当轿厢碰到上强迫换速开关SQH0016时，PLC内部锁存继电器RRP1001得电吸合，定时器Tim10、Tim11开始定时，其定时的时间长短可视端站层距和梯速设定。上强迫换速开关动作后，电梯由快车运行转为慢车运行，正常情况下，上行平层时电梯应停车。如果轿厢未停而继续上行，当Tim10设定值减到零时，其常闭点断开，慢车接触器MY0503和上行接触器SX0502失电，电梯停止运行。

在骄厢碰到上强迫换速开关SQH0016后，由于某些原因电梯未能转为慢车运行，及快车运行接触器KY0501未能释放，当Tim11 设定值减到零时，其常闭点断开，快车运行接触器KY0501和上行接触器SX0502J均失电，电梯停止运行。因此，不管是慢车运行还是快车运行，只要上强迫换速开关SQH发出信号，不论端站其他保护开关是否动作，借助Tim10和Tim11均能使电梯停止运行，从而使电梯端站保护加。

当电梯需要下行，只要有了选指令，下行方向继电器XFJ0014得电其常开点闭合，锁存继电器keep被复位，Tim10和Tim11均失电，其常闭点闭合为电梯正常下行做好了准备。下端站的保护原理与上端站保护类似不再重复。

此种方法对电梯正常运行无任何影响，经使用运行状况良好。由于各种型号的PLC系统的指令不相同，功能各异，要视具体情况而论，但大致的含义基本相同。

PLC控制系统的基本作用如下：
2.1 联锁控制、保护
按照细纱机的工艺要求实现自动控制，包括低速运行、高速运行、吹吸风、落纱等过程。落纱分为自动落纱和中途落纱两种方式。中途落纱是为了方便操作工中途休息、吃饭等而设置的，是一项 “暂停工作”的功能；自动落纱分为定长落纱和定时落纱，定长落纱就是当纺纱长度达到预设值的时候自动进行落纱，定时落纱就是当纺纱的时间达到预设值的时候自动进行落纱。自动落纱的方式以及落纱时间或者长度均可以在文本显示器上进行设置并能够在PLC中掉电保持。
另外，根据实际情况在程序中增加了各个过程、设备之间的联锁保护功能，使生产过程加。
2.2 工艺参数计算
在生产过程中对各种工艺参数自动进行计算，包括锭子转速、牵伸倍数、细纱号数、细纱捻度、千锭小时产量等。计算得到的参数都实时送往文本屏进行显示，以便于对生产情况进行监控。
2.3 生产管理
为了适应厂家采用轮班生产的方式，在PLC内预设了甲、乙、丙、丁四个班组。操作工在生产之前通过文本屏登录并选定自己的班组。各个班组的累计产量以及所有班组的累计总产量均由PLC自动进行实时计算并送往文本屏显示。
所有的产量数值均在PLC中实现了掉电保持。
3、 总结
KDN-K3系列PLC此次在纺织机械中的大批量应用既源于用户对其性能指标、性等的认可，重要的是它能够为用户带来的利润。
此次配置的K306-24AR型CPU采用交流供电，电压范围宽达AC85V—AC265V，能够适应于供电电压波动严重的地区；CPU本身提供了DC24V电源输出，文本显示屏、扩展模块以及所有的DI信号均用此电源供电，用户再配置DC24V的电源；此次使用的K323-08DTX模块是凯迪恩公司推出的一种有特色的DIO模块，模块上每一个点均可以作为DI或者DO点，这样此次用户在选型配置时就节约了一个DO扩展模块。

PLC-5可编程序控制器在330吨重型冶金吊车电气改造中的应用

  钢二炼钢厂205#(330t)兑铁水起重机，是进口比利时的旧设备，三班作业，工作十分繁重，高温、多尘、腐蚀性气体、震动、环境相当恶劣。原吊车的主提升机构用2台280KW的异步机拖动，由固定初激磁动力制动的系统控制，由继电器进行逻辑连锁和时间继电器进行延时控制，大量的开闭接点及“延时”的变迁，使得故障率增大，电动机损坏台数增多。大车运行机构，原为磁放大器控制的直流发电机电动机调速系统。磁放大器系统严重老化和技术落后，备品备件无法解决，对正常生产构成了严重的威胁，致使电气系统进行改造。

我们采用了美国PLC5型可编程序控制器，对205#兑铁水起重机电控系统进行了改造，1999年3月底正式投入生产运行，至今运行良好。

1．  PLC5控制系统优势：

1.1 PLC5可编机性能稳定，内部功能强大，资源丰富，结构牢固，模块及端子接线板换方便，防震性强，具有耐腐蚀性能，允许在较高温的工作环境温度下工作等特点，为环境恶劣的起重机电控系统提供了有力的支持，使起重机采用PLC进行改造成为可能，用户易接受，为本次电控系统改造奠定了基础。

