西门子模块6ES7253-1AA22-0XA0销售

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1、系统介绍
由于控制器+变频调速装置在风机和泵类负载上的应用具有显著的节能效果，并且具有无冲击启动和软停起的优良控制特性，可大地延长机械设备的使用寿命，减少设备的维护量，故随着新型电力电子器件和微处理器的新型控制器应用及控制技术的发展，变频器的性能价格比也越来越高、体积越来越小、运行性越来越高，并且集成了实用的PI调节功能、简易PLC、灵活的输入/输出端子、脉冲频率给定、停电和停机参数存储选择等功能，为变频控制装置纳入自动控制系统、降低系统成本、提高系统性具有大。我公司的新型的STEC控制器+变频器已广泛地应用于在冶金、电气、石化、供热和民用风机水泵的控制领域。
链条炉是一种应用广泛的火床炉，至今已有100余年的历史。煤在火床—水平运动的炉排上燃烧，空气从炉排下方自下而上引入。煤从煤斗落到炉排上，经过炉闸门时被刮成一定的厚度，随后进入炉膛，在炉排段燃烧成渣。目前在我国小型电厂及工、矿和供热企业中使用很普遍，运行经验也比较丰富。但目前国内在链条炉运行机和泵类负载控制器+变频调速装置应用程度不够普遍，锅炉运行过程能源浪费严重，出力不能随着外界温度的变化而及时变化，炉膛温度低，排烟温度较高，负煤比不能及时调整，炉膛换热效率低，锅炉鼓引峥嵘还采用闸板控制风量，循环水泵、泵采用工频运行，炉排机、刮煤器采用差速装置等，因此用的新型以太网控制器来设计出合理化的控制方法，不管是对旧有锅炉的改造还是新炉的制造都具有很大的现实意义。
链条炉燃烧变频控制的基本任务既要使用权供热量适应负荷需要，还要保证燃烧的经济性和锅炉运行的性。因而燃烧控制要通过复杂的数学运算来调节给煤量，保持锅炉分配到的负荷 ，调节送风量使其随时与给煤量保持恰当的比例，即风煤比，以保证燃料的燃烧和小的热损失。调节引风使其随时与送风相适应，保持炉膛负压在一定的范围内，可保证锅炉燃烧的性和燃煤燃烧的充分性。控制器采用的是硕人时代的STEC系列控制器，有以太网、RS232、RS485、MODBUS、远程电话通讯、GPRS、CDMA等丰富的通讯接口。并且STEC控制器采用32位高速CPU，可以满足多线程运行，数据存储容量16M至256M，支持PID控制。
2、链条炉燃烧系统采用变频调速方案的控制方法
链条炉变频控制包括鼓风机变频调速装置、引风机变频调速装置、炉排机变频调速装置、分层给煤矿变频调速装置、循环水变频调速装置及变频调速装置等。
根据链条炉燃烧过程自动控制的任务和目的，燃烧变频控制系统可分为三个子系统，即负荷 控制系统（给煤调节、烟气含氧量控制、炉膛温度调节）、送风系统和引风系统。
（1）给煤调节系统
给煤调节的任务在于通过调节给煤机的转速改变进入锅炉的燃料量的大小。这一任务由给煤变频调节来完成。考虑到燃煤锅炉运行中经常产生煤量的自发性扰动（煤的阻塞和自流），因此调节器中引入锅炉出口水温作为锅炉的反馈信号，以尽快由于设备结构造成的给煤量自发扰动的情况，同时，还引入烟气含氧量作为给煤量的修正。
（2）炉膛负压控制
炉膛负压是一个快过程，只要PID参数整定合适，一般单回路即可达到目的。但其控制的品质受鼓风量的影响较大，于是把鼓风机的转速作为前馈，提高响应速度。
考虑到引风电动机的抗冲击性，负压控制也引入一调节死区，在该负压范围内保持上次的输出，调节死区设为控制目标的±5Pa。
（3）送风调节系统
送风调节的根本任务在于保证锅炉燃烧的经济性，使锅炉燃烧热效率，使锅炉运行在工作状态下，即送风量与给煤量的比例。送风调节由送风机变频调节来完成，采用以燃烧经济性能指标为被调量的单回路结构。为了使送风量跟上给煤量B的变化，送风机变频调节中引入给煤量B的变化量dB作为前馈信号，通过前馈补偿系数f(Db)来确保送风量快速跟上给煤量的变化。
炉负荷 扰动停止时，同样从给煤变频调节引入给煤量的变化量作为前馈信号送至送风变频控制器。实验证明，这是时f(Db)近似为常值，用K1近似表示。燃烧的经济性指标是烟气中含氧量O2%。含氧量O2%同样也是负荷的函数。其函数关系通过锅炉热效率试验确定。
送风机控制原理：采集炉膛温度或烟气含氧量信号，通过变送器反馈至变频器，通过变频器内置的PID参数调整，调节鼓风机转速。执行元件为鼓风机，控制参数为炉膛温度。控制回路是根据实际的炉膛温度数值进行调节的。其目的是保持合适的炉膛温度。当炉膛温度发生变化时，装置通过变送器将测出的炉膛温度信号转换成电信号，以过PID控制算法计算后输出给变频器。变频器再通过输出不同的电压及频率来控制鼓风机的转速，从而改变鼓风机的风量。
（4）引风调节系统
引风调节系统的任务是保证炉膛负压维持在一定的范围内。炉膛负压过大会降低炉膛温度，耗费燃煤，严重时会造成炉膛灭火等事件；负压达小则危及人员和设备的。由于引风调节对象的动态响应快，易于测量，所以引风调节系统主要以炉膛负压作为一个被调量。在实际控制中，保持引风量与送风量的比例关系，引入送风量的大小的标志——送风机转速的变化dK作为前馈信号。
