西门子6ES7214-2AS23-0XB8支持验货

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 本文主要讲述了干式变压器的温控系统组成和它的工作原理，以及西门子公司推出的组态软件SIMATICProTool的设计等方面。如人机界面与PLC之间的通讯。

1、系统组成与工作原理

1.1系统组成

干式PLC主机、输入输出模块及人机界面等，系统结构原理图如图1所示。在控制部分，选用SIEMENS的S7-300PLC对采样信号进行快速、可靠的处理，组态软件为SIMATICSTEP7;选用SIEMENS的TP2706’触摸式人机界面(HMI)对实时温度值和各种故障信息进行显示、记录，组态软件为SIMATICProToolV6.0。HMI和PLC之间采用MPI(多点)通讯方式，通过对HMI画面上所设元件属性和与PLC的数据交换地址的定义，实现HMI上相关元件对应的暂存器对

图1系统结构原理图

1.2工作原理

干式PLC根据设定值，可自动启/停变压器所配备的冷却风机，对变压器进行降温。必要时还可通过触摸HMI上按钮，手动启停风机。在HMI上设置**温报警及**温跳闸温度限定值。当PLC和HMI通过编制相应的软件来完成。

2、系统的软件设计

SIMATICProTool是西门子公司推出的组态软件，该软件由2部分组成：ProTool/Lite、ProTool或ProToolCS(组态系统)组态软件和用于过程可视化的运行系统软件(例如ProTool/ProRT)。2个系统均可以在bbbbbbs98SE、bbbbbbsMillenium、bbbbbbs2000和bbbbbbsNT4.0操作系统上运行。该软件具有报警记录、报表打印、趋势曲线等多种功能，并支持除Siemens之外的第三方制造商的通讯协议。本系统在其基础上进行了画面设计、通讯组态、报警设置、安全保护设计等一系列应用开发。

2.1画面设计

图2监控主画面

(2)故障记录

每当有报警信号产生，都会在PLC之间的通讯方式有3种：PPI(点到点)通讯方式，MPI(多点)通讯方式和PROFIBUSDP通讯方式。该温控系统中采用MPI(多点)通讯方式。

S7-300PLC上有一标准化的MPI接口，它既是编程接口，又是数据通讯接口，使用S7协议(主要用于较近距离的数据通讯)。由于MPI接口是RS485结构，PLC与人机界面与过程之间通过PLC利用变量进行通讯。通常在PLC和操作单元之间交换的数据为过程数据。为此在组态中创建指向PLC上某个地址的变量。变压器温控系统中将PLC和触摸显示屏结合在一起，并采用触摸屏的相应软件对各采样值进行控制、处理，在温度的实时显示、数据记录、报警等方面具有很大的优越性。操作人员不仅能方便的观察和掌握变压器的实时运行温度，还可根据报警消息，快速的排除故障;借助历史记录，管理人员还可对重要数据进行分析、查询，为电力调度、系统规划等方面提供重要的依据，大大提高运行管理水平。

 1、引言

某设计院设计一轧钢生产线，共包括精轧A线、精轧B线、中轧线、粗轧区、定径机5部分。电气部分包括PLC、人机界面、变频器、低压电器及其他，由于此5部分生产线距离较远，所以选用5台人机界面来实现不同系统的操作显示，同时由一台PLC实现系统的控制，即N：1多重连接方式。此前该设计院对几个专业人机界面厂家的产品进行通讯试验，但结果均不理想，有的连接台数不够有的甚至通讯失败。

2、通讯方案选择

我们给用户提供两种方案：即上挂以太网、以RS-485方式直接通讯。

(1) 上挂以太网

因GE90-70本身可以上挂以太网，我们提出的方案是5台人机界面和PLC同时上挂以太网。人机界面选用富士电机新近推出的UG30系列产品，其中一款高性能的人机界面自带10M以太网接口，不需要任何配件即可建成基于以太网的网络系统，它本身具备通讯网关功能，从PLC到计算机或者从计算机到PLC的双向通讯都可以通过其收发数据，连接到以太网上的UG30和PLC之间可以进行N：N无协议通讯。人机界面选用UG330H-VH4，功能及特点如下：8.4寸、32768色 TFT、自带以太网接口、可以与市售的所有PLC通讯、还可以直接和变频器、温控表及串行打印机等外围设备进行通。

(2) 以RS-485方式直接通讯

由于GE90-70 PLC的通讯模块具有双通讯口，这样我们充分利用此两个通讯口分别挂2台和3台人机界面，均以RS-485方式通讯。

1#作为主机2#、3#作为从机，4#作为主机5#为从机，它们之间通讯距离较大为500m，波特率为115200bps，主机和PLC的通讯波特率为19200bps，这样能够保不会出现通讯滞后和通讯干扰现象。原来2#、3#、5#人机界面上需各加装一RS-485通讯模块，经过我们反复通讯试验后来取消了该通讯模块只要几根通讯电缆并联在一起即可以正常通讯，这样为用户节省了几千元的成本。人机界面选用UG320H-SC4，128色，7.7寸，在性价比上较UG330H-VH4合理些。

