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一、引言：
随着科技的进步，人们已经不满足对同一建筑物内的数据进行采集、分析和处理。在很多场合，我们需要对地理位置分布较散或在几座建筑物内的各种开关及模拟量信号进行联网统一监控的情况。
空调是对建筑物内空气的各种参数（如室内温度、湿度）进行调节的系统，它通过对空调机组（加热、降温、、增湿）、风机、阀门、泵等设备的开、关及连续调节来控制室内的温度、湿度及其它参数指标，使之满足特定场合的要求。
洁净室空调监控系统广泛应用于医疗、生物、试验室、电子、温室、办公大楼等场合，以监控其室内的温度、相对湿度、相对大气压、风量、尘、菌及有害气体的浓度等相关参数及指标。
早期空调的控制设备多为就地式控制器或DDC控制器，控制功能简单、不易联网及信息集成度不高等缺点。随着计算机技术、控制技术和网络技术的发展，现在的空调系统都倾向于采用、实用、的可编程控制器（PLC）来进行控制。提高空调系统的经济性、性及可维护性。
二、Haiwell(海为)PLC在洁净室空调系统中的应用实例
<一>、工程概述及电气控制要求：
1、 本工程应用于大型生物制公司的生产车间及温室。生产车间按功能分为12个（P2洁净等级9个，P3洁净等级2个，共公水系统1个），温室4个；
2、 考虑到各个生产车间的电气室在地理位置布较散，为便于布线及维护，要求每个生产车间均用一套立的PLC控制系统；每个生产车间的运行参数及实时数据要在本地及控制室中设定与读取；
3、 每个温室的运行参数及实时数据要在本地及控制室中设定与读取；
4、 P2、P3洁净等级的11个系统均可设定控制温度、湿度、负压；4个温室可设定控制温度、湿度；
5、 两个P3洁净等级的系统需具备两个或以上的本地数据设定与监控；
6、 控制系统要求节能；
<二>、用Haiwell(海为)PLC的实现方法：
1、 因各个系统的位置较远,为便于布线及安装，每个生产车间（电气控制室）使用1台Haiwell 可编程控制器（PLC）；负责对现象各种信号的采集与处理，同时据设定的各种工作参数对现场的执行机构（如电机、阀门、泵等）进行输出控制，以达到的控制效果；
2、 4个温室因信号输入输出比较简单，只有模拟量的输入（温度与湿度的实时值）与输出（风阀的比例调节），考虑到相对距离较远，为节省成本，选用Haiwell（海为）PLC的模拟量扩展模块作为远程IO，用RS-485通讯连接方式与之相近的PLC主机相联接（或直接与上位机相连），通过PLC主机以通讯方式将当前实时数据读出及控制远程模块模拟量输出给执行机构；
3、 为实现可在本地设定及读取数据，每台PLC主机挂一个人机界面（文本或触摸屏），两者之间用RS-232或RS-485相联进行通讯；
4、 对于两个P3洁净等级的系统因需具备两个或以上的本地数据设定与监控，所以可以将两个人机界面（文本或触摸屏）以RS-485连接方式组成一个RS-485网（一台人机界面作为主站，其余的作为从站），作为主站的人机界面与Haiwell(海为)PLC主机的RS-232（COM1）口或扩展通讯模块进行通讯，以达到多个本地设定与监控的目的；
5、 在本系统中，要达到节能的效果，除在工艺控制上进行合理的处理外，在系统硬件配置上，风机、泵的驱动执行机构可采用变频器；变频器的开关可用PLC的DO进行控制，而其运转的频率可用Haiwell(海为)PLC的模拟量输出信号或直接用PLC与变频器通讯的方式进行控制；
6、 因各个车间的电气控制室（PLC）相距较远，且距监控室距离很远，各个Haiwell(海为)PLC主机可用RS-485的连接方式组成1~2个RS-485子网与位于监控室的计算机（上位机）进行通讯，达到从远程对各个控制系统进行监视与控制的目的。
<三>、选用Haiwell(海为)PLC的理由（优点）：
1、 节省投资成本：
（1）、Haiwell(海为)PLC的，节省投资成本，除自身带有各种外设接口（开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出、高速计数器、高速脉冲输出通道、电源、通信端口等）外，还可扩展各种类型的扩展模块，进行灵活的配置，便于日后的系统扩展与升级；