这样，当锅炉负荷发生变化时，给煤量改变时，给煤量改变导致送风量的相液压变化，引风环节随着前两个环节的改变而改变风量，既抑制了强干扰的影响，又保证炉膛负压维持在一定的范围内变化。
采集炉膛负压信号，通过变送器反馈至变频器，通过变频器风置的PID参数调整，调节引风机转速。
以上各调节系统的方案形成总的控制系统,为了使给煤机、送风机、引风机协调动作，以克服耦合的影响，采用多变量输入、多变量输出的协调控制方式控制燃煤锅炉的燃烧过程。
（5）除氧调节系统
泵采用变频调节的作用：
① 水量；
② 维持锅炉入口水压。
泵变频调节采用简单的PID调节，可调节被控锅炉入口水压。
3、控制器介绍
STEC2000嵌入式控制器主要由两部分组成：主控制器、彩色液晶显示操作终端。其中主控制器在调试完毕投入运行后，禁止运行人员进行任何操作，出现故障时由我公司技术人员或经过我公司培训的系统维护人员进行故障排除。换热站或换热机组的运行人员对STEC2000控制器的所有操作只能通过液晶显示操作终端进行。其主要功能是对热网各运行参数（温度、压力、流量等）进行实时监控及采集，并根据气象环境和负荷的变化按预先设定的控制策略对网中的泵和调节阀进行自动调节，来实现换热机组或热力站的自动控制，同时通过VPDN、PSTN、ADSL等多种通讯方式与监控进行通讯。
STEC2000控制器以嵌入式技术为基础，采用Motorola 32位高速CPU和嵌入式实时LINUX操作系统，集现场采集、显示操作、控制、通讯为一体，可广泛用于**管网监控（如热网、水网、气网等）、楼宇自控、工业自动化、电力自动化、化工、环境测控、水处理、交通、电信、物流、园林、环保、养殖等领域。STEC2000控制器采用模块化体系结构，根据控制规模选配相应的I/O模块，可以组建几个点到上百个点的现场控制设备，主要技术性能如下：
 32位CPU，主频66M，嵌入式实时LINUX操作系统
 8M FLASH 内存，16M 外存DOC，512K EEPROM
 一个10M以太网接口（RJ45），支持DDN、ADSL连接
 一个嵌入式MODEM接口，可接电话线
 一个RS232/485接口，可接GPRS通讯模块
 支持彩色液晶和键盘的复合接口
 8路16位分辨率差分模拟量输入模块
 4路16位分辨率模拟量输出模块
 12路数字量输入模块，含3路16位计数器输入
 8路继电器输出模块
 I/O模块隔离电压2500V
STEC2000控制器基本控制功能如下：
采集功能
STEC2000控制器采集温度、压力、热量等一次仪表参数并进行坏数过滤。本控制器支持按用户定义的方式将采集的电流电压数据变换为相应物理量。数据扫描周期可以在0.05-2秒之间进行设定。
存储功能
物理量数据每隔一段时间如1分钟（存储时间间隔可组态设定）保存一次，掉电后不会丢失。具有不小于8M的存储空间，可以保存长达一个采暖季的运行参数。
显示功能
STEC2000控制器支持一个5寸的彩色液晶屏。用户可以其对显示画面和参数进行自由组态，并根据运行需要完成参数的设定。
通讯功能
STEC2000控制器内置Socket Server, 标准串口（9针）、RJ45以太网接口、RJ11电话接口等硬件设施。控制器支持TCP/IP、ModBus、PPP等协议，Soket连接，232/485通讯，以太网通讯，电话拨号通讯及无线通讯连接（GSM、GPRS、CDMA等）。
自检功能
STEC2000控制器上电后，自动检查主板、外围设备和I/O设备是否正常，如有异常给出报警。
控制功能
STEC2000控制器支持PID控制、逻辑控制、模糊控制等多种控制方式，可通过简单的组态进行选择。控制器还支持用户以脚本语言方式进行二次开发。
控制扫描周期小于200ms（可定义扫描周期）。
故障报警
发生报警事件时，STEC2000控制器会通过相应的通讯方式向上位机报警直至收到上位机的确认信息，报警内容包括：故障发生时间、故障内容、故障参数值（或状态）等信息。同时会在液晶的报警信息栏显示此故障信息，当多个报警存在时，报警信息会滚动显示。
人机交互
用户可以通过STEC2000控制器的键盘进行人机交互：选择控制方式，设定参数值，取消报警等。
Web访问
STEC2000控制器内置Web Server对控制器运行状态进行网页发布，用户可从任何地方通过电话线或以太网等方式登陆浏浏览网页以了解控制器运行情况。本功能受用户密码保护。
远程配置
STEC2000控制器支持远程配置新和程序控制。例如，用户可以通过电话、以太网等方式与控制器建立连接，然后就如同本地一样对控制器进行组态。本功能受用户密码保护。
灵活配置
1个CPU主控模块多可以支持8个扩展模块。用户可以根据所要采集数据的类型自由配置I/O模块。
完善的组态功能
STEC2000控制器提供bbbbbbs操作平台下运行的可视化图形组态环境以支持数据、控制程序、显示操作、报警、通讯管理、数据存储等各种功能的组态。
时钟功能
STEC2000控制器内置日历和时钟，且不会受系统停电影响。

