6ES7214-2BD23-0XB8供应现货

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在气田的气井监控中，需要监测井口的压力，井口的温度，管线的压力，天然气流量等，还要根据压力进行阀的控制，需要一定的逻辑运算功能。
气田一般分布在沙漠地带，工作环境相当恶劣，工作温度在冬季能够达到－20～－30摄氏度，在夏季，由于昼夜温差很大，其在中午时工作温度能到 70～80摄氏度，这对电子设备提出了相当的苛刻要求。
天然气井群分散方圆在几百公里甚至更大的面积上，在这样的分散程度上，对每口井的巡检，流量统计，阀位的控制等等，造成了很大的困难，如果采用人工控制，人工巡检的方式，劳动强度非常大，而且较其危险，工作人员要面临荒漠缺失，**动物的侵袭等风险。
天然气井远程监控和自动化是必然的选择。
天然气井一般在无人地带，没有供电，没有现成的通信网络可用。供电要自己解决，通信也要自己解决。一般供电采用太阳能供电，通信要自己建设网络，可用选择的有电台，无线以太网，卫星等。考虑到成本，一般选用电台或者无线以太网。
 
 
T910S介绍
腾控T910S是腾控科技开发的集成PLC和RTU功能于一体的数据采集，控制，逻辑运算，具有网络运算功能的产品。
T910S提供8路模拟量输入，16位的AD，12路开关量输入，8路继电器输出。
T910S 提供1个网口，3个串口，每个串口都支持自由口编程，可以非常方便的把各种智能的设备统一接入，大大方便了客户应用。
T910S的电源采用9~18V或者18～36V或者36~72V的宽范围供电，而且功率不**过5W，在现场太阳能供电的场合非常方便。
T910S的工作温度可以在-40~85摄氏度可靠工作，完全满足在中国从东北到西南，西北等所有的环境调节，对于气田这种在西北沙漠，戈壁，或者东北的冰天雪地，西南的高热潮湿都能满足。
T910S支持IEC61131-3的编程环境，用户可用很方便的根据自己的需要编写逻辑控制，时序逻辑，可以实现自己的通信协议等。

通信
如果用户想降，可以用电台作为通信方式，但是如果客户想进行图像的监控，想实现远程的编程和下载，客户可以采用无线以太网的通信方式。这种通信方式可以进行现场的图像传输，T910S也可以进行远程的编程，远程的升级，远程的调试等。
GPRS由于现场没有信号，没有办法选用。3G技术也是同样的问题。
选用卫星通信，可靠，而且，就是建设投入太大，运行费用也偏高。

现场应用
每口井我们都要有井口压力，管道压力，太阳能电池电压，电池电压，瞬时流量，累积流量，阀位，阀的开关，阀位的状态检测，还有供电设备（太阳能供电），我们要把这些数据都要传回我们的总控室，并做出判断，所以对每口井的仪器仪表的精度和质量都要有严格的要求，否则将会出现重大事故，所以我们要对现场的数据进行采集分析判断。
    1 我们在每口井的井口安装压力表，测量出口压力，管路上也安装压力表，测量管路压力，选用4-20mA的仪表，简单而且廉价。出口的压力通过RTU采集，并通过电台发送到总控室，RTU选用的是北京腾控科技公司生产的T910S。
    2 流量计我们也选用智能的流量计，输出RS485信号，支持MODBUS协议，这样我们就能方便地知道瞬时流量和累积流量，通过T910S的串口自由口编程，我们取得这两种流量信号，通过通信传回总控室，做出分析人判断，了解井口的实时情况。我们可以通过流量计知道我们每天每口井的产量是多少，更好的统计每口井的产量。
3 阀是每口井的重点，每口井的阀控制这口井的开关，所以是每口井的重中之重，这也是我们T910S所体现出他的特点的地方，因为我们每口都要保证阀的正确工作。在现场我们要每个阀都都是根据井口的压力来工作，有一个上下限，现场的环境和需求，用户可以自己编写程序，实现自己的逻辑判断：
编程时要考虑压力的上限和下限，而且电磁阀不能长时间工作，长时间通电会导致电磁阀烧毁。同时还要判断阀是否到位，阀的线圈有没有断线。
监控中心
监控中心由工控机，笔记本，组太软件，打印机，服务器数传电台等构成。
 监控中心把所有的数据采集到之后，进行分析存储，并把每口井的情况进行报表分析，进行实实监控，保证每口井的正常工做，工控机可选择研化或其他，组态软件在些项目中选择的是组态王软件，笔记本可根据实际情况进行选择。