（2）、Haiwell(海为)PLC的主机本身自带有几个模拟量输入输出通道（AI/AO），且其各种模拟量扩展模块均有一个用于通讯连接的通讯口（RS232或RS-485），所以， Haiwell(海为)PLC的模拟量扩展模块支持并行总线（直接用扩展总线挂到PLC主机的扩展接口上）与串行总线（用模拟量扩展模块上的通讯口与PLC主机的通讯口进行通讯连接）两种方式进行对模拟量输入输出通道的扩展，当用串行总线进行扩展时，可作为远程IO模块，不受AI/AO点数的扩展限制；这一点对于有大量模拟量信号（温度、湿度、压差、风量、流量、风机转速、阀门开度等）需要进行采集及监控的洁净式空调其重要；
（3）、在（2）点中提到Haiwell(海为)PLC的各种模拟量扩展模块均有一个用于通讯连接的通讯口（RS232或RS-485），对于本实例中的4个温室的控制就可省去PLC主机，而直接用串行总线的RS-485的通讯方式（距离较远）对温室的模拟量输入输出进行扩展，挂到与之临近的PLC主机的RS-485口或扩展RS-485通讯口中，可大地节省投资成本；
2、 网络通讯功能：
（1）、实例通讯需求：在本实例中，每个控制系统（PLC）均要求同时与远程计算机（上位机）、人机界面（文本或触摸屏）通讯；P3洁净等级的2个系统还需2个或以上的RS-485通讯端口（一个与本地的现场设备组成的485子网通讯，另一个与远程上位机通讯），所以，一台PLC至少要具备两个以上的通讯端口才能满足工程需求；
（2）、Haiwell(海为)PLC具备丰富的网络通讯功能：各种PLC主机内置2个通讯口（一个为RS-232，另一个为RS-485），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三方设备（如变频器、仪表、条码阅读器等）联网；本实例中，两个P3洁净等级的PLC主机要挂两台或以上的人机界面，若一台人机界面与一个通讯端口相连接的话，则该PLC至少需要四个通讯端口方，这样一来，硬件成本肯定要增加，为节省通讯端口，使用两个文本或触摸屏以RS-485连接方式组成一个RS-485网，再与Haiwell(海为)PLC主机的RS-232（COM1）口进行通讯，Haiwell(海为)PLC作为从站。Haiwell(海为)PLC的每个通讯口（包括主机自带的两个通讯口或扩展的通讯口）与三方通讯时均可作为主战也可作为从站；
（3）、Haiwell(海为)PLC的每个通讯口（包括主机自带的两个通讯口或扩展的通讯口）均可用于用于编程和联网，在日后的维护工作中（如修改程序时），可在不停机的状态下进行一边监控当前系统的运行状态，一边对其进行维护，以减少系统的停机维护时间，提高生产效应；
（4）、一次性通讯容量大：一个实时性要求很高且数据交换量比较大的监控系统中，PLC与上位机之间的通讯速度及一次性的通讯容量是决定实时性的为重要的前提与保证。在本实例中，每个系统均有大量的数字量（X、Y、M等）和模拟量需要进行监控与处理，且要以通讯方式上传到上位机中进行监控与处理，这样就要求PLC具有快的通讯速度与通讯容量，否则上位机采集的数据将得不到实时的效果，不能真实反映现场各个系统当前的运行情况。一次向PLC读取的数据容量大：开关量点（如X、Y、M、T、C、SM）可达255个或16位数据（如V、SV、CCV、TCV、AI、AQ）可到48个，有了如此大的数据读取容量后，计算机在向PLC发读取实时数据的命令后，可一次性地将所要监控的数据读取到上位机中，减少了通讯次数，可大地提高通讯效应，增强数据的实时性；
（5）、通讯速度快：
A、Haiwell(海为)PLC内置多种通讯协议：内置Modbus RTU/ASCII协议、自由通讯协议以及海为公司的HaiwellBus高速通讯协议。海为PLC的通讯波特率可高达57600（默认通信格式为19200，N，8，2 RTU）；本例中计算机与PLC之间使用Haiwell(海为)PLC内置的Modbus RTU通讯协议，比ASCII方式在通讯速度上来的快，提高数据的实时显示与处理；PLC作为从站用Modbus协议与上位机通讯时，PLC不需编写任何的通讯程序；