1.2 PLC的应用，使主起升电控设备复杂的继电器之间的连锁接线省去了，并且省去延时继电器及逻辑控制继电器，使系统大大简化。全部的逻辑、延时控制全由PLC内部实现监控，且延时，程序稳定，大大增加了电控系统的性，大大地减少了维修量，大大地降低了故障率。

1.3 PLC改造后的系统，不但全部保留了原线路的控制功能，而且充分利用PLC内部资源优势，增加了系统无载 “故障自检”功能，一旦发生故障，再不用人工封线或强制接点来分析寻找故障点，便可简捷直观地处理故障，特别受到维护人员的欢迎。

1.4 充分利用PLC内部功能，编制了防误程序，如在“下降”再生制动瞬间时，直接将主令控制器打“上升”位置时也能确保平稳过渡，停车自如，杜绝了以往因上述操作而引起电动机转子反接击穿，甚至烧毁的事故。并且PLC可对过渡过程进行有效的监控，在规定的时限内没有完成升降渡，则停车保护。

1.5 配合PLC监控优势，对主回路整流接线也做了改进，了电动机的三次谐波，使其发热减少，同时开发了低速装置，取代了原比利时的双线圈低速继电器。

1.6 在大车运行机构电气系统的改造中，利用PLC编程优越条件，采用4级加速接触器的调压线路，能够实现自动加减速的6级特性，保证了4台27.8KW积复激电动机在主令控制器由正向直接打反向运行时速度的平稳和自动过渡，这在原继电器控制的系统中，根本是不可能的。

2. PLC系统改造的结论。

2.1 PLC5控制系统经8个月的工业运行，性能良好，，在做好定期检测的情况下，基本实现系统免维护，得到二炼钢使用和维护人员的。

2.2 PLC5系统投产后，主起升电动机再没有发生故障，按以往每年烧坏9台280KW电机计算，直接经济效益可达135万元人民币。再加上因电动机故障少炼钢所造成的经济损失。采用PLC控制经济效益是非常显著的。

1 引言
目前高层在各类城市中比比皆是。为了防止意外火灾，高层建筑一般均设有消防泵组。但是许多设备都因无专人管理，不能定期试机运行，天长日久就会导致泵体卡死、锈死，所以经常会出现在发生火灾时设备不能充分发挥作用的情况，造成不应有的损失。通常老设备的启动/运行转换控制用的是皮碗真空式定时继电器，其定时时间误差大，橡胶容易老化破损，维护不便。电子式定时继电器也存在类似问题。我们采用OMRON公司的可编程序控制器（PLC）对消防泵组进行控制，实现泵组在备用时定期试运行，消防用水时自动启动。硬件无调整元件，，性高，维护方便。而且可以很容易地根据不同需要进行扩展。这样能够有效地杜绝泵体锈死或消防用水时不能及时加压的事故。

2 工作原理
对于一座需要四台15kW消泵的高层建筑而言，在没有消防用水需求商，台水泵启动（星形）10秒钟，运行（三角形）30秒后，停机待命120小时（五天）。待命期间如果没有消防用水，则二台水泵启动10秒，运行30秒，停机待命120小时，如此周而复始地循环。在有消防用水需求时，泵组立即自动启动，加压供水，充分发挥其应用的作用。

3 硬件结构与工作过程
根据控制对象的具体情况，我们选用OMRON公司的小型可编程序控制器C20P进行控制设计。C20P属于C系列的小型机，共有20个输入/输出点。其中输入点12个，输出点8个，有晶体管、可控硅和继电器三种输出形式。我们选用继电器输出型的。P型机的内部指令十分丰富，能提供近50个定时/计数器供用户使用，对于本设计能够满足要求。设计中输入点用了5个，8个输出点则全部用完。具体I/O分配如表1所示。

