6ES7232-0HB22-0XA8供应现货

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1、基本概念

我们生活在一个物质的世界中。世间所有的物质都包含了化学和物理特性，我们是通过对物质的表观性质来了解和表述物质的自有特性和运动特性。这些表观性质就是我们常说的质量、温度、速度、压力、电压、电流等用数学语言表述的物理量，在自控领域称为工程量。这种表述的优点是直观、容易理解。在电动传感技术出现之前，传统的检测仪器可以直接显示被测量的物理量，其中也包括机械式的电动仪表。

2、标准信号

在电动传感器时代，中央控制成为可能，这就需要检测信号的远距离传送。但是纷繁复杂的物理量信号直接传送会大大降低仪表的适用性。而且大多传感器属于弱信号型，远距离传送很容易出现衰减、干扰的问题。因此才出现了二次变送器和标准的电传送信号。二次变送器的作用就是将传感器的信号放大成为符合工业传输标准的电信号，如0－5V、0－10V或4－20mA（其中用得较多的是4－20mA）。而变送器通过对放大器电路的零点迁移以及增益调整，可以将标准信号准确的对应于物理量的被检测范围，如0－100℃或-10－100℃等等。这是用硬件电路对物理量进行数学变换。中央控制室的仪表将这些电信号驱动机械式的电压表、电流表就能显示被测的物理量。对于不同的量程范围，只要更换指针后面的刻度盘就可以了。更换刻度盘不会影响仪表的根本性质，这就给仪表的标准化、通用性和规模化生产带来的无可**的好处。

3、数字化仪表

到了数字化时代，指针式显示表变成了更直观、更精确的数字显示方式。在数字化仪表中，这种显示方式实际上是用纯数学的方式对标准信号进行逆变换，成为大家习惯的物理量表达方式。这种变换就是依靠软件做数学运算。这些运算可能是线性方程，也可能是非线性方程，现在的电脑对这些运算是易如反掌。

4、信号变换中的数学问题

信号的变换需要经过以下过程：物理量－传感器信号－标准电信号－A/D转换－数值显示。

声明：为简单起见，我们在此讨论的是线性的信号变换。同时略过传感器的信号变换过程。

定物理量为A，范围即为A0－Am，实时物理量为X；标准电信号是B0－Bm，实时电信号为Y；A/D转换数值为C0-Cm，实时数值为Z。

如此，B0对应于A0，Bm对应于Am，Y对应于X，及Y=f(X)。由于是线性关系，得出为Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0。又由于是线性关系，经过A/D转换后的数学方程Z=f(X)可以表示为Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。那么就很容易得出逆变换的数学方程为X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中计算出来的X就可以在显示器上直接表达为被检测的物理量。

5、PLC中逆变换的计算方法

以S7-200和4－20mA为例，经A/D转换后，我们得到的数值是6400－32000，及C0=6400，Cm=32000。于是，X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0。

例如某温度传感器和变送器检测的是-10－60℃，用上述的方程表达为X=70*(Z-6400)/25600-10。经过PLC的数学运算指令计算后，HMI可以从结果寄存器中读取并直接显示为工程量。

用同样的原理，我们可以在HMI上输入工程量，然后由软件转换成控制系统使用的标准化数值。

在S7-200中，(Z-6400)/25600的计算结果是非常重要的数值。这是一个0－1.0（100％）的实数，可以直接送到PID指令（不是指令向导）的检测值输入端。PID指令输出的也是0－1.0的实数，通过的计算式的反计算，可以转换成6400－32000，送到D/A端口变成4－20mA输出。

以上讲述的是PLC中工程量转换的基本方法，程序的编写则因人、因事而异。但是万变不离其衷。如果大家感兴趣，我可以给出自己编写的程序供大家参考，同时也希望各位网友不吝赐教、互相交流。 

上海位于中国的东海岸，人口**过1,600万。在90年代初期，上海市的污水处理要求达到了临界水平。为了解决这一问题，上海市政污水处理公司考虑在1993年兴建新的污水处理厂。

上海污水处理工程(SWWTP)于1998年启动，目前正在根据不同的区域分阶段实施。污水处理工程包括在上海市兴建大约50个大型抽水站，每个抽水站都能够将废水和污水直接输往位于浦东的预处理站。在浦东的预处理站，废水先经过净化，然后通过41公里长的输水管道以每天170万立方米的流量排放到中国东海。

上海污水处理工程的**阶段包括建立一个能够监视整个系统的*监控系统--从抽水站入口到东海排放口。工程的*二阶段包括在距离中央控制系统周围2到15公里的范围内建设10个大型的抽水站，这些工程已经在2000年初开始。为了确保系统的**可靠性，冗余是整个污水处理系统中的关键因素......

