西门子模块6ES7321-1FF10-0AA0技术参数

西门子模块6ES7321-1FF10-0AA0技术参数

 模具是目前应用/CAM较普遍和较先进的之一。在模具加工中，为了使数据能够在数控加工机床上应用，必然要用到CAM编程。目前摘要：通过对应急发电机自启动要求的分析，结合装备现状、配电系统的设计要求，利用PLC（可编程控制器）改造现有设备的优势，提出了详细的设计思路和方案以供参考。 
关键词：PLC 应急发电机 方案 配电系统  
通过对应急发电机自启动要求的分析，结合装备现状、配电系统的设计要求，利用PLC（可编程控制器）改造现有设备的优势，提出了详细的设计思路和方案以供参考。 
通常传统发电机控制采用落后继电接触器控制方式，中间继电器和时间继电器太多，体积大，功能少，寿命短，线路复杂，接点多，造成故障多可靠性差，维修困难；而采用微电子技术由于集成电路（IC）的系统芯片种类繁多，体积大，设计周期长，费用低，工艺复杂，抗干扰性差，可靠性差；而可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心，综合了计算机技术、通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置，具有结构简单、性能优越、可靠性高、灵活通用、易于编程、使用方便等优点，近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到了广泛的应用。 
应急发电机组用PLC控制有很多优点，它主要通过软件控制，从而省去了硬件开发工作，外围电路很少，大大提高了系统的可靠性与抗干扰能力；由于它简单易行的可编程序功能，无须改变系统的外部硬件接线，便能改变系统的控制要求，使系统的“柔性”大大提高。 
主要设计功能 
在生产过程中突然停电，应急发电机立即给设备继续供电。应急电源原动机一般采用一立冷却和供油系统的柴油机，并设有自启动装置，保证在主站失电后0-50秒内启动，应急电网通常为主电网的一部分，在正常情况下，这些用电设备由总配电板供电，只是在应急情况下由应急发电机组供电，因此在应急配电板上的应急发电机主开关与主开关向应急配电板供电的开关之间设有电气联锁，以保证安全。 
应急发电机组作为一个应急电源，应具备以下基本要求： 
1、自动启动 
 当正常供电出现故障(断电)时，机组能自动启动、自动升速、自动合闸，向应急负载供电。 
2、自动停机 
当正常供电恢复，经判断正常后，控制切换开关，完成应急电到正常电的自动切换、然后控制机组降速到怠速、停机。 
3、自动保护 
机组在运行过程中，如果出现油压过低（小于0.3MP）、冷却水温过高（大于95度）、电压异常故障，则紧急停机，同时发出声光报警信号，如果出现水温高（大于90度）、油温高等故障。则发出声光报警信号，提醒维护人员进行干预。 
4、三次启动功能 
机组有三次启动功能，若**次启动不成功，经10秒延时后再次启动，若*二次启动不成功，则延时后进行*三次启动。三次启动中只要有一次成功，就按预先设置的程序往下运行；若连续三次启动均不成功，则视为启动失败，发出声光报警信号（也可以同时控制另一台机组起动）。 
5、自动维持准启动状态 
 机组能自动维持准启动状态。此时，机组的自动周期性预供油系统、油和水的自动加温系统、蓄电池的自动充电装置投入工作。 
6、具备手动、自动两种操作模式。 
控制系统的硬件设计 
 应急电源多采用135系列的柴油机组，下面就以此为例用PLC实现对柴油机自启动的控制。 
电路分析 
