6ES7322-1BF01-0AA0安装调试

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PLCopen中国组织通过一年的努力做了大量卓有成效的工作，也集合了数十家优秀的业内企业。为了更好的推广标准，宣贯技术，PLCopen中国组织结合几家优势企业组织了06年工业控制编程语言标准IEC61131－3推广应用研讨会，借此机会，中国自动化网记者就业界普遍关注的问题采访了PLCopenMr.EelcovanderWal及PLCopenChina彭瑜教授。
记者：PLCopen经过十多年的发展已成为**自动化控制领域较*的国际组织之一，但由于进入中国相对较晚，因此，对于许多中国用户来说还比较陌生，请您简要介绍一下其大致情况。

Mr.EelcovanderWal：PLCopen成立于1992年，总部设在荷兰，是一个独立于厂商和产品的国际性组织。PLCopen的使命是解决与控制编程相关的主题，用以支持该领域内国际标准的使用。中国是继PLCopen国际组织在欧洲、北美、日本后的本地化的组织机构。在PLCopen组织内部无论会员规模大小均推行“一员一票制”的制度，组织机构的上一级主要有全体大会、管理**及执行，下一级则包括6个技术**和5个推广**。6个技术**为：TC1（标准），TC2（功能），TC3（认证），TC4（通信），TC5（软件安全），TC6（XML）。5个推广**为：PC1（欧洲），PC2（培训），PC3（北美），PC4（），PC5（中国）。

记者：十多年来,PLCopen在**范围发展状况如何与其它同类组织相比，PLCopen的主要特点和优势在哪里

Mr.EelcovanderWal：1４年前，PLCopen是从接受IEC61131－3标准开始的。当时，我们是从用户是否能接受的角度来考虑，但是也必须保证有足够的厂商供用户选择。因此要使厂商愿意使用这个软件标准。为了避免市场对此的混淆，我们从认证开始着手，通过认证的程序我们希望用户能容易地辩识出IEC系统，厂商能生产出符合IEC标准的产品，或者他们的设计能符合标准的要求。但在市场上这个举措没有起到作用，反而带来了市场的混淆。认证必须保用户一方没有出现混淆，它能把使用IEC标准的系统找出来。9年前我们做了一个很大的举措就是开始了运动控制技术。我们在IEC的研发环境里加入了运动控制。把PLC和运动控制的功能加以组合，形成了运动控制的5个标准。此举给了PLCopen一个崭新的定位，使其在推广IEC标准的基础上，增加了技术。也正是因此，PLCopen在方向上和以前有所不同，它不仅着重于IEC标准，还有标准以外的其他附加，XML和安全性就是例子。PLCopen的运动控制部分在市场上的成功重新定位了这个在工控界*一**的国际组织。其他很多组织如现场总线组织在国际上也非常活跃，但在其背后通常都有大公司支持，但PLCopen是一个完全独立的组织，没有任何一个公司能在这个组织中享有特权。

记者：IEC6113－3标准包含有广泛深刻的先进工控软件工程技术思想，但是实现的难度似乎很大，您如何看待这一问题？

Mr.EelcovanderWal：IEC61131－3是一个不断进步和变化的标准，但变化对大多数人来说是比较难接受的。这个标准为解决控制问题提供了结构化的方法，但前提是你要愿意使用，这样才能为用户提供好处。然而，首要的是对编程者进行系统的培训，然后他们才能据此标准实行。这在规模较大的组织中往往容易进行，但为了使其适用于人数相对较小公司，也做了许多工作，在这种公司，大多数情况下是体现不出软件的整个生命周期的。这样，快速的解决方案逐渐就会显露其副作用。因此用其他方法如结构化的方法就会好一些，但前提是人们必须接受一种新的结构。

记者：自PLC诞生35年来，PLC软件跨公司技术平台共享、继承、移植、维护的要求越来越多、难度越来越大。IEC6113－3标准有望解决这些问题吗？

Mr.EelcovanderWal：答案是肯定的。IEC标准的结构化方法在上个问题中已经提到了，并且解决了部分问题。另外，PLCopen的技术工作也会解决部分问题。例如，PLCopen的运动控制为运动领域增加了感观的和谐性。通过XML，我们为其他软件环境和软件工具开辟了一个开发环境。