B、为便利的通讯指令系统：使您无论使用何种通讯协议都只需一条通讯指令便可完成复杂的通讯功能，编程简单而程序简洁，无须再为通讯端口冲突、发送接收控制、通讯中断处理等问题烦恼，可以在程序中混合使用各种协议轻松完成您所需的各种数据交换；
C、通讯的收发均采用中断的方式：所有通讯的收发均采用中断的方式，编写再多的通讯指令也不会影响用户程序的执行周期及响应速度，而用户程序的执行周期（扫描时间）也不会影响通讯的即时收发，这样，在实际应用中保证了通讯的即时性与性，即使5个通讯口同时进行繁忙的通讯处理，PLC系统将对其进行快速统一地调度；
（6）、组网灵活：本实例中，PLC与外围设备之间的通讯有以下几种：
A、PLC与上位机之间用RS-485，PLC作为从站，通讯协议为Modbus；
B、PLC与单个或多个人机界面（文本或触摸屏）之间用RS-232，PLC作为从站，通讯协议为Modbus；
C、PLC与变频器之间用RS-485，PLC作为主站，通讯协议为Modbus；
D、PLC与远程模拟量扩展模块之间用RS-485，PLC作为主站；
E、PLC模拟量扩展模块（远程IO）与上位机之间用RS-485直接通讯，计算机作为主站；
3、 系统的可扩展性：
一个系统在设计或调试完成后，并不能保证此系统就是完整的，在日后的维护保养中，在很多情况下，随着生产规模的扩大或生产工艺的改变要对原有控制系统进行升级或扩展，此时对于用户来说只有两种选择：一种为重新购置控制系统，另一种为在原有系统基础上进行升级或扩展。重新购置控制系统的成本太高且耗力耗时，为不得不作出的情况；而在原有系统基础上进行升级或扩展的方法，可充分利用原有资源，即节省成本，又可省去大量的因施工和调试带来的不便与时间；所以，作为控制系统中为重要设备的PLC，其扩展性能是为重要的。
（1）、Haiwell PLC采用高速并行总线进行扩展，满足您对实时控制的严格要求。S系列PLC可扩展大为7个扩展模块，各种类型的扩展模块能充分满足各种应用的需求；
（2）、Haiwell(海为)PLC的模拟量扩展模块支持串行总线方式进行对模拟量输入输出通道的扩展，当用串行总线进行扩展时，不受AI/AO点数的限制；这一点对于有大量模拟量信号（温度、湿度、压差、风量、流量、风机转速、阀门开度等）需要进行采集及监控的洁净式空调其重要；
（3）、Haiwell(海为)PLC可带5 个均可用于编程与通讯联网的通讯端口，加上内置的各种通讯协议，可方便地与三方通讯设备进行联接与通讯，为今后的通讯扩展打下坚实的基础；
4、 系统的方便性与可维护性：
对于一个系统有PLC参与控制的控制系统来说，PLC在使用方便性及可维护性方面是关系到整个控制系统的使用方便性及可维护性，而PLC在使用方便性主要体现在编程与调试上。
（1）、Haiwell(海为)PLC编程软件易学易用且功能强大：是一款符合IEC 61131-3规范的PLC编程软件，它支持LD（梯形图）、FBD（功能块图）和IL（指令表）三种编程语言，编程人员可选择自己熟悉的语言进行快速的编写程序，可运行于Win98/Win200X/WinXP操作系统环境下；为便利的通讯指令系统，无论使用何种通讯协议都只需一条通讯指令便可完成复杂的通讯功能，无须再为通讯端口冲突、发送接收控制、通讯中断处理等问题烦恼，可以在程序中混合使用各种协议轻松完成各种数据交换；程序项目结构模块化，可建立共32个程序块（主程序）、子程序、中断程序，任意选择您喜欢的语言进行编程，程序块的执行顺序可任意调整；
（2）、Haiwell(海为)PLC编程软件在调试过程中显得为方便：具备内置器，是国内个带内置器的PLC编程软件，实现PLC程序的运行。在编程过程中间或程序编写完成后，可用器在脱离PLC的情况下运行PLC程序，以检查程序执行是否正确；同时，具备强大的在线联机与在线监控调试功能，可选择网上的任意一台PLC进行在线监控等操作，并可将监控到的数据以曲线图的方式显示，大地减少现场调试时间，降低调试难度，提高调试效率；
