西门子模块6ES7314-6EH04-0AB0型号介绍

西门子模块6ES7314-6EH04-0AB0型号介绍

  1 引言

    化纤生产是长流程连续化生产，一般要求一年内无故障连续运转8000h以上，即化纤设备运转的可靠性要求**一般纺织机械设备。化纤一般分为人造纤维和合成纤维两大类。我国化纤以合成纤维为主，而合成纤维中又以涤纶纤维为重点发展，其生产规模越来越大，年产3万吨至10万吨的涤纶短纤维生产设备已趋成熟。本文以年产3万吨涤纶短纤维生产设备为例。涤纶短纤维生产设备包括纺织联合机和后处理联合机。

    纺织联合机包括纺丝机（主要有纺丝箱体、纺丝组件、纺丝泵、计量泵、冷却吹风和上油、联苯加热等），卷绕机（主要有上油、牵引机、喂入机等）和丝桶往复装置（主要包括进桶输送、台车、纵向和横向运动装置，丝束出捅输送装置等）。

    后处理联合机包括集束架、导丝机、浸油槽、一道牵伸机、水浴槽、二道牵伸机、蒸汽加热管、紧张热定型机、冷却喷淋机、三道牵引机、叠丝机、三辊牵引机、张力架、蒸汽预热槽、卷曲机、铺丝机、输送机、松弛热定型机、曳引张力架、曳引机、切断机和打包机等。

    2 控制系统

    涤纶短纤维生产设备的控制系统方框图如图1所示，系统采用工业计算机作为上位机、PLC为各分系统的控制核心。各分系统的PLC与各变频器、伺服控制器、现场I/O等通过现场总线（Profibus-DP）进行通讯，构成现场总线控制系统，而各分系统的PLC与操作员站和工程师站通过工业以太网（IndustrialEthernet）进行通讯，实现车间级和厂级信息管控，提供实时数据。为实现管控一体化提供了条件。

    2.1纺丝联合机控制

    纺丝联合机主要技术特征:

    日产量:100t/d;

    纺丝位数:32或36位;

    机械速度:500～1500m/min;

    丝桶纵向速度:5～10m/min;

    丝桶横向速度:0.5～3.5m/min;

    全机总功率460kW（其中传动功率160kW，联合加热300kW）。

    控制系统方框图如图1，控制系统包括工程师站、操作员站、纺丝控制、卷绕喂入控制、丝桶往复控制分站。

    操作员站完成对生产流程画面显示，可对工艺参数，PID调节参数进行设定、修改、、查询、打印以及报警信息的纪录、查询和打印等。

    工程师站除具有操作员站主要功能外，还具有对多条生产线（如纺丝及后处理联合机）的编程、组态、调试和修改等功能，还具有故障诊断功能。

    操作员站和工程师站均由工控机实现。人机界面采用触摸屏，可方便地在触摸屏上设定纺丝工艺参数、运行控制、工况显示、故障报警显示以及数据纪录和查询等纪录。

    （1）纺丝机控制系统方框图如图2所示。纺丝PLC（1PLC）对32台纺丝泵，1台上油泵的变频对调速，对4台纺丝箱体温度压力进行监控，系统设有4个现场I/O，通过人机界面实现工艺参数的设定、修改、各有关数据采集，并控制上述设备的运行。

    （2）卷绕喂入控制系统方框图如图3所示，卷绕PLC（2PLC）出控制1～6牵引辊、导丝辊、喂入轮、上油泵（轮）电机的调速外，还控制纺丝吹风装置，设有5个现场I/O，通过触摸屏完成工艺参数的设定、修改和数据采集等。

    牵引辊1至牵引辊6之间各辊在牵引丝束时可能出现发电运行状态，即倒拖现象，这将导致牵引比不稳定。为此，采用共直流母线供电方式，将牵引辊1～6共6台逆变器由1台整流单元供电，即可保证处于发电运行的电机所产生的回馈能量消耗在处于电动状态运行的电机中，这样，负功率能量通过直流母线可自动平衡，加之各逆变器端直流电压并联连接，滤波电容容量增大，因而，直流母线的电压不致升高，牵伸比的稳定得到保证。

    （3）盛丝桶往复装置控制系统如图4所示，丝桶往复PLC（3PLC）控制丝桶往复装置的纵向、横向伺服电机的精确传动，并通过触摸屏实现有关参数的设定、修改和采集，同时设有定长装置，对每桶丝的长度进行精确定长，使各丝桶的尾丝浪费降到较低。

    直接纺的纺丝联合机还应包括熔体配管增压泵PLC站（4PLC），该PLC站主要是控制熔体配管的温度和熔体压力，增压泵采用交流异步电机传动，选用矢量控制型变频器精确调速，调控配管内熔体压力。

