西门子模块6ES7235-0KD22-0XA8型号齐全

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随着工业设备自动化控制技术问题也越来越不容忽视。PLC控制系统的抗干扰能力关系到整个系统的可靠运行，而系统的可靠性则直接影响到企业的安全和经济运行。本文介绍了龙门吊采用PLC控制后，各种干扰的来源、类型及抗干扰的实施策略。
干扰的主要来源
(一) 来自空间的辐射干扰
空间辐射电磁场主要是由电力网络、雷电、无线电广播和雷达等产生的，通常称为辐射干扰。其影响主要通过两条路径:一是直接对PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰;二是对PLC通信网络的辐射，由通信线路感应产生干扰。此种干扰发生几率比较少，一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽进行保护。
(二) 来自系统外引线的干扰
这种干扰主要通过电源和信号线产生，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较为严重，主要有下面三类:
第一类是来自电源的干扰。实践证明，因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多，一般通过加稳压器等设备解决。
第二类是来自信号线引入的干扰。此干扰主要有两种信息途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这种干扰往往非常严重。由信号引入的干扰会引起I/0信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动和死机。PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重，由此引起系统故障的情况也很多。此种干扰经常发生于信号距离长的龙门吊上，常采用加中继隔离的方法，来屏蔽掉感应电压，解决干扰问题。
第三类是来自接地系统混乱的干扰。众所周知接地是提高电子设备抗干扰的有效手段之一，正确的接地既能抑制设备向外发出干扰;但是错误的接地反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统无法正常工作。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等，如果接地系统混乱，对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层。当发生异常状态如雷电击时，地线电流将更大。此外，屏蔽层、接地线和大地可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内会出现感应电流，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生地地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。我们曾在中铁龙门吊的系统中遇到过此种干扰，解决此类干扰的关键就在于分清接地方式，为系统提供良好的接地性能。
(三) 来自PLC系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射、模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC制造厂家对系统内部进行电磁兼容设计的内容，一般在成熟的系统中很少发生。
本文小结:
PLC控制系统的干扰中一个十分复杂的问题，因此在考虑抗干扰问题中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制干扰，采取对症的方法，才能够使PLC控制系统正常工作，保证工业设备安全运行FX系列PLC有直流24V输出接线端，该接线端可为输入传感器（如光电开关或接近开关）提供直流24V电源。当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息。

二、安装与布线

1． 动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双胶线连接。

2． PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。

3． PLC的输入与输出较好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。

4． PLC基本单元与扩展单元以及功能模块的连接线缆应单独敷设，以防止外界信号的干扰。

5． 交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。

三、I/O端的接线

1． 输入接线
（1） 输入接线一般不要**过30米。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。
（2） 输入/输出线不能用同一根电缆，输入/输出线要分开。
（3） 尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。

2． 输出连接
（1） 输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。
（2） 由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此，应用熔丝保护输出元件。
（3） 采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的使用寿命，因此，使用电感性负载时选择继电器工作寿命要长。
（4） PLC的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。

四、外部安全电路

为了确保整个系统能在安全状态下可靠工作，避免由于外部电源发生故障、PLC出现异常、误操作以及误输出造成的重大经济损失和人身伤亡事故，PLC外部应安装必要的保护电路。

（1） 急停电路。对于能使用户造成伤害的危险负载，除了在控制程序中加以考虑之外，还应设计外部紧急停车电路，使得PLC发生故障时，能将引起伤害的负载电源可靠切断。
（2） 保护电路。正反向运转等可逆操作的控制系统，要设置外部电器互锁保护；往复运行及升降移动的控制系统，要设置外部限位保护电路。
（3） 可编程控制器有监视定时器等自检功能，检查出异常时，输出全部关闭。但当可编程控制器CPU故障时就不能控制输出，因此，对于能使用户造成伤害的危险负载，为确保设备在安全状态下运行，需设计外电路加以防护。
（4） 电源过负荷的防护。如果PLC电源发生故障，中断时间少于10秒，PLC工作不受影响，若电源中断**过10秒或电源下降**过允许值，则PLC停止工作，所有的输出点均同时断开；当电源恢复时，若RUN输入接通，则操作自动进行。因此，对一些易过负载的输入设备应设置必要的限流保护电路。
（5） 重大故障的报警及防护。对于易发生重大事故的场所，为了确保控制系统在重大事故发生时仍可靠的报警及防护，应将与重大故障有联系的信号通过外电路输出，以使控制系统在安全状况下运行。