记者：您认为目前中国本土相关企业的技术水平与产业规模距离IEC6113－3达标差距比照国际水准有多大？如何尽快提高？您有哪些指导意见？

Mr.EelcovanderWal：我刚刚谈到了变化，我认为中国的变化还是体现出了较高的水平。中国的工业自动化水平和其他地区如欧洲、美国、日本相比有所不同，为了达到一定水平并保持这种水平，必须将工控纳入生产制造的核心角色，软件也应占有重要地位。好消息是中国许多古老的优良传统还依旧得以保持，这对工业控制的发展也是有好处的。从西方国家引进生产线方面，也可以看出中国的工控水平。这也体现了中国在持续的生产中达到的水平。随着中国高等教育的发展，会涌现出大量工程师，这对于创造出一批适应中国工控水平的工程师来说是很好的机会。教育才是根本。从工程师的角度来说，学习IEC标准不仅仅是学一个系统，而会为工程师开辟一个很宽的产品范围，不**于PLC，而且延伸到整个工控领域。简单来说就是你经过一次学习，就可以进行跨系统应用。这和不断学习在市场上出现的不同的系统相比，有更大意义。

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记者：IEC61131－3标准在国际上和中国的使用状况如何？

彭瑜教授：根据前些年几个国际技术商情相关调查报告所披露的数据加以综合，**PLC市场中接受IEC61131－3的，在美国占23％，在欧洲占45％，在日本占22％。这两年接受的份额又有进一步地提高。《控制工程》（中国版）2004年*二期一篇题为《一旦编成，重复使用》的文章中指出，在欧洲大约有70－80％的工程师在使用IEC61131－3。日本已把IEC61131－3列为日本工业标准（JISB3503《可编程序控制器——编程语言》）。1998年以后，由于IEC61131－3在国际控制业界的影响越来越大，在中国国内有影响的PLC品牌开始提及自身品牌符合或兼容IEC61131－3，若干新推出的DCS系统公开宣称符合或兼容IEC61131－3。于是，人们才关注这个标准。中国的工业过程测量和控制标准化**按与IEC国际标准等效的原则，组织翻译出版工作。于1995年12月29日以GBT15969.1，15969.2，15969.3，15969.4颁布了PLC的国家标准，该标准只涉及IEC61131的**、第二、*三和*四部分。GBT15969.5《通信服务规范》在2003年5月颁布出版；GBT15969.8《IEC61131－3语言的实现导则》正在报批；*七部分模糊控制编程软件工具尚未纳入工作日程。

目前正在开展该标准**至*四部分的修订和补充工作，为*二版的正式颁布进行准备。2003年3月、4月和9月中国机电一体化技术应用协会在PLCopen国际组织的支持下，分别在北京、上海和广州组织了有关IEC61131－3的研讨会活动，参与者有：Siemens、KW、Phoenix、富士电机、Beckhoff、研华等公司。这对于促进IEC61131－3的推广，起了很好的推动作用。

记者：PLCopen中国组织成立的背景条件和使命各是什么？

彭瑜教授：目前成立PLCopen中国组织的条件已经很成熟，主要有三点：一是中国是个PLC应用大国；二是中国的PLC应用水平不低；三是中国PLC的发展还有很大空间。成立PLCopen中国组织，是为了进一步推广应用工业控制的编程语言的国际标准，提升PLC的应用水平，扩大PLC的应用领域。这是PLCopen中国组织的责任。

记者：PLCopen中国组织将会通过哪些方式来推广其标准？

彭瑜教授：作为PLCopen国际组织的分支机构，PLCopen中国组织的任务和职能是与总部完全一致的。但是由于具体情况不同而有所侧重。在近期计划主要开展以下方面的工作：加强宣传，扩大影响，推动IEC61131－3标准在我国PLC和工控市场的应用。具体地说，每年组织有关IEC61131－3标准及其应用的研讨会在全国各地巡回交流，尽快推出PLCopen的网站的中文版。

