西门子模块6ES7216-2BD23-0XB8安装调试

西门子模块6ES7216-2BD23-0XB8安装调试

背景介绍
烧结炉，是一种在高温下，使陶瓷生坯固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙(气孔)和晶界渐趋减少，通过物质的传递，其总体积收缩，密度增加，最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体的炉具。
用途
烧结炉主要用于金刚石锯片以及磁性材料的烧结，也可用于铜材，钢带退火等热处理。
应用领域
烧结炉主要应用在钢铁行业、冶金行业，磁性材料等
一、主要原理及用途
真空烧结炉是在抽真空后充氢气保护状态下，利用中频感应加热的原理，使处于线圈内的钨坩埚产生高温，通过热辐射传导到工作上，适用于科研、单位对难熔合金如钨、钼，铁，锰锌及其合金的粉末成型烧结。

二、主要结构及组成
结构形式多为卧式、左右进出料方式。其主要组成为：电炉本体、真空系统、水冷系统、气动系统、液压系统、进出料机构、工作台、加热装置、进电装置、中频电源及电气控制系统等。

三、主要功能
在抽真空后充入氢气保护气体，控制炉内压力和气氛的烧结状态。可用光导纤维红外辐射温度计和铠装热电偶（主要是K、S、B型）连续测温(0～2500℃)，并通过智能控温仪与设定程序相比较后，选择执行状态反馈给中频电源，自动控制温度的高低及保温程序。
主要监测对象：
1.      炉内温度，废气温度，
2.      压力，流量，
3.      氧含量

基于宏立方科技TDAM采集解决方案:
系统介绍：采用TDAM-7018 稳定型热电偶以及4-20ma混合型输入模块，每个模块具有8个通道，可以同时采集8路信号，1采样点/秒的采集速率可以满足采集要求。自带冷端补偿，无须另外配置。采用RS485通信接口，轻松实现多个模块的扩展，实现更多点温度的测量。
24位分辨率，温度的分辨精度高，确保温度的精确度，实时监测温度的变化情况并实时报警和记录，提前发现温度的变化情况，改进生产工艺，达到产品零缺陷的目的，提高生产效益和品质！
模块**特色：
1.      采用24位AD采样，精度更高;
2.      采用32位CPU，运算速度更快;
3.      采用高精度热电偶检定炉，校验的，而不是采用模拟热电偶输出的仪表校验的;
4.      抗干扰性强；
5.      通道间温差小；
 
说明：
 
 
TDAM-7018稳定型8通道热电偶输入模块
主要特点
·支持多种热电偶采集，8路可独立配置热电偶类型以及模拟量
·采样速率可到1采样点/秒
·支持24位分辨率采集
·支持Modbus RTU协议和宏立方科技ASCII“DCON”协议
·和工控机通过RS-485总线连接
·高温炉体温度监测的**选择，特别是1300度左右高温，采用S型B型或R型热电偶的场合。
 

    工控机通过“RS232转RS485模块”将RS-232串口转为RS-485串口和TDAM-7018进行连接。在组态软件或高级编程语言VB或VC中通过Modbus协议或宏立方ASCII“DCON”协议就可一次性把每个模块的8个温度采集一次读出，其它模块依次论询。例如温度采集点在32路，需要4个模块，在加热炉成上下两层，通过串口分别连接TDAM-7018模块，依次轮询。
 
结论：
    宏立方科技TDAM-7018温度采集模块能够满足烧结炉、烧成炉以及各种高温炉温度采集的系统需求，速度快，采集点广泛，能够快速反应废气和炉内温度变化，时时监控温度变化，以便能够有效调节炉内温度，保证产品质量。并且抗干扰能力强，在恶劣的工业环境中运行情况稳定，轻松实现K型、S型、以及B型热电偶混合温度采集。极大地节约了资金，保证和提高产品质量，减少坏品率，提高产量，提率，节约成本，增加利润空间。

羊额水厂位于顺德市伦教镇，担负着为顺德市中心城区供水的任务，供水能力为40×104m3/d。

1　自控系统的结构

羊额水厂的水处理系统由源水泵站、加药间、反应沉淀池、滤池、送水泵站等主要构筑物组成，是由中央控制室和相应的分控站组成的一个全厂范围的计算机控制网络。
①硬件系统

硬件系统是一种典型的总线分布式集散型控制网络。每个分控站配备一套PLC系统和一台监控计算机。中央控制室配备三台管理计算机和一个模拟屏。各分控站之间以及分控站和中控室之间通过高速数据通道DH＋(Data Highway Plus)进行通讯。
②软件结构
在美国AB公司的PLC系统中，一般向用户提供两个软件平台，一个是在PLC处理器中运行的PLC5编程控制软件，另一个是在监控计算机或管理计算机中运行的人机接口软件。羊额水厂根据工艺控制的需要在这两个平台上自行开发了计算机自动控制应用软件。
③自控系统的网络互联
主要采用AB公司的DH＋控制通讯网络进行互联。出于商务上的考虑选用了两种不同的PLC，采用AB公司PLC的分控站可以直接上DH＋网，而采用TE公司PLC的分控站则必须首先自行联成一个bbbWAY子网，然后通过MODBUS协议借助于AB公司的1771-DB模块与DH+网相联。

