西门子6ES7321-1BH10-0AA0详细使用

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1 引言

铜金金矿热压浸出处理是冶炼过程中一个重要的工序，也是一个典型的单元操作;该工序有着工艺复杂、工况恶劣、高温高压、冲刷、易堵等特点，并且大部分 的阀门、泵等设备均在室外，整个工艺装置地处在矿山上，粉尘较多，工作环境比较恶劣，对PLC控制系统的干扰因素也较多;因此对设备控制的性和性 提出了较高的要求;本文着重讨论如何利用SIMENS公司S7-200 PLC可编程序控制器来实现对铜金金矿热压浸出系统的过程控制。

2 工艺概述

工艺流程如图1所示，将铜金精矿粉、崒余液、工业水加入调浆槽内，经过搅拌、崒取、过滤处理后，进入加热槽内加热，然后通过矿浆进料泵将矿浆打入反应釜内，同时加入氧气、蒸汽等其它物料，在釜内进行化学反应后，矿浆去闪蒸罐内进行闪蒸，闪蒸后的矿浆经过压滤机压滤后流向界外。

图1 工艺流程简图

在整个流程中，反应釜的釜温控制尤其重要，釜内温度的高低关系到釜内化学反应是否，从而影响到能否有效熔解铜金金矿粉和矿浆中杂质的除去，通过调节进 入釜内蒸汽的用量以及冷却水的用量可以有效控制釜温在设定的范围内波动。

3 PLC控制系统

3.1 系统介绍

该系统以开关量控制为主，涉及模拟量、脉冲量等信号，主要包括粉水配比控制，蒸汽和矿浆的温度记录、调节;调浆槽、加热槽液位的监测、数据采集及控制;反 应釜釜温，液位的监测、数据采集和调节;此外还有矿浆泵、进料泵、输送泵、压滤机、搅拌机等的电机运行、联锁、顺序开/停、电流数据采集、监测、保护控制 和报警处理等等，此处不一一讲述;整个系统输入/输出点数如下:

模拟量输入(AI)：30点; 模拟量输出(AO)：20点

数字量输入(DI)：58点; 数字量输出(DO)：40点

3.2 系统设计思路

根据工艺特点和控制要求，该系统配置主要包括SIMENS S7-200(自动系统)、二个操作站、一个供电柜、一台SIMENS UPS(3KVA)以及其它如配电器、打印机、操作台、工业以太网组件等附件;编程软件选用STEP7 MICRO/WIN，该软件基于bbbbbbS平台,软件汉化，使用个人计算机运行该软件，可以很方便的对S7-200PLC进行编程、程序调试、监视、参数修改;系统配置简图如下图2所示;图中1#操作站兼作工程师站;为了保证生产的连续性和控制系统的性，系统采用模块化、标准化、冗余结构，即按照功能设计来选用立的模块，如处理模块、A/D转换模块、DI(DO)转换模块、温度控制模块等等，这样有利系统功能的灵活应用，即使以后工艺流 程改变，只要将模块重新组合就可实现相应的控制要求;同时我们将主控单元、关键参数I/O卡件、电源单元等单元采取冗余结构，可以确保当某块卡件发生故障 时系统自动无扰动切换到另一冗余卡件，大大提高了系统的性和性;考虑到PLC出现故障以上是因为粉尘的原因，因此在配置时要求成套商在各模 块印刷线路板表面喷一层绝缘漆，有效避免因灰尘短路造成模块烧损;此外我们在PLC系统单接地、输入输出模块选择、屏蔽电缆选型与敷设、机柜等电位连接 等方面都采取了有效的抗干扰措施。

图2 系统配置图

3.3 PLC系统实现的功能

本控制系统采用自动操作和手动遥控二种控制模式，主要实现下列功能

3.3.1 粉水配比控制：

PLC根据精矿粉的用量来控制工业水的流量，即将粉水比例控制在规定的范围内，这样既可避免因料液浓度太低(加水太多)而造成生产能力下将，蒸汽消耗大; 又可避免因料液浓度太高(加水太少)而造成料液粘性、流动性差而导致输送物料困难。

3.3.2 液位调节及联锁：

膜片式液位变送器将测得的液位以4-20mADC标准信号送入PLC，经过A/D模块转换成数字量供CPU运算处理，与设定值比较后将结果以 4-20mADC信号送到电气阀门定位器，再转变成0.2-1.0KPa的压力信号来调节入口阀门的开度;同时PLC根据测得的加热槽液位的高低来联锁开 /停矿浆进料泵。