用户经过慎重考虑及多方调研后决定，在不影响使用功能的前提下选用价格经济合理的*二种方案。

4、通讯滞后的解决

当所有程序编制完成后，进行连机调试时出现了意想不到的通讯滞后想象，即当1#在操作画面2#、3#从显示画面切换到操作画面进行操作时人机界面和PLC双方出现明显的滞后，时间大概由2---3秒中，这在任何系统中都是不允许的，尤其在轧钢生产线上。通过多方分析我们提出如下建议，将人机界面中所有涉及到的PLC地址全部映射到人机界面的内部地址$u中，$u是人机界面中的用户内存，可以从$u0----$u16383共16384个字任意设定，例如PLC中寄存区R1----R10的数据可以映射到$u1----$u10中，这样通讯滞后现象消失。这些经验都值得我们在以后的通讯中应用。

结论

此方案已经成功应用于现场，在生产现场并没有出现通讯滞后以及通讯干扰现象。在占地面积庞大并由单台PLC控制的设备，如纺织机械、机械等行业由较大的推广价值。

V80 系列变频恒压供水控制设备是采用 PLC 技术、MD 系列人机界面技术及交流变频技术相结合的新型供水控制系统。可满足企事业单位的生产、生活用水，农业喷灌、灌溉系统，自来水公司、潜水泵站等的不同供水要求。

一．设备特点

1． 采用先进的供水**变频器； 

2． 采用 V80 系列 PLC 技术，系统可靠、稳定； 

3． 采用 MD系列人机界面，操作简单； 

4． 具有系统故障自诊断功能； 

5． 可设定压力给定，以适应生活供水中的压力/流量波动特性； 

6． 具有休眠泵控制功能，较大限度地实现节水节电功效； 

7． 具有运行泵和备用泵的定时轮换功能，有效地防止因备用泵长期不用而发生的锈死现象； 

8． 具有进水池液位检测功能，有效地防止水泵系统因缺水而损坏； 

9． 具有管网**压、欠压保护功能，提高了供水系统设备的使用寿命； 

10．故障水泵可自动退出运行系统； 

11．水泵软启动、软切换，无压力冲击； 

12．具有消防泵控制功能。

二．系统构成

本设备由供水**变频器，可编程控制器（V80 系列 PLC）、MD 系列人机界面及远传压力表组成闭环控制系统。它根据压力传感器的信息自动调节水泵电机的转速和工频泵的启停时间和启停顺序，使供水系统的压力始终保持在预先设定的压力点上，供水量按用户的实际需要自动变化。 

为了保证系统在故障状态或检修状态下不影响供水，系统除了自动方式外还有手动方式，检修人员可在手动方式下，通过控制柜上的按钮开关启停任一水泵。该设备还有水位监视和电机保护等功能。当水池水位过低时，水泵会自动停运，待水位恢复正常后自动启动。 

