西门子6ES7321-1FH00-0AA0供应

玻璃生产企业中，每日所需的原料通常以百吨计算，其称量要求准确度高，输送和混合的任务非常重，且连续性强，劳动强度大，非常适合采用自动配料系统进行“自动称量-自动混合-自动输送”作业。近年来，国产电子秤自动配料系统已逐渐应用于医药、化工、建材等各行业的生产制造中，下文介绍的是西门子S7-200/S7-300型PLC（可编程序逻辑控制器）在玻璃自动配料系统中的应用。

玻璃原料分好多种，主要成分是硅砂，另外还包括起各种辅助作用的原料，如起助熔作用的纯碱，起澄清作用的芒硝，还有白云石、石灰石、钾长石等等，这些原料经破碎筛分后提升至原料仓等待配料。

配料时先根据配方以及原料的成分、含水量等折算，计算出准确的称量数量，然后经电子秤称量后进混合机加水混合，再与一定比例的碎玻璃相搭配，后由提升机和皮带输送机等提升、输送并分布到熔化工段窑头料仓待用。

考虑到成本和称量精度，我们公司在称量硅砂、碎玻璃等用量大的原料时各用一台大量程的电子称，而在称量其他小料时采用的是多种原料共用一台小量程的电子秤，亦即加量法。 如下图所示：

 我们公司原是中山市玻璃建材集团公司下设的子公司，后因转制、搬迁并增资扩建???????????? 而成，所以在进行系统硬件设备选型的时候，我们还要考虑与原有的比利时配料系统的备品备件的通用性等问题。

 在仔细分析了国内的设备状况，调研了国产化后的称量传感器、显示控制器、可调速振动喂料机等价格、性能及性以后，我们扬长避短，在多年应用、摸索和维修比利时配料系统的良好基础上，恰当地为我们国产化的自动化称量系统进行设备选型。我们选用了常州产的TS型称重传感器与带 PROFIBUS 总线的PANTHER称重显示仪作称量及显示部分；选用了DMA型托立多振动给料机及所配套的可调速可控硅控制器来控制加料及排料；选用DELL计算机做上位机来完成数据处理和人机对话等。工艺流程控制部分，我们选用了西门子Ｓ７－２００／Ｓ７－３００型PLC（可编程序控制器），组成了以一个S7-300作主站，三个S7-200作从站的综合控制系统来完成本系统的控制信号采集及逻辑控制，这样系统柜间接线非常简洁，控制关系一目了然，运行，维护方便。

附控制系统图：

软件部分鉴于原比利时系统是英文操作界面，且受源文件和密码狗等多方面的版权限制，我们弃之不用，代之以用VB编写的全中文界面的主画面和操作员登陆、管理员登陆、原料成分输入及配方计算、报警查询、数据查询、系统设定、设备监控、修改密码以及自诊断等画面。

工艺流程控制部分我们使用西门子PLC专配的SIMATIC MANAGER编程软件编写，用梯形图逻辑控制语言来实现系统的全自动，半自动和手动功能，而且无论在何种方式下，都含有一种强制功能，用以立即启动或停止某种操作来应付一些突发事件的发生，使系统具有强的应变能力。

下面是信号地址及数据类型分配表：?