 设计说明：控制面板上有“手动/自动”选择旋钮， “启动”、“加速” 、 “减速、”“合闸”、“分闸”按钮，柴油机上加装接近开关(旋转编码器),用于测速度，加装油门电机用于控制柴油机转速，加装电磁铁用于停机熄火，电压检测、水温、油压都是外部开关信号。 
 一次启动过程：正常电失电后，经5秒确认，“启动电机”启动4秒钟，如柴油机发火运行，则接近开关(旋转编码器)测到柴油机达到启动转速，PLC立即停止“启动电机”。柴油机怠速30S后开始根据接近开关的信号加速，直到稳定转速，发电机开始发电，电压正常后合上主开关向负载供电。运行中PLC自动稳定转速。 
 三次启动过程：若一次启动未成功，则接近开关(旋转编码器)测到柴油机达不到启动转速速度，并在5秒后测不到柴油机转速，由PLC内部的定时器来进行控制进行再次启动，以10秒作为一个周期，三次启动时间约30秒，32秒后输出报警，如启动中接近开关(旋转编码器)测不到柴油机达转速，则直接启动失败。 
启动失败及柴油机组停机：启动失败后，电磁电把油门拉回到“停机”位置，当正常电恢复时，PLC发出分闸信号并由油门电机减速到怠速60S后，电磁电将油门拉回“停机”位置，柴油机缺油熄火。 
并可根据用户需要增加小型人机界面，以文字﹑指示灯﹑图案等形式显示柴油机的各种数值及状态。并可通过其面板的按钮改变柴油机的数值及状态。可修改有与时间有关的参数，对输入的数据进行范围设定，**出范围的数据拒绝输入。可以对柴油机的各种故障以文字形式显示以便于查找故障，如三次起动失败，转速高，缸温高，市电供电等等。带密码保护功能，可以防止非授权用户更改重要数据和开关量。机组--自控的特点
（1）机组由柴油机发电机组和中心控制柜组成，可以单机单柜、双机单柜或联网自动化控制（无人值守）。
（2）控制柜的核心是可编程序控制器（PLC），通常选用选用北京凯迪恩公司CPU306小型可编程序控制器，运行可靠，质量稳定。
（3）充分利用PLC的指令和功能编制程序，尽量减少外围控制元器件和接口，电路简单，操作方便，便于维护。
（4）利用PLC的高速计数器功能，准确测出机组转速，不采用原来的测速发电机、转速表，避免了安装困难并提高了可靠性。
（5）控制器采用直流24V供电，并配备先进的高频开关式直流充电设备，可对蓄电池进行浮充电，保证控制柜直流供电。
（6）PLC中的EPROM（只读存储器）可固化程序，使原程序长期不丢失。
（7）利用PLC的通信功能可实现近程、远程集中监控。
技术要求：
采用旋转编码器比接近开关性能效果更好。
接近开关技术要求：
螺纹式接近开关检测距离10mm±10%工作电压DC型：10-30VDC   三线型响应频率400Hz
接近开关又称无触点接近开关，是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域，开关就能无接触，无压力、无火花、迅速发出电气指令，准确反应出运动机构的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力，是一般机械式行程开关所不能相比的。
根据所需的输入/输出点数选择PLC机型
 根据自动化机组的控制要求，所需PLC的输入点数为14个，输出点数为10个。系统的控制量基本上是开关量，只有电压是模拟量，为了降，可以通过电路把模拟量转换成开关量、如电压监测可以用电压保护器代替。这样可以选用不带模拟量输入的PLC。对于小型发电机可不加装油门电机用于控制柴油机转速。本系统选用北京凯迪恩公司CPU306小型可编程序控制器，可靠性高，体积小，输入点数为14个，输出点数为10个。电源、输入、输出电压均为24VDC。 