五、PLC的接地

良好的接地是保PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。PLC的接地线与机器的接地端相接，接地线的截面积应不小于2mm2 ，接地电阻小于100Ω；如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给PLC接上专用地线，接地点应与动力设备（如电机）的接地点分开；若达不到这种要求，也必须做到与其它设备公共接地，禁止与其它设备串连接地。接地点应尽可能靠近PLC。

六、冗余系统与热备用系统

在石油、化工、冶金等行业的某些系统中，要求控制装置有较高的可靠性。如果控制系统发生故障，将会造成停产、原料大量浪费或设备损坏，给企业造成较大的经济损失。但是仅靠提高控制系统硬件的可靠性来满足上述要求是远远不够的，因为PLC本身可靠性的提高是有一定的限度。使用冗余系统或热备用系统就能够比较有效地解决上述问题。

1． 冗余控制系统
在冗余控制系统中，整个PLC控制系统（或系统中较重要的部分，如CPU模块）由两套完全相同的系统组成如图2所示。两块CPU模块使用相同的用户程序并行工作，其中一块是主CPU，另一块是备用CPU；主CPU工作，而备用CPU的输出是被禁止的，当主CPU发生故障时，备用CPU自动投入运行。这一切换过程是由冗余处理单元RPU控制的，切换时间在1~3个扫描周期，I/O系统的切换也是由RPU完成的。

一、引言
随着石化工业的发展，人类日常生活及各行业对塑料制品的需求日益增长，较大地推动了塑料工业的发展。 目前，塑料已广泛应用于机械、电子、医药、家用电器、食品、汽车及人类日常生活用品之中，尤其近年来随着人类生活水平的提高、消费意识的变化以及旅游产业的发展，中空制品已广泛用来盛装矿泉水、可乐等软性饮料，还包括奶瓶、瓶、化妆品瓶等。

挤出吹塑成型机是中空容器成形的主要设备，世界上80%至的中空容器是采用挤吹成形的。在我国中空塑料成型机的发展历程中，挤出吹塑成型机是发展较快较完善的中空塑料成型机，特别是小型挤出吹塑成型机的发展速度特别快。

近年来，挤出吹塑成型的主要技术趋势是朝着自动化、智能化、高精度和高速度的方向发展。因此，要适应该行业技术发展趋势，就必需提高挤出吹塑成型的整体技术含量，其中就包括挤出吹塑成型的控制系统。

本文描述的挤出吹塑成型控制系统核心采用TrustPLC? CTSC-200系列PLC，CTSC-200 PLC采用了高性能RISC芯片技术和软件优化设计，布尔指令执行速度达到0.15μs每步，浮点运算速度达到8μs，开关量点数多达248点，模拟量点数多达56点，扩展I/O模块种类多达26种，因而无论是替代传统继电器完成简单控制，还是应用于特殊场合实现复杂控制，无论是快速的离散量顺序处理，还是复杂的运动控制，CTSC-200 PLC都游刃有余。其专门为温度控制应用而量身订制的PID温控扩展模块，内置PID温控算法，用户*编程即可实现复杂的闭环温度控制，而且减轻了CPU的运算负担，控制速度更快，效果更出色。

另外其针对电子尺推出的高速输入模块精度高达16位，单通道转换时间小于200us，而且模块本身提供1路10VDC电源输出，较大的方便了基于电子尺的应用。

高性能的CPU、智能PID模块加上高速输入模块等组合使用，大大提高挤出吹塑成型机的性能。

二、挤出吹塑成型工艺过程 
挤出吹塑机是挤出机与吹塑机和合模机构的组合体，由挤出机及型坯模头﹑吹胀装置﹑合模机构﹑型坯厚度控制系统和传动机构组成。其工艺过程如下： 

1．塑料的挤出 

塑料加热熔化后塑炼和混合均匀成流体，再以一定的压力和容量挤入机头。

2．型坯的形成

机头内的流体在重力和挤出压力的作用下，通过机头口模挤出形成所需的型坯。

3．型坯的吹胀 

将达到要求长度的型坯置于吹塑模具内合模，由模具上的刃口将型坯切断，通过模具上的进气口输入一定压力的气体吹胀型坯，使制品和模具内表面紧密接触。

4．制品的冷却

保持模具型腔内的气压，等待制品冷却定型。

5．制品的脱模 

冷却定型完成后，打开模具，由机械手将制品取出。

在吹塑过程中，型坯的形成和吹胀是吹塑过程的核心，型坯形成和吹胀质量的高低直接影响着容器制品的质量好坏，而熔料的受热温度、挤出压力和和冷却时间将直接影响型坯的成型和吹胀质量。型坯壁厚在吹气成型过程中若没有得到有效控制，冷却后会出现厚薄不均的状况，胚壁产生的应力也不同，薄的位置容易出现破裂。因此，控制型胚壁厚对于提高产品质量和降也同样重要。 

