西门子6GK7243-1GX00-0XE0参数说明

西门子6GK7243-1GX00-0XE0参数说明

某市自来水公司为解决市区的部分供水，引进德国的资金和设备建立了一套供水工程系统.
原有系统构成：
（1）本地站,采集水厂的设备状态,采用西门子S5-115U.
（2）取水和1号加压泵站，采用西门子S5-115U
（3）2号加压泵站控制系统，采用西门子S5-115U
（4）在市内的东南西北和处和处安装了测量水管压力站，采用西门子S5-100U。用抄表的人工方式来记录设备状态
用户需求：
随着时代的进步，和对工艺的进一步的要求，要实时对各个站的管道压力、流量及各个的阀门开关的状态进行监视和控制，从而降低了故障率和提高了对此系统的反应时间，好保证城市供水。并把各个站的所有设备的数据送到监控站里，进行监控，和电子统计。
实现方案：
在水处理厂站与各个泵站和测压站之间，由于距离较远达几十公里，我们决定采用无线电通讯方式，并且因为大山的阻碍，在取水1号加压泵站，2号加压泵站控到站之间，设立了中继站进行转发。而水处理厂站与6个市内的测压站之间由于距离较近直接通过无线电通讯。
这个项目的主要问题是无线电通讯的任务，如何在已有的S5系列的设备上，加上无线电通讯呢。根据现有的实际情况，在不动原有西门子S5-115U的基础上，决定在此基础上加入西门子的Sinaut产品的ST1系列模块来实行无线电通讯。Sinaut ST1是基于SIMATIC S5的程序控制的系统，由硬件模块和软件软件模块组成。适用各种自动化的任务，完整的无线电通讯方式，允许到或近或远的地方。数据能够通过专线，或者各种PTT网络（GSM,ISDN,拨号Modem,无线电通讯等）等方式传送。
Sinaut ST1硬件包括，TIM模块(遥控接口模块，即S5-PLC通讯功能模块)，modem（ 用于数字量和模拟量相互转换）,无线电台（无线电发射装置）。软件是Sinaut TD1软件包。这样我们在STEP5的基础上，用TD1这个扩展软件包进行对硬件TIM板编程。把水处理厂站作为主站，其他站作为从站。以直接轮巡的方式逐个采集各个从站的信息，并且这样的方式只有当从站发生数据发生变化时，才进行数据的传递，大大的加快了数据的新速度和硬件设备的使用寿命。
系统图如下：

上位机显示:
我们采用监控组态软件， 从站的PLC中采集数据，实时的反映整个系统（本地站，无线电远程站）的状态。主要显示部分包括：水厂控制工艺图、运行状态表、报警和历史数据的查询，统计报表、趋势图。控制工艺图反映水厂的各个泵站的运行状态，并且以动态的图形、数据和实时的现场保持一致，运行状态表中反映主要设备的开关状态、现场仪表的参数、累计值（流量，水位，浊度 ，温度,PH,压力等）。报表，每天打印一份主要设备的状态的日报。除了在显示器上显示外，并且把主要数据显示在电子显示屏上。 此系统投运以来一直正常工作，达到了预期的实施效果。

