西门子模块6ES7223-1BM22-0XA8详细使用

西门子模块6ES7223-1BM22-0XA8详细使用

毫无疑问，**水资源控制是当今世界面临的较重要问题之一。随着**工业化的不断深入，工业用水以及生活用水需求不断增长，然而，水资源是有限的。因此，立法需要进一步完善，提高饮用水的水质，降低排放水中污染物的含量。

在过去的十多年里，横河电机已经在工业中采用了实现维护较小化的计测系统，现在比以往任何时候都更专注于就地的维护以及测量变量的集成。

这里附上横河电机采取的一些实际解决方案的详情，从中可以看出，我们帮助客户进行水质测量以达到他们的既定目标，而且这些测量通常是在恶劣条件下完成的。

自诊断确保pH值测量

pH系统不仅能在线监测其性能，还能在故障发生前及时报警。这听起来更像是天方夜谭，但却是事实。更令人难以置信的是，它还能在使用中进行在线自清洗。

上面所述的系统不仅存在，它在供水及水处理工业中的性能已经过了多年的实际生产验证。横河电机的EXA pH分析仪具有成熟的自诊断功能，全天24小时，每2分钟监测一次传感器和电缆的工作情况。在超声波自清洗系统中安装浸入式、插入式或流通式系列小型支架后，即使在较恶劣的易结垢的应用中，它仍能保持电极清洁。

那么，该系统是如何提高生产效率、降低生产成本的呢?传感器通过测量参比电极和玻璃电极的阻抗进行诊断，这是通过金属液体的地面引脚实现的。这种阻抗测量能出玻璃电极的破损，参比电极的结垢，电极的堵塞或脱落，电缆短路或断路，以及样品损失。

如果没有该诊断系统，在故障情况下，任何pH系统均无法做出响应。因为pH读数可能忽大忽小或随机漂移。破裂的pH玻璃电极将很可能导致pH读数在7附近，而此类应用大部分都是在中和过程中发生，显而易见，这是一种（需要预警的将要）故障的危险状况。

由变送器去控制化学剂喷雾操作，使在线传感器进行自清洗，自动维持电极清洁是正确的方法。保持电极清洁是保持良好测量性能的先决条件，因为电极被污染或被附着后，即使能响应，也只是滞后响应，甚至到较坏的情况: 它根本不能工作。

EXA变送器每进行一次在线清洗后，接着进行默认的在线恢复测试。根据pH值的变化值和清洗后进行恢复工作的时间，计算响应时间。这种动态测试及时准确地指明了传感器状态，由于传感器老化或污垢附着，首先反应到传感器的响应时间会延时。当某台PH计检测到响应时间延长时，该传感器仍然照常工作，并输出有效信号。这是较重要的一点，因为在任何故障发生前，对故障进行报警是相当有用的。一旦发生故障，它能缩小故障系统紧急呼叫的影响范围，同时可以维持信号的可用性。

变送器的另一个节省维护特性是它能应对不断变化的测量环境。例如，如果水中附着性质的物质由于某种原因增加（例如，废水中含有油），内部使用的阻抗诊断就会触发清洗系统，而不受设定的正常状态下清洗时间的限制。这意味着设备具有即时补偿功能，而不会引起多余报警，因此减少了不必要的报警。

在常规校正中，将在线诊断与离线斜率监测以及不对称电势结合后，该转换器和传感器组合的测量系统，将自动连续监测整个系统的性能，并提供本机故障指示和无电压接点输出。除非有其它原因中止测量。

如上图所示，在同样的应用中，两个相同的传感器安装在同样的位置，工作了同样长的时间后，其中一个传感器进行了在线自清洗，经过多年使用后依然保持良好状态。另一个传感器进行定期的清洗，由于其参考电阻变高，响应时间变慢，不久将报废。

DO402溶解氧测量可以延长维护周期

EXA DO402溶解氧分析仪系统是专为废水处理厂设计的，它能满足当今水处理工艺对可靠性和精度的要求。宽的量程使DO402既适用于耗氧工艺，又适用于厌氧工艺。它通过全自动温度、压力和盐度补偿来满足精度要求，相应的补偿值显示单位通常是ppm，mg/l和百分饱和度。有两路模拟输出，四个继电器输出和数字输出，将测量值、报警、控制、自清洗以及故障信号进行通信，并可通过RS482通信协议实现远程设定/状态查询操作。操作人员通过简单的yes/no对话框对分析仪系统进行编程和日常维护。传感器诊断功能不仅能随时监视薄膜上的任何破损，它还能在校正期间评价并记录传感器性能。可靠性的建立过程始终离不开简单的热电偶传感器和PB350G/360G浮球式支架。PB350G/360G能保持一定的插入深度，不会有任何的凸起边缘或凹陷空洞会产生积垢。传感器外部用黄铜包裹，而铜本身的特性可防止不想要的浮游物在薄膜表面生长。因此，无论是在河水还是在活性污泥测量应用中，DO402溶解氧分析仪系统都能减小维护时间，降低维护成本。