2　分控站的自动控制功能

2.1 源水泵房分控站
源水泵的自动控制分为远程控制和全自动控制两种。不管采用哪种形式的控制，在对某台泵进行启动前，均会检查该泵是否满足启动条件。在泵的启动过程中，还会不断检测启动电流的变化曲线，比较是否与正常的启动电流曲线相符，如不相符则立即停止该泵的启动，并给出声、光报警，显示相应的故障类别，以便操作人员或维修人员及时处理。
远程控制:在此状态下，操作人员能根据需要，通过在中控室的计算机对任意一台泵进行启、停控制。
全自动控制:在全自动方式下，根据清水池水位、出厂水流量和进水量决定源水泵的开启台数。9台潜水泵(8用1备)采用自然顺序建立循环队列，按队列顺序依次启动泵，并按先启动先停止、累计运行时间少的先启动、累计运行时间多的先停止的原则轮换工作。
2.2　一号滤池分控站
一号滤池分控站全套引进法国自动控制设备，整个系统由1个公共反冲洗PLC和10个滤格PLC组成。
①过滤控制
滤池的开启个数由源水流量决定。由水位计和堵塞传感器测出滤池的水位和水头损失，并将滤后水阀门开度等参数送至PLC，经运算后由PLC调整其开度以使进、出水达到平衡，从而实现恒水位自动过滤。
②反冲洗控制
a.反冲洗周期
凡满足下列条件之一即自动开始反冲洗：过滤时间超过24h(可调)；水头损失超过10kPa(可调)；手动强制请求反冲洗。
b.反冲洗程序
准备阶段:当滤池请求反冲洗且公共反冲洗PLC又允许时，则先关闭进水阀、打开排污阀，待滤池水面降低到排水面时再关闭滤后水出水阀。
气冲阶段:当关闭滤后水阀后随即起动一台鼓风机，并打开进气阀气冲约2min。
气水联合反冲洗阶段:气冲约2min后再起动一台鼓风机、一台水泵，并同时打开反冲洗进水阀进水联合反冲洗。
水冲阶段:气水联合反洗约6min后则自行停止风机并关闭进气阀、打开排气阀，再增开一台水泵以进行水冲洗。
停止反冲洗阶段：水冲洗约5min后关闭反冲洗水阀，停止反冲洗水泵。
恢复过滤阶段:反冲洗完后先关闭排水阀，然后打开滤后水阀和待滤水进水阀进行自动过滤。
2.3　二号滤池分控站
二号滤池分控站全套引进瑞典自动控制设备，整个系统由一台AB公司的PLC进行控制。二号滤池的配置和控制过程与一号滤池基本相近。但对自动控制系统作了许多改进，主要有：
①整个系统仅采用一套PLC进行控制，大大节省了控制系统的投资，简化了系统结构并提高了可靠性，同时也节省了土建投资；
②系统可根据源水来自动决定开启滤池的个数，在过滤自动控制方面更先进；
③对反冲洗控制进行了改进，在关闭进水阀后不是马上打开排水阀，而是继续进行过滤，等滤池水位降低到一定程度后再打开排水阀进行反冲洗，这样可以减少反冲洗耗水量，使滤池运行更经济。
2.4　清水泵房分控站
清水泵房分控站自动控制系统的任务是通过自动控制清水泵的启、停来控制送水压力。
清水泵的自动控制分为远程控制和全自动控制。在远程控制状态，根据具体情况通过电脑操作对任一台泵进行启动或停止操作。在全自动控制状态，根据出厂水的压力和流量决定清水泵的开启台数。
开启顺序：9台泵(8用1备)按自然循环队列轮换工作。
启动条件：电压正常(9.5 kV以上)，水泵出水电动蝶阀处于关闭位置，液压缓闭止回阀处于正常状态，启动时间间隔＞15min。
保护措施：当出现电机电流超过38A、漏电、三相电流不平衡、低电流、低电压、过载、超温等情况时则跳闸。
2.5　加药间分控站(包括反应沉淀池和泥水池)
①加氯控制
前加氯采用与源水流量成正比例的开环控制方式；后加氯则以滤后水流量作为前馈量，清水池入口余氯值作为反馈量，在PLC中组成一个前馈—反馈闭环比例控制系统，以输出量控制加氯机的流量。
②加铝控制
采用SCD值来控制铝的投加量。源水流量为前馈变量，SCD值为反馈变量，执行部件是计量泵，通过PLC中的PID控制而组成一个前馈—反馈闭环控制系统。
此系统的特点是反应速度快，可克服通过沉淀后浊度进行控制时所产生的数小时的滞后，随时将加药量调节到较佳量，可大大降低药耗、稳定水质。

