- 浔之漫智控技术(上海)有限公司
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产品描述
6ES7222-1EF22-0XA0当天发货
该控制系统的性能要求为：
程序部分:
♦ 可逐点扫描式燃放,也可同时燃放N 支
♦ 可分多段编写程序.(6-8 段)程序运行中可手控停止运行、恢复运行、跳跃运行每段程序和修改程序，也可按序不间断运行程序
♦ 主控作为从属时，接口为RS232
电路部分
♦ 主控要有8 个输出端口，可分别与模块连接，每个模块之间也可以串接
♦ 二 每个模块上有10 个输出端口，其中9 个输出端口电压大于或等于12V，电流2A-6A，一个输出端
口为电压220V，电流2A-6A
♦ 三 每个模块输出端口为4 芯卡侬口或其它4 芯接口
设计限制
♦ 该控制器的设计带外壳，接线必须方便，控制器本体和电量变送器为分离安装。
♦ 开发出的控制器编程和二次开发容易
2. 技术说明
2.1 核心部件
♦ CANopen 组网模式
中心控制室PLC-C14 特性参数
基本配置：
以太网：1 个10Base-T，RJ45
CAN：2 个高速CAN-bus 接口，CiA 标准DS102， 带隔离
开关量：带隔离的24 路开关量输入，16 路开关量输出 + 4 路继电器输出
模拟量：4 路模拟量输入，2 路模拟量输出
其它：2 路PWM 输出，3 路高速计数器
串口：3 个RS232，RJ12 接口（用于更新固件）、1 个3 线RS232、1 个9 线RS232
CANopen PLC-C14 支持CANopen 通讯协议，使得CANopen PLC-C14 可以和所有支持
CANopen 协议的设备构成开放灵活的分布式控制系统。
编程：
CANopen PLC-C14 采用 IEC 61131-3 的语言标准进行编程，也有支持C 代码编程的型号，强大的集成开发环境OpenPCS 大大缩短了开发周期，OpenPCS 自带PLC 模拟器。
·节点模块采用sysWORXX 系列I/O 模块
·高速远程I/O 模块，I/O 可远程访问,就像访问本地I/O 一样简便，可跨网段访问
·体积小巧的高密度I/O，I/O 可集中布置，也可以分步布置。
·*PLC 就可以单独配置和操作。
·具有非易失性内存保存配置数据，重新启动后*重新配置。
·内置看门狗，自我诊断，I/O 和温度监控保证设备的稳定运行。
·可以通过CANopen 协议进行远程设置
·完全兼容CANopen 协议的标准设备，易于集成，各厂家产品可以共同构建开放灵活的分布式控制系统。
·所有的I/O 状态都可以通过LED 显示
·CAN-bus 和I/O(可选)都具有隔离
·可拔插弹簧端子
·操作温度：0-70 C 湿度: 不结露
·导轨安装的封装形式
全厂（含闭环）系统设置下列PLC站：
· 原煤系统PLC站：主机设在1RS，在2RS、74V及仓上配 电室设I/O站
· I系统PLC站：设在3RS3
· II系统PLC站：设在3RS2
· 浮选系统PLC站：设在3RS1
· 主、再洗重介密度控制系统PLC站
· 浮选调节系统PLC站
· 压滤（含浓缩、事故沉淀池、清水泵房、油库）系统PLC站：设在5RS。
· 精、中煤仓（含矸石仓、装车站）PLC站。
上述PLC站、上位监控系统的2台计算机监控管理站、数 据采集站都通过环型光纤以太网通信，构成控制层网络。该层网络共配置9台交换机，为提高系统的性能及可靠性, 控制层网络采用环型光纤以太网。现场层则采用PROFI- BUS总线。该总线系统由传输技术（RS485、RS485-IS、光纤、MBP, MBP-IS、MBP-LP等）、通讯技术协议、通用 行规和**行规组成。由于PROFIBUS拥有统一的通信协议，并在此基础上发展了不同的通用应用行规和**应用行规,使得PROFIBUS可以广泛地应用煤矿业各个工艺段 的现场设备层。
－I系统PLC站