压力变送器较大增长校正时间间隔

设备校正是对资源的较大消耗，特别是在工业中，因为一个公司管理着许多工厂，而且它们遍布在广泛的区域中。在许多生产过程中较常用的设备之一——压力变送器也不例外。由于传感器的不稳定性，它们大多数都会产生严重的长期漂移。

横河电机DPharp系列采用了*一**的半导体传感器技术，这使得DPharp在工业生产中具有**的性能。如下表所示，它所具有的长期稳定性保它可以多年不需校正。

长期稳定性意味着我们的DPharp变送器能无条件地保证5年内**不需校正（EJX系列可以保证10年）。DPharp变送器不仅能较大降，特别需要指出的是，它还能减少维护费用。

DPharp的出色性能

EJA数字解决方案

•较佳性能

•测量范围高达100: 1（单位为d/p）

•精度0.075%

•±0.03%的过压校正保护

•5年的偏差为±0.1%，具有长期稳定性

EJX的**性能

•较佳性能

•测量范围高达200: 1（单位为d/p）

•精度0.04%

•10年的偏差为±0.1%，具有长期稳定性

•多传感输出

•多变量变送器，如EJX系列产品

电磁流量计十分适用于污泥的应用

Admag AXF系列电磁流量计具有集成了内衬加固、特殊防渗漏电极等技术的测量管，而且尺寸较大可达DN400。™（PFA）的内衬中采用孔状的不锈钢网作为支架，这使它具有不可比拟的抗高压、抗真空和抗磨损性，因而十分适于污水污泥应用。*特的电极设计使它在所有生产过程中都具有较高的密封效率，因此能完全防渗漏。此外，被冲刷的电极内侧面位于管道支架中，这意味着可以较大减少来自固体的碰撞，从而减小噪声和磨损。所以，它能更精确地监视，工作寿命更长，同时减少维护。

浮子流量计能进行精确的氧气指示

Rota-Yokogawa研制的RAMC浮子流量计表现十分完美，因为它在水处理应用中可以实现的氧气流量指示。它的冷锻弯管中设有坚硬的浮子，使其保持潮湿以防止受到严重损伤。该指示器能实现大线性比例和流速及总流量的数字指示。作为先进诊断的一部分，该型号还具有*特的浮子阻塞检测系统。在满足高性价比气体流量监视的需求时，RAMC是较佳的解决方案，管道尺寸在DN15至DN100之间，它均可以保证高精度、低维护的测量。

发酵气体流量测量

由于生物过程中产生的发酵气体（沼气）的甲烷含量高，所以它经常作为一种燃料来源。然而，由于发酵气体本身“脏”，并且一般情况下，压强损失极限值较高可达30mbar，因此，气体的测量很成问题。由于Yewflo旋涡流量计本身具有低压强损失和高测量精度的特性，而且没有活动部件，因此，它可以成功地应用于这些生产中。有适用于管道尺寸从DN15至DN400的各种型号的产品。

远程控制站数据管理而无须支付昂贵的

从无人工作站收集数据耗时费力。然而，将横河电机的DX无纸记录仪远程接入您的室后，*离开室，也*点击计算机上的任何按键，便可以获得数据。

文件传输协议（FTP）客户端功能能自动、按时地把DX无纸记录仪（FTP客户端）的文件传送给服务器。这里也可以采用双服务器，如果一台出现故障或不可用后，可以将文件传给另一台服务器。由于不需持续的电话联系，仪只需在文件传送期间连接到服务器。

由于是将文件发给服务器，并在无纸记录仪的高密度存储介质上进行本地保存，所以，该系统具有很高的安全性。服务器也可以读取该介质，此外，它还可以对关键数据进行额外保护。