1. 选用2台基于Inbbb CPU的PC服务器组成L3系统。采用新型Linux 操作系统，有效隔断外界的病毒传播。选用流行的ORACLE作为数据库，Internet Developer Suite和VC++作为系统的开发工具。本系统选用X-com作为通讯开发工具。2台主机互为热备用, 当其中一台服务器发生故障时系统会自动切换至另一台机器中。L3系统主要用于实现各类计划和生产管理。
2. 采用2台UNIX?服务器组成L2系统。2台主机互为热备用, 当其中一台服务器发生故障时系统会自动切换至另一台机器中。本系统采用新型UNIX 操作系统，选用流行的ORACLE作为数据库，DEVELOPER2000或VB作为画面报表制作工具，VC++作为系统的编程工具。本系统使用X-com或Socket和API接口编程作为通讯开发工具。L2系统主要用于实现信息处理和计算控制。
3. 采用11套系列90-70PLC替代原来的11套H04E PLC，使新的系统在产品品质上达到目前的世界水平。使用CIMPLICITY ME作为编程工具。采用CIMPLICITY PE作为人机界面软件，通过各种串行的、网络的通讯方式采制器中的数据，并利用计算机的强大图形功能动态地显示生产数据。
4. 将1#、2#初轧机SPC、APC、初轧区微跟踪SLDC、连轧区微跟踪BLDC等原来依靠过程计算机完成的功能下放到基础自动化系统，以四套系列90-70PLC实现。
5. 与传动接口问题：采用现场总线+I/O的方式。在原传动柜内设置接口板与原传动装置连接，通过远程I/O单元与PLC连接。
6. 操作盘的改造：保留主要操作手柄和操作习惯。数据显示和设定放置到CRT上，盘上I/O信号通过远程I/O单元与PLC进行信息交换。监控操作站采用bbbbbbs NT操作系统和软件CIMPLICITY作为开发和运行环境，实现画面操作、报警和趋势记录等功能。
7. 现场控制盘的改造：通过远程I/O单元与PLC进行信息交换。
8. 压下推床APC位置控制，采用90-70+VME+自整角机+CPU编程。
9. 改造的PLC与未改造PLC之间的数据交换采用I/O通讯方式。保持保留的PLC结构，软硬件适当修改便可实现控制功能。
10. 电量检测:采用GE PQM电能测量表来检测电量信号，通过RTU串行连至PLC后，所有信号可在HMI上显示。并可向上位机传输电能参数。
系统功能
■ L1系统
改造后的L1系统主要实现以下控制功能：
1) 顺序控制
主要是各PLC所控制设备按PLC内的控制程序进行顺序控制。全轧线的顺序控制是按过程计算机所给出的跟踪信号进行控制的。跟踪分为宏跟踪和微跟踪，其中微跟踪又分为初轧区和连轧区微跟踪，分别由1台90-70PLC实现。
2) 速度控制：
是跟踪、HMI、数据管理、顺序控制与传动装置之间的桥梁和纽带，它是软件与硬件之间的接口程序，速度控制的好坏直接影响着产品的质量。
控制系统程序接受来自PLC、HMI的指令，接收来自数据管理器的数据以及现场的I/O信号，为马达提供自动或手动的速度设定值。速度控制主要实现速度设的计算、辊道的自动/手动的控制等主要功能。
3) APC位置控制：
是整个轧线系统中的关键部分之一，要求具有较好的系统结构及系统的响应，保证位移精度等各项工艺要求。
位置控制是将被控对象调节到设定的位置，要求在短的时间内，使被控对象完成定位动作，且符合技术要求规定的位置精度要求。
轧机压下控制根据位置控制指令，驱动压下装置来实现。轧制计划事先存储在轧线计算机中，轧制时根据不同的轧制要求，由计算机选择相应的轧制计划送往SPC及A制用PLC，当接受新系统计算机来的轧制计划信息后，自动新当前压下控制和推床位置的设定值，同时不断采集两者位置的实际值（反馈值），经CPU运算后求出△S位置偏差值，根据期望的运动曲线不断刷新电机的速度给定值，当△S进入定位精度范围内，电机速度给定为零，实现系统APC的位置控制。
■ L2系统
L2系统选用2台IBM pSeries 660作为L2主机。系统的功能主要有两部分：
1) 信息处理功能：包括制造指令、转入数据输入，自动数据读入，装、出炉处理，钢坯耕 种，板坯精整信息处理，操作，作业实绩收集，报表制作等。
2) 计算控制功能：包括烧好预测，烧钢控制，均热炉安排，自动运转及设定，初轧机控制，小方坯剪断控制等。
■ L3系统
L3系统选用IBM X370R作为主机。系统主要用于实现计划管理、质量管理、实绩跟踪、轧辊管理、板、方、管精整管理、板、方、管库场管理、发货执行管理、报表及CRT管理、设备状态管理、通讯管理、均热炉和加热炉的装出炉调度管理等等。
小结语
该系统采用了的控制器技术以及的计算机界面，在保持原来主要操作习惯基础上，新增新的计算机操作方式，将全新L2、L3计算机管理网纳入全厂逻辑计算机管理网。并且采用开放式现场总线，为未来设备与仪表传感器提供相连开放性。为生产管理部门及公司管理部门引进了计算机化的管理方式，大大提高了技术人员设备管理方式及技术结构，且维护工作量及。
总结起来，此次改造，采用了GE Fanuc系列90-70 PLC的解决方案、地改造了初轧生产线的控制系统，达到了预期的改造目的，赢得了相关各方的信任和赞同。