摘要探讨和介绍S7-300plc的系统结构、功能特点以及S7-300plc在普梯水电站’>电站自动化’>自动化系统中的应用。关键词S7-300plc自动化’>自动化系统结构特点一、概述普梯水电站’>电站位于兴义市小黄泥河上，是以发电为主的引水式电站，于2006年投产发电，装机容量9500kW(2×3500kW 1×2500kW)，是按“无人值班、少人职守”的现代化运行方式设计建设的综合自动化水电站。普梯水电站计算机监控系统采用湖南紫光测控公司的DCAP-3500水电站综合自动化系统，DCAP-3500水电站综合自动化系统按分层分布开放式无人值班(少人值守)运行方式设计。整个系统在物理为两层：电站控制层和现地控制层。电站控制层设在控制室，负责协调和治理各现地控制层的工作，收集有关信息并作相应处理和存储，、正确、有效地完成对本站被控对象的运行实时监视及事件报警，设备运行的控制与调节，以及电站的生产治理。操纵员可以在主控制台通过人机接口对数据库和画面进行在线修改，进行人工设定、设置监控状态、修改限制、事故处理指导和恢复操纵指导等功能。现地控制层(LCU)包括机组LCU和公用LCU，现地LCU布置在机组旁，公用LCU布置在控制室，是计算机监控系统较底层的控制部分。原始数据在此进行采集，各种控制调节命令后都在此发出，因此LCU可以是整个监控系统中重要的、对性要求很高的“”控制设备。DCAP-3500水电站综合自动化系统的LCU主要由工控机和可编程控制器(以下简称PLC)构成。其中部分PLC采用的是西门子公司的模块化S7-300系列PLC，本文对S7-300PLC的功能特点和S7-300PLC在水电站自动化系统中的系统结构、功能和应用作一些探讨。二、S7-700PLC结构与特点1．S7-300PLC的结构S7-300PLC为模块化结构，除必配的几种模块外，可以根据实际需要选配其它的模块。以下是各种模块的简介：(1)处理单元(CPU)模块：各种CPU模块有各种不同的性能，例如，有的CPU上集成有输进／输出点，有的CPU上集成有PROFI-BUS-DP通讯接口等：(2)信号模块(SM)：用于数字量和模拟量输进／输出；(3)通讯处理器(CP)：用于连接网络和点对点连接；(4)功能模块(FM)：用于高速计数，定位操纵(开环或闭环控制)和闭环控制；(5)负载电源模块(PS)：用于将SIMATICS7-300连接到120／230VAC电源；(6)接口模块(IM)：用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架(ER)；2．S7-300PLC的特点(1)强劲的CUP处理功能。本系统中采用的CPU模块CPU312的位指令执行速度小于0．2μs，字指令执行速度小于0．4μS。(2)适合于中大型应用。本系统中采用的CPU模块CPU312可控制256个DI(输进开关量)／DO(输出开关量)和64路AI(输进模拟量)／AO(输出模拟量)。(3)丰富的扩展模块。除基本的数字量I／O模块、模拟量I／O模块外，还可以扩展安装测温模块、通讯扩展模块、Modem模块，定位模块、以太网模块(IT)等。(4)诊断功能。CPU的智能化诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件(例如：时，模块换等等)。(5)支持可选的存储卡。本系统中采用的CPU模块CPU312除内置16kb的工作存储器外，还可选可拔插的4Mb(MMC)装载存储器，备份程序，用户数据和组态信息。(6)集成多点接口(MPI)。MPI用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他，SIMATICS7／M7／C7等自动化控制系统。本系统中采用的CUP模块CPU312支持6个MPI连接，速度187．5kbps。三、S7-300PLC硬件配置根据系统要求，PlC总体配置如下：处理模块(CPU)：选用CPU312模块，其中公用LCU一块，一台机组LCU一块；开关量输进模块(DI)：选用SM321模块，其中公用LUC一块(16点／块)，一台机组LCU采用2块(32点／块)；开关量辅出模块(DO)：选用SM322模块，其中公用LCU采用一块(16点／块)一台机组LCU采用1块(32点／块)；模拟量输进模块(AI)：选用SM331模块，一台机组LCU采用2块(8点／块)。四、S7-300PLC与监控系统的通讯方式DCAP-3500水电站综合自动化系统的网络结构是一个基于以太网联接的实时通讯网，在控制层设有两个上位机，也可称为值班职员工作站。在现地层(LCU)有4台前置机，其中公用LCU采用一台工控机作为前置机。每一台机组采用一台工控机作为前置机，共三台。上位机与公用／机组LCU的中的前置机通过100M快速以太网进行连接，网络交换机采用3COM16口快速以太网交换机，网络拓补结构为星形结构，采用标准的TCP／IP通讯协议。在LCU系统中采用研华工控机作为前置机，通过CP5621接口卡使工控机与S7-300PLC相连。将S7-300PLC采集的数据进行标度变换、越限报警、数据打包等处理后，通过100M快速以太网上传到上位系统中，同时，上位系统的控制命令也通过100M快速以太网经工控机下达给S7-300PLC(如图1)。也就是说S7-300PLC是通过工控机来与监控系统连接从而实现数据交换的。图1以工控机为网络接口的LUC结构五、S7-300软件编程1．S7-300PLC编程软件的主要特点编程软件包为STRP7 SP4，为S7-300PLC提供了方便、友好的编程环境。具有以下几个特点：包含了自动化项目中所有阶段(从项目组态到调试，测试以及服务)的功能；采用模块化编程方式，把系统的各个工作编成一个个功能块，在一个OB中调用，方便易用，便于用户理解修改；可使用任伺一种编程语言：语句表(STL)，功能块表(FBD)和标准梯形逻辑(LAD)进行程序的编写，可为所欲为的从一种语言切换到另一种。同时也提供面向对象数据治理和功能的图形赋活SIMATIC-Manager。硬件配置工具和试验工作方式的切换设备(经过按钮)以及指令集，指令集的指令非常丰富，即使是非常复杂的功能也能简便地编程。相同用户接口的同一，只需在一个用户接口上将数据输进一次即可为每个任务使用相同的功能：从配置和编程到启动和文件编制。原有程序和新程序可一起使用，可以将由STEP5或TISOFT写的程序使用转换程序可将原有程序立即转换到STEP7；西门子公司网站提供了大量的编程资料下载，加方便了程序的编写工作。2．S7-300PLC编程实例图在图2中打开的是1#机组的项目库，它由组织块(OB)，功能(FC)，功能块(FB)三种逻辑块和数据块(DB)构成。OB1为CPU循环扫描时间内扫描的主程序，FC或FB被CPU执行的条件是是在组织块(OB)中被调用，同时FB和FC也能实现子程序的嵌套。FB与FC的区别在与它们的变量声明表中能够定义的参数类型不同。当FC的程序执行完成后，FC的参数不能被保存；当FB的程序执行完成后，FB的参数能被保存。在OB1中调用FC时，只需直接调用，如：CALLFC1；而调用FB时，为其分配一个背景数据块，用宋保存FB的参数，如：CALLFB1，DB7。背景数据块的数据格式与相应FB的变量声明表的数据格式相同，不答应用户进行修改。图2STRP7编程软件运行界面图3与图4所示图形足在SEP7使用标准梯形逻辑(LAD)编程方式天生的S7程序，其中“—｜｜—”表示常开接点，“—｜/｜—”表示常闭接点，“—()—”表示输出线圈，“—(R)—”表示复位线圈，“—(P)—”G表示RLO正跳沿检测。图3机组开机的梯形逻辑图(部分)图4机组件机梯形逻辑图(部分)六、结柬语作为LCU中的组成部分，西门子S7-300PLC能正确、实时地反映水电站设备的运行状态和参数，地控制现场设备，各项性能指标充分满足水电站自动化系统的要求，确保了普梯水电站在“无人值班、少人职守”的运行治理方式下的、经济运行。

