西门子6ES7231-0HF22-0XA0厂家供应

西门子6ES7231-0HF22-0XA0厂家供应

在棉纺织企业广泛使用喷气织机的情况下，空压站建设是一项重要的辅助工程。在天津纺织园区所有空压站配备的主要设备为离心式空气压缩机、冷冻式空气干燥器，通过储气罐、连接管道和阀门等组成压缩空气供气系统，并配套冷却系统、仪表空气系统，计算机检测系统，以实现空压站为生产保证不同压力、不同负荷的用气需求。在此前提下确保合格的供气品质，满足稳定的气源压力，自动调节供气等是空压站自动控制的基本任务。随着自动化水平的不断提高，关于建设无人值守空压站的讨论，是一个发展过程中的必然的课题。

空气系统自动控制的必要性
应用在天纺控股有限公司棉纺一工厂的空压站，安装有4台70M3/min 4台，53M3/min 4台，48M3/min 2台，43M3 /min 4台离心式空压机和1台42.5M3/min螺杆式空压机，配有相应处理量的冷冻式干燥器。空压机设备自身带有的CMC控制器，能够自动控制和保护主机的运转，自动提示工作信息，具有故障报警和保护停机功能，能自动根据用气量的大小加载或卸载，并配有LCD显示屏供现场观察各工艺参数和设备状态，具有RS422/485通讯接口，可以实现与现场控制室计算机监控系统的完整连接。
目前，空压站的自控系统通过西门子S7-300可编程控制器，将部分空压机的实时运行数据通过RS422/485通讯接口采集进PLC控制系统，并将数据传送到现场控制室计算机上进行显示，以代替传统仪表。但是没有对空压机进行控制。
空压机设备自带的CMC控制器已经能很好的控制单台空压机，但是不具备对空压系统的整体调控能力。在空压系统中，相对单台空压机的调整，空压系统的整体自动调控具有重要的意义：
■ 单台空压机无法保证空压系统整体供气压力的稳定，而空压系统的整体自控可以有效保持系统内空气压力稳定。
■ 整体的负载平衡，减少排气放空，可以节约多的能源，节省人力成本。
■ 可以实现无人操作，根据实际需要自动开机或加载空压机以保持系统压力。
■ 可以定时间断地记录空压机运行数据和报警，如跳车、喘振、通讯故障、压力等。
在已有的PLC系统中，没有实现空压系统的整体调控功能。由于空压机自带的CMC控制器提供了RS422/485通讯接口，所有的数据采集和控制功能都通过通讯接口来实现，对比原有的控制系统，不需要增加硬件设备的投资，只需要改进和增加控制软件即可实现空压系统的整体控制。
除空压机设备外，还可以将与空压机配套的冷冻式干燥器集成到RS422/485网络中来，实现空压供气设备的自控。

空压站其他系统的自动控制
除空压供气系统外，空压站的其他系统也需要进行自动控制，如水循环冷却系统等。这些系统的控制方法与空压供气系统不同，主要是采用传统控制模式。使用仪表采集需要的运行参数，进行数据处理和分析运算后，输出控制信号给执行机构就可以实现系统的自动控制。
自动控制具有以下优点：
■ 操作简单，可以实现无人值守；
■ 良好的实时调节，防止了人为因素滞后；
■ 具有高性；
■ 减轻工作人员负担；
■ 节省人力成本。

需要控制的参数和可能的控制方式
空压站需要的控制需求；⑴高、低压供气压力控制（机组自动开停控制）； ⑵系统自动排水控制； ⑶循环水液位控制和自动加药控制； ⑷所需压缩空气温度、循环水温度等参数控制等等。
空压系统的整体自动调控一般可以使用以下2种方法之一来实现：
⑴采用PLC系统进行通讯和控制。
⑵可以采用英格索兰公司或自己编制的控制软件。
种方法性高，适用于工业控制系统。当监控计算机出现故障时，PLC还可以按照设定的程序进行自动控制。
二种方法是通过控制系统的计算机进行单的分析运算进行控制，它具有较好的灵活性，但缺点是如果出现如计算机死机等故障时，有可能影响系统的正常运行。好在计算机的一般恢复往往不需要太多的时间。
除空压供气系统自控外，空压站可与制冷站、热力站系统一起建立设备控制网络，实现集中控制，或与工厂控制联网，由控制的控制器实时远程监控，实现真正的无人值守。