表1 系统I/O分配表 输入

1、引言

我国造纸行业自动化技术起步较晚，传统的计算机加板卡的控制方式在较长的时间内占主导地位。今年来，随着国家加大造纸行业的自动化力度，越来越多的工厂采用了DCS控制系统。
随着PLC的浮点处理能力的加强，PLC的组态灵活性，高性，可以和计算机、操作员面板、其它PLC任意配合，适应各种不同的场合等特点逐渐被人们所认识，同时，PLC的现场网络化功能的加强，以及与Internet网络接口模块的相继开发，使它在工业DCS（集散控制系统）中的应用越来越广泛。
由于网络化PLC研究发展时间不长，各国的PLC产品没有统一的协议模式，通讯协议各不相同，使用户在使用某一公司的PLC产品作为下位机时，上位机一计算机使用同一公司的主态软件，其软件功能有一定的限制，造成用户自行开发的功能无法实现。探究其原因，主要是计算机与PLC之间的通讯协议不公开所至。对于一些协议公开的PLC产品，又因其繁复的“传输权”，造成多帧传输的复杂性。
本文针对OMRON C200系列的PLC产品，利用其开放的通讯协议，开发出主从通讯方式，自行开发出主态软件，组成DCS系统中的过程控制单元，并在工程上得以应用。

2、纸厂DCS控制系统结构

3、上位机与PLC在DCS系统中的具体分工

3.1PLC在DCS系统中的作用：
①所有现场模拟量的输入、输出信号的处理。
②所有现场数字量的输入、输出信号的处理。
③控制算法的执行。
④与上位机的通讯过程中，始终处于被动状态，不主动上传数据。
⑤OMRON CPT编程软件。

3.2上位机（计算机）在DCS系统中的作用：
①控制参数的设定，传输至PLC。
②现场工艺参数的设定，传输至PLC。
③现场所有信号的显示画面。
④历史查询，报表的制作和打印。
⑤通过以太网卡，将现场到工厂的局域网上，实现数据共享。
⑥与PLC的通讯过程中，始终处于主动状态，主动下载数据，主动向PLC要数据。
⑦WIN98操作平台，VB6.0编程软件。
4、OMRON C200系列的PLC产品的通讯方式

4.1传统的上位机和PLC主主通讯
发送帧的权利简称“传输权”，具有传输权的单元每次发送3帧后，传输权在上位机和PLC之间来回交换，见下图：

这种通讯方式的通讯时间较长，对于一台上位机联结多台PLC的组态方法，特别命令帧多131个字符，工程应用中，传输的正文字符通常大于132个字符，这就需要多帧传输方式。主主通讯对多帧传输时，由于传输权的频繁在计算机和PLC之间来回交换，通讯时间会长，同时上位机主动下载和PLC主动上传，占用PLC的CPU处理时间，其次，对于计算机多帧下载数据，PLC的接受程序编制较为复杂。在实时精度要求较高的工业控制中，一般采用下面的主从通讯方式。

4.2主从通讯方式
由于主主通讯方式在工程实际应用中存在以上的几点问题，结合PLC的命令帧的格式，计算机作为上位机主要作用是显示、下载和通讯，加上计算机的CPU处理速度较快，系统可用资源较多，由计算机承担所有的通讯功能，将PLC的CPU从繁琐的通讯过程中解放出来，降低PLC的程序扫描周期，可以将多的回路模拟量控制和复杂的控制算法加入程序中。
在主程序编制中，利用VB6.0计时器控件Timer的功能，创建一个计时器，定时以命令帧的方式将读取数据储存器（DM）区的命令Redd-DM Data （），以及读取内部继电器（IR）区的命令Read-IR Data （）发送至串口SendPLC（），检查串口缓冲区，接收到的字符串如果节点号，识别码均与发送指令相同时，如果检查到结束码为“00”时，认为此次接受的数据有效，通过处理接收到的字符串，将结果送到界面显示RevBuffer（）。
由于纸厂DCS控制系统中由上位机所承担的控制参数、工艺参数的设定和下载并不是实时发送的，只有当控制参数、工艺参数改变时，才将新值下载到PLC的相应数据储存器（DM）区，通过按压界面上的软按钮触发事件Send-DM Data，将数据通过SendPLC（），发送到PLC相应的DM区。
对于下载数据中出现的多帧数据时，按照命令帧的容量（132个字符）分配帧结构，当l帧参数-F载时，检查串口缓冲区，接收到的字符串如果节点号，识别码均与发送指令相同时，如果检查到结束码为"00"时，自行发送2帧命令。出现一台计算机与多台PLC连结的方式，在组成命令帧的格式时，节点号按照网络系统中，各个PLC的网络节点号而定。

5、结束语

在以OMRON C200系列的PLC为基础，以其开放的通讯协议为依据，自行开发主态软件，组成DCS系统中的重要组成部分-过程控制单元，将DCS系统产品化过程中，我们觉得OMRON C200系列的PLC具有较强的组态能力，不仅适用于小型DCS系统（100个控制回路以下），通过过程控制单元的形式，将其使用范围扩大到中型控制系统（500多点控制回路），而且与其他公司的PLC和操作员面板有较强的兼容性。因此，具有较高的性价比。