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根据已经建立的对编程系统进行符合IEC61131－3程度的判据，PLCopen将它划分为3个等级，即：基本级（BaseLevel，BL）；符合级（ConbbbbityLevel，CL）；可重复使用级（ReusabilityLevel，RL）。不过，CL级是和RL级组合使用的。如果能在IL（指令表）、ST（结构化文本）、SFC（顺序功能图）、LD（梯形图）和FBD（功能块图）这五种语言均达到CL级和RL级，则该编程系统即达到了全兼容、全开放的高度。为此，PLCopen也相应开发了具体测试程序和方法。鉴于国内近年来已呈现开发具有自主知识产权的编程软件平台的趋向，PLCopenChina应该争取在较短的时间内*相关单位进行符合标准的测试应用。接下来，着手在国内开始推广应用PLCopen提出的有关运动控制的行规库（motioncontrolprofilelibrary），以适应国内近年来已经出现的发展运动控制编程软件的客观需要。如向会员单位提供符合IEC61131－3的PLC编程系统的服务和咨询；配合全国工业测量和控制标准化**制定、维护和修订有关的PLC标准，特别是有关PLC编程语言的标准。PLCopen中国组织应大力扶植和支持开发国产PLC制的公司和开发符合IEC61131－3标准的工控软件的公司，抓几个有典型意义的应用项目，如规模较大的制造业生产线，成功后加以总结推广，让业内人士认识到国产符合IEC61131－3编程平台的的优越性。

PLC作为一种电力线通信技术，实际上是一种理想状态方案，大家的良好愿望是想利用电力线这种现成的资源，方便地获得较理想的传输媒质资源，使这种电力传输线路达到*多用的目的。出于这一理想心态，大家开始了PLC的研究，据有关报到，日本、德国、美国、以色列、韩国、瑞士等发达国家己进行了数年的研究，我国也在此行列之中。
PLC确实是一个很好的技术方案，但PLC技术能否跟进现代通信的要求和具有进入电信市场的竞争能力，是否在现在乃至将来拥有技术优势，我们确实还不敢早下结论。因此，我们有必要全面认识以及论证这一事件。目前，PLC应该努力解决如下一些问题。

1．电磁辐射的问题

首先，PLC不能等同双绞线、**五类线等其它的通信传输方式，电力线的背景噪声和电磁相互干扰因素和其它通信线路是有很大区别的。如果PLC要达到与其它技术的同等信噪比标准，那么PLC就必须相应的提高电力线上传输信号的信号电平。其次，根据电力接户网的拓朴结构，网络中有首端和尾端用户之分，如果要满足尾端用户的信号电平，首端的信号功率要适当提高，如果是双向传输这一过程会更复杂。最后，网络中接入的电器越多，信号电平也要随之提高。

综上所述，信号功率的提升就意味着辐射的加大。电磁辐射问题将会随着人类社会对环境要求的不断提高而成为PLC技术的较大障碍，电磁兼容标准只会越来越严格。目前电力系统正在使用的PLC技术为没有受到电磁兼容的限制，将来进入宽带接入网的PLC必须解决电磁辐射的问题，这是它具有生命力的一个重要方面。同时还必须要获得国家的授权和电磁兼容认证。

2．PLC的带宽是其生命力

现在大家都说“电力猫”的带宽是多少兆，很有吸引力。而这一带宽和传输媒质（导线）的固有带宽以及电力网特有的带宽量是两个完全不同的概念。今后的网络发展方向是三网融合（对PLC是四网融合），即实现高速、互动、个性化，PLC能否完成这一艰巨的历史任务，能否作为一支*秀具有较强生命力和发展后劲的新奇葩，在目前诸多的技术中PLC占什么优势？带宽问题不仅是其它传输网的生命，更是PLC的生命。我们不能只搞几年PLC，然后无奈的丢弃，那时的损失将是十分惨重的。仅经济损失还是次要的，更重要的是它影响了电力传输的地位。所以，对PLC的带宽问题要进行全面的技术比较和技术的先进性及后发优势的准确定位。

3．电力网的负荷对PLC的影响

电力网的负荷多变是无法预见、无法控制和无法克服的问题，这是电力网负载能力所具有的本质特征，这对电力网是很正常的事情，而对高频信号传输就不是一回事了。用电高峰时给我们的直觉是负荷大了，网络的速率就低了，而实质上是电网的相关参数发生了变化（相对高频信号的传输而言）。我们可以这样理解，每一个随时接入或随时退出电网的电器设备都可以等效为一个对地电容和一个电感元件。这些随时接入或随时退出电网的对地电容和电感元件的多少就相应改变了电网中对地电容量和电感量的大小。因此，网络的频率响应和阻抗特性也会随之发生较大的变化，导致了网络对信号带宽和信号电平随之变化。再者，这些电容中和电感中的所有绝缘介质就是电器设备中的工频电气绝缘材料，它对50Hz工频电能是**要绝缘的，且必须满足电气