    油田联合站是生产过程中重要的环节之一，是集脱水、稳定、污水处理、高压注水、油井掺水拌热、储运等工艺于一体综合生产厂点，是油田“一级防火，**防爆”连续生产的要害单位，其生产过程的检测与监控不仅直接关系到成品的产品质量、关系到设备的能耗大小，更重要是决定着生产过程的安全平稳运行及生产的经济效益。

    2设计思路与技术解决方案和途径

    2.1总体设计思路

    光纤传感与控制技术在油田联合站的应用研究项目，就是运用光纤传感技术具有:

    （1）实现非电检测，真正本质安全、防爆;

    （2）实现非接触式检测，无污染、高绝缘性;

    （3）抗电磁干扰能力强、检测精度高等特点。

    武汉工大光纤传感科技股份有限公司成功应用于工业生产过程参数检测光纤系列产品、及与河南油田共同研制开发的三种新型光纤传感器作为现场检测用传感器的主导，配套先进的压力、温度传感器和当今国际流行的分布式计算机实时监控技术组成先进、完整的生产过程控制系统和安全监控系统，改善全站的生产和安全管理现状、提高生产管理水平、提高本质安全，减轻工人劳动强度;为油气集输生产现代化管理创出了一条新路。

    2.2项目总目标

    （1）联合站油、水、气处理系统采用先进光纤传感技术实现生产过程多项参数自动检测、控制、显示、报警;

    （2）注水罐，储罐采用光纤液位计实现自动检测，高位报警;

    （3）外输自动检测、控制、报警;

    （4）站内实现管理、控制一体化、智能化;

    （5）建立生产控制系统和安全控制系统的快速实时通讯，利用动态数据交换技术，开发生产控制系统和安全控制系统的数据接口;

    （6）安全管理达到中石化股份公司安全管理规范要求;

    （7）实现站、厂、局计算机联网管理。

    2.3主要研究内容

    （1）三相分离器油、水液面自动检测、控制;

    （2）三相分离器天然气压力自动检测、控制;

    （3）稳定塔液面检测、控制、报警;

    （4）轻油罐液面自动检测;

    （5）注水罐、储罐液位自动检测;

    （6）储罐液位高位自动报警;

    （7）储罐温度自动检测;

    （8）油井掺水系统自动控制;

    （9）长输管线压力、温度自动检测报警;

    （10）外输平稳输油自动控制;

    （11）三相分离器温度自动检测;

    （12）井排来油温度检测;

（13）消防系统水压检测;

    （14）联合站集中监测、显示系统:

    2.4技术方案与解决途径

    （1）将光纤传感技术引入联合站

    将光纤传感技术引入联合站，就是运用光纤传感技术具有:实现非电检测，真正本质安全、防爆;实现非接触式检测，无污染、高绝缘性、抗电磁干扰能力强、检测精度高等特点，解决储罐液位检测和报警，解决储罐负压检测和报警，解决流量检测和信号远传，解决三相分离器油、水液位检测与信号远传。

    （2）研制和开发相应的光纤传感器

    由于光纤传感产品进入油田联合站很晚，目前还谈不上规模化应用，因此现在成熟光纤传感器无法全面满足联合站检测的需要。要完成项目研究的技术内容，实现项目的总目标，就必须结合联合站工艺过程检测具体工况，研制和开发相应的光纤传感器。

    （3）开发光纤浮球液位变送器

    开发用于油、气、水三相分离器油、水液位检测的光纤浮球液位变送器，用以替代现在用的气动仪表，解决传统气动信号在传输过程中堵、漏、冻现象，提高控制的性、和控制的可靠性。

    （4）开发光纤流量计量仪

    应用容积式流量原理采用光纤转换和传送方式实现流量检测与远传，解决传统电动仪表因传送距离长抗干扰能力低的问题，避免强干扰下，检测系统的误操作。

    （5）开发储罐光纤负压报警器

    解决储罐负压检测与报警问题，可有效预防因呼吸阀堵塞，造成负压瘪罐事故的发生。

    （6）油井掺水系统自动控制和外输平稳输油自动控制

    运用变频器与压力检测构成闭环回路，确保机泵在经济区运行，实现节能降耗，降低设备维护率，提高设备使用寿命。

    （7）生产过程控制系统和安全监控系统，实现联合站生产

    采用目前国际上非常流行的分布式控制技术和现代网络技术组成先进的生产过程控制系统和安全监控系统，实现联合站生产、安全实时监控与管理，并将联合站实时的生产和安全信息联入油田开发网和安全信息网，为油田经营管理层的决策工作提供及时、全面、准确的信息资源。