挑战:
在工程建设的初期，上海市政污水处理公司选用了基于第三方系统控制和数据获取(SA)技术的*监控系统。SA系统成为了整个污水处理系统的核心，系统通过中央控制室控制和监测每个抽水站，控制室直接连接到基于分布式网络协议(DNP)3.0的抽水站数据网络。
在水处理/废水处理行业通常使用非专利的公开协议DNP 3.0。该协议专门为设备之间的通信而开发，并且设计用来优化获取的数据和控制指令的传输。

上海市政污水处理公司选择了上海电器研究所(SEARI) 进行系统的集成，完成分布式抽水站控制系统的设计和开发。

SEARI在选择分布式抽水站控制系统解决方案过程中面临着诸多挑战。首先，就是支持远程抽水站和*SA系统之间的DNP通信所需要的控制技术。

*二(或许是较重要的)，就是实现系统的可靠性。要达到控制系统的**可靠性，SEARI试图寻找同时支持硬件和软件冗余的控制体系结构。*三，就是确保控制的精确性，上海市政污水处理公司要求抽水站PLC和中央控制室的反馈时间较好小于20 毫秒。

最后，抽水站出现的腐蚀环境提出了进一步的挑战。气体是废水中微生物自然分解的产物--反过来，就会与氧发生反应产生腐蚀性。

解决方案:
在准备*二阶段的废水处理系统升级方案时，SEARI 找到了罗克韦尔自动化上海公司。在亚太地区合作伙伴ProSoft技术的辅助下，罗克韦尔自动化上海**制造解决方案工程师展示了公司的Allen-Bradley PLC-5控制器通过集成一个专用的DNP通信模块与DNP协议进行通信的能力。

ProSoft的3800-DNP 模块设计可以直接安装到Allen-Bradley PLC-5 机架上，提供一种无缝集成基础。同时，DNP-3800具有两个通信端口，使得SEARI可以为每个抽水站安装一个冗余的数据通信系统。

罗克韦尔自动化抽水站控制解决方案包括两个具有“热备份”功能的独立PLC-5，以便提供**的控制冗余。方案包括两个位于独立支架上的处理器，两个处理器之间通过Allen-Bradley远程I/O (RIO)协议连接。

系统中众多的水泵组由各自相应的水井中的水位和每个抽水站中上游和下游流量来控制。和水位计网络通过远程抽水站控制系统将这些测量数据反馈到中央控制室。

在具有腐蚀性的抽水站环境下，不能使用一般的机械按钮、选择开关指示灯以及量表。Allen-Bradley PanelView 人机界面(HMI)和PowerMonitor II 为此提供了较佳的选择。每个抽水站安装的PanelView HMI可以为现场操作员提供监测和控制界面，而 PowerMonitor II 则监测和记录每个抽水站的电流负载、累计的运行时间和主要电气设备消耗的电能。从PanelView 和 PowerMonitor II中抽取重要的抽水站数据，然后通过DNP网络传输到*SA系统。

一：概述
造纸行业是一个与国民经济和社会文明建设息息相关的重要产业。现代造纸企业的特点不同于其它行业的工业企业，而是技术、资金、资源、能源密集型，规模效益显著，连续、生产的流程生产性的企业。中国加入了WTO后，一方面国内纸和纸板的消费需求逐年递增，造纸工业仍是目前国内为数不多的需求不断扩张的行业之一，另一方面国外庞大的跨国纸业集团纷纷进入中国，凭借质量和成本的优势对国内造纸企业形成了冲击，市场竞争加剧，企业生存面临更大的压力，在这种情况下，企业如何加强内部管理决策、提高企业生产效率、客户的满意度、强化对产品质量的控制，较大程度地降、扩大市场就成为企业**决策的重中之重。

在造纸行业，企业员工的整体素质较高，企业信息化的意识较强。具备一定规模的造纸企业基本上已实现了企业资源管理系统（ERP）和车间内的过程自动化控制系统（DCS、Drive、复卷机等），车间的生产已经高度的自动化，但是如何按照客户的订单要求来较优化安排生产、如何面对当生产出来的产品不满足当前用户的要求、如何按照国际标准要求来打印纸卷条码、如何提高复卷机和切纸机的生产效率、如何将车间的有效生产数据及时的传递到ERP系统、如何更有效的安排仓库管理和运输等等问题又出现在企业的管理者面前。基于这种现状，华章电气凭借多年造纸领域的经验，和加拿大的Wrapmation公司合作，在国外几十家造纸企业需求的积累的基础上，利用国外的软件核心技术，国内家推出了华章电气HZE-MES造纸行业应用解决方案，该方案有效实现造纸行业企业的订单管理、生产安排、纸机管理、质量管理、复卷机优化、包装线管理、库存管理、条码管理、运输管理、回收纸卷处理等功能，是一套将先进信息技术和科学管理思想为一体的造纸行业的MES解决方案。

