西门子6ES7322-1BL00-0AA0型号介绍

西门子6ES7322-1BL00-0AA0型号介绍

 PLC控制和DCS控制系统不是一个逻辑层次上的概念,从名称上就能看出:PLC是以功能命名,DCS是以体系结构命名。

PLC控制和DCS控制系统不是一个逻辑层次上的概念,从名称上就能看出:PLC是以功能命名,DCS是以体系结构命名。从原理上看PLC就可以组成DCS。当然两者性能差异还是存在的,要具体看产品和需要。从应用角度来说,简单地以PLC,DCS来区分,往往会走人误区。

DCS控制系统与PLC控制区别:DCS是一种“分散式控制系统”,而PLC(可编程控制器)只是一种控制“装置”,两者是“系统”与“装置”的区别。系统可以实现任何装置的功能与协调,PLC装置只实现本单元所具备的功能。

DCS网络是整个系统的,DCS系统通常采用的**标准协议TCP/IP。它是双冗余的高速通讯网络,系统的拓展性与开放性更好.而PLC因为基本上都为单个小系统工作,在与别的PLC或上位机进行通讯时,所采用的网络形式基本都是单网结构,网络协议也经常与**标准不符。在网络安全上PLC没有很好的保护措施。

DCS整体考虑方案,操作员站都具备工程师站功能,站与站之间在运行方案程序下装后是一种紧密联合的关系,任何站、任何功能、任何被控装置间都是相互连锁控制,协调控制;而单用PLC互相连接构成的系统,其站与站(PLC与PLC)之间的联系则是一种松散连接方式,做不出协调控制的功能。

DCS在整个设计上就留有大量的可扩展性接口,外接系统或扩展系统都十分方便,PLC所搭接的整个系统完成后,想随意的增加或减少操作员站都是很难实现的。

为**DCS控制的设备的,DCS采用了双冗余的控制单元,当重要控制单元出现故障时,都会有相关的冗余单元实时无扰的切换为工作单元,**整个系统的。PLC所搭接的系统则需要配置双PLC实现冗余。

对各种工艺控制方案更新是DCS的一项较基本的功能,当某个方案发生变化后,工程师只需要在工程师站长将更改过的方案编译后,执行下装命令就可以了,下装过程是由系统白动完成的,不影响原控制方案运行。系统各种控制软件与算法可以将工艺对象的控制精度提高。

而对于PLC构成的系统来说,工作量较其庞大,首先需要确定所要编辑更新的是哪个PLC,然后要用与之对应的编译器进行程序编译,最后再用专用的机器(读写器)一对一的将程序传送给这个PLC,在系统调试期间,大量增加调试时间和调试成本,而且较不利于日后的维护。

在控制精度上相差甚远。这就决定了为什么在大中型控制项目中(500点以上),基本不采用全部由PLC所连接而成的系统的原因DCS系统所有I/O模块都带有CPU,可以实现对采集及输出信号品质判断与标量变换,故障带电拔,随机更换。而PLC模块只是简单电气转换元,没有智能芯片,故障后相应单元全部瘫痪. 
 PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

一、保养规程、设备定期测试、调整规定

（1）每半年或季度检查PLC柜中接线端子的连接情况，若发现松动的地方及时重新坚固连接；

（2）对柜中给主机供电的电源每月重新测量工作电压；

二、设备定期清扫的规定

（1）每六个月或季度对PLC进行清扫，切断给PLC供电的电源把电源机架、CPU主板及输入/输出板依次拆下，进行吹扫、清扫后再依次原位安装好，将全部连接恢复后送电并启动PLC主机。认真清扫PLC箱内卫生；