如果需要立即指示出工厂状况，可以对DX记录仪屏幕进行“快照”，然后通过网络发送给用户，使用户立即评价工厂信号的变化趋势。

DX系列无纸记录仪不仅性价比高，而且是安全的解决方案，其中采用了现代网络技术。现在，我们已经能够通过传统的办公技术实现监视过程状况的“窗口”。

某矿的一条上运皮带长500米，倾角16度，交流电机电压为交流660V，功率为160Kw，为解决电机起动时所形成的机械及电气冲击，选用了天地科技股份有限公司常州自动化分公司GMC型软启动柜，其核心器件软启动器选用德国西门子生产的3RW22型软启动器。在安装调试过程中，为确保设备的安全，先进行了空载试运行，电压、电流参数都设置的很小，起动过程一切正常。运行一段时间停车后，再次起动时，西门子软启动器发生故障报警，显示晶闸管故障，按其复位按钮无效，用指针式万用表测量晶闸管阻值，发现晶闸管中间相的阻值几乎为零，而完好的晶闸管阳极和阴极之间阻值>100K,因此怀疑晶闸管损坏。经分析，造成晶闸管阻值降低的原因是交流电机的反向电动势及晶闸管关断过电压引起,间隔一天，再次测量晶闸管阻值时，阻值恢复正常。

1、分析产生故障现象的原因

晶闸管阳极伏安特性如图1所示：

从晶闸管阳极伏安特图可以看出：当电压**过晶闸管正向转折电压UBO时，晶闸管就会“硬导通”，多次的“硬导通”会损坏晶闸管，晶闸管通常是不允许这样工作的。通常在使用晶闸管时，先加上一定的阳极电压，然后在门较和阴极加上足够大的触发电压，使晶闸管的正向转折电压下降到很小而导通;当阳极电流小于维持电流时，元件又从正向导通状态返回正向阻断状态。晶闸管加反向阳极电压时，晶闸管截止。当反向电压升高到URO时，晶闸管反向击穿。

当外部的电压**过晶闸管正向转折电压和反向击穿电压时晶闸管就有可能击穿或损坏。外部过电压产生原因主要有以下几种：

1.1静电产生的过电压 由电源变压器直接供电的晶闸管装置，尤其在变压器容量比较大的情况下，由于变压器的初级和次级间存在分布电容，在合闸的瞬间初级绕组的高电压耦合到次级绕组，造成晶闸管的过电压。

1.2、切断电感回路引起磁通突然变化产生的过电压 如电源变压器初级侧突然拉闸和跳闸，或突然切断交流电机电源而产生的过电压，这种过电压产生是由于使变压器和交流电机的励磁电流突然切断，在变压器的次级和交流电机的定子感应出很高的瞬时过电压。软启动器是由两个单相晶闸管反并联，所以每个晶闸管承受正反两个方向的半波电压，当晶闸管在一个方向导通结束后，管芯硅片中的载流子还没有完全恢复，因变压器和电机是感性负载，在突然断电后，变压器和电动机将产生一个阻碍其减小的反向电动势，而反向电动势的瞬时电压很高，时间很短，它大大**过了晶闸管的正反向重复峰值电压，阻容吸收装置对于能量较大的过电压不能完全抑制，所以尖峰电压**过晶闸管正反向重复峰值电压时，晶闸管就会误导通。而变压器和交流电机的放电是个缓慢的过程，直到变压器和交流电机的放电电流小于晶闸管的维持电流，晶闸管才恢复为原来的截止状态。

1.3晶闸管关断过电压 软启动器是由两个单相晶闸管反并联，每个晶闸管承受正反两个方向的半波电压，当晶闸管在一个方向导通结束后，正向电流下降到零，管芯硅片中的载流子还没有完全恢复，当另一半晶闸管导通时，已关断的晶闸管在这些反向电压的作用下，使残存的载流子立即消失，这时反向电流消失的很快，因此即使线路电感很小，产生的感应电动势也很大，和电源电压加在反向已关断的元件上，可能导致晶闸管反向击穿，过电压的数值可达工作电压峰值的5～6倍。

2、防止产生过电压所要采取措施

2.1 对于静电产生过电压可以采用在变压器加屏蔽绕组，在变压器的星形中心点和地之间加附加电容或是在次级绕组并联适当电容的方法来抑制此类过电压。

2.2 对切断电感回路引起磁通突然变化和晶闸管关断产生的过电压可采用压敏电阻或阻容吸收回路来保护.