（3）、Haiwell(海为)PLC的硬件与软件均采用模块化结构，在日常的维护中，只要对需进行处理或修改的模块进行相应的升级与修改，减小了因误操作或修改不当造成的风险，增强了整个系统的可维护性；
1、所有Haiwell(海为)PLC以RS-485方式与上位计算机相连，计算机作为主站，PLC作为从站，上位机定时向每台PLC发读取数据的命令，PLC接收到该命令后，立即组织相应的数据并发送到通讯端口中上传给上位机，上位机对接收到的数据进行处理并显示，完成远程集中监控的要求；当上位机向的Haiwell PLC发写入（设定）数据的命令时，PLC接收到该写入命令后，对相应的寄存器进行数据的设定，并立即组织相应的数据发送到通讯端口中上传给上位机，上位机对接收到的数据进行处理并判定数据设定是否正确，完成远程集中设定数据的要求；
2、位于监控室或办公大楼内的工程师站用于对整个控制系统的日常维护，工程师站可通过以太网或其它办公信息网络及监控室主机对所有的设备进行在线监控，从而达到远程维护的目的；
3、配挂一台人机界面（触摸屏或文本）的Haiwell PLC系统（P2系统1~P2系统11），用PLC的RS-232口（COM1）与人机界连，PLC作为从站，人机界面作为主站，利用Modbus通讯协议可轻松实现Haiwell PLC与人机界面的通讯连接；
4、配挂两台或以上人机界面（触摸屏或文本）的Haiwell PLC系统（P3系统1、P3系统2），先将两台或以上的人机界面组成一个RS-485网络，并将其中的一台作为通讯的主站，其余的作为从站，后再把作为主站的人机界面的RS-232口与PLC的RS-232口（COM1）相连，PLC作为从站，利用Modbus通讯协议可轻松实现一台Haiwell PLC与人机界面的通讯连接；
5、为节省投资成本，对于有多台变频器、配挂有Haiwell 模拟量扩展模块或三方通讯设备的PLC系统，使用主机本身自带的RS-485口（COM2）或扩展通讯模块端口（RS-232/RS-485可选），相连接进行通讯控制，PLC作为主站，其它设备作为从站，通讯协议可用Modbus或自由协议；
6、模拟量扩展模块在本实例中的应用：
A、用并行总线扩展作为PLC主机的本地扩展IO：如上图中的P2系统1，用模拟量输出通道直接控制变频器的运行频率；
B、用串行总线扩展作为PLC主机的远程扩展IO：如上图中的P3系统2，PLC主机通过RS-485通讯对远程模拟量输入输出通道进行控制；
C、用自带的通讯口（RS232或RS485可由用户自行选择）及内置的通讯协议直接与上位机连接：如上图中的温室3，由上位机通过通讯命令采集模拟量输入通道的值或设定模拟量输出通道的值；
注：在通讯能力方面，因海为的每种机型的PLC主机、扩展通讯模块、模拟量扩展模块均内置有Modbus RTU/ASCII协议、自由通讯协议，所以可非常容易与三方通讯设备（包括计算机、触摸屏、文本、变频器、变送器、智能仪表等）进行快速的通讯连接，目前，就用于工业上的控制设备，基本上都支持Modbus通讯协议，即使不支持Modbus通讯协议的设备，也可用Haiwell PLC的自由通讯协议对其进行通讯。
<五>、通讯方面的编程：
从上面的示意图可看出，PLC所涉及到的通讯比较多：PLC即要与人机界面、变频器、远程IO通讯，还要与远程上位机进行通讯，每种设备的通讯还要非常即时，否则将影响实际控制的效果，对于此类控制系统，PLC的通讯能力及对通讯方面编程的方便性是至关重要的。
1、 Haiwell(海为) PLC与人机界面的通讯实现（RS232或RS485）：因海为的每种机型的PLC主机、扩展通讯模块、模拟量扩展模块均内置有Modbus RTU/ASCII协议，所以只要利用相应人机界面的界面编程软件编写要进行监控的画面及数据（在该数据的属性定义窗口中填写PLC寄存器或位地址的相应Modbus通讯地址）后，下载到人机界面中运行，即可实现PLC与人机界面的通讯，而对PLC进行编程；