I系统PLC站设在3RS3配电室，负责对3RS3所辖的参控 设备的监控及相关信号的监测。PLC主机选用S7-300系 列的CPU 315-2DP。本PLC站共配置5面PLC控制柜。
－II系统PLC站
II系统PLC站设在3RS2配电室，负责对3RS2所辖的参控设备的监控及相关信号的监测。PLC主机选用S7-400系列的CPU414-2。本PLC站共配置8面PLC控制柜。
－浮选系统PLC站
浮选系统PLC站设在3RS1配电室，负责对3RS1所辖的参控设备的监控及相关信号的监测。PLC主机选用S7-300系列的CPU 315-2DP。本PLC站配置4面PLC控制柜。
－压滤（含事故沉淀池、清水泵房、油库）系统PLC站
压滤系统PLC主机（CPU）站设在5RS配电室，负责对压滤、浓缩、事故沉淀池、清水泵房及油库系统参控设备的监控及相关信号的监测，在各相关系统配电室设置I/O 控制柜。PLC主机选用S7-300系列的CPU 315-2DP。压 滤系统PLC站共配置7面PLC控制柜。
－精、中煤仓（含矸石仓、装车站）系统PLC站
本站的PLC主机（CPU）站设在78RS配电室，负责对精中 煤仓、矸石仓及装车站系统参控设备的监控及相关信号的监测，在各相关系统配电室设置I/O控制柜。PLC主机选用S7-300系列的CPU315-2DP。本PLC站配置5面PLC 控制柜。
密度自动控制系统
原密度自动控制系统自成一个独立的子系统（S7-400系列, 其PLC主机配置一块以太网通讯模块），该子系统接入控制层环网。
浮选剂自控系统
浮选系统采用西门子S7400PLC构成剂自控系统，本工程提供一块S7400以太网通讯模块、一台以太网交换机,将剂自控系统作为子系统接入控制层环网。联网后，可通过室的上位机对浮选剂自控系统进行参量设定和 系统控制。
检测对象和控制对象
包括过滤机液位；精、中矿箱液位；主轴转速（变频器输 出）；给料阀门的开度；过滤机真空度等和过滤机给料阀 门开度；过滤机电机（变频器）速度等。
压滤机单机自控系统
新增的4台压滤机系统实行单机自控，系统的3台压滤机单机自控，其运行状况接入压滤系统PLC站，实现对压滤机 的监控。
检测/计量设备
液位计：连续测量液位计选用西门子公司的The Probe,2W，NIS型一体化超声波液位计，测量范围0～5米，共 配置14台。
高低液位测量选用西门子公司的ULS200，24V超声波液位开关，可输出2个继电器接点指示高低液位，动作调节范围0～5米，共配置20台。
仓位计：仓位测量选用西门子公司的AiRanger系列超声波料位计，具体配置如下：精煤仓、中煤仓各配置2点仪表AiRanger DPL Plus一台、XPS30P探头2只（每个煤仓1只）,较大量程为30米；矸石仓配置单点仪表AiRanger SPL Plus一台，较大量程为30米。
油流量计：油流量计选用西门子公司7ME3001-1ED03型超声波管道流量计，共配置2台。
其它：皮带秤、测灰仪、拉绳开关、皮带欠速开关、跑偏 开关、堵塞开关、压滤机负压传感器、电流变换器、速度 变换器、电量变送器等、电机综合保护器、温度传感器等
采用西门子自动化系统所带来的好处：
该系统通过PLC及通讯网络不仅可方便地采集现场设备的开/停、故障状态、变频器输出频率、电机电流、煤仓煤 位、液位、流量、介质密度等实时数据，统计主要设备运行时间和故障状态，同时显示在工控机大屏幕上，还可以利用这些实时数据参与系统控制，通过网络将这些数据发往更高级管理层作为安排设备检修以及有关生产任务的参考。
由于全部采用西门子公司的控制系统部件及统一的编程组态软件，块煤重介质密度自动调节系统及旋流器密度自动控制系统纳入全厂网络后，不但可在室实现对该子系统的监视，还可使用同一套软件实现对该子系统的编 程、调试和控制任务，不但降低了购买备品备件的费用, 而且在人员培训、工程调试、设备运行和维护上大大降低了相关费用。
V80-U整个系统符合国GJB150、GJB151A/152A