加拿大Wrapmation公司，由Allan Wong先生于1990年创建，该公司专为制浆造纸企业提供生产信息管理软件系统及相关的服务、咨询，更多专注于跟踪造纸生产企业的生产过程以及订单、仓库等部分的协调。 Wrapmation公司的目标客户仅仅是制浆造纸企业。Wrapmation的产品仅仅是MES执行管理系统称为TRAQ Manager。TRAQ Manager是世界上**个以PC为应用平台，同时与工厂标准的bbbbbbs NT/2000/XP网络系统为基础的应用软件，它实际上是造纸行业一套成熟的MES和ERP相结合的系统 ，适合于中大型造纸厂提高和优化整厂或车间的生产管理流程，提高企业各部门的效率，TRAQ Manager已经在国外有几十个成功案例。华章电气与Wrapmation的合作，旨在为中国的造纸企业提供和开发适合国内工厂需要的管理系统。

二：系统功能
HZE-MES 系统是专门针对制浆造纸行业的一套MES管理软件系统，该软件包专门从纸卷的初始订单管理，到各种制造、转化、分析和增值过程………直到纸卷包装离开纸厂。

1、订单模块：软件订单管理系统是整个MES软件的开始，该模块数据也可由ERP系统的订单模块录入，通过该模块输入所有用户的订单，订单的模块内容包括纸卷的尺寸、特殊规格、质量、重量、客户资料、货运要求和订单参数等各种纸卷的属性，在所有的参数变量之中，HZE-MES将确保每个纸卷在出厂之前都按照订单要求来包装和标签打印以及按照特殊的质量、规格等要求来满足客户的需求。

2、纸机模块：HZE-MES系统具有各种PLC或DCS系统的I/O 驱动程序，可以从各种各样的过程控制系统中收集生产实时数据和质量信息，这些大批量的实时数据也可经过MES系统统计加工处理后送给ERP系统，这些过程控制系统分别是DCS,Driver系统，质量系统，称重系统，实验室仪器和其它相关系统。

3、质量控制模块：HZE-MES系统将实时跟踪纸机生产的大纸卷的质量以及纸卷分割来确保每个纸卷都符合客户订单的特殊等级要求。

4、生产计划安排模块：HZE-MES将使用我们的优化程序来自动选择订单来安排生产计划和排产,该优化软件将根据纸厂的特殊的运作模式要求来：
订单的运输时间
订单的质量规格
订单的尺寸要求

5、复卷机模块：HZE-MES将使用我们的优化程序来自动选择订单来切割大纸卷以及根据质量变化安排另外的客户的订单,该优化软件将根据纸厂的特殊的运作模式要求来：
较小的浪费
减少切纸的移动
减少库存的周期
给客户带来小的浪费和较大的效益！
因为我们的系统实时跟踪整个造纸过程的变化和完成过程，因此HZE-MES系统能精确的指出纸卷的损坏或浪费的位置，同时系统能自动报警给操作员同时尽可能的重新安排生产计划和运输计划来补偿这个损失。

6、包装线模块：HZE-MES通过与包装生产线的PLC系统直接通讯，HZE-MES能自动控制纸卷的包装和标签打印，每个纸卷都能准确的按照客户的要求来包装，该系统能较的降低包装材料的利用同时减少公司的劳动成本，每个纸厂都可以设计成为有自己厂的个性化的标签。

7、报表模块：HZE-MES系统的电子表格模块能产生大量的报表能同时让操作人员跟踪大量的纸卷同时完全的反馈跟踪到分割前的大纸卷的资料。同时将各种数据和报表送给ERP系统和车间的管理人员。

8、仓库管理模块：HZE-MES系统能管理纸卷和货物在仓库中的区域。HZE-MES系统能有效的监视成品和半成品的存储量和变化量，直至到货物被装载到卡车，集装箱，汽车或是轮船等运输到客户那里为止。在叉车上安装带无线终端，驾驶员能确定和管理纸卷的存放，取出和装载，优化装载模式和在叉车位置上打印运输文档。这种动态的控制方式减少了劳动强度和工作安全，同时少有的提供精确装载模式。