（2）每三个月更换电源机架下方过滤网；

三、检修前准备、检修规程

（1）检修前准备好工具；

（2）为**元件的功能不出故障及模板不损坏，必须用保护装置及认真作防静电准备工作；

（3）检修前与调度和操作工联系好，需挂检修牌处挂好检修牌；

四、设备拆装顺序及方法

（1）停机检修，必须两个人以上监护操作；

（2）把CPU板上的方式选择开关从“运行”转到“停”位置；

（3）关闭PLC供电的总电源，然后关闭其它给模坂供电的电源；

（4）把与电源架相连的电源线记清线号及连接位置后拆下，然后拆下电源机架与机柜相连的螺丝，电源机架就可拆下；

（5）CPU主板及I/0板可在旋转模板下方的螺丝后拆下；

（6）安装时以相反顺序进行

五、检修工艺及技术要求

（1）测量电压时，要用数字电压表或精度为1%的**表测量

（2）电源机架，CPU主板都只能在主电源切断时取下；

（3）在RAM模块从CPU取下或插入CPU之前，要断开PC的电源，这样才能**数据不混乱；

（4）在取下RAM模块之前，检查一下模块电池是否正常工作，如果电池故障灯亮时取下模块PAM内容将丢失；

（5）输入/输出板取下前也应先关掉总电源，但如果生产需要时I/0板也可在可编程控制器运行时取下，但CPU板上的QVZ（**时）灯亮；

（6）拨插模板时，要格外小心，轻拿轻放，并运离产生静电的物品；

（7）更换元件不得带电操作；

（8）检修后模板安装一定要安插到位；

3、控制系统构成

1）、控制系统硬件

如图所示，江北水厂根据系统不同功能分为五个PLC站，应用三菱MELSECNET/10网组网通讯，通过A1SJ71UC24-R2与计算机通讯。利用电信局帧中继与公司调度室进行。远程测压点通过无线通讯进行。根据生产的特点五个PLC站分别为投加分站、平流池分站、滤池分站、反冲分站、主站。所有PLC站均采用三菱AnS系列PLC。

A、投加分站以过程控制为主，利用仪表、变频器进行投氯、投矾的回路控制。仪表输出4-20mA标准信号。

B、排泥车分站以逻辑控制为主，通过PLC发出的指令，指令通过中间继电器及变频器，对行车的电机及泵等设备进行开停、运行频率变化等控制，以达到运行的高度自动化。

C、滤池分站是逻辑控制与过程控制相辅相成，并加入了PID控制。在几个站中滤池分站属于较复杂繁烦，我厂有十组滤池，并且都投入运行，三菱PLC完**达到控制要求。

D、反冲分站主要是以逻辑控制为主，当PLC接受到滤池站发出的反冲要求指令时，开始按程序顺序地进行控制。

E、主站以逻辑控制为主，其作用主要是加强报警功能，将各分站发生的紧急事故，*一时间通知值班人员。

以上各站中主站CPU选用三菱A2ASCPU-S1（I/O点数1024，存储容量256K），其它各站选用A2ASCPU（I/O点数512，存储容量64K），A/D转换模块选用A1S68AD，D/A转换模块选用A1S68DAI，在网络方面选用了A1SJ71BR11模块组成的同轴电缆总线方式的MELSECNET/10网。此网络的较大优点是当一个站由于电源故障或其它故障而脱网时，这个站将被分离，数据链接继续在有效的站间进行，当故障时，它自动返回在线状态，重新开始通信。从江北水厂投产运行至今，除了一次被雷电击坏了网络模块以外，还没有因PLC故障导致生产无法正常运行的事件发生。

由于篇幅有限，这里主要讲一下PID控制，水厂涉及PID控制回路主要是滤池站，在PID控制回路中要给出一个水位的设定值（SV值），通过PID控制单元将过程值（PV值）与设定值（SV值）对比，并执行PID控制算法，送出适合于执行机构特性的命令值（MV值）。执行机构是由模拟输出控制。我厂共有10组滤池，因些组数设为10，设定执行周期为K100（1sec），P值为K1000（10），I值为K2000（200sec），D值为K0。实际应用中能满足控制要求，达到V型滤池恒水位控制的要求，我厂PID控制可以分为自动和手动两种方式，自动控制即由PLC进行全自动控制，不需要进行人工干预。手动控制即在上位机上给定一个阀位输出值（MV值），通过PLC对阀位进行控制，手动方式时内部设**不与测量值校准。

编程梯形图软件用三菱公司的GPPW软件，在组网设置方面非常简便，在程序调试方面及在线检测方面已大大优越于老版本的GPPA。

在变频器的使用中，我们接触过两款三菱公司的变频器，FR-A044-2.2K和FR-E540-0.75K，产品均采用以微处理器核心的数字控制技术，在使用过程中都能达到很好的响应能力，具有频率设定检测、负荷选择、电流输入等，共计100多个参数选择。及对变频器过载、CPU故障、电机再生电压过大等多种故障进行监控。当设备发生故障时，该变频器可及时停止运行，防止事态恶习化，并通过参数单元显示故障代码，提高查找故障的效率。相比FR-E540-0.75K调节参数设置方面没有FR-A044-2.2K方便。使用变频器后感觉较大的优点是：变速区段全由软件设置，具有柔性控制的特点。