V80-U针对的特殊性进行了一些改进，从而实现对高低温运行、储存、抗振、抗冲击、抗电磁干抗等方面全面提升。改进项目如下：
1、温度范围
原V80的设计就已考虑到的应用，所以这一方面的改进相对比较容易，首先是结构材料的更换，包括PCB板材、塑料、开关、端子、继电器将全部更换成级的材料，保证在较端恶劣的环境下可靠的工作；再是电子元器件采更换为级的电子元件，包括电容、光耦、继电器在内的一些比较敏感的器件；最后是所有内部的接插件，为了适应宽范围的应用将全部选用镀金的接插件，部分更是改成直接焊接，以减少冲击和温度变化造成的接触不良等。
2、抗冲击、抗振动
为了能达到的要求，我们在各层电路板上加灌了防火导热抗振硅胶。
3、防水防尘
这一项，目前各研究所均在把PLC放在一个电控箱内，防水防尘主要是在电控箱这一层解决，V80-U将沿用该方式，只是在V80模块内加灌硅胶。
4、抗电磁干抗
V80设计中已经充份考虑了这一点，可以满足的要求，目前的设计中有30%的成本就是用在抗干抗这个方面的。目前V80在抗快速脉冲群方面可以抵抗5KHZ、10KHZ、100KHZ的快速脉冲群达3000V之高。其它的如静电、雷击方面也比进口的同类的产品要强很多。
5、宽电源范围
直流输入范围可达DC18～36V，交流输入范围可达AC85～265V。
电子硅胶的特点：
专业设计：该产品专门根据电子，电器及其他应用需求设计开发，品质恒定。
优良电气特性：该产品是较理想的电气及电子产品的绝缘密封材料，即使用於温度及湿度常有变化的场所也能 保有稳定的电气特性。
耐热、耐寒特性：该产品使用温度范围广泛，适用於-50℃～250℃。连续使用时从-40℃～180℃，也能保持稳定性能
耐候性：该产品具有优越抗紫外线、臭氧、水分、盐雾、霉菌等特性，既使在户外使用三十年也几乎不变质。
抗震性：具有弹性机能，吸收振动及激震，保护电气及电子零件、玻璃等易脆物质。
化学性能稳定：和一般**橡胶比较，抗化学物质及油剂特性特别优越。同时，有些产品绝不腐蚀金属
产品种类丰富：种类颇多，有耐燃性，有**级耐热性产品，也有除去低分子量**矽产品。专业为电子，电器及一般工业设计的硅胶产品，获得多种国际认，例如：保险商实验室（UL）、美军规范（MIL）等等。
2.3、通信接口与协议
有三个通信接口其中一个RS232、一个RS485和一个CAN接口，两个接口均可以支持编程和ModBus从协议，RS485还支持 Modbus主协议，可以支持联网通信，CAN接口是应＊＊＊所的要求增加的，用户层协议还需要用户确认，我们建议采用ModBus的数据链路层作为用户接口层，另外暂定PLC是从设备。
通信接口的选择：
1、数字量IO通信，因为数字量IO的输出一般是继电器或晶体管输出，会存在抖动和时延的问题，造成误判和误动。同时数字量IO的输入也是经过光耦进入CPU的，同样存在抖动和时延的问题。
一般大家为了增强数字量IO口的抗干扰能力会在输入输出上加上下拉电阻，当然也是可以起到一定作用的，但无法从根本上解决，如果选择的匹配太强了，还会造成光耦的提前老化，从而使产品寿命减短。一般该通信方式的通信速度不应**过10HZ，因为PLC的标准IO口的滤波时间是10mS，再加上双方之间的错位与时延应为10mS＊3=30mS以上，如果用户的程序周期比较长或者不稳定时间可能更长，其通信距离应控制在10m以内。
2、RS232通信，因为RS232是电平通信方式，无法抗共模干扰，对于现在的复杂电磁环境，这是一个很致命的问题，所以在工控上一般要求RS232线不要**过10米，即使如此RS232仍不适合作长时间高可靠要求的通信。RS232的通信速率一般在19200以下才能在现场环境可靠通信。
3、RS485通信，RS485是差分通信方式，可以有效的抗共模干扰，RS485是许多种现场总线的物理层，包括ModBus、ProfiBus等。 RS485的通信速率为1200至12M之间，通信距离为9公里以内，与通信速率相关，如果波特率为1.2M则通信距离要在300m以内。