1、引言

自来水厂的制水过程是从水源地取水经输水管网至水厂经处理达标后通过配水管网送至用户。北京市石景山区杨庄水厂是以地下水为水源的水厂，规划供水管线39千米，其中输水管线4千米，配水管网35千米，工期工程设计供水能力为5万吨/日，1998年月12月正式供水。该厂有10口水源井、1口补压井及1 配个水厂，水源井潜水泵电动机容量为6台85KW、4台45KW，补压井为45KW，配水厂内有配水泵房一座、清水池两座、变电站一个、加氯间一座、综合楼一座，配水泵房内有6台160KW配水泵，其中2台为变频调速泵，4台工频泵，由两路10KV/0.4KV容量为800KVA变压器，加氯间有3台加氯机，配水管网设有8个远端压力测量点。

我们针对水厂制水过程的特点和对控制系统的功能要求，并根据该厂的具体情况，较终决定采用罗克韦乐自动化的基于PLC的SA系统和基于客户/服务器HMI组态软件RSView32活动显示系统（Active Display System ，ADS）

2、水厂对控制系统的要求

2.1、分散性

水厂较大的特点是地域较为分散。通常水源地、补压井、测压点距离厂区几公里甚至几十公里，这样就造成控制系统I/O点分散，因此需要分布式的具有SA功能的控制系统。此外，控制功能也具有分散性，如各配水泵、水源井能分别地，互不影响地进行起动或停止控制。

2.2 集中监控

为了节省人力，降低制水成本，水源井、补压井等应常常是无人值守，操作人需要在中控室对整个水厂进行集中监控。

2.3 小型化、集成化

以水源井为例，泵房内通常有一口号或两口井，对一台或两台泵的控制点数很少，对于管网测压点也很少。因此为了降低系统造价，控制系统需要小型化、的具有集成SA通讯功能的控制器。

2.4 适应性

通常水源井泵房内环境温度一年四季变化很大，对于北方地区更是如此，此外供水量随着季节和白天夜晚有很大变化，控制系统应能适应环境和供水量的变化，保持稳定供水。

2.5 以逻辑控制为主

水厂的控制大部份是对输水泵和配水泵的逻辑控制，回路控制通常只应用在加氯量及出水压力的控制。而逻辑控制是可编程序控制器（PLC）的传统应用领域，因此这也是目前水厂的控制系统广泛采用PLC的原因。

2.6 可靠性、安全性

水厂的安全、稳定运行直接关系到千家万户，所以从控制系统的结构设计、软硬件产品质量到控制程序编制等各个环节都必须是高可靠性的。

2.7 可维持性

系统在系统软件、应用软件和硬件方面具有强大的报警和故障自诊断功能，方便工程师对系统故障进行分析和维护。

2.8 可扩展性

系统应采用具有一定标准及应用较为广泛的软硬件产品，并考虑一定的余量，为将来水厂的扩建及系统的变更打下基础。

2.9 开放性

开放性是用户对控制系统的普遍需求。随着计算机和网络技术的发展和应用的普及，人们越来越需要过程控制系统与管理信息系统交互信息，从而实现管理与控制一体化。尽管各控制系统生产厂家在现场控制器模块级还不可能完全开放或通用，但必须要求上位机监控系统具有开放性，例如：监控系统应基于微软公司的bbbbbbsNT、2000或9X平台，支持各种规范的协议如OPC、ODBC、ActiveX、DDE等。