系统构成
对于以上讨论，如果需要实现空压站的整体自控，又许多成熟PLC自控系统可以选用，现以ZH公司的PLC自控系统为例。
该自控系统选用西门子S7-300系列可编程控制器，带有RS422/485网络接口，支持MODBUS等相关网络通讯协议。该系统可以采用工业通讯网络技术实施远程联网。空压站自控设备可根据生产实际情况和各设备的特点，以及可能存在的问题，综合各方面因素后确立分级控制网络的实施方案，如图1 所示。
■ 硬件配置
现场仪表，受控设备、执行器、带有串行通讯接口的设备（如空压机，冷干机等），PLC和监控计算机。
■ 软件功能
选用的工业组态软件（如WINCC或iFIX）用来监视和操作整个生产过程，为控制系统提供通讯、显示及报表管理等功能，各设备控制器自成一子系统，其应用程序功能包括：信息，设备控制，故障报警，连锁保护，以及数据处理和通信传输。
在系统实施过程中，还可引入故障检测和故障诊断的处理程序，能够提高系统的智能化程度，有利于进一步改善自控系统的有效性和性，通过优化调度策略，软件连锁保护等自动控制功能模式的应用，有望将自动化水平提升到高层次，可以为确定空压机设备状态检修点提供依据，并由此获得大的效益。

结论
总之通过自动化控制可以克服由于人为因素造成的调节滞后等不利因素，减少运行参数的波动，达到减少用工和节约能源的目的。对于提升天纺控股有限公司的整体技术水平是相当重要的。

1 引言

CAN总线是现场总线的一种，初用于汽车内部检测部件与执行部件之间的数据通讯，有强的抗恶劣环境和抗干扰能力。由于本身的特点，其应用范围已经由交通运输扩展到过程控制、数控机床、机器人、智能建筑、医疗器械等领域，被公认是几种有前途的现场总线之一。

与多数现场总线（如 Profibus、CC-bbbb等）的物理层采用RS485主从协议不一样，CAN的介质访问采用载波侦听多路访问（CSMA）技术，从而允许多主工作方式。并且，由于采用非破坏性总线仲裁技术，大大节省了总线冲突仲裁时间。与多数现场总线不一样，CAN总线只有物理层和数据链路层，应用层留给用户开发，使用户拥有了相当的灵活性。这些优点令人注目，以致于一些颇气的现场总线（如DeviceNet、CANopen等）的底层就使用CAN。很多处理器制造商将CAN总线协议集成到他们的CPU芯片上，如51系列单片机、196系列单片机、运动控制数字信号处理器DSP等;很多变频器制造商将 CAN通讯卡作为选件提供给用户或者干脆集成在变频器中，如Lenze93系列变频器、Siments6SE系列变频器、三菱FR-A500系列变频器等;很多可编程控制器制造商给用户提供CAN通讯卡选件或者提供CAN总线接口，如贝加来（BR）2000系列可编程控制器、西门子S5系列可编程控制器等。CAN总线简单易学、容易开发、有众多的厂商支持，适合中国的国情。

印染前处理设备，如退煮漂联合机、布夹丝光机、直辊丝光机、皂洗机等，机台长，采用多电机分部传动，要求恒张力同步调速。目前，流行的技术是用PLC 控制多台变频器，用松紧架或者张力传感器实现多机台同步。印染后处理设备（如热风拉幅机、热定型机等）、造纸生产线、湿法毡生产线也采用了类似的技术。这里变频器使用的很多，变频器与可编程控制器之间的连接线也很多，频率给定、各种监控信息（如电压、电流、速度、转矩等）采用模拟量，模拟量容易受干扰。如果引入现场总线技术，众多变频器与可编程控制器之间的连接线大为减少（实际上减为两根），模拟频率给定变为数字频率给定，各种监控信息、操作信息可以在现场总线上传递，以上的缺憾得以解决。