背景情况
三星通用化工成立于1988，成为韩国西部的三个石化厂，构成对东海岸的蔚山石化厂（Ulsan）以及南海岸的丽川石化厂（Yeocheon）的。三星通用化工在过去15年中所做的努力以及的成就引起了主要海外化工公司的兴趣。2003年8月1日，总部位于法国的道达尔集团（Total Group）从事化工业务的公司奥托菲纳（Atofina）作为合资合作伙伴加入，组成三星奥托菲纳株式会社，从而三星道达尔石化株式会社(三星道达尔)得以成立。

三星道达尔运营了一个大型的石化厂，该厂由位于韩国忠南省大山（Daesan）的14个分厂构成。生产的产品有石蜡，聚烯烃(聚丙烯，聚乙烯等)，基础石化产品(苯乙烯单体等)，副产品燃料，溶剂以及日常生活中使用的其它下游石化产品。

挑战及解决方案
三星通用化工与OEMax之间的业务关系是从二十世纪九十年代初开始的。1994年以来，三星通用化工在其石化工厂的部分设施上面一直使用SPC PLC系列产品，用以控制工厂传送带系统，该产品被现在的OEMax NX系列PLC产品所取代。经过10年的运行，他们发现需要对工厂整个公用设施控制系统进行新换代。在这个时间点上，三星通用(现为三星道达尔)大量考虑的是将工厂现有公用设施控制系统换为一个新的控制系统。

由于石化行业处理潜在危险且精细的化学材料，所以‘’应是任意控制系统的重要因素。鉴于此，整个公用设施控制系统的管理是非常关键的。在许多系统中，比如通/断阀门控制，水分配，卫生设施，电力管理以及空调控制等，没有处置的任何微小的系统错误可能引起不能逆转的灾难。考虑新的公用设施控制系统时，他们把PLC的性放在的地位，这是非常自然的。

现有的公用设施系统控制器不是OEMax PLC，但三星道达尔对与OEMax控制公司在传送带系统方面的合作经历非常看重：OEMax控制公司的产品，便于维修，技术支持及关系密切，并且价格具有竞争力。另外，OEMax控制公司不只是一个供应商而且还是一个合作伙伴，OEMax控制公司关注顾客的问题与愿望，开发了满足他们需求的解决方案。经过充分考虑之后，三星道达尔决定采用OE Max NX70 PLC，不仅将之用于传送带系统，而且还用于系统控制器。在过去的10年间，三星道达尔见证了OEMax 产品的高性以及密切技术支持，因此做出了关键的决定，为其新的公用设施控制系统选择了OEMax NX系列PLC产品。

结果
做出这项决定之后，代表OEMax控制公司的工程师与三星道达尔的职员一道工作，进行系统安装及启用；OEMax NX系列PLC产品目前在公用设施控制系统的每个部分上面运行。三星道达尔在OE Max PLC产品上面进行了整个公用设施控制系统的标准化，降低了人工成本，提高了整体生产率。三星道达尔的职员对于所的结果非常高兴。除此之外，这个石化项目的成功已引起业界的其它公司考虑利用同一个解决方案实现标准化。

一、 系统概述：
本控制系统由微机控制系统控制监测工作，能够实现各种加减档操作以及变速箱的加载动作，还可通过微机控制界面对话完成各种操作指令的设定、实时监视、能自动显示变速箱输入输出转速，对错档实现报警，可动态监控变速箱加载扭矩，工作油温和液压，噪音等指标。