3、 控制系统构成

3.1 控制系统硬件

如下图所示，杨庄水厂根据系统不同功能层次采用四种通信方式，共有19个PLC控制站构成控制系统。以太网用于系统的管理层，DH+网和无线通讯用于各PLC控制器及计算机操作站之间的控制层通讯，远程I/O网用于配水厂PLC控制器与变频器\软起动器的设备层通讯，管理层与控制层通过服务器实现信息交互。DH+网和远程I/O网采用屏蔽双绞线进行通讯，具有连接方便、通讯距离远的特点，是PLC通讯应用很广的工业网络，在通讯速度为57.6Kbps下，不加中继可达10000英尺（3040米）加中继可达12公里，DH+网可挂接64个控制器，远程I/O网可挂接32个设备。无线通讯采用具有SA功能DF1主从通讯协议，PLC通过其标准RS232口与数传电台相连来实现无线通讯，通讯速率为9600bps/19200 bps。PLC1作为SA系统的主站用于控制和监测配水系统和供电系统，PLC2用于监控加氯系统，PLC00~PLC03、PLC07分别控制0#~3#、07#水源井，PLC05、PLC08分别控制5#、6#、和8#、9#两口水源井，PLC10控制10#补压井，PLC11~PLC18用于配水管网压力监测，位于中控室的OS1、OS2计算机PLC00~PLC02控制器只采用DH+网进行通讯；3#水源井~9#水源井距厂区较远，为了防止通讯电缆被意外切断影响水厂的运行，PLC03~08控制器采用互为热备的DH+网和无线通讯，通常性况下采用速度较高的DH+有线通讯，一旦DH+网通讯失败，系统将自动转换到DF1无线通讯；10#补压井和测压点距离厂区更远，采用有线通讯方式代价太高，因此PLC10及PLC11~PLC18控制器只采用DF1无线通讯方式。

在控制系统中，用于配水管网压力监测的PLC11~PLC18采用较为经济的微型可编程控制器MicroLogix1000，其它控制器均选取用可编程控制器SLC5/04，用于1#、6#配水泵的变频器采用A-B公司1336Plus变频器，其它配水泵和水源井都采用A-B公司具有泵控功能的SMC Dialog plus智能马达控制器，HMI操作站选用研华586工控机，ADS服务器采用惠普HP E60服务器，工控机、服务器的DH+通讯接口卡采用A-B公司的1784-KTX，无线通讯电台采用美国MDS公司数字电台MDS 2710。

系统结构图

3.2 控制系统监控组态软件

水厂的人机监控系统由位于中控室的两套RSView32计算机操作站和位于综合楼的基于客户/服务器RSView32活动显示系统（ADS）组成。操作站安装bbbbbbs95操作系统作为RSView32运行平台，ADS服务器安装bbbbbbs NT Server运行平台，ADS客户端安装bbbbbbs98中文版操作系统作为RSView32 ADS Client运行平台。RSView32是罗克韦乐自动化软件公司采用开放技术，以MFC（微软基础级）、DCOM（分布元件对象）组件技术为基础的人机软件，是**个在图形显示中利用ActiveX、VBA、OPC的MMI产品，提供了监视、控制及数据采集等全部功能，是一个使用方便、可扩展性强、监控性能高的监控组态软件。RSView32 ADS将RSView32功赎罪MMI软件扩展为客户/服务器结构。ADS服务器不仅可在现场，而且可以通过国际互联网（Internet）在世界任何地方连接进入。客户端可以采用ADS软件或Internet Explorer作为软件平台。ADS较多可以同时支持20个特许的客户连接。系统的安全策略利用bbbbbbs NT和RSView32提供的双重安全功能，bbbbbbs NT在企业网络系统层面负责管理操作人员或系统管理员和登录，而RSView32通过设置不同的安全级别在应用层面对用户的操作权限进行控制，从而保证系统和正常操作，防止越权操作。