2、 Haiwell(海为)PLC与变频器实现、远程IO的通讯实现：因海为PLC作为主站，所以要在程序中编写通讯的控制程序。实现起来很简单，只要利用一两条MODR和MODW指令即可实现，象什么通讯中断、通讯标志位、级、数据的收发等，属于通讯底层而又难于理解与掌控的东西全由Haiwell PLC自己统一处理与完成操作，编程人员只要关心发送前的数据准备及接收到数据后从接收数据的寄存器中取出数据进行处理，大大降低了编程与调试的难度，提高编程效应，简化了程序；
3、 Haiwell(海为)PLC模拟量扩展模块与上位机的通讯实现：Haiwell(海为)PLC模拟量扩展模块也与Haiwell PLC主机一样，内置有ModbusRTU/ASCII通讯协议，上位机作为主站，模拟量扩展模块作为从站，不需要对模块进行其它的程序处理；
4、 Haiwell(海为)PLC与上位机的通讯实现：Haiwell PLC与上位机（计算机）通讯时，若PLC作为从站且选用Modbus RTU或ASCII通讯协议，在对读取或设定的寄存器地址是连续的情况下（如要读取或设定M0~M255），在PLC上是不需要进行编写通讯程序的；在本例中，因考虑到数据的实时性要求，且要进行监控的PLC数据地址又不连续，为了节省通讯时间与通讯次数，将要进行上传到上位机的数据在PLC中进行处理与优化，方法如下（操作简单、方便）：
A、 新建一个离散位地址表，添加要进行上传到上位机的各种离散的位地址（如Y0、M100等）；
B、 用BTOW指令将刚建离散位地址表中的所有离散的位地址转换到地址连续的寄存器中；
C、 （若只要读取的位地址，此步可省）新建一个离散寄存器地址表，添加要进行上传到上位机的各种离散的寄存器地址（如V0、V100、CCV12等）；
D、 用WUNW指令将刚建离散寄存器地址表中的所有离散的寄存器地址转换到地址连续的寄存器中；（注意：在B步与D步中转换后的寄存器地址要连续）
E、 OK，完成！就这样简单，用户只做了添加了两个指令使用表及两条数据转换指令，即完成了所有要监控的PLC数据上传到上位机的通讯操作，其它的让Haiwell PLC去处理。
F、 至于上位机向Haiwell PLC设定数据，因大部分情况下，上位机向PLC设定数据时，为起见，一次通讯只设定一个数据，在此情况下，对PLC进行任何的编程。
主要过程为封切动作，主要有以下几种情况: 白袋封切运行、色标封切运行与回切封切运行，主要工艺详述如下。
2.1 白袋封切运行工艺
(1) 系统上电
·温度控制设备会先调节封的温度，使封的温度达到设定的需要，手动调整切的位置，达到封切长度的需求。
·调节变频器使送料、封切速度及出料的速度达到产量要求，一般情况由变品器速度决定封切速度，工艺中要求封切中变频器单个运行速度一定要大于伺服送料速度。
·调整送料直流电机速度，使送料速度与变频器速度配合，通过直流电机的速度达到一定的张力控制，保持原料的平直。
(2) 自动运行模式
·变频器通过机械连杆装置使送料、出料、封切的速度达到协调控制，送料与出料同步进行。
·封切在主电机通过机械传动装置控制封切上下往复运动。
·封切完一个胶带，通过传感器触动PLC对封切工作计数一次。
·当系统接到人机界面或控制盘上按下停止键，系统会立即停机，封切会停止运行回复到高位处，方便手动排除故障，取出问题的胶带。
·在系统设定的批量生产个数将到达前，系统会提示报警，到达批量生产个数系统将自动停机并将计数值清为零;待系统停机达到继续运行时间，系统会继续自动运转(不需按按钮)，从新开始计数。
(3) 手动运行模式
·手动运行工艺与自动运行工艺要求一样，差别在于如果系统设定在手动运行模式，则当批量个数到达后，系统会自动停机，需要再次按下按钮后，系统才会再次运行。
·色标封切的工作原理与白袋运行原理相似，也是封切在低位时伺服电机驱动出料辊夹着塑料薄膜带以系统设定的塑料袋长度转动一次;
·色标封切与白袋运行的差异在于色标封切时，会产生累积误差，累积误差过大时会影响塑料袋封切的品质，所以色标封切到达一定的累积误差后，就要进行停机及误差补正;