2）、控制系统监控组态软件

江水水厂的人机监控系统由位于中控室的两套FIX6.15组态软件及投加室一套组态王软件构成，组态软件与PLC构成了上、下位机关系。通过专用的I/Odirver将二者结合起来，实现数据采集和监控（SA）的。组态软件支持第三方应用程序的运行，具有操作简单、管理方便、安全性、维护性、可移植性、稳定性强的特点。我们还利用FIX通过ODBCSQL实现了与调度室任务，**了系统的开发性和可扩展性。FIX提供了报警系统生成、显示、存储报警信息等功能，使下位机PLC的事件实时地显示出来。

4、结束语

本系统在江北水厂已稳定运行近四年多，运行结果表明三菱自动化PLC及变频器与组态软件组成的PLC+PC系统能充分满足对水厂控制系统的要求，对水厂的安全运行、提高供水质量、节能降耗、优化管理等方面起到了至关重要的作用。

1 系统概述
计量站是油田的重要组成部分。计量站生产担负着站内各个油井的液、油计量任务，需要及时、准确地为油田地质部门提供油藏工程资料。油田计量站外输分离器的主要作用是将从地下打上来的进行分离，即对天然气、油、水三者进行分离，在分离器中天然气在较上层，油在中间层、水在较下层。一般用手动操作，油位很低于出油口，这样天然气就从出油口跑掉，造成很大的浪费，并且天然气的计量采用双波纹差压计进行手工测量很不准确，为解决这一问题，将油位和天然气采用自动控制和测量。

2 油井计量装置的构成

2.1 工作原理
单井来油经三相分离后，进入油桶，油桶内安装的液位变送器实时采集当前液位高度。当液面达到设置的上限排油高度时，PLC控制主泵排油，当液面达到设置的高限排油高度时，PLC控制主、备泵同时工作排油，防止溢出。经过在线含水分析仪，刮板流量计、薄膜阀等排出；分离后的水经水堰管口溢出，进入集水桶。当油或水液位降到设定的下限关阀高度时，排油泵关闭，进行下一桶的油或水的积累。在分离器**部的气出口处，设有温度、压力变送器、过滤器、气体腰轮计、自动式调压阀、单流阀等。三相分离器的进油管线装有一套加药装置，可连续可控地给来油加破乳剂。

2.2 现场控制终端
现场控制终端采用PLC实现现场信号的采集和工艺控制，主要实现如下功能：
信号：采集现场反馈的液位、蒸汽温度、流量等模拟信号和门禁、泵状态等开关信号。
手自动切换：在现场维护或紧急状态时，可以通过人工方式将此站切换到手动状态，此时此计量站为现场手动控制，自动控制流程无效。监控中心只能监视此计量站，不能远程控制此站设备。
自动流程控制：计量站为自动状态时，PLC按照编写的控制流程实现自动控制。PLC可远程接收监控中心下传的参数，也可接受监控中心远程的控制命令。

2.3 现场总线
现场总线采用CAN总线实现监控中心与现场控制终端的网络连接，CAN总线具有以下特点：
1.CAN为多主站方式工作。网络上任一节点均可在任意时刻主动向网络上其它节点发送信息。可以方便的实现多中心控制。
2.CAN的直接通信距离较远可达10km（速率小于5kb/s），速率较高可达1Mbs（40m以内）。能够满足数据采集实时性的需求。
3.CAN上的节点数较高可达110个，为系统扩展预留有足够的空间。
4.CAN采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有较好的检错效果。
5.CAN节点在错误严重的情况下有自动关闭输出功能，使总线上其它节点的操作不受影响。

3 计量站SA系统
监控中心采用世纪星组态软件构成数据和监控（SA）系统，完成生产监控、计量监控、现场控制参数设置、远程控制、趋势分析、故障报警、统计报表生成等工作。
为提高可靠性，监控中心采用双机热备结构构成上位机监控系统。主机和从机通过TCP/IP网络连接，正常情况下主机处于工作状态，从机处于监视状态，一旦从机发现主机异常，从机将会在很短的时间之内代替主机，完全实现主机的功能；当主机恢复正常后，从机将控制权交还给主机，从机重新处于监视状态。同时，世纪星组态软件双机热备还具备双机数据冗余功能，**监控系统数据的安全、完整性。
世纪星组态软件同时提供Web浏览功能，世纪星的WEB 发布基于客户机/服务器（B/S）结构，由 Web 浏览器（客户机）和 Web 服务器（服务器）构成，两者之间采用 TCP/IP 传送协议进行通信。通过 IE 浏览器，输入服务器的 IP 地址，就可以查看现场的画面和数据。通过Web浏览功能，油田管理人员可以随时了解到当前生产情况及统计报表