罗克韦尔自动化帮助中国石化广州分公司进行系统改造，相对于采用全新的控制系统，节省了设备投资，有效保护了用户原有的资产。 
背景 
中国石化广州分公司作为我国南方石化产业的*企业，占有广东30%以上的石化市场份额。该公司的产品主要销往南方各省市，并中国香港、中国澳门以及东南亚地区。2001年，中国石化广州分公司销售额为15亿美元，加工量为638万吨，乙烯产量17万吨。 
中国石化广州分公司有45家主要的分厂，包括30家精炼厂。加工能力为每年770万吨，深加工能力为每年650万吨，乙烯产量为每年15万吨。 
该公司生产**过60种的石化产品，包括汽油、柴油、航空燃油、石脑油、重油、溶油、、沥青、石油焦、、苯、甲苯、、苯乙烯、丁二烯、丙丁烷、乙烷和煤气。同时，他们还生产三种，近160个不同等级的固态塑料原料，包括聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯。 
挑战 
随着经济的迅速发展，我国已经成为世界上较大的汽油及石化产品消费国之一。我国的石化工业将在未来一段时间里持续、高速发展，以满足国民经济的发展需要。 
我国已经于2002年加入WTO，随着市场开放程度的加大，我国石化市场的竞争将会加剧。国际市场价格的波动将会给石化企业带来很大的影响。为了保持竞争力，中国石化广州分公司希望通过降低生产成本、提率，将产品保持在较低的价格水平。 
为了提高资产使用效率、减少备件费用，中国石化广州分公司希望能够对他们已经使用了13年的PLC-3热备系统进行升级。  
虽然PLC-3可编程控制器是较其可靠的控制平台，但是已经停产，它的相关备件很难在市场上买到，其维护成本也较高。向后兼容也是成为一个严重的问题，原有控制系统监控平台使用IBM 386兼容机，并运行于DOS操作系统下，显然已经太落伍了。用户希望采用较先进的人机界面系统代替原有的监控平台。 
为了节省投资、减少停机时间，整个改造项目要求开销较小，系统停产时间较短。也就是说，要求新系统必须无缝地与现有系统融合在一起，不得出现半点差错，同时还要便于操作和维护。 
解决方案 
整个改造项目的关键问题在于Allen-Bradley系列PLC的向后兼容问题。一些自动化厂商建议更换整个控制系统，而罗克韦尔自动化从帮助用户节省投资的角度出发，建议只更换PLC处理器，保留现有的I/O模块。相对于更换整个控制系统，罗克韦尔自动化的升级方案仅需要前者1/3的投资。 
改造方案包括用全新的PLC-5/40热备系统代替已经过时的PLC-3热备系统。系统升级过程包括两个步骤：首先，将安装有Allen-Bradley 1784-KT通讯卡的监控计算机连入现有的DH+网络，并运行第三方人机界面软件。 
然后，罗克韦尔自动化的系统集成商将PLC-3的程序转化为PLC-5的程序。PLC-3的编程软件运行于DOS操作系统下，操作界面并不友好。通过使用RSLogix5编程软件可以将原来的程序转化为PLC-5的梯形图逻辑程序。由于RSLogix5编程软件运行于bbbbbbs 2000/XP操作系统下，操作界面友好，使用方便，并且很多功能得到了增强。 
新旧两种PLC处于并行运行状态，确保新系统能够接收到与旧系统相同的输入信号。通过连接到两台PLC的人机界面系统来监视它们在相同输入信号下的响应是否一致。在正式用PLC-5代替PLC-3之前，花费了一个月的时间对所有逻辑功能进行了全面的测试，确保新系统的程序万无一失。 
由于进行了充分的前期准备，最后只花费了不到半个小时就完成了新旧系统的切换工作。新的PLC-5只有PLC-3体积的1/3，它直接连入原有的DH+网络，*进行任何改造。 
PLC-5可编程控制器担当起了控制整个生产车间的重任，接收来自现场设备的信号，包括各种仪表、电机、液位传感器、阀门等。第三方人机界面软件用于对各种输入信号状态进行监视，并按照事先编制好的程序做出反应。 
成效 
整个改造项目没有**出预算，在一个多月的改造过程中几乎没有对正常生产造成影响。从新系统投产到现在，还没有出现任何故障。 
基于bbbbbbs操作系统的监控平台不仅使用灵活、界面友好，而且它为中国石化广州分公司节省大量的设备投资。相对于使用全新的控制系统，用PLC-5代替PLC-3的方案为用户节省了近75000美元的费用。PLC-5系统更加稳定、可靠，仅需要少数不太昂贵的备件。**一项，就为用户节省了近10%的备件费用。 