3.3.3 釜温控制：

反应釜釜温主要受两个因素的影响，一是通入蒸汽的用量，二是通入冷却水的用量以及氧气的含量;本系统温度控制采用串级/分程控制,即PLC根据所测釜温及 夹套温度来控制入口蒸汽调节阀和冷却水调节阀的开度;从工艺生产角度出发，本设计蒸汽调节阀选用气开式，冷却水调节阀选用气闭式，考虑到只有两个调节阀，所以分程控制信号的接合部可选在调节器输出信号的中点处，在反应初期通入蒸汽和氧气使温度达到反应所需的温度，一旦釜温过上，蒸汽调节阀开 度减小，冷却水调节阀开度加大，把多余的热量带走，以免出现过热发应; 当釜温下，蒸汽调节阀开度加大，冷却水调节阀开度减小，釜温上升，避免釜温太低导致反应不;反应釜温度串级/分程控制如下图示。

图3 反应釜温度串级/分程控制系统图

3.3.4 二位式控制:

差压变送器将测得的反应釜液位以4-20mADC标准信号送入PLC，PLC判断液位是否达到限值，当液位处于上，PLC输出相应触点，触点闭合电磁阀通电打开，气源通气，出口程控阀打开，液位下降;当液位处于下，PLC输出相应触点，触点断开电磁阀断电关闭，气源不通气，出口程控阀关闭，液位上升;同时液位越发出声光报警，提醒操作人员做出相应的处理。

3.3.5 故障的跟踪与检测：

由于系统控制复杂，操作频繁，连续运行时间较长，有时难免出现各类故障，若不能及时将故障诊断、排除，势必给生产带来损失;PLC利用输出点直接报出故障 的具体控制点，并直接点亮相应的故障指示灯，如泵、搅拌机等的过电流显示、执行机构、驱动机构的综合故障等等。

4 过程管理软件：

为了方便管理人员管理、实时了解生产过程的设备、仪器仪表的工作状态，在操作站和工程师站上，通过软件可实现实时曲线画面显示、总貌画面显示、流程图 画面显示、回路控制与联锁，设备的顺序开/停及保护，参数越限报警，参数整定，系统故障诊断，画面切换，用户权限，报表打印等功能;系统动态显示各主要设 备的运行状态，据此操作人员可对整个系统的工艺设备有一个直观详细的了解，以便随时解决生产中出现的问题;为了起见，防止外来人员非法进入或退出系统，可通过设置密码或口令以限制不同级别的人员操作;当需要在自/手动之间切换时，操作人员只需在操作站上按相关按钮即可完成;在工程师站上，工程师可随时根据需要添加输入/输出点，组态非常方便。

1、 引言 

随着社会经济的发展，工业的兴起，使得一些10KV配电系统大幅度增加，配电系统的简便性、可 靠性、性、节能性、性价比显得尤其重要。

目前，传统的10KV配电系统还是采用继电器系统和分布监测计量、分布控制方式，而采用PLC(可 编程序控制器)系统集中控制和集中监测计量方式，有利于提高配电系统的运行管理自动化水平，保证配电的稳定，还能减少运行人员的工作强度提，可 靠。

2、 继电器系统和PLC系统的比较

PLC(可编程序控制器)是近几十年来发展起来的一种新型工业控制器，由于它编程灵活，功能齐全， 应用广泛比继电器系统的控制简单，使用方便，抗干扰力强，，工作寿命高，而其本身具有体积小，重量轻，耗电省等特点。继电器系统有明显的缺点：体 积大，性低，工作寿命短，查找故障困难，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成系统，所以接线复杂，对于生产工艺的变化的适应性差，不便实现集中控制;而 PLC的安装和现场接线简便，可以应用其内部的软继电器简化继电器系统的繁杂中间环节，实现软接线逻辑构成系统，方便集中控制，除此之外，PLC还具有自 诊断、故障报警、故障报警种类显示及网络通讯功能，便于操作和维修人员检查。

3、 集中控制、集中监测计量在10KV配电一次系统中的应用举例

在一个10KV配电一次系统中，有两台1000KVA变压器并联运行。图1为该配电一次系统的原理图。

3.1 PLC在集中控制中的地位

在配电一次系统中继电器系统主要集中在总受柜和变压器配出柜内，应用PLC系统来代替继电器系统， 可以减少柜与柜之间的硬连线，省去很多继电器，简化工艺，降低系统制作成本，提高配电系统的性，性和节能性。PLC系统框图如图2所示。

PLC是整个系统的神经，所有控制，保护，工作状态指示都通过PLC内部的虚拟继电器通过软连线配合外部给定开 关量和信号来完成。控制电压在电压以下，可以提高工作的性，远离高压室进行操作，可以避免工作人员的误操作，一站式控制，可以提高工作效率，减少 工作人员的劳动强度。用两条现场总线就可以实现整个系统的信号传输，通过PLC的工作状态和报警指示，便于工作和维修人员的故障排除。另外，与继电器相 比，PLC的免维护性高，工作寿命长。

3.2 PLC的I/O分配

10KV配电一次系统中，除了上电断电控制外，还有对变压器的过流，欠压和瓦斯保护。我们以欧姆龙 CAMP2AH40点的PLC为例进行I/O分配，如表1所示。上断电控制是开关量，选用控制按钮即可，过流，欠压和瓦斯保护涉及自动检测技术，选用智能 传感器来实现，可以提高保护的性。