3.3 控制系统SA协议

A-B公司的可编程控制器SLC5/04和MicroLogix1000具有内置的多功能的标准RS232接口通道0，通过该接口可以和编程器连接进行编程，也可以建立DH485网络，还可以实现SA系统功能。该RS232接口有两种工作方式，一种是系统方式，另一种是用户方式，系统方式支持DH485和DFI通讯协议，用户方式支持标准ASCII码方式，通讯速率从110bps到19.2bps可组态。DFI协议是A-B公司PLC系统广泛支持的通讯协议，包括各系列PLC及装有RS Linx通讯软件的计算机均支持DFI协议，通过该协议可以构成基于PLC的SA系统。DFI协议支持点对点全双工通讯模式以及点对多点半双工主从通讯模式，DFI主从通讯方式支持包括主站在内的多达255个站，站地址为0-255。SLC5/04通道0可组态选择DFI全双工，DFI半双工主或DFI半双工从，MicroLogix1000通道0可选择DFI全双工或DFI半双工从。杨庄水厂无线通讯SA系统采用点对多点半双工通讯模式，PLC1作为主站采用DFI半双工主通讯方式，其它PLC控制器作为从站采用DFI半双工从通讯方式，主站PLC采用对各从站轮询方式并通过信息（MSG）指令来实现数据交换的。DFI主从通讯方式不仅能实现主站与从站的通讯，而且能实现从站与从站的通讯。主站对从站的通讯可组态面基于信息的轮询方式或标准的轮询方式。

4、 控制系统功能

4.1 可靠的控制策略

l 互为备用。在控制系统的功能设计上，各配水泵、输水泵都具有独立的控制功能互为备用，相互之间既可以在自动控制方式下实现任意组合联锁控制，也可以地手动控制方式下独立控制。中控室的两台操作站具有同等的功能且互为热备，当一台出现故障时也不会影响水厂的操作。水源井PLC通讯采用了互为备用的DH+有线和DFI无线通讯。

l 就地和远程控制方式。各配水泵、输水泵通过配水泵控制柜上的选择开关，可以选择就地控制方式和远程控制方式。远程控制是通过计算机操作站由PLC控制泵启停，就地控制是用控制柜或现场操作箱上的按钮控制泵的启停。当PLC处于编程状态或出现故障时可以采用就在控制方式。就地和远程控制方式相互切换不会影响泵的运行。

4.2 配水泵的控制

l 手动控制。各配水泵在远程控制方式下分手动控制和自动控制。手动控制是由操作员根据管网的压力情况对配水泵进行启动和停止操作。远程控制方式下配水泵与电动阀的联锁控制都由PLC自动完成。

l 自动控制。PLC根据出水压力和变频器的输出频率，处于自动方式的配水泵进行循环启停控制，循环启停控制的规则是先开先停。

4.3 水源井输水泵的控制

l 手动控制。操作员根据清水池液位对输水泵进行启动和停止操作。

l 自动控制。PLC根据清水池液位及各输水泵起动水位和停止水位，对处于自动方式的输水泵进行启动和停止操作。

4.4 出水压力变参数PID调节

出水压力的调节是通过变频器控制配水泵的转速来实现。在现场调试中，我们发现固定参数的PID调节不能解决供水高峰的出水压力控制动态响应和稳定性问题。我们通过采用变参数PID调节方法很好地解决了这一问题。变参数PID调节是根据出水流量的大小采用不同的PID参数进行出水压力调节。

4.5 出水压力自动设定

配水管网的压力损失大小随着供水量的变化而不同，供水量越大压力损失也越大。力了达到既满足用户对水压稳定的要求又能实现节能降耗的目标，我们根据出水量、出水压力及各测压点压力测量值，采用模糊控制的方法对出水压力进行自动设定。

4.6 丰富的画面显示功能

在计算机操作站显示的画面有工艺流程主画面、工艺流程分画面、高低压供电监控画面、设备操作画面、趋势图、调用菜单画面、报警画面、报表画面、防盗报警画面。操作通过调用这些画面可以全面地了解水厂的运行情况，并且很方便地对设备操作。

4.7 故障诊断与报警处理功能

在各设备的操作画面中都列出其起动条件状态，如：上电情况、通讯状态、故障状态、就地/远程状态、热继状态等。记录报警发生时的有关信息，如：故障标签名称、报警信息、故障报警时间、确认报警时间等，并对报警信息进行管理。