    3光纤传感与控制技术在联合站的应用

    3.1系统组成及特点

    在系统组成上，现场一次仪表采用光纤传感器、本安型压力变送器和温度传感器，控制系统运用当今较为先进的“整体解决方案”技术，为了进一步提高增加系统全面性、可靠性、稳定性和安全性，在软件设计上运用国际行的MVC技术，即将表示层、控制层、及数据层相分离，三层相辅相成，在使用上很直观地体现出了现场级、监控级、工程师及操作员级、企业管理级多级工作方式，实现真正的工厂综合自动化理想平台、真正的流程工业生产过程的先进控制，优化调度和管理模式

一、概述
         出产品现已广泛应用到电力、能源、食品机械、船舶制造、邮电等行业，并且得到了用户的检验和认可，赢得了良好的声誉。公司本着“没有较好，只要更好”的设计理念帮助客户将发电机组自身价值发挥到较佳状态（即较大价值），为您节约更多的资源。如下就以GCK-1250A三台柴油发电机组（可增减）全自动并联系统为例。

二、背景
2.1 柴油发电机组状况
**柴油发电机组三台。
2.2 机组数据
品牌 ** **
机组型号 28TAG5 XS700K
频率（Hz） 50 50
转速(RPM) 1500 1500
功能 备用/主用 备用/主用
额定功率 KW(千瓦) 550/500 640/560
柴油机型号 VTA28G5 12V2000G63E
调速器类型 （EFC）调速器 标配电子调速器
2.3 负载状况
负载类型 功率（KW） 总功率（KW）
感性负载 1100 2200
容性负载 500
阻性负载 600
2.4 设计要求

        全自动并机柜的并机、功率分配模块均选用英国或美国原装进口且具有远程启动发电机组、自动并机、自动按比率分配有功功率、自动增机解列待机停机及发电机故障显示、保护等多种功能。本系统要实现对电站的频率、并联运行机组间的有功功率分配进行自动调节，使之在给定的允许范围之内；并通过操作来实现电站并联运行机组间的有功功率的转移，以便切换机组或卸载停机。该系统不但能减少值班人员的操作强度，并且能保持电网频率为额定值、提高供电质量且机组间负荷分配均衡以提高机组的负荷率，从而提高电站运行的稳定性及经济性。

三、设计方案
3.1 并联方式
        基于以上技术环境，本公司设计工程师采用全自动并联方式为客户创造更大的价值，减少不必要的开支（如：值班人员费用）。
3.2 控制功能及操作
柴油发电机组的每台控制柜都具有自动/手动的功能，用户可根据使用进行任意切换。
A、自动并机操作
(1) 解除机组上的急停开关。
(2) 将机组控制器的旋钮置于“自动”位置。
(3) 手动合上机组上的空气开关。
(4) 将并机柜控制面板上转换开关置于“自动”和“并机”位置。
(5) 旋转钥匙开关置于自动状态，此时机组同时启动。机组启动成功且建立电压至380V时一号机并机开关自动合闸，此时该系统进行机组自动同步调整，经过几秒钟的调整后，系统发出同步命令信号，“同步命令发出指示”灯点亮，此时二号机并机开关合闸，两台机组进行并列运行向负载供电。
(6) 系统带载操作。（在用户的供电系统中进行）
(7) 系统卸载操作。（在用户的供电系统中进行）
(8) 旋转钥匙开关至“停止”状态，此时两台并机开关同时分闸。
(9) 机组经过三分钟的卸载冷却运行后停机。
(10) 按下急停开关，及时分开机组上的输出空气开关。
B、手动 （只在单机故障的情况下进行操作）
（1） 解除机组上的急停开关。
（2）将并机柜控制面板上转换开关置于“手动”和“测试”位置。
（3）将机组控制器的旋钮置于“手动”位置，此时机组启动。
（4）观察机组控制器运行参数并确认正常后手动合上机组输出开关。
（5）按下合闸按钮，并机开关合闸。
（6）进行单机带载运行。（在用户的供电系统中进行）
（7）系统卸载操作。（在用户的供电系统中进行）
（8）三分钟后将机组控制器上旋钮置于“关闭”位置

由于现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障越来越低，而大部分故障的发生则是非系统本身原因引起的。系统外部的故障主要指由于检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等出现问题而引起的。

数控设备的外部故障可以分为软故障和外部硬件损坏引起的硬故障。软故障是指由于操作、调整处理不当引起的，这类故障多发生在设备使用前期或设备使用人员调整时期。
对于数控系统来说，另一个易出故障的地方为伺服单元。由于各轴的运动是靠伺服单元控制伺服电机带动滚珠丝杠来实现的。用旋转编码器作速度反馈，用光栅尺作位置反馈。一般易出故障的地方为旋转编码器与伺服单元的驱动模块。也有个别的是由于电源原因而引起的系统混乱。特别是对那些带计算机硬盘保存数据的系统。例如，德国西门子系统840C。