9、货物运输模块：HZE-MES系统能根据运输车的类型、路线等不同的模式提供给用户较多、较快的运输方式，同时安排各种货运计划和编制车辆管理计划。

10、网络模式模块：从硬件系统能与当前纸厂的Windwos NT系统共存，同时能在工厂的网络上或Internet网上给用户提供实时的生产，库存和运输信息。我们的WEB服务能帮该系统实现在你们工厂之外的任何地点。

1、引言

随着的蓬勃发展，我国单位GDP能耗与欧美发达国家的差距越来越大，引起了*的较大的关注，十一五规划更是将“建立全社会的可持续发展能效目标”和“向低能耗方向有效调整产业结构”作为重中之重。

目前相当多的整厂节能、路灯节能、楼宇节能采用调压节能的方式，矩形科技生产的V80节能专用PLC——V80-M20MAD-AC正是为节能行业专门开发的专用PLC。

2、节能方案：

2.1、灯光节能器的原理如下：

电压会随用电的峰谷而波动，路灯在输入电压低于UMIN和大于UMAX时发光率会降低，线路损耗和灯具热耗等无功功耗会加大。引入路灯控制器，对路灯输入电压/电流进行检测，并对路灯的供给电源进行一个合理控制，从而使得能够较大程度的节省电能。

同时节能器还起到一个智能控制的功能，当天黑后能自动的把灯打开，并根据不同的策略进行路灯的分组开关。因为各个地方的经纬度不同，冬天和夏天的天黑时间也各不相同。因此要根据不同的地区设置不同的开关灯策略。

比方说黑龙江，在夏天在晚上7点左右开灯，而冬天在下午4点开灯，为了满足不同地区不同时段的不同策略，一般需要将全年分成24个以上的段，不同的时间段使用不同的开关灯策略。

一般路灯节能都希望能在远方对现场的数据进行监控，同时本地也需要各种参数的显示，便于用户的调试。目前采用的方式多是RTU或者GPRS DTU为主，其中后者相对而言在成本上更低，在可用性方面也更好。 

2.2、整厂节能的实现方式与灯光节能原理上比较类似，只不过增加了对功率因数的补偿和监控；同时整厂节能对于节能前与节能后的能耗比也需要有计录和比较，比方说在节能前，全厂耗电为13万度/月，节能后全厂的耗电为10万度/月，同时功率因数也比之前升高了，这些都需要有相关的记录和分析，同时数据要能得到用户的认同。 

2.3、变频节能，原理上是根据对电机转速的调整来达到节能的效果，如注塑机节能、空压机节能等。

针对灯光节能、整厂节能、变频节能的需求，矩形科技开发的M20MAD-AC专用PLC把所有调压调速节能需要的功能都集成进来了。包括市电的电压、电流采集、调压节能器的控制、可选的多种远程通讯方式、实时时钟、本地的7段数码管显示和LCD显示可选、本地的轻触按键和PVC按键可选。同时M20MAD-AC还保留了PLC原有的所有特性，包括的抗干扰能力、梯形图可编程能力、各种标准的通信和IO接口、带掉电保持的RAM区等。

PLC根据采集到的市电电压和不同的节能策略调节节能调压器的输出，同时可以通过GPRS的DTU上网，将现场的数据传给远方的上网的电脑，远方的监控电脑就可以对现场的策略进行控制和调整。

3、M20MAD-AC的特点：

3.1市电采集

大多数PLC的CPU模块本身带模拟量的相当少，而路灯节能需要的模拟量数量相当多，如果是中高档的节能控制通常需要7路模拟量，这造成了成本的上升。

M20MAD-AC较多可以采集6路模拟量信号，这样就可以满足大多数用户的需要，通常的节能控制器只需要2路模拟量信号，一路市电电压和一路电流信号，而在整厂节能和大型的路灯节能器需要采集3路电压和3路电流信号，这样M20MAD-AC都可以轻松应付。

6模拟量输入信号的类型包括：±10V、±20mA、热电阻等 

3.2功率因数计算

对于整厂节能，功率因数的测量是的，目前还没有那一家的PLC支持功率因数的换算，如果用单片机开发则会面临周期太长和精度太低的问题。

M20MAD-AC的模拟量输入可以支持交流信号输入，同时AD转换速率更高达300K，可以轻松的满足市电50HZ的功率因数计算，能同时计算三相市电的功率因数，并将数据上传供用户分析。 

3.3实时时钟

大多数的节能厂商都采用独立的实时时钟控制器，这造成了成本的上升和可靠性的下降