4.8 多重主设备保护功能

1336 Plus变频器和SMC Dialog Plus智能马达控制器提供了多重设备保护功能，如：过载、失速及堵转、欠载、欠压、过压、电压不平衡等保护。

4.9 报表功能

本系统输出的报表有以下五种，即输水工艺参数日报表、配水工艺参数日报表、输水工艺参数月报表、配水工艺参数月报表、水厂工艺参数年报表。

4.10 远程监控功能

采用基于客户/服务器HMI组态软件RSView32 ADS，实现了对水厂的远程监控。操作人员可在中央控制室对生产过程进行监控、公司经理、厂长、工程师坐在办公室甚至在家里也可以监控水厂的运行情况。

5、 结束语

本系统在该水厂已稳定运行三年多运行结果表明罗克韦尔自动化的PLC基于SA系统能充分满足对水厂控制系统的要求，对水厂的安全运行、提高供水质量、节能降耗、优化管理等方面起到了至关重要的作用。

可编程序控制器问世于20世纪60年代，当时的可编程序控制器功能都很简单，只有逻辑、定时、计数等功能；硬件方面用于可编程序控制器的集成电路还没有投入大规模工业化生产，CPU以分立元件组成；存储器为磁心存储器，存储容量有限；用户指令一般只有二三十条，还没有成型的编程语言；机型单一，没有形成系列。一台可编程序控制器较多只能替代200~300个继电器组成的控制系统，在体积方面，与现在的可编程序控制器相比，可以说是庞然大物。

进入70年代，随着中小规模集成电路的工业化生产，可编程序控制器技术得到了较大的发展。可编程序控制器功能除逻辑运算外，增加了数值运算、计算机接口、模拟量控制等；软件开发有自诊断程序，程序存储开始使用EPROM；可靠性进一步提高，初步形成系列，结构上开始有模块式和整体式的区分，整机功能从专用向通用过渡。

70年代后期和80年代初期，微处理器技术日趋成熟，单片微处理器、半导体存储器进入工业化生产，大规模集成电路开始普遍应用。可编程序控制器开始向多处理器发展，使可编程序控制器的功能和处理速度大为增强，并具有通信和远程I/O能力，增加了多种特殊功能，如浮点运算、三角函数、查表、列表等，自诊断和容错技术也迅速发展。

80年代后期到90年代中期，随着计算机和网络技术的普及应用，**大规模集成电路、门阵列以及专用集成电路的迅速发展，可编程序控制器的CPU已发展为由16位或32位微处理器构成，处理速度得到很大提高，高速计数、中断、PID、运动控制等功能引入了可编程序控制器。使得可编程序控制器能够满足工业生产过程的各个领域，可编程序控制器已完全取代了传统的逻辑控制装置，模拟量仪表控制装置和以小型机为核心的DDC（直接数字控制）控制装置。由于联网能力增强，既可和上位计算机联网，也可以下挂FLEXI/O或远程I/O，从而组成分布式控制系统（DCS）已无困难。梯型图语言和语句表语言完全成熟，基本上标准化，SFC（顺序功能图）语言逐步普及，专用的编程器已被个人计算机和相应编程软件所替代，人机界面装置日趋完善，已能进行对整个工厂的监控、管理，并发展了冗余技术，大大加强了可靠性。

进入21世纪，可编程序控制器仍保持旺盛的发展势头，并不断扩大其应用领域，如为用户配置柔制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）。目前可编程序控制器主要向两个方向扩展：一是综合化控制系统，它已经突破了原有的可编程序控制器的概念，将工厂生产过程控制与信息管理系统密切结合起来，甚至向上为MES和ERP系统准备了技术基础，这种发展趋势会使得举步为艰的ERP系统有了坚实的技术基础，从而会带来工业控制的一场变革，实现真正意义上的电子信息化工厂；二是微型可编程序控制器异军突起，体积如手掌大小，功能可覆盖单体设备及整个车间的控制功能，并具备联网功能，这种微型化的可编程序控制器使得控制系统可将触角延伸到工厂的各个角落。随着世界经济一体化进程的加快，在技术发展的同时，发达国家更加注重了对可编程序控制器的知识产权的保护，国际大型可编程序控制器制造商纷纷加入了可编程序控制器的国际标准化组织，他们利用许多技术标准建立了符合他们经济利益的技术保护壁垒。