俗话说“人靠衣裳马靠鞍”，良好的外观往往能够吸引眼球，激发顾客（用户）的购买欲望，较终达成商业利益的实现。软件的设计亦如此，bbbbbb XP 在商业上的巨大成功很大一方面来自于它一改往日呆板，以**“应用”的灰色界面，从“用户体验”角度来设计界面，使界面具有较大的亲和力。就目前的软件设计的发展趋势来说，良好的人机界面设计越来越受到系统分析、设计人员的重视。但是如何对设计的人机界面（包括帮助等）进行测试，给出客观、公正的评价，却鲜见于报端。本文试从共性分析和个性分析的角度，给出一些测试意见和原则，简单且易于上手。起到一个抛砖引玉的目的、以飨读者。

我们知道：“不立规矩无以成方圆”。在软件界面设计强调张扬个性的同时，我们不能忘记软件界面的设计先要讲求规矩－简洁、一致、易用，这是一切软件界面设计和测试的必循之道，是软件人机界面在**自我时的群体定位。美观、规整的软件人机界面破除新用户对软件的生疏感，使老用户更易于上手、充分重用已有使用经验，并尽量少犯错误。由此我们在对软件人机界面进行测试时（设计评审阶段和系统测试阶段结合进行），不妨从下列一些角度测试软件的人机界面。

一致性测试

一致性使软件人机界面的一个基本要求。目的是使用户在使用时，很快熟悉软件的操作环境，同时避免对相关软件操作发生理解歧义。这要求我们在进行测试时，需要判断软件的人机界面是否可以作为一个整体而存在。下面是进行一致性测试的一些参考意见：

提示的格式是否一致

菜单的格式是否一致

帮助的格式是否一致

提示、菜单、帮助中的术语是否一致

各个控件之间的对齐方式是否一致

输入界面和输出界面在外观、布局、交互方式上是否一致

命令语言的语法是否一致

功能类似的相关界面是否在在外观、布局、交互方式上是否一致（比如商品代码检索和商品名称检索）

存在同一产品族的时候，是否与其他产品在外观、布局、交互方式上是否一致（例：Office产品族）

同一层次的文字在同一种提示场合（一般情况、突显、警告等）在文字大小、字体、颜色、对齐方式方面是否一致

多个连续界面依次出现的情况下，界面的外观、操作方式是否一致（当然可能会有例外，比如操作结束的界面）

信息反馈测试

设系统的使用者是一个初出茅庐的生手，你能指望她（他）在进行操作不出错吗？但这还不是问题的所在，问题的所在在于我们都会犯错误，我们都有自己不了解的东西。如何避免，这要求我们的人机界面有足够的输入检查和错误提示功能。通过信息反馈，用户得到出错提示或是任务完成的赞许之语。但有些不幸的是，我们很多系统都在此方面做的不尽人意。下面是这类测试的一些参考意见：

系统是否接受客户的正确输入并做出提示（例：鼠标焦点跳转）；

系统是否拒绝客户的错误输入并做出提示（例：弹出警告框，声响）；

系统显示用户的错误输入的提示是否正确，浅显易懂（例：“ERR004”这样的提示让人不知所云）；

系统是否在用户输入前给出用户具体输入方式的提示（例：网站注册程序）；

系统提示所用的图标或图形是否具有代表性和警示性；

系统提示用语是否按警告级别和完成程度进行分级（若非某些破坏性操作，请对用户温和一些）；

系统在界面（主要是菜单、工具条）上是否提供突显功能（比如鼠标移动到控件时，控件图标变大或颜色变化至与背景有较大反差，当移动开后恢复原状）；

系统是否在用户完成操作时给出操作成功的提示（很多系统都缺少这一步，使用户毫无成就感）。

界面简洁性测试

你的人机界面像你的脸一样对称、干净吗？我们往往看到的使很多系统在人机界面设计上就像长了天花的病人。因此我们不得不对其进行前的检查，下面是一些供检查的建议条款。

用户界面是否存在空白空间（没有空白空间的界面是杂乱无章的，易用性较差）；

各个控件之间的间隔是否一致；

各个控件在垂直和水平方向上是否对齐；

菜单深度是否在三层以内（建议不要**出三层，大家可以参考微软的例子）；

界面控件分布是否按照功能分组（菜单、工具栏、单选框组、复选框组、Frame等）；

界面控件本身是否需要通过滑动条的滑动来显示数据（建议采用分页显示并提供数据排序显示功能）。

实际上，一个处理该类测试的原则性的东西就是：干掉多余的东西，尽可能分组。

界面美观度测试

你的界面美观吗？试想一个服装模特穿一身不得体的衣服其展示效果会如何？我至今还记得在学习美学时老师讲过的一句话：美是对比的产物。在软件界面的美观度测试上，我们不得不注意下面的一些建议。

