西门子模块6ES7223-1HF22-0XA8参数方式

西门子模块6ES7223-1HF22-0XA8参数方式

PLC选型及设计要点

一 选型要点
S7-300 PLC的选型原则是据生产工艺所需的功能和容量进行选型，并考虑维护的方便性、备件的通用性，以及是否易于扩展和有无特殊功能等要求。选型时具体注意以下几方面：

(1)有关参数确定。一是输入/输出点数(I/O点数)确定。这是确定PLC规模的一个重要依据，一定要根据实际情况留出适当余量和扩展余地。二是PLC存储容量确定。注意当系统有模拟量信号存在或要进行大量数据处理时，其存储容量应选大一些。

(2)系统软硬件选择。一是扩展方式选择，S7-300 PLC有多种扩展方式，实际选用时，可通过控制系统接口模块扩展机架、Profibus-DP现场总线、通信模块、运程I/O及PLC子站等多种方式来扩展PLC或预留扩展口；二是PLC的联网，包括PLC与计算机联网和PLC之间相互联网两种方式。因S7-300 PLC的工业通信网络淡化了PLC与DCS的界限，联网的解决方案很多，用户可根据企业的要求选用；三是CPU的选择，CPU的选型是合理配置系统资源的关键，选择时必须根据控制系统对CPU的要求(包括系统集成功能、程序块数量限制、各种位资源、MPI接口能力、是否有 

     PROFIBUS-DP主从接口、RAM容量、温度范围等)，并较好在西门子公司的技术支持下进行，以获得合理的选型；四是编程软件的选择，这主要考虑对CPU的支持状况，我们的体会是：STEP7 V4.0对有些型号的CPU不支持，硬件组态时会发生故障出错，而STEP7V5.0则不存在这种问题。 
二 设计及使用

1. 设计注意事项

设计时主要应注意以下几方面：

(1)PLC输出电路中没有保护，因此在外部电路中应设置串联熔断器等保护装置，以防止负载短路造成PLC损坏。熔断器容量一般为0.5A。

(2)PLC存在I/O响应延迟问题，因此在快速响应设备中应加以注意。MPI通信协议虽简单易行，但响应速度较慢。

(3)编制控制程序时，较好用模块式结构程序。这样既可增强程序的可读性，方便调试和维护工作；又能使数据库结构统一，方便WinCC组态时变量标签的统一编制和设备状态的统一显示。

(4)硬件资源。要合理配置硬件资源，以提高系统可靠性。如PLC电源配电系统要配备冗余的UPS不间断电源，以排除停电对全线运行的不利影响。又如对电机的控制回路要进行继电器隔离，以外部负载对I/O模块的可能损坏。另外，系统设备要采用独立的接地系统，以减少杂波干扰。

2. 使用要点

(1)抗干扰措施。来自电源线的杂波，能造成系统电压畸变，导致系统内电气设备的过电压、过负荷、过热甚至烧毁元器件，造成PLC等控制设备误动作。所以，在电源入口处较好应设置屏蔽变压器或电源滤波等防干扰设施。其中，电源滤波器的地要以较短线路接到*保护地。对于直流电源，则可加装微分电容加以干扰抑制。

(2)保护接地。可采取用不小于10mm2的保护导线接好配电板的保护地；相邻的控制柜也应良好接触并与地可靠连接。同时要做好防雷保护接地，通常可采取总线电缆使用屏蔽电缆且屏蔽层两端接地，或模拟信号电缆采取两层屏蔽，外层屏蔽两端接地等措施。另外，为防止感应雷进入系统，可采用浪涌吸收器。

(3)做好信号屏蔽。信号的屏蔽非常关键，一般可采取屏蔽电缆传送模拟信号。注意对多个模拟信号共用一根多芯屏蔽电缆或用两种屏蔽电缆传送时，信号间一定要做好屏蔽。而且电缆的屏蔽层一端(一般在控制柜端)要可靠接地。

(4)当现场没有或无法设置硬点时，可在操作界面上采取软按键的方法解决走向选择或控制方式选择等问题。此外，与变频器、智能仪表等的连接，较好还是采用信号线直接相连的方式。

(5)应合理配置PLC的使用环境，提高系统抗干扰能力。具体采取的措施有：远离高压柜、高频设备、动力屏以及高压线或大电流动力装置；通信电缆和模拟信号电缆尽量不与其他屏 (盘)或设备共用电缆沟；PLC柜内不用荧光灯等。另外，PLC虽适合工业现场，但使用中也应尽量避免直接震动和冲击、阳光直射、油雾、雨淋等；不要在有腐蚀性气体、灰尘过多、发热体附近应用；避免导电性杂物进入控制器。