·色标封切—封切到达低位点时，系统会自动对批量计数一次，同时每追到一次色标信号时计数一次(当没追到色标信号时，追色不计数)批量的计数次数与色标的计数次数的差值等于设定的追色误差次数时，系统停机且报警;
·追色理想的情况是使用色标信号来控制封切及停机，这样可以做到封切没有累计误差，由于封切机对精度要求0.5mm，一方面强调速度，故可以根据客户需求自行选择。
2.3 回切功能
·系统回切功能的目的是为了防止“在封切时由于温度太高导致塑料袋溶化与辊轮相粘，造成下次送料在切处堆积”的缺失;
·当系统设定为回切功能开始送料时，伺服先会反转回切设定的长度距离后停止，然后再正转“回切长度和设定袋长距离之和”后停止;
·回切运行时，需在人机上设定的口袋长度，采用回切会降低系统精度，所以使用过程中将回切速度开放给客户，以利客户调整速度改善精度。
3 系统简介
根据封切机系统的特点和功能要求，将整个系统主要分为控制系统、伺服驱动系统、监控系统、变频器调速系统四大部分。
(1) PLC控制系统
控制系统采用台达DVP ES系列的PLC作为主控，台达DVP-14ESPLC 具有8个输入点及6个输出点，该PLC主机自带两个串行通讯口，一个为RS485通讯口另一个为RS232通讯口。
选用ES PLC的原因;
·在原有的成本基础上，提供高厂商产品的附加;
·ES PLC 具有的双通讯口，可以运用通讯的方式，简化系统程序以及配线，完成系统整合与控制;
·PLC对伺服的控制是以通讯的方式完成，而不是由传统的PLC发送脉冲的形式来控制伺服，以通讯的方式对伺服位置、转速等参数进行设定与控制，具有度高、的特点;
·与台达伺服、人机界面等产品，可透过通讯及内部协议，强化了工作效率;
·台达伺服特有的定位功能，是实现封切机单轴控制的关键，台达伺服编码器10,000线以及伺服内部自带定位模块的功能，使在同等精度的情况下，PLC的运行速度能远远其它PLC;同时因为伺服具有输入/输出的灵活定义性能，省去了PLC对的定位需求，也使开发过程变得简单、容易。
整个控制系统是以PLC的输入输出实现逻辑控制，通过通讯来实现对伺服的控制、人机命令的执行及状态的显示。PLC系统架构图如图3所示，I/O点规划见附表。
(3) 伺服驱动系统
台达ASDA系列伺服由低惯量100W到中惯量3kW产品齐全，其功能除了传统伺服驱动位置控制、速度控制及扭力控制外，开发了伺服驱动的新技术—强健性控制;所以ASDA系列伺服具有响应速度快、低转速具有高刚性而且非常稳定运转等优异的特性。
伺服系统是封切机的执行机构，它的好坏直接影响到切袋的精度和系统的稳定性。本系统充分展现了台达伺服系统的优势—通讯能力及内含NC控制器的功能，PLC通过通讯的方式与ASDA伺服进行控制，达到、高速度的要求。
(4) 变频器调速系统
变频器调速系统主要是对系统的送料速度、封切速度、出料速度进行调节控制，使送料、封切、出料达到很好的协调工作。本系统由成本和操作人员的习惯考量，仍采用了旋钮式的变频器调速装置，此方案具有方便、直观的特点。
(5) 其它辅助系统
系统其它辅助系统还包括温度控制系统和气动打孔装置。温度控制系统采用了简易温度控制调节系统，通过调节温度盘的旋钮，可以调节到用户需要的恒定温度，该系统具有方便调节、价格低廉、恒温性好等特点。气动打孔装置主要是对塑料包装袋(有的食品包装袋需要打孔)进行打孔，通过安装在轮轴上的位置传感器，当轮轴转到设定的位置后，信号会触发气阀打开，完成打孔的动作。
4 操作与调试
(1) 机械设计时，需要满足:
·(主)变频器频率工作在60Hz时，切与封来回往复运动达140次/分钟;
·在满足伺服电机的实际连续运行转速要小于或等于其额定转速及其它特性的要求下，伺服机构的传动比及出料辊的外径的合理设计是满足工艺要求的关键。
(2) 伺服传动机构采用同步带传动，伺服编码器脉冲数为2500P/R，故其本身误差远远小于0.5mm，引起定位误差较大的真正原因是由于伺服电机起停不够平滑，或者由于送料端的送料速度小于出料辊的出料速度，造成出料辊与塑料薄膜之间的相对滑动;故需要根据伺服电机的起停速度调整合适的加减速时间，调整送料变频器频率使其送料速度要大于出料辊的出料速度，调整要以出料辊与塑料薄膜之间不发生相对滑动为准。