2 基于CAN总线的PCC退煮漂联合机控制方案

控制部分的是一台贝加来可编程计算机控制器（Programmable Computer Controller 简称PCC）BR2005，它通过422总线与触摸屏监控站（Provit2200）相连，在此操作者输入指令并监控整机的运行状态。PCC通过CAN总线与29台西门子变频器相连，用CAN总线传送频率给定命令、起停变频器、监视变频器的运行状态。29台变频电机间的同步由松紧架完成，图中没有画出。PCC还完成整台设备的逻辑控制以及温度、压力、流量、液位、PH值和配方的闭环控制。详见图1。由于使用了现场总线技术，使得变频器的现场连接线大为减少，实际为两根线用菊花链方式将 PCC与29台变频器串接起来。贝加来可编程计算机控制器，是集计算机技术、通讯技术、自动控制技术为一体的新型工业控制装置。可编程控制技术从60年代诞生以来，经历了可编程逻辑控制器（Programmble Logic Controller），简称PLC，可编程控制器（Programmble Controller），简称PC，到今日的PCC，已是三代产品。新一代的PCC已经能胜任大型的集散控制和复杂的过程控制。其良好的兼容性、丰富的功能函数、品种多样的硬件模块、编程语言的使用、模块化的编程方式，使PCC已能满足各种工业控制的需要。该PCC的编程平台采用BR提供的Automation Studio软件，bbbbbbs界面，使用方便。它具有RS232、RS485、RS422、和CAN、 Profibus现场总线接口，可以方便的构成控制系统计算机网络。监控站（Provit2200）是一台486工控机，配有CAN、RS485、 RS422、RS232接口和5.7英寸彩色液晶触摸屏和16键，通过RS422与PCC交换信息。该PCC除了配有CPU和CAN通讯模块外，还装配了 5块数字量输入（5＊16点）模块、3块数字量输出（3＊16点）模块、2块模拟量输入（2＊8点）模块和2块模拟量输出模块。逻辑控制部分采用梯形图编程，CAN通讯部分和闭环控制部分采用Basic语言编程，也可以选用C语言编程。全部程序由三人分头完成，放在同一个项目下面。相互的关联借助全局变量完成。

3 基于CAN总线的PLC湿法毡生产线卷绕部分控制方案

控制部分的是一台西门子S5-95U可编程控制器PLC和三台Lenze93系列交流伺服控制器9326。PLC通过CAN总线与三台交流伺服控制器9326交换信息，实现变张力卷绕控制，如图2所示。S5-95U除了配有CAN通讯模块外还有64点数字量输入输出。

这里总共使用了三台LENZE-9300系列伺服控制器（9326），驱动三台带有旋转变压器（R）的变频异步电动机（M）。其中，拖辊伺服控制器9326（1）工作在速度模式，它的速度给定（1/2端）来自生产线主控PLC的模拟量输出，辅助速度给定（3/4端）来自于松紧架信号，以此和生产线保持同步;卷轴1和卷轴2伺服控制器（2/3）工作在转矩模式，具有内部卷径计算功能，能对通过CAN总线由PLC发送来的张力给定信息和由张力传感器发送来的实际张力信息进行闭环控制。无须对卷轴1和卷轴2实行专门的速度控制，它们能够自动的将其线速度浮动到需要的数值。卷径计算所需要的线速度信息由拖辊伺服控制器通过专门的速度级联接口X9-X10送来，卷径计算所需要的转速信息由旋转变压器测定。卷轴1和卷轴2交替工作，实现连续的卷绕，由 LENZE-8215变频器驱动的换轴电机完成换轴功能（图中没有画出）。CAN总线还将伺服控制器（2/3）计算出的卷径信息发送到PLC，由PLC据此完成张力给定的计算，然后通过 CAN总线送回伺服控制器（2/3）。卷绕部分对卷轴的要求是内紧外松，这就要求初始张力大，随着卷径的变大，张力按照某种规律逐渐变小。该应用系统能满足这些要求，实际运行证明上述卷绕系统运行，卷径由86毫米到1200毫米卷绕密实整齐，卷绕速度可达80米/ 分。

4 基于CAN总线的工控机平网印花机刮印部分控制方案

图3示出了一个对BUSH-5V平网印花机刮印部分控制的改造方案。原方案在控制器和刮印单元之间使用RS-232串行通讯，速度慢，性差。因而一些关键性的操作仍然沿用传统的方法，直接连线。BUSH-7V改用RS-485串行通讯，性有了提高。在我们的方案中，使用CAN总线实现控制IPC与各刮印单元变频器之间的串行通讯，广播起停命令、监控各刮印单元的工作状况;各刮印单元之间也可以相互通讯，复制设定信息，简化刮印单元参数的重复设定。鉴于CAN的性很高，所有的控制和状态信号都通过总线发送，简化了布线，提高了实时性。