三 调试要点及注意事项

(1)常规检查。在通电之前要耐心细致地作一系列的常规检查(包括接线检查、绝缘检查、接地电阻检查、保险检查等)，避免损坏PLC模块(用STEP7的诊断程序对所有模块进行检查)。

(2)系统调试。系统调试可按离线调试与在线调试两阶段进行。其中离线调试主要是对程序的编制工作进行检查和调试，采用STEP7能对用户编制程序进行自动诊断处理，用户也可通过各种逻辑关系判断编制程序的正误。而在线调试是一个综合调试过程，包括程序本身、外围线路、外围设备以及所控设备等的调试。在线调试过程中，系统在监控状态下运行，可随时发现问题、随时解决问题，从而使系统逐步完善。因此，一般系统所存在的问题基本上可在此过程中得到解决。 



在线调试设备开停时，必须先调试空开关的运行情况；如果设备设有运行监视开关，则可把监视开关强制为"１"(正式运行时，撤销强制)。调试单台设备时可针对性地建立该设备的变量表，对该设备及其与该设备相关的变量进行实时监视。这样既可判断逻辑操作是否正确，对模拟量的变化也可一目了然。比如调试电动执行器时，可建立一变量表，对执行器的位置信号、限位信号、过力矩信号及输出命令信号等进行实时监视，便可非常直观地观测执行器的动作情况。

(3)S7-300 PLC模拟量模块可通过变换信号类型卡支持各种类型信号。当改造老生产工艺线时，不可避免地会遇到多类信号。因此，设计时较好不把几种信号接到同一模块；同时必须先组态好模块，再接信号线，检查无误后送电。此外，应避免两线制与四线制信号、电流与电压信号的混接，以免烧坏模块。

(4)一般变送器的负载能力为600Ω，而模拟量输入模块的抗阻各不相同(一般在250Ω以下)。如果回路内设安全栏，必须注意抗阻的匹配；模拟量输出模块的负载能力为600Ω，一般 


执行器的负载能力为250Ω；如线路较长，也存在抗阻匹配问题。此外，要加强信号的隔离，特别是要加强与支流调速装置、变频调速装置及设备配套的小型PLC之间的信号隔离，防止相互干扰。 
四 结束语

S7-300 PLC的应用非常广泛，在设计选型和调试及实际应用中可能会碰到各种各样的问题。本文从实际出发，总结多年实践经验，对以上各方面的问题提出了自己的见解，希望对工程技术人员能有一定的参考价值

城市污水处理的特点

城市污水处理就是利用各种设施设备和工艺技术，将污水中所含的污染物质从水中分离去除，使有害的物质转化为无害的物质、有用的物质，水则得到净化，并使资源得到充分利用，其生产工艺流程是比较庞杂的。

污水处理过程控制是以物料平衡调度为主的连续性较强的慢处理过程。在污水处理过程中要用到大量的阀门、泵、风机及刮泥机等机械设备，它们常常根据一定的程序、时间和逻辑关系定时开、停。主要控制对象为：栅格、总泵房、沉砂池、生物反应池、沉淀池、加氯间、污泥处理装置、发电机房等。

因此，基于现场设备自动化功能的全厂综合自动化的主要目标重点不仅仅是保证生产处理质量，而更现实的是减轻劳动强度、方便生产管理、提高设施设备的利用率、节能降耗、减员增效。一些发达国家的城市污水处理厂无不例外均配置了自动化技术水平愈来愈高的全厂综合自动化控制系统，其显著效果就是其运营人员数量的大幅度减少，节省成本。

据了解，污水处理厂建设自控系统，成本一般占设备的10%，包括控制仪表、流量计这些等等都在内。原来污水处理厂的管理控制是粗的控制，有了自控系统之后能够做到精确控制，避免很多失误，并且能够减少能源消耗、降。自动化产品在污水处理领域的市场前景十分广阔。

由于现代污水处理厂规模越来越大，所以自动化程度要求越来越高。污水处理自动化控制系统应具有全自动逻辑控制、在线工艺状态显示及参数记录、运行故障诊断记录、生产报表显示记录等功能。系统能长周期安全无故障运行，具有高可靠性。