(3) 温控器的设定温度一般设定在200℃左右，根据主电机的转速高低适当微调温控器的设定温度(以胶袋封口处结实耐拉为合格的标准)。需注意当主电机转速较快时，封上下往复运动快，封口时间短，若封温度偏低，会导致胶袋封口处不牢;当主电机转速较低时，封口时间长，若封温度偏高，会导致胶袋封口处烫穿。
(4) PLC程序根据伺服机构的机械传动比、伺服驱动器的电子齿轮比、伺服电机编码器的线数以及出料辊的周长，可计算出伺服驱动器接收一定数量的脉冲时，伺服电机就驱动出料辊转动带出一定长度的胶袋，如此即可实现定长控制。
(5) 色标封切时，PLC若在设定批量内检测不到时色标累计达到设定的保护值，需停止电机运转，并提示报警。
(6) 当回切功能运行开时，需确认设定回切长度是否工作正常及切袋是否准确完善。
(7) 外接旋钮调位器可对主电机、送料电机、出料电机进行调速;人机界面上伺服速度的设定值可对伺服调速。
(8) 系统包括:自动运行模式、手动运行模式及手动调试模式;自动/手动运行模式为生产操作模式，手动调试模式在调机或维修时使用。
5 结束语
提供客户稳定的系统集成方案是中达电通经营的宗旨，该塑料封切机项目，结合了台达PLC、变频器、伺服和人机界面等产品，为客户开发了一套稳定的系统，不但满足了工艺要求，提高了设备的性，提升了客户设备的工作效率。
一、引言
近几年随着我国经济建设的快速发展，在能源供应上很多地区都出现电力资源紧缺的状况，因此许多电厂纷纷进行新建或扩建改造。我集团公司原有400MW 机组，为提高发电能力又续建#3、#4机组（2×300MW）。老电厂原有两列化学水处理系统，续建工程的化学水处理系统扩建一列100~140m3/h化学除盐系统，其余设备与已有化学水处理系统共用。原有化学水处理系统使用传统的模拟屏方式进行监控，自动化水平不高并且效率很低。续建2台机组后，废除原有化学水处理系统的控制系统，将原有化学水处理系统和扩建的一列化学水处理系统统一采用一套冗余PLC控制系统进行集中控制。
二、化学水处理系统工艺流程
1、化学水处理系统流程
原有化学水处理系统流程为：自来水→蓄水池→升压泵→活性炭过滤器→阳离子交换器→除二氧化碳器→中间水箱→中间水泵→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵。通过对现有系统运行状况的现场调查和对水质分析报告分析，自来水中的悬浮物含量较高，严重地污染了活性炭和离子交换树脂。因此，续建工程增加3台纤维过滤器对自来水进行深度过滤处理。
续建化学水处理系统流程为：自来水→蓄水池→升压泵→纤维过滤器→活性炭过滤器→阳离子交换器→除二氧化碳器→中间水箱→中间水泵→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵。
2、续建工程与原有系统的连接及运行方式
原有120t/h出力的一级除盐+混床设备2列，续建工程仅再扩建1列出力为120t/h的同样设备。除盐水泵、再生水泵、压缩空气系统、酸碱再生系统和废液处理系统与原有系统共用。
3台过滤器采用并联运行方式，正常工况2台运行，1台备用。过滤器不仅对续建工程所需的自来水进行预处理，而且对原有系统的自来水也进行预处理。
2台活性炭过滤器和一级除盐设备构成一个系列，采用串联运行方式，正常工况2列运行，一列备用。其中每系列的2台活性炭过滤器，当水质好时1台运行（去除游离余氯），1台备用；当进水水质恶化时2台同时运行（去除物）。
混床采用并联，正常工况2台运行，1台备用。
3套一级除盐单元与3台混床之间设有切换阀门，受已有系统的限制，仅#1一级除盐设备和#1混床与#2一级除盐设备和#2混床可以同时交叉运行，#1一级除盐设备和#1混床与#3一级除盐设备和#3混床可以同时交叉运行。机组启动时，上述3列设备同时投入运行，满足大的补给水量。
三、系统配置