表1 PLCI/O分配表

3.3 10KV配电一次系统集中控制、集中监测计量的设计

配电系统是供电网的神经。配电系统的正常工作和我们的生活及工作秩序密不可分，这就要求它 有高的性;配电系统的智能化、节能、操作简便、方便维护是经济高速发展的需要;配电系统操作和维护对工作人员的系数要求高、劳动强度低和设 备的是用户所希望的。综合以上几点，我们对10KV配电一次系统作了如下改进，应用PLC对系统的总受柜、配出柜实现集中控制，应用数字仪表对 系统进行集中监测计量。改进后的10KV配电一次系统框图如图3所示。

改进后，以综合柜为工作平台，在值班室，工作人员可以对高压室运行状态进行控制，既方便又 ;工作人员可以随时对监测仪表和计量仪表以及工作或报警状态进行记录，巡查，既方便又及时明了，还可以减少劳动强度。

总之，采用微型计算机PLC实现继电保护和控制系统的操作，大大提高系统的自动化水平和性，同 时加便于系统的集中控制和监测，方便了系统的信息化管理，大大降，提高了工作的效率，具有一定的推广意义。

1 引言

为了在新建分厂中提高饲喂过程的自动化程度，进而减少饲喂人员以及饲喂人员与商品猪的接触次数，降低发生疫情的发生机率。本文在自动饲喂控制系统上进行了设计。

2 自动化饲喂系统设计

2.1 系统要求

由于客户的养殖厂地处偏远，供电系统不稳定，而且停电现象相对比较频繁。根据实际情况，当时客户对控制系统提出了以下几点要求：

(1)系统要稳定，可长时间无人值守自动运行。

(2)整个系统要停电后能自动重新启动并且能按照停电前的设定继续工作。

(3)可以保存多组配方，并能按预先设定的配方自动配料。

(4)能自动保存3个月的系统工作记录，并且能在计算机上 方便的查询结果。

(5)要为以后的组网余留通讯接口。

2.2 系统分析

根据客户提出的控制要求，罗升企业的工程师对施工现场进行了考察。在施工现场工程师发现客户的22个信号点相对于控制室比较分散，远处离控制室有150米远，近的也过10米。如果只用1台plc在控制室，要料信 号、料门开关到位信号以及输出控制都通过铺设电缆来实现的话，就会造成现场布线麻烦和线缆成本过高。于是我们采用了两台丰炜plc作parallel bbbb通讯的方案来解决这个问题。

另外由于系统所在地区经常停电，上位机如果选用工控机的话，可能会因为经常停电而损坏。因此我们选用了稳定的罗升瑞典beijer人机，该人机不但能保存大量的工作数据，而且可用ftp的方式通过以太网方便 的访问。

经过上述分析，我们提出了以下控制方案如图1所示。人机交 互主画面如图2所示。

图1 自动饲喂控制系统框图

图2 配料系统画面

3 程序要点

3.1 罗升瑞典beijer ftp服务器模式的设置

此系统可按照客户要求实现按照配方自动配料，并保存当前的实际配料信息到plc中的资料银行当中，然后以excel表的格式转存到beijer人机当中。另外beijer的ftp功能可让远方的计算机方便的把保存在人机当中的数据给读取出来，供人们在计算机上查询，如图3所示。

图3 beijer ftp服务器模式的设置

3.2 罗升丰炜plc parallel bbbb网络设置

两台丰炜plc采用parallel bbbb网络进行通讯，采集处理共22个饲养单元的要料送料任务。从站plc在远端采集11组的要料信号，可实时的把远方的要料信号传送到主站plc当中 供主站判断使用，主站通过堆栈指令保存所有当前的状态，即使停电后再来电也能准确的把所配好的送到的料口，如图4所示。

图4 parallel bbbb网络设置

3.3 实施效果

在此系统中的罗升beijer人机发挥了他强大优势：

(1)大量的数据存储功能，供客户存储3个月的数据。

(2)方便的网络功能，可通过ftp模式把存储的数据传送 到计算机上。

(3) 6万4千色的真彩显示，可方便的组态丰富的画面。

(4)余留有串口和以太网接口，为以后的系统扩充留下空间。

4 结束语

罗升丰炜plc在此展现出其与重不同的特点：稳定的ad采集模块，为称量的准确 提供了的保，在500kg的满量程称量时达到了0.5kg的精度。方便的组网功能，只用通过硬件连接和简单的设定就可实现多台plc的数据共享，在分散控制当中可为客户实现灵活的搭配方案。在需要大量掉电数据存储的时候，128k的资料银行为数据存储提供了大的便利。

此系统在该公司已经稳定的运行了半年的时间，通过实践，得到了公司的认可，下一个包含5台plc通讯的系统正在着手建设。同时对其他分厂的饲喂系统进行改造。