这里，刮印单元共有18套，使用我们自己开发的基于DSP的变频控制器。运动控制TMS320LF2407 DSP芯片中集成有CAN控制器，不用增加任何硬件，变频器便有了CAN通讯功能。控制单元IPC中配有CAN通讯卡。

有关CAN总线的讨论文章已经很多，用的比较多的立CAN芯片是SJA1000，带有CAN控制器的8位单片机有P8xC591等，但是 TMS320LF2407中集成的CAN控制器很有特点。它有六个邮箱，其中有两个发送邮箱、两个接收邮箱、两个发送/接收可选邮箱;每个发送邮箱有立的发送标识码，每个接收邮箱有立的接收验收码，每两个接收邮箱公用一个接收屏蔽码。这种多邮箱安排比SJA1000的相当于只有两个邮箱（一个接收邮箱 /一个发送邮箱）来说，大的方便了用户构造复杂的网络，实现为灵活的通讯。也简化了通讯协议的编写。

ISO 11898 CAN通讯协议只有两层：物理层和数据链路层，的应用层协议留给二次选择或者设计。可以选用的较为通用的应用层协议主要有：CANopen、DeviceNet和SDS，其中CANopen在欧洲较为流行，而DeviceNet、SDS则在美国比较普遍。考虑到我们所开发的平网印花机刮印单元变频器是的，因而没有采用通用的应用层协议，而是量身定做了我们的应用层协议。物理层协议负责物理信号的传输、译码、位时序、位同步等功能;数据链路层协议负责总线仲裁、信息分帧、数据确认、错误检测、流量控制等功能;应用层协议主要负责标识符的分配，其次是网络启动或者监控节点的处理等。由于CAN协议没有规定信息标识符的分配，因而可以根据不同的应用使用不同的方法。所以，在设计一个基于CAN的通讯系统时，确定 CAN标识符的分配非常重要，是应用层协议的主要内容。

5 结论

从以上的分析论述中，可以得出以下简单的结论：CAN总线以其特点，与PLC和IPC相结合，已经在印染类设备（包括造纸类设备）的控制中占有了重要的位置。考虑到CAN的开发比较容易，应用层协议留下了二次开发的余地，对于没有自己的现场总线标准的中国来说，CAN给了我们机会。

琅琊山抽水蓄能电站位于滁州市西南郊的琅琊山麓，是由奥地利出口支持的重大项目和安徽省“861”建设项目。电站总装机容量60万千瓦，装设4台单机容量为15万千瓦的单级可逆式抽水蓄能机组。整个电站枢纽部分由上水库、输水系统、地下厂房、下水库和地面开关站5部分。电站建成后，将在电网中发挥调峰填谷、调频调相和紧急事故备用等重要作用，将改善安徽省及华东电网的火电机组运行条件，提高电网运行的性和经济性，经济效益和社会效益都十分显著。

琅琊山水电站公用及通风空调设备采用多层式控制，主控工作站设1台公用设备上位机，各个子系统设就地控制单元，在主控及网络失效的情况下，就地控制单元仍能立完成其系统内设备的监测和控制功能。

各就地控制子系统采用PLC为控制系统，对于PLC要求有较高的性价比。该蓄能电站选用ABB AC31系列PLC。AC31系列PLC可以完成辐射几百米甚至几公里的分布式应用，并且具有经济、配置灵活、通讯功能强大等特点，满足该蓄能电站的控制要求。

公用设备主控工作站负责协调合管理公用设备就地各子系统的工作，记录和计算运行信息，并把经过处理的数据存入数据库中，同时完成公用及通风空调设备的远方监测和远方控制功能。各子系统站分别为：厂内渗漏排水泵系统、低压空压机系统、消防泵和雨淋阀控制系统、通风空调系统，AC31 50系列PLC系统负责对各子站进行控制。其中，通风空调系统分为主厂房、副厂房、安装场副厂房以及出线竖井几个远程控制站，每个远程控制站又分别由几套远程I/O进行分散控制，远程I/O选用50系列Modbus远程扩展模块，不仅提高了系统的性价比，而且能够保证系统的稳定运行。每套PLC子站都采用MODBUS协议与公用设备上位机进行通信，子站与主控工作站的距离长为1380米。整套系统利用了AC31系列PLC的优势，实现了优化的控制。