污水处理自动化现状

我国污水处理自动化控制起步较晚，进入20世纪90年代以后，污水处理厂才开始引入自动控制系统，但多是直接引进国外成套自控设备，国产自动控制系统在污水处理厂应用很少。早在70年代，我国的水行业就开始应用自动化技术，到90年代，自动化、信息化在水行业受到了普遍重视。近20年来，我国水行业在自动化技术和信息化技术应用方面得到了长足的发展，创造了良好的经济效益和社会效益。

过去的二十年，自动化技术与信息技术已经广泛地应用于水行业中。尤其是自动化技术，应用于闸门泵站的自动化改造、水厂和污水厂的SA系统、城市供水调度系统。随着无线通信技术，互联网技术和视频技术等不断发展和普及，已基本实现了水行业的“可视化”。

但是，与国际水平相比，我国的自动化和信息化技术还相对滞后，整体上还处在国外80-90年代的水平。主要体现在发展的不平衡和应用水平方面。以智能决策为目标的信息化技术则相对迟缓，“信息孤岛”现象依然严重，自动化技术和信息化技术缺乏融合，大量的过程数据都静静地“躺”在现场，而没有发挥其应有的作用。

污水自动化产品的需求

节能减排作为当前水行业发展的重要任务之一，其工作的进展备受瞩目。而自动化与信息化技术作为水行业发展中的后助力量，保障着节能减排工作的有续进行。它将解决生产水、供水、排水处置及污水处置的过程控制与管理智能化，从而较大限度地减少水资源的浪费，基本实现水资源的优化配置，较大限度的让水资源循环利用起来。

在新的形势下，污水处理对于自动化产品提出了更高的要求。良好的质量控制，使产品能够稳定的运行，为保证水厂稳定运行，污水处理对控制系统的高可靠性要求，要求PLC支持多种冗余方式，能够更好的提高系统的可靠性，提高水厂、污水厂的运行效率，为更严格的水质达标提供保。

为保护用户的初始投资，要求系统具有很好的开放性，能够为世界各大*厂商（如Siemens、AB、GE、Schneider等）的设备提供完备的驱动程序库；支持DDE、OPC（Server及Client）、ODBC等标准，支持SQL语言、ActiveX控件；提供大量的函数，可使用VB、VC++、Delphi等开发工具进行第三方开发。

为了降低系统的能耗、药耗，要求系统具有丰富的控制算法，如过程控制算法、模糊控制等高级过程控制算法、变频调节控制算法等，能够集成电能管理、智能控制水泵。同时，具有灵活的开放性。就水处理工程特点而言，在一个项目中可能包含多家供应商的产品，要求电控系统具有强大的包容性，并符合IEC国际标准。

为了节省成本、减少系统维护的工作量，要求控制系统具有易用易维护的特点，要求所有模块均支持带电插拔、可通过SD存储卡对系统程序进行升级、备份，背板上设计有防混销以避免插错模块，*特的接线端子设计，并提供预接线系统。因为水行业自动化专业人员相对较为匮乏，大部分技术人员主要从事工艺维护，因此希望自动化系统稳定、可靠，既便出故障也只需简单操作就能快速使系统恢复，较大程度的减少对连续供水或污水处理的影响。

典型自动化产品的趋势

软件

随着自动化控制在污水处理中已得到的广泛应用，软件也有了飞速的发展。*监控系统已经成为污水厂日常监控、运营管理和维护的中心。目前在国内污水处理市场占有率较高的监控组态软件分别是GE Fanuc的iFix、Wonderware的Intouch、西门子WinCC等。国内厂商以亚控、力控等为主。

我国目前对广域污水自动监控系统的逐步建设和完善也越来越重视。软件正朝着大型化、信息化和网络化的方向发展。结合中小型污水处理厂的特点，广域监控是今后污水厂监控系统重要发展趋势之一。业内人士表示，监控组态软件较好能增加具有操作系统核心防护功能，能应对各种意外情况，尽可能防止系统崩溃！

自动控制系统

污水处理厂的自动控制系统要求能够实现“集中管理、分散控制”的监控模式，使得局部故障不影响主体正常运行，将风险分散，确保系统的可靠性。系统内部的配置和调整灵活，构建弹性化，可根椐不同工艺处理要求及用户需求进行优化。并具备很好的开放性、兼容性和扩展性，可应用不同品牌的软硬件进行整合，可无缝的把分期建设的系统融为一体。

自控系统要充分考虑与厂外污水厂、泵站、水务局自控系统接口，可采用多种通信解决方案，组成广域网统一监控。并实用、完整的系统监控管理功能，能有效的实现工艺处理的控制、诊断和调度，采用先进的节能降耗控制技术，节能效