系统由两台上位计算机和一套冗余PLC系统构成。上位计算机系统采用工业级计算机构成功能强大的监测与控制系统，计算机上安装Inbbtiong公司的FIX7.0工业监测与控制系统软件，通过合理的系统设计和系统组态，实现对整个化学水处理工艺流程的动态监视和控制。通过上位计算机系统和强大的工业控制传输网络，实现对整个生产工艺工程的自动化管理和控制。
PLC选用德维森公司PPC11冗余控制器，控制系统采用双机热备冗余方式，通过远程I/O的方式连接现场需要监测与控制的点，远程I/O由通讯处理器和PPC11系列I/O模块组成。冗余的主控制站可以保证系统的停机维护时间为零，大限度的减少人对系统的干预。主控制系统热备系统和远程I/O控制站之间采用的工业以太网总线传输网络，实现信息的、、稳定的传输。
上位计算机系统安装与PLC控制单元之间采用工业以太网传输网络。以太网属标准，工业以太网已达到高传输性和性要求，现已广泛用于程序维护、向MIS和MES系统传递工厂数据、监控、连接人机界面、记录事件和告警。工业以太网具有高传输速率（目前达到100M）、集线器技术的确定性、不需考虑网络的拓扑结构、传输物理介质多样（双绞线、光纤、同轴电缆）、集线器的应用可不考虑网络的扩展等优点。
通过以太网络将上位计算机系统和现场监测与控制点紧密的结合为一个整体，构成一个完整的系统。在这样高速传输网络上，可以很方便的利用PLC系统所特有的功能，实现对整个控制系统的计算机在线远程诊断功能。
四、控制功能
水处理系统所有控制阀采用就地和远程控制方式，即使在程控系统故障的情况下还可以通过就地控制实现手动制水，保证机组锅炉的用水。控制箱上选用3位选择开关，分别为就地开、就地关、远程控制。选择远程控制时，控制阀由操作员在操作站上控制。操作员可以在操作站对控制阀进行状态监视和动作控制，对控制阀的控制可分选择自动和手动方式。在自动方式时控制阀受PLC逻辑程序控制，在手动方式时控制阀由操作员直接在操作界面上点击控制。
一级除盐设备的投运和再生由PLC实现自动控制，也可通过键盘和鼠标在控制室内的操作站上进行远方操作。一级除盐设备的出水导电率过规定值或周期制水量达规定值时，自动解列并报警，然后自动投入再生程序。混合离子交换器的投运和再生由PLC实现自动控制，或者通过键盘和鼠标进行远方操作。当混合离子交换器出水导
电率和二氧化硅过规定值，或周期制水量达规定值时，自动解列并报警，然后自动投入再生程序。过滤器和活性碳过滤器由PLC实现自动控制，也可采用键盘和鼠标在控制室内的操作站上进行远方操作。当其进出口压差过规定值，或周期制水量达规定值时，自动解列并报警，然后自动投入反洗程序。以上操作以前都由操作人员执行，执行新系统后上述操作都可以不需要操作人员干预。
中间水箱水位由PLC实现自动控制（通过调节阳床入口调节阀），使一级除盐系统投运时中间水箱水位稳定在正常位置。中间水泵启停与中间水位联锁，低液位启泵、高液位停泵，保证中间水泵的使用。
阀门、泵等的控制状态显示，自动／手动／就地操作和选择联锁。系统所有流量、压力可在操作界面上实时监视，原水流量、阴床出口流量、混床出口流量显示积算并作历史纪录，可分别查看一级除盐、混床再生制水量。
系统控制每列除盐装置的投运、停止和再生程序、自动加酸加碱程序、自动/半自动启动另一列除盐装置程序等。对于顺控设置必要的分步操作、成组操作或单操作等，并有跳步、中断或旁路等操作功能。系统投运以及活性炭清洗、一级除盐再生和混床再生可由系统自动完成或操作员步延、步进手动干预，在操作站界面上显示各步骤设定时间和剩余时间以及步进、步延指示等。
五、结束语
集团公司电厂化学水处理系统全部改造完成后于2006年7月正式投运，经过改造后自动化控制水平明显提高，制水量由原先的平均每小时120m3提升到平均每小时140—160m3，保证了6台发电机组的用水需要。由于控制水平的提高，制水过程中产生的废水量明显减少，起到了一定环保节能效果。系统高度的性和直观简易的操作性使得控制值班室由原来的2人值班该为1人值班，大大节约了人力成本。
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