综上所述，如何控制挤出机的受热温度、挤出压力、制品的冷却时间以及型胚壁厚成为影响容器制品质量的几个关键因素。 

三、控制系统设计 
3.1 系统原理及配置 

粒状或粉状的塑料经挤出机塑化达熔融状态，通过采集电子尺数据，反馈控制挤出熔料量，使熔料通过预定流速进入机头。当储料量达预定值时，机头口模打开，并根据设定的型坯壁厚曲线，调节模芯进行型坯壁厚控制。然后，将完成的制品型坯置于吹塑模腔内，模具按照设定的速度进行合模，合模时要求运动平稳，左右平衡。合模后进行吹气，型坯在气体压力的作用下紧贴模具内壁，保持压力冷却定型后开模，由机械手取出制品。 

系统电气控制部分的主要配置如下： 

（1）控制器采用CTSC-200 PLC进行动作控制和50点型坯壁厚控制。 

（2）温度的测量采用工业铠装热电偶。温度控制由CTSC-200系列的8路热电偶模块CTS7 231-7TF32 完成，该模块集成控制器带智能PID算法，只要设置几个参数，231-7TF32模块就可以自行对所控温区进行加热或冷却，并将实时温度反馈给CPU。

（3）挤出压力控制由模拟量输入模块采集压力传感器的信号来控制挤出机螺杆的转速，周时将实时压力显示在触摸屏上。

（4）壁厚控制由231-7HC32高速输入模块采集型坯长度和模芯间隙的电子尺反馈信号，然后通过4通道模拟量输出模块232-0HF32控制执行机构驱动伺服阀来实现。

（5）操作面板采用触摸屏完成整机的型坯温度、挤出压力、型坯壁厚以及冷却时间等各种工艺参数的设定、修改、画面显示等，采用菜单式程序控制，操作简便可靠。 

3.2 温度控制系统 

在挤出吹塑的过程中，要使熔料温度稳定在设定温度，所以同时配有加热和冷却设备，常用的是电阻加热和风扇冷却。 

挤出机的温度控制由PID模块CTS7 231-7TF22独立完成。CTS7 231-7TF32模块集成智能PID控制器，具有8路热电偶输入，控制过程的数据通过数据存储区与CPU交换，控制精度达到?1℃。将初始PID参数和设定温度送给该模块，使能该模块的PID控制，模块便将热电偶所测得的温度送给PID控制器进行运算，然后将实时温度和运算得出的控制动作写入数据存储区，同时对PID三个控制环节的参数进行优化。CPU根据数据存储区中的值来控制输出(PWM模式下输出给DO点，模拟量模式下输出给AO)，实现温度闭环控制 。PID参数的设置、温度设定、启停控制、实时温度、温度曲线都在触摸屏上实现。