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标准，否则就会短路、漏电而造成事故或电能损耗。但是这种绝缘对高频信号就不一定绝缘了，在配电网中这些不易掌握的电容量和电感量所模拟的PLC回路中，可能使传输信号对地呈现通路或者阻抗很小等情况，因此造成高频信号的傍漏、衰减和频响度变化等。所以我们接入的每一个电器（包括一个灯泡）较好都要采取高频阻波手段，阻止高频信号傍漏，如加装高频阻波器等。

4．电力网的电气同步问题

目前的电力线网络，它的两种电气连接不能完全同步。将来的互联网是网状网，如果要将电力网建设成网状拓朴结构是不可能的。它必须以每一台配电变压器为一个独立的网络，每台变压器之间的低压侧线路是不能以50Hz工频电气连接的。如果实行高频电气连接是可能的，但这是一件很麻烦的事情，同时也存在很大的安全隐患。因此低压配电网不可能全面实现网状网络结构。

因此，PLC必须解决以上技术问题。同时对目前开展的PLC要十分慎重的再论证再定位，我们不能只看到PLC光辉灿烂的一面，对另一面更要认真的挖掘和分析。但就目前的情况，PLC的优势是组建家庭局域网，**出这个应用范围所面临的问题也许更复杂更困难。为了能够有效利用和开发电力网资源，可以采取PLC技术与其它技术并举和互补的办法，作几手准备来扩大市场。据技术发展与市场走势预测，光通信的性价比越来越具优势，成本走势即将低于电传网。总之，电力网资源确实是一个很大很优质的资源，浪费它确实太可惜了。国家电网进入电信市场的较大优势就是电力传输网的优势，关键是如何整合和开发我们的电网资源。我们不仅要靠电网的**优势，更要靠先进的技术优势和绝招（具有自主知识产权的核心技术）来开发市场。只要我们全面、多领域进行开拓，至少可以成为较大的物理网运营商，同时还可以摇身成为较大的网络运营商。

1、引言

    水处理是长期以来倍受关注的领域之一，它是改善居民生活环境、提高人民健康水平的重要手段。旋转流管式膜微滤水处理装置是一种新的水处理工艺，它采用OMRONPLC对整个工艺流程进行控制，采用Inbbtion公司的FIX6.1组态软件对整个工艺流程进行动态实时显示，实现了对流量和压力瞬时值的数据采集、显示及曲线记录，以及各种事故的报警控制等功能。

    2、系统工艺流程及控制要求

    (1)工艺流程

    旋转流管式膜微滤水处理工艺流程如图1所示，被控系统有两套净化装置，这两套净化装置不允许同时工作，当一套处于净化状态时，另一套应处于反冲状态或备用状态。净化时，进水加压泵M1工作；反冲时，反冲加压泵M2工作。不论是在净化状态还是在反冲状态，均有相应的仪表对流量和压力信号进行检测和记录。

    (2)系统的控制要求

    根据工艺流程，对所设计的控制系统提出以下要求：

    ①将开关SA打到微机控制状态，在微机控制界面上起动Ⅰ套净化装置，由接触器KM1控制进水加压泵M1（由变频器控制）工作，同时电磁阀YVX11及YV112、YV113、YV114（后三个阀由KM1通过中间继电器KA1控制）打开，控制Ⅰ套的净化工作。

    ②Ⅰ套进行净化工作时，通过压力表PIT1、PIT2，流量计FIT1、FIT2、FIT5对其管道中的压力与流量进行监测。当流量计FIT5所检测到的流量值小于某一给定的流量值时，说明Ⅰ套的净化装置由于杂质堵塞而效率过低，此时应使Ⅰ套停止净化，加压泵M1停止工作，电磁阀YVX11、YV112、YV113、YV114关闭；进行Ⅰ套反冲洗，由KM2控制的反冲泵M2工作，电磁阀YVX21、YV122和YV123打开（反冲工作一段时间后自动停止）；Ⅰ套反冲洗的同时，起动Ⅱ套净化装置进行净化。