二、 控制要求：
1. 具有手动和自动切换功能；
2. 具有定量控制注油功能；
3. 注、抽油过程具备压力检测功能；
4. 具有正、反拖切换功能；
5. 具有变速器加减档操作功能；
6. 具有噪音实时检测功能；
7. 具有倒档开关实时检测功能；
8. 具有里程表实时检测功能；
9. 尾座前进分快进和工进，尾座后退只有快退；
10. 变速器到位具有两个检测点，以防止误判断；
11. 具有换档力实时检测；
12. 离合器具有脱开和闭合检测；
13. 注油器具有原位和到位检测；

三、 硬件系统配置：

1. PLC配置：采用日立EH-150系列PLC系统
1） 处理模块（CPU）：日立EH-516；
2） 数字量输入模块（DI）：日立EH-XD16；
3） 数字量输出模块（DO）：日立EH-YT16；
4） 电阻温度检测模块（PT100）：日立EH-PT4；
5） 模拟量输入模块（AI）：日立EH-AX44；
6） 模拟量输出模块（AO）：日立EH-AY4V；
7） 计数器模块（CU）：日立EH-CU；
8） 通讯模块（DeviceNet）：日立EH-RDM

2. 触摸屏配置：
采用一体化触摸式工控机，通过232接口与日立PLC的端口连接，采用日立的HI协议。

3. 传动及检测配置：
1） 变频器带PG速度反馈卡及制动装置（30KW）；
2） 变频器带PG速度反馈卡及制动装置（55KW）；
3） 电机（30KW）；
4） 电机（55KW）；
5） 接近开关；
6） 测速传感器；
7） 调速传感器；
8） 温度传感器；

4. 系统监控实现：
本控制系统的系统主要有PLC监控部分和上位机组态监控两部分组成。
1） PLC监控部分：PLC控制系统分为自动控制和手动控制。
当在手动控制时，手动操作实验过程，即液压系统将变速器推至操作位置并夹紧，尾座前进到终点位，此时注油器前进并注油；接着通过一体式触摸屏设置实验参数和操作按钮顺次进行正拖加载实验和反拖加载实验；操作实验完成按钮后，系统自动抽油，尾座退回原点，夹具松开，实验结束。
当在自动控制时，除了注油器自动注油外，其余操作过程与手动控制时一致。

2）上位机组态监控部分：
a. 软件可以对各档位转速、速比、扭矩进行设置；
b. 软件可以根据变速器的不同品种进行速度、速比、扭矩参数替换；
c. 设定各测量值的目标值、上下限；
d. 动画显示当前的设备动作、所处状态的显示；
e. 具有错误报警功能，其中包括：转速、速比、扭矩限报警；噪音限报警；油温限报警；换档力限报警；
f. 软件可显示变速箱条形码号码；
g. 可实时显示当前值，其中包括：试验日前、时间；换档力；档位数、速比；噪声；输入转速、左输出转速、右输出转速；注油量、油温；输入扭矩、输出扭矩及输出总扭矩；里程表；
h. 软件具有数据存储功能，有数据报表、历史数据曲线、实时数据曲线的显示；
i. 软件具有数据报表及数据曲线打印功能。

1、应用背景

主变压器是水电厂三大设备之一，其主要功能是改变电压等级、输送交流电能。由于结构和工作原理方面的原因，变压器运行时不可避免会产生铁损、铜损，并转化为热量令变压器温度升高。

过高的温度使变压器工作能力和效率降低、绝缘老化、使用寿命降低。因此，变压器冷却装置的运行对于变压器的正常工作异常重要，如我公司《运行规程》规定：变压器带负荷过程中，如全部冷却器失去电源，允许继续运行20 min，但长时间不得过1 h(视油温而定)。我公司共有4台主变，容量90-150 MVA不等，#2、#3、#4主变冷却器均为强迫油循环风冷却方式。冷却器原自动控制回路主要由常规继电器组成，运行维护中主要存在如下问题：设备残旧，绝缘低，回路元件数量多、接线复杂、通用性差，故障等，同时由于使用年限已久，备品备件缺乏，有的回路还存在寄生现象，给检修维护工作造成一定困难，也不能满足公司运行“少人值守”的需要。