2.2.1压敏电阻保护是一种非线性电阻，具有正反向相同且很陡的伏安特性，抑制过电压能力强，反应速度快，但它的主要缺点是持续的平均功率小。

2.2.2阻容吸收回路是在晶闸管两端并接电容，利用电容电压不能突变的特性，吸收尖峰过电压，串联的电阻主要起阻尼作用，用以抑制电路电感和电容所形成的振荡电路;同时限制晶闸管在开通时电流的上升率。阻容电路参数可按表1提供的经验数值，阻容吸收电路要尽量靠近晶闸管，引线要短。电容耐压一般要选晶闸管电压的1.1～1.5倍。

表1

式中 f-频率f=50HZ ;

P-功率，W;

U m-晶闸管工作峰值电压，V ;

C-与电阻串联的电容，µF。

3、结论

由于西门子采取了阻容吸收保护电路，从而有效地保护了晶闸管，我们在设计和实际的操作中，必须保证晶闸管的工作条件不**出它的允许范围，除了在选用器件上留有充分合理的裕量外，还必须采取有效的保护措施，按表1的经验数值选择设计阻容吸收保护电路，在实际的使用过程中，如果软启动器具有软停车功能，在用户条件允许的情况下使用该功能，避免在切断交流电机电源时所产生的过电压，让交流电机因切断电源所产生的反向电动势慢慢的减小，不发生突变，保护晶闸管，减小对交流电机及电缆绝缘的破坏。

为了使自来水厂稳定供水，需要监视并记录给水泵的相关运行数据以及供水量。以前，通常采用有纸记录仪和定期记录仪（指示器）进行记录。然而，这需要在每个净水厂和配水部门安装若干泵，由于这些工厂彼此分散，因此用户希望能集中监视系统。DAQSTATION无纸记录仪具有丰富的数学运算功能，它不仅能降低运行成本和维护成本，还能实现自动统计，并监视整个网络。

客户需求

- 实现无纸化，以降低运行成本和维护成本。

- 配有能在现场（控制室）实现多种监视模式的LCD监视器。

- 能自动计算总水量（流量之和）。

- 能远程监视整个网络。

过程概述

无纸化解决方案

采用DAQSTATION无纸记录仪后，您可以获得具有高可靠性的数据记录而*任何活动部件（CF型）。这不仅能够降低运行成本和维护成本，您也不用再担心出现墨水不足或卡纸情况了。另外，通过各种各样的监视屏以及LCD中显示的基于设定屏幕的对话框，只需半天的培训，您就能操作它。

智能化

DAQSTATION不仅具有包括统计在内的许多数学运算功能（可选），而且，通过来自流量流量传感器的瞬时，可以自动计算每天或每月的总水量。在淘汰了以前的有纸记录仪定期记录指示值方法后，节省了人工计算总水量的时间。

网络化

DAQSTATION的较大特点是它标配网络（以太网）功能。安装网络、电子邮件以及其他常用通信协议后，它能很接入您的办公网络中。将DAQSTATION连接到水处理网络后，您能很快实现一系列操作，包括通过电子邮件通知异常情况、通过网页浏览器（监视器）确认异常情况等。

PC软件

在系统中安装DAQWORX数据系统综合软件后，您可以在网络中连接多个DAQSTATION产品，并且只通过一台PC机对其进行集中监视。通过建立连接分散在城市中各个位置的净水厂与配水厂的广泛网络，您能在一个监视中心远程监视整个城市中所有区域的供水情况。此外，DAQWORX还能统计生产过程，并以电子邮件的形式发送通知。不仅如此，它还能将每天计算的总水量远程通知给水处理技术人员，而且可以将测量数据转换成Excel格式，自动发送给远程数据服务器。

横河电机的解决方案

由于无纸仪的多种网络功能，它易于实现远程监视。

- DAQSTATION DX100/DX200无纸记录仪。

- 数据采集功能: 144 mm x 144 mm 机箱，12 ch/sec （DX100）;288 mm x 288 mm机箱，

30 ch/sec （DX200）。

- 运算功能（可选）高达12 ch （DX100）或30 ch （DX200）。

- 5.5" （DX100）或10.4" （DX200） LCD多样监视显示器。

- 数据保存在软盘、ZIP盘或CF卡中。

- 标配网络（以太网）、FTP、电子邮件以及其他网络功能。

- DAQWORX数据系统综合软件。

- 实现高达32个数据采集工具的集成，以记录每秒1600通道的数据。

- 通过32 ch x 50组数据的不同组合进行实时监视或者用户自定义监视，实现友好的用户监视。

- 分别以小时、天、周或月为单位进行生产过程统计（计算较大值、较小值、平均值、总量等）。

- 自动进行文件格式转换，然后创建Excel、Lotus或ASCII格式的文件，再通过FTP或电子邮件发送文件。

- 通过客户端软件实现远程监视。

结论

当您的系统中引进了具有高可靠性、强大计算能力和丰富网络功能（支持以太网）的DAQSTATION后，能显著降低监视和记录水厂供水泵时所需的人力和财力。同样，通过集成DAQWORX PC软件，您不仅能在网络中连接多个DAQSTATION，还能在监视中心对其进行远程监视。