系统投入运行后达到用户要求，整个系统设计合理、操作简单、，并且一直运转良好，得到了用户的

一 前言
水制备系统包括纯化水处理（二级反渗透）和水制备系统。随着科学技术的发展，人们对水质（包括医用水和饮用水）的要求也越来越高。因此，近几年净水及制水设备的新和改造的步伐发展非常快，为了得到合格的纯化水，对水处理设备的自动化要求也越来越高。本文介绍一种以软PLC为主站，以S7-200 系列的PLC为从站的全自动水制备控制系统，这是西门子Wi和Profibus现场总线在纯化水处理和制备领域中的应用实例。

二 系统简介
1. 控制对象
该水制备系统由两部分组成：反渗透纯水系统和水制备系统。
反渗透纯水系统包括一级反渗透、二级反渗透。主要控制对象有原水阀、原水泵、砂滤后水控温阀、一级RO进水阀、一级高压泵、一级RO冲洗阀、一级PW 回流/出水阀、高压泵、二级RO冲洗阀、PW回流/出水阀、纯水泵、药洗泵、计量泵等。输控点有2个电导率（水质监测）、2个流量、1个pH 值、3个水箱液位、2个温度点以及故障信号等。
水制备系统包括1个蒸馏水机、2个PID调节回路。主要控制对象有原料水进口阀、水出口阀、纯蒸汽出口阀、水泵、原料水泵、冷却水泵、回收
冷凝水泵、蒸汽调节阀和冷却水调节阀等。输控点有1个电导率（水质监测）、1个流量、3个水箱液位、8个温度点以及故障信号等。
2.控制流程
系统分5个控制回路：（1）原水控制回路：自来水通过原水阀进入原水箱，原水阀的开/关由原水箱的高低液位来控制；（2）一级纯化水控制回路：原水箱的水通过原水泵进入砂滤、碳滤和精滤，再由一级高压泵送入一级RO装置，经过一级RO处理过的纯化水检验合格进入中间水箱，不合格则回到原水箱；（3）二级纯化水控制回路：中间水箱的水通过二级高压泵送入二级RO装置，经过二级RO处理过的纯化水经检验合格后进入纯水箱，不合格则回到中间水箱；（4）纯化水使用点控制回路：纯水箱中的纯化水通过纯水泵送到各使用点和原料水箱，根据各使用点的用水量和原料水箱的液位控制纯水泵；（5）用水控制回路：原料水箱中的纯化水通过原料水泵送入蒸馏水机，生成用水，经电导仪检验，合格的进入用水水箱，不合格的则流到回收水箱。

三 控制系统的构成
1. 系统配置框图
控制系统由一台工控机配CP5613通信卡和Wi软PLC为主站，以S7-200 系列的PLC为从站。该系统的配置框图如图1所示。

2. 系统配置特点
根据这种水制备系统的技术要求，现场实时控制采用S7-200系列PLC——CPU226和CPU224，再加扩展模块EM222、EM231和 EM232，通过EM277从站模块，作为从站上挂到Profibus-DP现场总线。这样的配置成本较低，从站可以不依赖于主站立运行。上位机监控采用Wi软PLC作主站，用微软的Visual Basic（VB）或西门子的ProTool/Pro软件开发监控画面，这符合水制备系统的实时控制和动态监视要求，实现过程也比较，因为主从PLC之间的通信接口可通过Wi实现，而无须费力去开发。

四 控制系统的功能与自动化的实现
1. 系统功能
运行方式：自动运行和手动操作。用户界面：系统提供友好的用户界面和方便的操作按钮。实时监控：动态显示水箱的液位、泵阀的开关状态、模拟水流、水质、温度、pH值、液位、瞬时流量和积算流量等，并根据液位、流量和水质的情况自动控制泵阀的开关、流量的大小和出口回流等。报警功能：系统有自动报警功能，并能记录故障的时间、原因等信息。打印输出：系统能定时或实时打印出故障信息、水箱液位、流量、水质、温度等信息。保存数据：系统具有保存数据和与其他应用程序交换数据的功能。在线帮助：系统提供完备的在线帮助信息，操作员遇到问题时能及时得到帮助和指导。
2. WinLC组态及编程
用STEP编程软件组态软PLC主站和EM277从站的配置，并对主机编程。该程序主要是处理主站的应用程序（用户界面）与实时控制的从站PLC之间的数据信息交换、报警事件的处理、两个从站之间的运行协调和一些运行参数的存储等，WinLC主机配置组态如图2所示。