前景与背景色搭配是否反差过大；

前景与背景色是否采用较为清淡的色调而不是深色（比如用天蓝色而不用深蓝色和墨绿色）；

系统界面是否采用了**过三种的基本色（一般情况下不要**过三种）；

字体大小是否与界面的大小比例协调（一般中文采用宋体9-12，英文采用Arial或Times New Roman，日文采用SimSun或明朝）；

按钮较多的界面是否禁止缩放（一般情况下不宜缩放，较好禁止较大、较小化按钮）；

系统是否提供用户界面风格自定义功能，满足用户个人偏好。

用户动作性测试

“科学是懒人的哲学”，这是我大学专业老师的一个观点。我们的计算机系统也不例外。我们的系统能让用户尽可能地偷懒吗（少动手肘，少记命令等），从这个角度出发，相信你会对用户动作性测试的本质有较深的体会。我相信没有一个测试员愿意做的多而收获的少。此外用户从某种角度上是心怀不测的挑衅者和肇事者。他们很少有太多的耐心来对待他们寄以很大期望的系统。下面是一些判断用户是否能够“偷懒”和“发泄防止”的测试建议。

是否存在用户频繁操作的快捷键；

是否允许动作的可逆性（Undo，Redo）；

界面是否有对用户的记忆要求；

系统的反应速度是否符合用户的期望值；

是否存在更便捷、直观的方式来取代当前的界面的显示方式；（比如用菜单界面代替命令语言界面）；

用户在使用时任何时候是否能开启帮助文档（F1）；

系统是否提供模糊查询机制和关键字提示机制减少用户的记忆负担（比如清华紫光输入法的模糊音设定）；

是否对可能造成长时间等待的操作提供操作取消功能；

是否支持对错误操作进行可逆性处理，返回原有状态；

是否采用相关控件（如：日历，计算器等）替代用户手工键盘输入；

选项过多的情况下是否采用下拉列表或者关键字检索的方式共用户选择；

系统出错是是否存在恢复机制使用户返回出错前状态（如：Office XP的文件恢复）；

在用户输入数据之前，用户输入数据后才能执行的操作是否被禁止（如特定的按钮变灰）；

系统是否提供“所见即所得（WYIWG）”或“下一步提示”的功能（比如预览）。

行业标准测试

每个行业都有自己的一套标识体系。请尽可能不要与其“撞车”。这就需要我们的人机界面测试对软件行业的符号体系有所了解，否则将很难担此大任。

界面使用的图符、声音是否符合软件所面向领域的行业符号体系标准；

界面说使用的术语是否符合软件所面向领域的行业命名标准；

界面的颜色是否与代表色彩较为相近；

界面的背景是否能够反映相关主题（比如：反映环保的背景一般采用自然风光作为背景）；

界面的设计是否反映行业较新的理念和大众趋势。

当然、每一个软件也应当具有自己的一些个性，这些个性是体现软件开发商和所面向的用户领域的特定需要的。比如微软的启动界面和苹果的启动界面就完全是两码事。一个不失个性的软件，其本身就是软件制作商的“广告*人”。既要**制作商，又不能喧宾夺主。下面我们给出一些常见的软件个性测试原则。

软件的安装界面是否有单位介绍或产品介绍，并拥有自己的图标；

软件的安装界面是否在界面上不同于通用的安装工具生成的界面（比如：金山快译的安装界面就比较有特色）；

主界面的图标是否为制作商的图标；

系统启动需要长时间等待时，是否存在Splash界面，它是否包含或反映制作者信息；

软件是否有版本查看机制，版本说明上是否有制作者或是用户的标识；

软件的界面的色彩、背景、布置是否与同类产品有不同之处，如果有，是否更为简洁、美观；

软件界面操作与同类产品相比，是否能够减少用户输入的频繁度；

软件界面操作与同类产品相比，是否在出错预防机制和提示上更为直观、醒目；

软件界面是否为特殊群体或是特殊的应用提供相应的操作机制（比如bbbbbbs的放大镜）。

小结

总而言之，软件人机界面的测试需要一个立足“共性”但又要强调“个性”的测试思路，软件人机界面的测试与其他类型测试不同，更加强调从用户的角度、审美观去看待待测软件。既不能过于“大俗”，又不能过于“大雅”。很多时候，需要在强调规整和强调个性间进行权衡。这迫切需要我们的界面测试人员用大脑去思考，用心去体会。这对人机界面测试人员在审美观上也是一个较大的挑战