我单位热电分厂4#汽轮机系02年安装、运行的由武汉汽轮机厂生产的25MW汽轮机；使用锅炉产出的3.8MPa饱和蒸汽驱动汽轮机做功，同时提供两级不同压力的蒸汽抽汽作为工业用汽和冬季采暖蒸汽。该汽轮机使用江阴众和的汽轮机控制测量装置作为汽轮机保护的测量装置和发讯元件；经实践证明作为国产装置该装置还是比较可靠的；此汽轮机保护装置由山东省化工设计院设计，汽轮机保护装置由继电器接受现场一次发讯元件信号控制现场线圈驱动液压元件关闭主汽门等设备实现汽轮机的安全停车。由于参与汽轮机保护的控制信号有19个，设计使用的继电器较多；由于设计原因，在审查图纸的过程中即发现该设计控制原理错误，实现不了应有的保护功能，后联系设计院修改设计实现了基本的跳车保护功能，使汽轮机具备了运行条件。
自02年11月开始，汽轮机进行试运行，由于存在较多的安装质量问题，在整改过程中汽轮机开停频繁。在频繁的开停车过程中，汽轮机保护装置暴露出很多设计缺陷，总结后主要有以下几点：
1:没有设计**故障报警：虽然设计了继电器自锁电路，但是在汽轮机停车过程中触发的停车信号 较 多，无法确定真正的停车原因，给分析、处理问题带来很大困难；
2:因设计及使用继电器较多等问题造成继电器误动、拒动现象时有发生。
3:汽轮机测量装置安装在现场，由于环境温度较高，电子元器件时有损坏现象发生对正常测量影响较为明显，无法保证测量装置的稳定、正常工作。
4:由于设计使用继电器很多，给发生故障查找原因带来了一定难度。
针对以上问题采取了相应措施：
由于原设计没有考虑**故障报警，给实际应用、现场分析跳车原因带来了困难；如果考虑使用继电器实现锁定**故障原因需要增加继电器数量较多，虽然解决了**故障锁定问题，但是仍无法解决第2、*4项问题，且随着继电器数量的增加有增加问题的**性的可能，并且现场控制柜内部空间无增加硬件设施的余地；同时继电器使用过多，系统的可靠性将会降低。基于以上考虑，同时参考实际对PLC的应用经验，决定使用三菱PLC对汽轮机的保护装置结合实际应用进行重新设计；对所有参与汽轮机跳车控制信号做**故障锁定。
决定采用PLC进行控制，主要是考虑PLC控制与常规继电器控制相比有以下优点：
1:PLC内部接点不同于继电器逻辑电路的接点，可靠性高，不会发生误动、拒动、接点粘连等继电器易发生的故障；无机械动作时间，响应时间快；同继电器相比平均无故障运行时间相对较长。
2:PLC执行程序响应时间快，已达到ms数量级，对引发**故障锁定及时、有效。
3:修改或变更程序方便。基本上不要考虑增加外围硬件设备，对于以后维护、修改、增加执行程序控制带来了较大的方便。
4:PLC本身具有输入、输出指示灯及故障自诊断功能，现场判断处理问题一目了然，大大减少判断问题的时间和判断问题的难度；提高了准确判断问题的能力。
5:PLC的平均无故障运行时间已达到十万个小时，系统的可靠性大大提高。
针对**故障锁定问题在PLC程序上进行了重新设计; 

主要检查以下两部分：

①温控器侧：

a．通讯接线是否正确，通讯线建议使用屏蔽双绞线； 具体接线参考下图 RS232接线：

b．检查调整菜单中通讯写是否有设置为On；

c．终端电阻是不是使用，一般建议使用120欧姆；

d．波特率、数据位、停止位、通讯协议、单元号是否设置正确（其中MODBUS-RTU数据位和停止位固定为8、1）。

②plc侧：

a．PLC或者适配器的DIP开关是否设置正确；

b．串口通讯格式（波特率、数据位、停止位）设置是否和温控器一样；

c．程序是否编辑正确（主要是指令和通讯格式）；

d．PLC的终端电阻是否设置成ON（SCB、SCU、通讯适配）；

e．发送协议之后是否有响应代码 有响应代码，对照温控器响应代码表格检查错误 无响应代码，检查如上所有设置和接线

 系统主要控制要求

小丸包衣制粒机操作的基本控制要求包括五个方面。

(1) 产品温度控制

通过控制进风温度来控制产品温度。进风温度控制精度为±3℃，产品温度控制精度为±2℃。

(2) 进风风量的控制

控制精度为±40m3/h。

(3) 雾化压力的控制

即喷液装置喷射压力的控制，控制精度为±0.1bar。

(4) 密封压力的控制

产品容器必须与扩展仓密封，形成一个密闭的流化床反应器。采用油压装置进行密封，密封压力在35-70bar之间。

(5) 滤袋的抖动控制

抖动有单滤袋抖动和双滤袋抖动，有手动抖袋和自动抖袋。

4.1在满足控制要求的前提下，控制系统硬件设备的选择应该追求较佳的性能价格比。由于该机器的使用频率不高，平均每月一次，同时环境良好，因此采用PC+PLC的控制方案。当机器不用时，PC机可作它用。换句话说，利用公用PC机即可作人机界面。

4.2 PLC硬件配置

根据对控制系统的要求，选用奥越信200系列PLC。OYES-200系列PLC体积小，重量轻、安装方便、功能齐全、配置灵活、运行可靠、编程简单，具有可观的经济性和更强的适应性，完全可以满足上述控制要求。

4.3 人机界面组态软件

组态软件选择北京亚控公司的组态王6.05。这是一款具有易用性、开放性和集成能力的通用组态软件。组态王使用简单，适合各种简单和复杂的任务。只需要进行填表式操作，即可生成适合于用户的“监控和数据采集系统”，可有效用于控制自动化过程, 组态王6.05版是在bbbbbbs2000的平台上运行的，因此选用组态王是较为完善和方便的选择。