西门子6ES7214-1BD23-0XB8参数说明

西门子6ES7214-1BD23-0XB8参数说明

随着自动控制水平的提高，SBR法引起人们的重新重视，并对他进行了加深入的研究与改进，自1985年我国座SBR处理设备在的投产，目前已经广泛的应用在工业污水和城市污水的处理中。

    SBR工艺的基本操作流程由进水，反应，沉淀，出水和闲置等五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。

    SBR工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备。SBR具有效，脱氢除磷效果好，防止污泥膨胀性能强，耐冲击负荷和处理能力强等优点。

    四，AC500在SBR控制中的具体实现

    SBR污水处理厂的自动控制系统由三级分布式控制系统组成,级—监控管理，由控制室的操作站实现。选用工控计算机，以TCP/IP工业以太网与PLC系统通讯,实行集中控制。通过工控软件实时监视全厂工艺参数变化、设备运行、故障发生等情况，同时负责日常报表打印、事故打印和数据记录等。

    二级—过程控制，由现场的各分系统或成套设备的控制系统实现。以AC500PLC系统作为现场控制,按场区配置分站,通过CS31网与所属分布I/O通讯对流量、液位、pH值、电机等参数进行采集、控制。

    三级—单机就地控制，由现场电气控制系统实现。采用ABB公司的AC31系列产品组成分布I/O,采集现场参数,执行上一级PLC主站的控制命令。

    监控组态设计及与PLC主站的通讯

    由于污水处理控制对象多且分散,生产工艺流程复杂,如果采用集中控制方式,则需要使用大量导线，在长距离传输过程中非常受到干扰,所以本系统采用分布式集散控制系统,将管理与控制分离。计算机选用HP工业PC机,预装北京昆仑通态公司的MCGS5.5通用版。MCGS监控组态设计包含监控界面设计，定义数据变量，组态设计，动画等方面。用MCGS提供的基本绘图工具与元件库创建图形块并进行组态设计，污水处理系统工艺流程组态画面。

    鼓风机，水泵，运行阀的工作状态可以通过动画实时显示；污水，污泥，药水，空气的流动方向及流量表的数据也能根据现场的情况随时新。操作人员在登陆并输入用户名和密码后，可任意调入各局部工艺图、运行表、设定表和控制表，工艺图以图形的方式显示各个工段的工艺流程和数据，并能根据控制的需要直接设定现场的相应参数（例如，泵站的变频器的恒定水位，报警水位，停泵水位的设定，排泥时间的设定等）。此外，系统还可以提供故障报警查询，工作报表生成等功能。MCGS中的实时数据库是监控系统的，而数据变量是构成实时数据库的基本单元。将用户界面中的图形对象与实时数据库中的数据变量建立联系，现场的运行情况就可以通过动画实时的显示在监控界面上了。

    工控计算机只需一块普通的网卡就可以通过EthernetLAN接收到来自PLC主站的数据。PLC主站由1台AC500系列PLC及相应的外围设备组成,置于控制室。PLC主站从分布I/O接收数据，进行相关的处理与控制，同时通过标准工业以太网TCP/IP通讯模块(TB521-ETH)传输给工控计算机,传输速率为10Mbit/s,介质为屏蔽双绞线。

一,ABB公司在收购了贝利（Bailey）公司后，将它旗下的多款控制系统整合到了以工业IT为基础，针对目标技术的800XA系列控制系统中。在继续为国内的电力，冶金，石化，造纸等行业提供整体的解决方案以外，已将它旗下的一款已有十几年发展历史的中小型控制系统AC31作为产品引入中国。目前在此基础上推出为现进的AC500系列，可为国内的系统集成和OEM等应用提供多的选择。本文将介绍此系统及其在污水处理中的应用。

    二,AC500控制系统介绍

    AC500系统由CPU，通讯模块，CPU底板，I/O模块和端子板，FBP接口模块和端子板，CPU底板等组成。

    CPU

    CPU有PM571、PM581和PM591三个不同的等级。均带有：LCD显示、操作按键、一个SD卡的扩展口和两个集成的串行通讯口。CPU可直接插在CPU底板上，底板可选择集成以太网或者ARCNET网络接口。此外，保留的CS31的通讯接口是考虑到了和AC31等ABB公司其他系列PLC的兼容性。

    通讯模块

    除了CPU上集成的通讯接口外，每一个CPU上还可多扩展4个通讯接口。这4个通讯接口可扩展为任意的标准总线协议。CPU上集成的两个Modbus通讯接口和可选集成的以太网或ARCNET网络接口外，通过通讯扩展接口还能扩展:ProfibusDP-V1、DeviceNet、CANopen和以太网等总线接口。

    I/O模块

    输入/输出模块有模拟量和开关量两大种类。每个输入/输出模块均可直接插到端子板上，CPU本地和通过FBP分布式扩展的子站，可大扩展到7个输入/输出模块。AC500还可以提供每一点都可以根据用户的需求及可设置为输入又可设置为输出的开关量模块。

    FBP的接口模块

    这种模块集成了一定数量的开关量输入/输出，并且通过它实现和CPU的通讯和分布I/O。这个分布模块后面又可大扩展7个输入/输出模块。

    AC500ControlBuilder编程

    AC500ControlBuilder编程是一套可对所有系列AC500CPU进行编程的工程工具，这套编程软件符合IEC61131-3的标准，可支持五种不同的编程语言：

    －功能块（FBD）

    －语句表（IL）

    －梯形图（LD）

    －结构文本（ST）

    －顺控图（SFC）

    这套软件可完成AC500系统的全部设置，包括所有的总线接口，而且还有的自诊断功能、报警处理、可视化调试工具和开放的数据接口。此外还可以提供离线,变量跟踪功能,配方管理和监视列表,可视化的调试工具,通讯接口的设置,开放的数据接口,工程接口.