   集中供热因具有节约能源和改善城市环境等方面的积作用，而日益成为城市公用事业的一个重要组成部分。着眼于青岛市向现代化大都市的发展，华电青岛发电有限公司在市委、市及集团公司的支持下，积开展热电联产项目，满足了青岛市集中供热布局的大调整、大发展，及2008年会青岛赛区的要求。同时，也使整个青岛市区大气环境质量和市民生活品质得到了大幅度的提高。

    作为集中供热系统的主要组成部分——换热站，是热源输出的重要关口。2004年10月在华电青岛发电有限公司建成了青岛市市内大的无人值守换热站，供热面积达70万平方米，成为了青岛市自动化程度及投入率的换热站之一。

    2 换热站自控系统的设计要求

    该换热站主要由三台汽水换热器组成的换热系统、四台循环水泵组成的循环水系统及两台泵组成的系统来构成。根据生产工艺设计要求，换热站的自控系统采用典型的两级监控方式。上位机以标准的工业控制计算机（IPC）作为主要的人机界面（HMI），为生产管理级，完成对下位机的监控、生产操作管理等，主要面向操作人员；下位机由可编程控制器（PLC）构成，为基础测控级，完成生产现场的数据采集及过程控制等，面向生产过程。

    （1）在生产过程中，存在大量的物理量，如压力、温度、流量等模拟量参数。需要通过PLC对这些参数进行实时采集和处理。

    （2）换热站的自动控制，即实现整个进汽和供水过程的全自动控制，进行故障诊断，并在监控画面上显示各工况参数并控制设备运行状态。

    （3）根据本地的气候条件以及供热对象的特性，给出一条室外温度与二次供水温度之间的对应曲线。控制器可以通过这条曲线根据室外温度传感器测量的室外温度对一次供汽流量进行控制，已达到对二次供水温度的控制。此设计的特点在于能够通过室外温度对二次供水的温度进行控制，以达到节省能源，提高供热质量的目的。另外在控制器中增加晚间节能的设置，根据需要设置晚间供热温度。

    （4）自控系统通过加入时间日程表的控制，实现当中不同时刻对应不同的温度。

    （5）通过采用西门子的压力传感器、控制器以及变频器来实现对二次供水压力的控制，由于控制器可编程的灵活性，可以实现变频器的低频限制，以避免变频器、水泵长时间在低频运行，从而保护电机及变频器。当一台泵无法通过变频达到所要求的压力时，控制器可使另一台备用泵以工频的方式进行。终实现加智能化的恒压控制。

    （6）对调节系统可采用手操器控制，确保进汽和供水的温度、压力准确稳定，使换热温度达到用户的要求，并对其故障实现实时报警和连锁启停切换控制。以1#换热器为例，具体调节控制单元如下：
 