三． 技术指标

1. 电源要求：三相交流 380V，50Hz，四线制； 

2. 压力调节精度：<0.02MP； 

3. 可控单台电机功率：1.5kW～400kW； 

4．运行方式：1） 变频固定泵方式（1 台变频泵＋6 台工频泵）； 2） 变频循环泵方式（4台变频循环泵）； 

5．压力传感器：根据用户要求选配； 

6. 可根据用户的特殊要求进行设计，满足各行业用户的要求。

四．适用范围

1． 高层建筑、生活小区、宾馆及大型公共建筑的生活供水； 

2． 各种企业的生产、生活用水； 

3． 农村的喷灌系统； 

4． 园林喷洒系统，喷泉系统； 

5． 自来水厂各级加压系统； 

6． 排污系统和排污站的改造等等。

可编程控制器（简称PLC）入门容易，真正掌握可编程控制器的编程方法，能够顺利设计出满足生产任务的要求，同时程序做到简洁、易懂，对于从事PLC应用的初学者，PLC的系统学习非常重要。本文就PLC的编程技巧、特殊功能模块和触摸屏的学习方法谈谈自己的心得。
可编程控制器是集计算机技术、通讯技术、自动控制技术为一体的工业控制装置。对于初学者来说掌握了PLC基本原理，熟悉常用的编程方法，在进行简单系统编程时尚可以运用自如，但对较为复杂的控制系统设计往往力不从心，要想在PLC应用方面得心应手，学习者除了要建立正确的学习方法，深入学习PLC编程技巧，较重要的是相关知识的学习。下面从六个方面谈谈学习PLC的心得。
一、多收集程序范例、增加编程经验
在PLC的编程方法中，经验法一直受到许多从业者的青睐，并且在经验设计法中资料收集显得尤为重要。首先收集典型程序样例，程序较好有较完整的组成部分：控制任务、I/O分配、硬件接线图、完整的程序及注释。其次要读懂程序，从而分解出程序中用于完成不同任务的组成部分，对于各组成部分中独立完成某一特定功能的子程序或者中断程序应及时收藏到程序库。以便在以后的编程过程中碰到实现类似控制任务时，节约程序设计时间、提高程序调试成功率。再次还需要记录程序闪光点，诸如编程者巧妙的思路、程序结构、应用指令的使用。尤其是应用指令的使用，能够大大的缩短程序长度，减少内存容量，降低系统成本。最后对程序做功能扩展性的设计、调试，并对全过程加以详细记录、再加以总结。通过以上过程就能够有效消化这些程序范例，使其融入到自己以后的编程过程中。经过一段时间的资料收集、理解、消化后，逐步确立适合自己的编程方法。
二、熟练使用软件包
以学习三菱产品为例来介绍软件包的使用。三菱软件包由两个部分组成，编程软件GXDeveloperVersion8C和软件GXSimulator6C。编程软件GXDeveloperVersion8C为设计者提供了编程环境。设计者应熟读编程手册、熟练程序的编辑技巧，使得自己的设计方案得以展现。设计好的程序能否满足控制任务，就必须进行调试，传统的调试方式离不开编程控制器CPU，必要时还需要另外准备输入输出模块、特殊功能模块和外部机器等。软件GXSimulator可提供一个虚拟的实验平台。GXSimulator是在bbbbbbs上运行的软元件包，在安装有GXDeveloper的计算机内追加安装GXSimulator，就能够实现不在线时的调试。不在线调试功能内包括软元件的监视测试、外部机器的I/O的模拟操作等。对于个人学习来说，没有实验条件，软件能够在个人计算机上进行顺控程序的开发和调试。使用者通过程序不断的调试，慢慢领会程序设计心得，从而增加编程经验。
三、特殊功能模块
在学习过程中，大部分学生将学习的重心放在了软件编程上，而现代工业控制给PLC提出了许多新的课题，如果用通用I/O模块来解决，在硬件方面费用太高，在软件方面编程相当麻烦，某些控制任务甚至无法用通用I/O模块来完成。因此，学习PLC的特殊功能模块显得尤为重要。这些特殊功能模块有模拟量输入输出模块、高速计数模块和运动控制模块等。这些特殊功能模块PLC厂家都给出了详细的使用手册，用户可以通过仔细研读使用手册来完成特殊功能的实现，使得软件编程简化，降低了经济成本。
四、人机界面
连接可编程序控制器，利用显示屏显示，通过输入单元（如触摸屏、键盘、鼠标等）写入工作参数或输入操作命令，实现人与机器信息交互的数字设备称为人机界面，俗称触摸屏。触摸屏以其易于使用、坚固耐用、反应速度快、节省空间等优点，使得系统设计师们越来越多的感到使用触摸屏的确具有相当大的优越性。触摸屏由硬件和软件两部分组成。利用软件可以完成用户界面的设计，结合PLC的程序设计较大的简化了计算机的使用，即使是对计算机一无所知的人，对不懂PLC程序编程的操作人员，也能够按控制要求设置控制系统参数、生产配方存储、设备生产数据记录等操作。触摸屏的学习可以按如下的步骤进行。首先针对某一系列触摸屏仔细阅读其画面设计手册进行用户画面设计;接着设计触摸屏画面操作实现对应的PLC程序;最后打开触摸屏、PLC编程软件进行调试。
五、掌握三种流派主品
目前，世界上有200多个厂家生产PLC。大体可以按地域分成主要的三个流派：一个流派是日本产品，以三菱FX系列小型PLC为代表;一个流派是美国产品，以AB公司的PLC系列中型PLC为代表;还有一个流派是欧洲产品，德国西门子的S7系列大型PLC为代表。不同型号的PLC产品具有不同的特色，不仅表现在特殊复杂的功能等方面，就是在编程语言、程序的组织等方面也存在着较大的差异。掌握所有的PLC产品显然不现实，也没有必要。在熟练掌握一种PLC产品的基础上，有意识地在其他主要流派中选择较有代表性的产品，采用对比的学习方法进行相对深入的研究。这样在以后的工作、学习和开发研究中遇到其它的机型时，就能够做到触类旁通了。
六、充分利用网络资源，掌握PLC应用及发展的较新资讯
PLC产品更新换代的速度很快，若想及时掌握PLC应用及发展的较新资讯，就要充分利用互联网为我们提供的学习平台，方便地、快捷地、经济地掌握PLC的较新动态。尤其是一些网络上的专业论坛能够为我们提供了较高水平的交流平台，大量的学习资料、使用手册、软件功能的更新，使得不同阶段的学习者受益匪浅。总之，PLC入门容易，真正掌握可编程控制器的编程方法，能够顺利设计出满足生产任务的要求，同时程序做到简洁、易懂，设计者就必须深入学习PLC技术，学习者可以通过上述介绍的方法不断地充电，掌握PLC应用及发展的较新资讯，在不断的调试过程中逐渐形成自己的编程习惯