4、CAN通信，CAN是为汽车传感器开发的**现场总线，目前在其它工控现场也得到了广泛的应用。它的优点是速度较快，同时可靠性较高，但单帧的通信量比较低，无效字符占的比例较多
三、总结：
V80系列优势：
1、国内空白
解决了各种、、战车、雷达等对国外产品的依赖，从根本上解决用民用级PLC开发产品的情况。
2、增强的防解密功能；
有两个加密等级，*二级加密将从协议一层屏蔽程序的上传功能，防止非正常的上传程序。
3、可根据用户的需要定制功能块和定制软硬件；
4、长期的元件库存，定货周期只需要2～6周；
5、支持运行态在线编程，便于现场维护和升级；
6、完全的自主知识产权，包括核心解析芯片在内的所有软硬件均可以根据用户的需要进行定制。
淘汰落后的设备也是节能的有效途径。为降低能耗，我公司对效率低、能耗高的设备进行更新。
(1) 将老式深井泵换为出水量大、能耗低的潜水泵。过去的出水量80t的水泵功率为45kw，更新后的水泵出水量200t功率为55kw。
(2) 将老式轴流风机改为fz系列的节能风机，并增装变频器，实现无级变速。
(3) 采用新型节能喷嘴，由于新碰嘴压力低，水量小，雾化好，所以循环水泵也由过去的15kw变为了7.5kw。
4 纺织空调水泵节能分析
在纺织产品市场竞争加剧、传统纺织行业整体利润率下降的情况下，由于空调能耗占纺织综合能耗的30%左右，所以如何较大限度地减少空调能耗在纺织综合能耗中的比例、降低生产成本，精心调节、合理使用空调设备就显得十分重要。特别是企业产品类同，市场使各类企业都处于同一起跑线上，无论是企业整体调度、统一运作，还是车间承包独立经营，都迫使经营者不得不认真核算生产成本，减少空调能耗成为一个重要方面。空调运行管理也由过去的以空调温湿度指标考核为主，逐渐过渡到以满足生产工艺需要为主、空调温湿度指标考核为副。伴随着这种变化，一方面对空调相关工种的调节手段、技术水平等提出了更高的要求，使调节操作人员随时满足不断变化的生产工艺等诸方面的需要；另一方面也对传统的空调运行管理模式带来了挑战。同样的产品和质量，你的产品中所含的空调能耗费用较高、产品的制造成本相对就高，市场竞争能力势必降低。因而，适时调整空调设备的运行台时，在满足生产工艺温湿度需要的前提下，尽可能减少空调设备的运行台数和运行时间，减少这部分能耗费用，进而降低产品的生产成本、提高产品的市场竞争能力。需要注意的是，这种情况下空调操作人员更应提高责任心，加强巡回调节，针对车间情况迅速做出反应；对于个别区域要喷雾、单通风等辅助调节手段并用，力求花费较少的能耗费用来达到较佳的温湿度效果。同时，防止过分强调节约能源而使生产车间温湿度状况恶化，严重危及操作人员的身心健康。这些都是新阶段空调调节方面的新特点、新变化。统计表明目前正在运行中的产品存在着电机与负载匹配不合理，采用比较落后的阻力调节方式，负载的经济运行效率较差且尚有不少属于低效率的老型号产品。由于额定流量和功率是按照系统的高负荷来设计的，而系统的负荷却常常是随着工艺过程的需求而变化的。所以，在许多情况下，设备都运行在额定容量以下，因此需要采用各种工况调节手段。用普通阀门通过增加流阻来调节工况，必然会消耗大量能源，同时存在调节范围狭窄、阀门开度与流量成非线性关系，不利于自动控制等缺点。而采用电机调速技术后系统的节能效果一般可达到30～40％左右，且变频调速具有效、调速范围广、速度变化平滑等特点，并可不用更换电机，影响正常生产。对于运行工况需要进行调节的场合大多采用了调速技术，负载的经济运行效率较高，取得了比较好的节电效果。风机、泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行，存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。不仅影响设备使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象。近年来，出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求，加之采用变频调速器(简称变频器)易操作、免维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点；因而采用变频器驱动的方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。