因此，公司相关部门对主变冷却器的控制回路提出了技术改进方案，新回路主要采用新型的自带编程器的微型可编程控制器(PLC)替代大部分继电器，使控制线路具有简单、适应性强和功能丰富等特点。下面以#2主变冷却器控制回路改造为例说明可编程控制器的应用。

2、冷却器起停控制、运行监视功能实现

2.1 冷却器自动控制目标

规程规定各种运行状态下须投入冷却器组数见表1。

表1 规程规定各种运行状态下须投入冷却器组数

注：1)根据主变冷却器处于空载或带负荷状态投入位于“工作位置”的冷却器组；
2)当主变油温达到整定值(55℃)或负荷电流大于70％则再投入位于“辅助位置”的冷却器组；
3)当处于“工作位置”或“辅助位置”的冷却器组出现故障不能正常运行时，投入位于“备用位置”的冷却器组。

2.2 冷却器工作状态

#2主变冷却器共8组，分为以下4种状态运行：

状态1：空载1、2组；负载l、2、3、4、5、6组；辅助7组；备用8组
状态2：空载3、4组；负载3、4、5、6、7、8组；辅助1组；备用2组
状态3：空载5、6组；负载5、6、7、8、l、2组；辅助3组；备用4组
状态4：空载7、8组；负载7、8、1、2、3、4组；辅助5组；备用6组

4种状态问的切换每15天一次，由“定时切换”或“人工设定”实现。处于“人工设定”时，由运行人员在触摸屏设定分配冷却器组处于何种状态；当处于“定时切换”方式时，由可编程控制器流程内设定实现自动切换。

2.3 框图

可编程控制器流程的合理设计是回路的正常工作和稳定运行的关键因素。根据冷却器工作特性和控制目标，设定可编程控制器系列框图见图1。

图1 冷却器控制回路框图(PLC部分)

3、运行维护

因流程设计合理简捷，#2主变冷却器控制回路投运后，运行稳定，同时，可编程控制器与触摸屏配合使用，人机界面友好，使日常维护工作变得简单而方便。示例如下。

3.1 接点改

如#2主变22o2开关辅助接点原来取用的是闭接点，在改为开接点后，只需修改一下PLC流程。

3.2 主变温度临界时的影响

因流程内设置冷却器组的起停与主变温度有关，运行中发现，当主变温度表温度在冷却器启动值上下跳动，即处于临界状态时，会导致冷却器瞬间起、停，容易造成电机损坏，针对这一现象，我们在PLC流程中设了一个延时回路，问题马上得到解决。

3.3 实现“定时切换”功能

改造前，冷却器投入组数等运行方式由运行人员人工定期切换，既繁琐又不方便(主变平台与运行值班室相距较远)，现在在PLC流程内部设置即可实现自动“定时切换”，同时周期可任意选择，简单方便，减少了运行人员工作量。

3.4 外部回路异常时的报警功能

由于PLC具有高的性，因此PLC控制回路中绝大部分的故障不是来自PLC本身，而是由于外部元件故障引起的，例如常见的按钮或继电器触点的熔焊及氧化造成回路短路或开路故障；操作保险熔断使控制回路失电；热元件动作等，PLC一旦自动检测到元件故障，不仅具有报警功能，而且通过触摸屏能立即显示故障状况，使维护人员能判断出故障原因。

4、结束语

#2主变冷却器回路投运后3年多的运行结果表明，以微型可编程控制器为的冷却器控制回路能够满足电厂主变冷却器自动控制要求，并且具有、、控制性能好等优点。我公司在#2主变冷却器控制回路运行后，又相继完成了#3、#4主变冷却器控制回路的改造，大地提高了劳动生产率，有效地解决了生产中的很多问题：如减少了生产过程中冷却器的突发故障，缩短了生产准备时间和抢修时间，减少了维护人员的劳动强度等，推进了我发电公司设备管理现代化发展进程，是运行实行“无人值班”(少人值守)的。