    三，SBR污水处理工艺介绍

    序批式活性污泥法简称SBR(SequenceBatchReactor)法，是早期充排式反应器的一种改进。

  气流纺织为传统成熟的纱线纺织技术。随着纺织行业对纱线的品质要求的提高，对绵纱的丝纺控制愈加细微，于是如纱线的接头长度、支数、张力等成为纱纺的关键指针。

    针对以上要求，国内纺织制造业正以性能、稳定的PLC逐步取代国外流行以单片机为控制的纺纱系统，另外随着人机接口-触摸屏、变频器的应用推广，一些前的企业及时地将人机接口、变频整合在该行业电气控制系统中，为精彩的控制增添新的亮点。如该的先头代表企业之一浙江省＊＊＊机械公司开发的型号＊＊＊气流纺织机，就全部采用了闽台DELTA公司（中达电通股份有限公司）的PLC，矢量型变频器（VFD-B），节能风机、水泵型变频器（VFD-P）、触摸屏（PWS-3760）等主要电控产品，该系统采用单台人机接口-触摸屏通过RS-485总线，实时对PLC进行监控、参数调整、断纱自动报警等多项功能。本系统的PLC通过调整160多个电磁铁开合时间来实现纱线接头长度及纱线支数的调整，由于受电磁线圈消磁特性及纱线粘度、引纱电机的速度等综合影响，电磁铁的开合时间亦通常有0.02-0.06秒的卫小调整来满足生产的需要。所以该系统单台人机接口的点睛运用，在有效控制成本的基础上，大地提高了生产效率及生产工义指针。该系统PLC的I/O共计996点，面对如此庞大的系统设计及其成本的压力，设计者却一反传统的大而大做，巧妙地利用DELTA公司PLC（自带485口）及人机接口共同支持MODBUS协议的特点，根据纺纱工义的要求，将996点分为10台PLC主机的小系统，仅用双绞线将传统的10台PLC与人机接口连为统一的"大系统"，真正做到了大系统小设计。

    在一个负载不断变化的引纱、喂给主轴上，实现纱线的支数稳定地控制，无疑都会采用速度死循环控制来实现，但在一定的物质成本限制下而达到的控制，将是今天乃至明天甚至将来工业控制的境界。而该系统全部采用DELTA公司的B型矢量变频器，该型变频器在有效控制励磁电流、转矩电流的基础上，利用PG速度反馈卡，轻松简单地实现纱线支数的稳定控制。另外，整条生产线的不间断的气流控制上也选用了DELTA公司P系列风机、水泵型变频器，而根据风机阻力与转速平方成正比特性开发的P型变频器，结合现场断纱的非同时性、非连续性，进行有级控制进风流量，使该套设备在用户使用不足一年中即可回收所有变频器的成本。

    引人注目的是，例利用人机接口-触摸屏COM2（DELTA公司的人机接口INTERFACE为2S/1P）口与三台变频器直接通讯，摆脱了"变频器PLC触摸屏"的传统模式。该系统精心大胆的设计，主要利用了DELTA公司人机接口的宏功能（综合数据处理、逻辑运算、通讯等功能），用软件开放出一自由协议口，使不同协议的智能单元能够在一个控制平台上实现相对统一和整合，同时减轻了同一总线上的通讯负荷和风险。在实际应用中，该系统的引纱、喂给电机的频率及相互匹配系数，可直接通过触摸面板快捷地调整和电流的实时监控，并且使线上所有10多台PLC程序严格的一致，增加了PLC应急互换性，实现了多层控制单一化，复杂简单化。

    纵观整个控制系统，简洁、准确、节能、人性化的设计风格无不透着现代设计者的匠心具。同时也折射出新世纪传统控制产业的方向和主流。

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。

   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**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/min4台，53M3/min4台，48M3/min2台，43M3/min4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**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。

结    论
今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。计算机技术的新成果会多地应用于可编程控制器的设计和制造上，伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和通用网络的重要组成部分，会在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。自动门工程在整个建筑投资中的比例虽然很小，但在建筑的日常使用和管理中却占有很重要的地位，是建筑智能化水平的重要指标。

在PLC设计过程中,从硬件设计到软件设计几乎是针对本系统特点亲自完成的。PLC的软件调试相对于硬件连接来说要复杂的多，需要用的到的软件是多种多样，有编程的，有负责连接PLC与编程软件的，还有监控用的软件，学习与熟悉这些软件的过程无形中消耗了编者大量的精力。PLC系统的硬件和软件是不能分开的,有的硬件错误是在软件调试中被发现和纠正的。但通常是先排除明显的硬件故障以后,再和软件结合起来调试以进一步排除故障。可见硬件的调试是基础,如果硬件调试不通过,软件设计则是无从做起。

通过对自动门控制装置的实验模拟运行，可看出，本装置运行良好。但此装置只是通过了模拟部分，离实际的系统实现还有一段距离，由于笔者水平有限，限位开关功能没有实现，如果实现限位开关系统的稳定性和性将上升到一个新的高度。因此在今后的学习生活中还要加强自我学习与研究，还需针对具体的自动门系统进行系统的分析以及调整。