    ①1#换热器二次供水温度调节控制回路
主要功能:通过控制1#换热器一次蒸汽管网入口蒸汽调节阀CV-101A实现1#换热器二次侧热水出口温度的自动控制。
控制回路名称 : TIC-101A
过程变量 : TI-202A(1#换热器二次供水温度)
控制输出 : CV-101A(1#换热器一次蒸汽调节阀调节信号)

    ②1#换热器冷凝水水位调节控制回路
主要功能:通过控制1#换热器冷凝水排水调节阀CV-301A实现1#换热器冷凝水水位的自动控制。
控制回路名称 : LIC-301A
过程变量 : LI-301A(,1#换热器冷凝水水位)
控制输出 : CV-301A(1#换热器冷凝水排水调节阀调节信号)

    ③流量调节控制回路
主要功能:通过控制流量调节阀CV-302实现二次回水压力的定压自动控制。
控制回路名称 : FIC-302
过程变量 : PI-204(次回水压力/泵入口)
控制输出 : CV-302(二次回水流量调节阀调节信号)

    ④二次供水压力调节控制回路
主要功能:通过控制循环水泵变频器转速实现二次供水压力的定压自动控制。
控制特性:
变频器小转速为额定转速的20%(10Hz)。
控制偏差为±0.625%(±0.01MPa)
待系统运行稳定后将1#/2#泵调节回路设为自动控制。
控制回路名称 : BPQ2
过程变量 : PI-203(二次供水压力/换热器出口总管)
控制输出 : 2BPQ-F(1#/2#循环水泵变频器转速调节信号)

    ⑤二次回水压力自动控制回路
主要功能:通过控制疏水水泵变频器转速实现二次回水压力自动定压控制。
控制特性:
当二次回水压力0.46MPa时自动启动变频器对系统进行,当压力达到额定值时变频器稳定在某转速恒定运行,系统稳定后可手动停止变频器运行。
为避免变频器在达到额定压力时出现转速波动的情况,控制死区宽度设置为1.6×±0.625%=±0.01MPa,即当测量压力与设定压力出现±0.01MPa误差时,变频器转速恒定不变。
变频器小转速为额定转速的20%(10Hz)。
待系统运行稳定后将1#/2#泵调节回路设为自动控制。
控制回路名称 : BPQ1
过程变量 : PI-204(二次回水压力/滤污器出口)
控制输出 : 1BPQ-F(1#/2#疏水泵变频器转速调节信号)

    （7）该换热站监控系统共需处理72个数字量输入点、64个数字量输出点、48个模拟量输入点和10个模拟量输出点。

    （8）可使运行操作人员通过上位机中的视频窗口实时监控现场设备运行状况。
按照上述设计要求，整个换热站自控系统可具有良好的自适应能力，可以实现无人值守、节能的设计目标。

3 系统选型及特点

为了满足上面提到的换热站自控系统的设计要求，我们选用西门子公司SIMATIC S7-300可编程控制器（PLC）和研华公司IPC-610工控机（IPC）构成的自控系统，再配以的WinCC软件，来实现换热站自控系统的各项功能。

    当前可编程控制器（PLC）是专为工业环境下应用而设计的工业控制计算机，已经成为电气控制系统中应用为广泛的位置，它不仅能实现复杂的逻辑控制，还能完成各种顺序或定时的闭环控制功能，并且抗干扰能力强、性高、稳定性好、体积小，能在恶劣环境下长时间、不间断运行，且编程简单，维护方便，并配有各类通讯接口与模块处理，可方便各级连接。 

    S7-300采用模块化结构、适合密集安装，模块化结构设计使得各种单的模块之间可进行广泛组合以用于扩展。在一块机架底板上可安装电源、CPU、I/O模板、通信处理器CP等模块，并且可以通过接口模块实现多个机架的扩展工作方式。根据要求本系统所选用的硬件产品，如下所示：

    （1）工业控制计算机（IPC）
    ADVANTECH IPC-610，Pentium Ⅳ 2.8GHz处理器，512M内存，80G硬盘；

    （2）处理单元 (CPU)
    CPU 314，24V供电，48KB工作内存，DI/DO大1024点，AI/AO大256点；

    （3）信号模块 (SM)
    SM 321，数字量输入模块3块；
    SM 322，数字量输出模块2块；
    SM 331，模拟量输入模块6块；
    SM 332，模拟量输出模块2块；

    （4）通讯处理器 (CP)
    RS485 中继器2块；

    （5）负载电源模块 (PS)
    PS 370，电源模块1块。

    （6）接口模块 (IM)
    IM 365，接口模块2块。