    ③Ⅱ套装置净化时，由接触器KM1控制的进水加压泵M1（由变频器控制）工作，同时电磁阀YVX11及YV212、YV213、YV214（后三个阀由KM1通过中间继电器KA3控制）打开，同时通过压力表PIT3、PIT4，流量计FIT3、FIT4、FIT5对其管道中的压力和流量进行监测，当流量计FIT5所检测到的流量值小于某一给定的流量值时，说明Ⅱ套的净化装置由于杂质堵塞而效率过低，此时应使Ⅱ套停止净化，加压泵M1停止工作，电磁阀YVX11及YV212、YV213、YV214关闭；进行Ⅱ套反冲，由KM2控制的反冲泵M2工作，电磁阀YVX21、YV222和YV223打开（反冲工作一段时间后自动停止）；Ⅱ套反冲洗的同时，起动Ⅰ套净化装置进行净化，如此反复循环。

    ④Ⅰ套和Ⅱ套装置在工作的过程中可通过微机界面上的停止按钮随时可以停止工作，Ⅰ套和Ⅱ套装置也可以单独地进行反冲。

    ⑤进水加压泵M1通过模拟量输出模块对变频器进行变频调速。

    ⑥当M1、M2过载或变频器故障时，进行声、光报警，以提示操作人员进行处理。 ⑦变频器故障时可给PLC提供相应的控制信号。

    ⑧必要时，可将电磁阀YVX15打开，使净化装置断水。

    ⑨考虑到电动机的惯性，系统停止工作时，先停止水泵，短暂延时后再关闭阀门。

    3、控制系统的设计

    (1)控制系统的结构

    根据工艺要求，考虑到系统中处理的主要是开关量信号，所以采用PLC来实现对整个系统的控制；采用组态软件对系统进行显示和监控。

    (2)PLC系统设计

    本系统采用OMRONC200HE系列的PLC，从系统的输入/输出点数考虑，PLC系统构成如图2所示。

    PLC控制系统中包括：8槽CPU底板（C200HW-BCO81-V1）一块，通过内置的总线将各模块连接在系统中；电源模块（PA204）一块；CPU（CPU42-E）一块；16点开关量输入模块（ID212）一块；16点开关量输出模块（OC225）一块；8路模拟量输入模块（AD003）两块，分别对Ⅰ套和Ⅱ套净化装置的压力和流量进行采集；8路模拟量输出模块（DA004）一块，对变频器进行控制，从而对进水加压泵进行控制。

    编程软件采用OMRON公司SYSMAC-CPT通用软件包，它可对C200HE系列及其它系列进行编程。SYSMAC-CPT是基于bbbbbbs环境下的编程软件，将它装入上位计算机中，用RS-232通信线和PLC连接，采用梯形图直接对PLC编程和监控，编制的程序可在PLC和计算机之间相互传送或存储在磁盘上。

    (3)上位机监控组态软件

    本系统采用美国Inbbtion公司的FIX6.1工业控制组态软件，通过RS-232串行通讯口使PC机与C200HE系列的PLC进行通讯。

    通过FIX组态软件可以对工艺过程进行实时监控。FIX组态软件是以块为基础的，不同类型的块可以定义多种不同的节点，每个节点承担了一定的控制功能，在整个水处理的工作过程中，要用到模拟数值输入/输出块、数字数值输入/输出块、计算块等。上位机对电磁阀的控制就必须通过数字数值输出块来进行，每个阀门的控制对应了相应的数字输出节点。因此，上位机不仅能接受来自PLC的控制信号并以动画的形式进行显示，而且还能够通过通讯端口向PLC发出控制命令，对现场进行控制。通过模拟块，上位机通过通讯端口可以从PLC上读取来自控制现场的仪表所采集到的压力和流量的实时数据，再经过计算块的转换，在上位机上将数值实时地显示出来，并对系统出现的故障能及时报警。旋转流管式膜微滤监控界面如图3所示，数据的实时曲线和历史曲线如图4所示。

    4、结语

    旋转流管式膜微滤是一种新的污水处理工艺，采用本文所设计的控制方案对其进行自动控制，各项指标均达到工艺要求，取得了较好的控制效果。目前，控制系统已调试完毕并投运，运行情况良好