变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：n=60f(1-s)/p，(式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁较对数)；通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。通过流体力学的基本定律可知：风机、泵类设备均属平方转矩负载，其转速n与流量q，压力h以及轴功率p具有如下关系：即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。
4.1 节能案例分析
(1) 以一台纺织空调使用的55kw风机为例。运行工况仍以24小时连续运行，其中每天11小时运行在负荷(频率按46hz计算,挡板调节时电机功耗按98%计算)，13小时运行在50%负荷(频率按20hz计算，挡板调节时电机功耗按70%计算)；全年运行时间在300天为计算依据。
则变频调速时每年的节电量为：
w1=55×11×[1-(46/50)3]×300=40167.5kw·h
w2=55×13×[1-(20/50)3]×300=200772.5kw·h
wb=w1＋w2=40167.5＋200772.5=240940kw·h
挡板开度时的节电量为：
w1=55×(1-98%)×11×300=3630kw·h
w2=55×(1-70%)×11×300=54450kw·h
wd=w1＋w2=3630＋54450=58080kw·h
相比较节电量为：w=wb-wd=240940-58080=182860kw·h
每度电按0.5元计算，则采用变频调速每年每台可节约电费9万多元。
(2) 另外还有二级水泵参数为：离心泵型号6sa-8，额定流量53.l/s，扬程50m；所配电机y200l2-2型37kw。在一天内变频调速可比阀门节流控制节省275.1kw·h的电量，节电率达42.1%。风机、泵类等设备采用变频调速技术实现节能运行是我国节能的一项重点推广技术，受到国家**的普遍重视，《人民共和国节约能源法》*39条就把它列为通用技术加以推广。实践证明，变频器用于
风机、泵类设备驱动控制场合取得了显著的节电效果，是一种理想的调速控制方式。既提高了设备效率，又满足了生产工艺要求，并且因此而大大减少了设备维护、维修费用，还降低了停产周期。直接和间接经济效益十分明显，设备一次性投资通常可以在9个月到16个月的生产中全部收回。
5 结束语
随着新技术、新设备的不断推出，纺织空调也在不断地改进和发展。同时，为适应纺织产品逐渐形成的多品种、多批量的发展趋势和市场竞争的成本要求，空调设备的节能运行也成为纺织企业越来越关注的问题。这些都需要在今后的工作中做出更大的努力！中国的纺织行业方兴未艾，纺机设备技术进步和更新换代的速度将越来越快。变频器作为纺机设备的配套部件，将在提高纺机性能、改善纺织工艺、节约能源等诸多方便表现出越来越重要的作用。空调系统节能是一个系统工程，应该从多方面考虑。要使整个企业的空调系统提高到一个新的档次——、节能，则还需广大空调工作人员的共同努力。而我公司的空调系统经过几次改造，达到了、节能的效果，保证了生产的顺利进行。
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