③加石灰控制
以源水流量和pH值作前馈值，以投加石灰后的pH值作反馈值，组成一个闭环控制系统来控制计量泵从而控制石灰的投量。
④加助凝剂控制
根据源水流量和浊度按比例投加。
⑤虹吸排泥机控制
根据源水浊度和流量确定排泥周期和行走路线。行走路线分为全程、1/3程、2/3程;排泥方式分为单向排泥和双向排泥。由于泥水池容积和泥水泵的限制，较多允许两台排泥机同时排泥。排泥周期一旦确定，则由PLC安排每台排泥机的启动时间，按时启动、自行排泥。
排泥机与PLC之间通过无线电台进行通讯，省去了多芯控制电缆；排泥车电控柜内安装一台微型PLC进行就地控制以代替继电器控制电路；排泥车行走电机采用双速电机，以实现在沉淀池泥层不同地段的变泥。
⑥泥水泵控制
由泥水池的水位高低来决定泵的开启台数，启动顺序由循环队列决定。
3　控制系统的特点

羊额水厂计算机自控系统是以PLC为核心控制部件，集计算机、闭路电视和无线电通讯技术为一体的综合型控制系统。它具有以下特点：
①实现了“就地控制、车间控制、中控室控制”的三级控制，从而较大限度地保了系统的可靠性；
②成功地解决了两种不同PLC的互联问题，并采用高速数据通道DH+将全厂各个控制站联成一个控制网络，大大提高了系统的实时响应时间，从中控室或网络上的任何一个分控站操作其他分控站的反应时间在1s以内；
③成功地应用无线电通讯技术解决了水厂控制网络和总公司管理网络的互联问题以及排泥车的无线电遥控问题；
④具有良好的人机界面和完善的数据统计功能，各车间数据联网后，中控室的计算机可自动对各种生产数据进行处理并自动生成各种生产报表，大大提高了生产管理水平；
⑤维修方便，PLC系统具有功能较强的自诊断软件，可以很快查出系统内部的故障，且PLC的模块都是插件，更换相当方便，在检修系统中的任一个分站时不会影响其他部分的运行。

4　应用效果

计算机自动控制系统投用8年以来一直稳定运行，效果明显。
①大大提高了出厂水质。自控系统对稳定水质起到了关键的作用，出厂水浊度一直稳定 在0.3NTU以下，余氯值也非常稳定，达到了欧共体标准。由于自来水水质优良，顺德市城区居民的肠道传染病的发病率大大下降。
②节约了能耗，降低了药耗。与原来的老水厂相比，综合电耗由0.298(kW·h)/m3下降到0.228(kW·h)/m3，平均矾耗由原来的0.035kg/m3降到现在的0.025kg/m3(7%的液体铝)。
③提高了劳动生产率。每班只需要3个人即可完成整个水厂的生产运行操作，生产管理和设备维修人员一共仅为35人。与传统的水厂相比，大大节约了人力资源。
④提高了企业的现代化管理水平。生产信息的传送速度大大加快，将企业的管理水平提高了一个档次

2、重点和难点

A:加热系统中，既有对流加热方式，也有辐射加热方式，要求温度控制单元可以选择DO输出和AO输出。

B:考虑到现场操作人员的实际情况，需要PLC有自整定PID功能。

C:为减少污染，减少助焊剂的浪费，需要采用伺服马达对喷雾区域进行精准的控制。

D:为节约能源（节约电能和降低焊锡氧化量），需要有经济运行功能

E:为减少时间的浪费，需要有自动开关机时间。

F:为提高维护效率，减少客户停机时间，需要有远程维护功能。

3、解决方案

采用PEC8000+AIO5000+DIO3000构成该系统

A:采用AIO5000温度模块，该模块可在8通道加热中选择DO和AO输出

B:AIO5000温度模块中，有PID自整定功能，减少了大量的编程工作，提高了设计和应用效率

C:PEC8000的高速输入和高速输出可控制两轴伺服马达

D:PEC8000的特殊功能指令简单解决经济运行模式，减少了大量的编程工作

E:三个模块内部丰富的内存数据区可以时间自动开关机的配方功能

F:PEC8000自带的以太网接口可方便的接入公司局域网，映射到互联网，实现远程监控功能

4、运行情况

该设备的控制系统在经过该集团严格的功能和稳定型测试后，投入到实际的运行中，深受用户**。在节能、环保、省时、提率等方面给客户带来了非常理想的效果。该套控制系统目前已经被几家波峰焊设备制造公司采纳。