a. 上位机应用程序
用Visual Basic语言或ProTool/Pro组态软件设计友好的用户界面和监控画面，通过WinLC主机，向Profibus-DP 上的EM277从站（S7-200系列PLC）发送命令，同时读取从站PLC监测到的设备运行状态、模拟量采样数据和报警信息等。根据这些实时数据，系统在屏幕上动态显示整个水制备装置的运行情况，包括水流方向、水箱液位、电导率、pH值、流量、温度和泵阀的开/关状态等。一旦发现故障报警信息，系统即显示明显的警示画面，通过WinLC主机向各从站PLC发出停机命令，保存并记录故障发生的时间、方位和原因等原始数据。上述程序还可以根据用户要求保存所需要的历史数据，定时、实时（如故障信息）或按操作键打印所需的数据和信息，如电导率、pH值、流量、温度和有无故障发生等。用ProTool/Pro设计的水制备系统的用户监控画面如图3所示。

b. 从站PLC程序
用STEP7 Micro/WIN软件设计从站PLC（S7-200系列）程序。该主程序由自动运行程序、手动操作程序、状态及故障检测程序、初始化子程序、模拟量处理子程序、总线数据交换子程序和PID回路调节中断程序等组成。由于采用Profibus-DP总线结构，因此从站PLC程序无须考虑与主站的通信问题，只需在已的输入/输出缓冲区中交换数据即可。同时，该从站PLC还可以脱离主站而单运行。
c. 系统的可扩展性
通过OPC，系统可以与其他应用程序连接，也可以实现数据共享。从站数量可以扩展，从站PLC的模块亦可以根据要求扩展，甚至还可以扩展一些新的功能，如利用从站PLC上的编程口（按自由口通信协议）接打印机、变频器或其他智能仪表等。

五 结束语
该系统是根据纯化水处理的特点，利用Wi可替代硬件作为主站这一特
性，并使用S7-200系列的PLC作为从站。这种设计方便地解决了上位机应用程序在Profibus现场总线上的通信问题，从站也可以单运行。该系统设计合理、技术、性高、硬件，便于推广和应用。

什么是Wi系统？

SIMATIC Wi是SIEMENS基于PC的自动化控制产品，从功能上和产品系列上与其他基于PC的控制产品相比均有所区别。Wi不是简单地将PLC替换为PC，而是将PLC和PC的功能地结合，包括控制功能、通信功能、可视化功能、网络功能以及工艺技术等功能，产品包括 Wi插槽型、Wi实时型、Wi基本型和Wi嵌入型等。

Wi 控制功能
Wi允许用户使用普通PC或工业PC完成PLC的控制功能。Wi基本型/实时型提供软件PLC，采用PC机的硬件资源（如CPU、内存、硬盘）来实现控制要求；Wi插槽型提供硬件PCI插卡型PLC，控制性能与S7 400系列PLC中的412-2DP/416-2DP相同。

计算功能
Wi提供标准的ActiveX控件，用于标准化软件包（如MS Visual Basic或Office）对过程数据的实时存取。同时，Wi内置Software Container（ActiveX容器）用于集成自带的和三方的ActiveX 控件。

可视化功能
Wi 提供两种与人机界面软件的连接方式：
通过SIMATIC软件之间的内部集成，WinCC和ProTool/Pro是Wi优的可视化和数据存取工具；Wi内置的OPC服务器可以完成与任何三方的人机界面软件的集成。

网络功能
Wi提供连接 Profibus-DP通信板卡的驱动程序，用于连接远程I/O和电气驱动装置或进行远程编程调试。同时Wi可以采用现成的PC技术，通过以太网和互联网实现与生产和管理网络的连接。

工艺技术功能
对于用户的特殊工艺要求，可配合西门子的功能模块来实现，或使用VB、VC、Java等语言编程，由Wi ODK进行集成。