1.1 前言

1.2 项目概况

1.3 项目内容

1.4 触摸屏监控

1.5 通讯系统

二、泵站机组自动控制设备

2.1 控制器简介

本监控系统可实现如下功能：
1.对电泵实现五重保护，即对过压、过流、三相不平衡、缺相和空抽实现自动保护。
2.电泵可根据山上水位、流量、压力、温度、泵运行时间等参数控制泵、阀、电机、风机等设备运行。也可以将水位、流量、压力、温度、泵、阀、电机、风机等设备信息远传/远控。远传/远控距离可达几十米、几公里、几十公里、几百公里距离不限。根据水位的高低自动开停。
3.设备可与电泵同步开停。
4.可实时显示电机的三相电压、三相电流、扬水压力、水池水位、扬水量和用电量等数据。
5.具备与上级给水集中监控系统的通讯扩展能力，一旦需要，只需增加通讯设备即可实现给水系统故障自动报警，系统实现“状态修”，远程抄（水、电）表等功能，即全线给水小站实现集中监控。一、深水井监控系统
深水井扬水系统一般采用电机带动电泵从地下或大型水库中取水方式，而对于动力系统（电机、电泵等）和水下的实际情况有较少的测量数据，造成动力系统非科学化的使用而易损害，和局部能源的浪费。我公司研制扬水系统深井载波监控装置。综合监测给水泵房中，井下电机转速、相序、绕组温度、机泵振动、水位、泵出口压力，井上的电压、电流、功率、功率因数、电量、水塔水位、电机绝缘、水质余氯、供水流量、供水吨位等，而井上与井下装置间采用380V工业电力载波通信，不另接其它通讯线缆，井下装置的结构采用可重复密封方式，做到、防潮、防露。除了监测外，还需进行必要的开、停泵和故障保护回路的控制。整套装置可以有效的节能，包括省电节水，节约人力资源。可建立一套主站系统，终端以一口井或一个取水点为单元，通信方式可采用无线GPRS、电台、有线电话、红外掌上电脑等。该项目将有效的解决井下参数检测,优化系统运行，实现扬水设备状态修，有效降低故障率，减轻劳动强度，节约维修费用，节能降耗，达到科学管理，供水、确保人身。
功能特点
1、装置实施380V动力潜水电缆线载波通信，配合通信电缆，实时采集管井、潜水泵、电机的转速、相序、绕组温度、振动、管井液位、扬水压力、水塔/水池水位、三相电压、电流、电量、功率、φ、余氯（4～20Ma）、电网频率、开机、停机、故障等信号，并设有一定的冗余；
2、 对深井扬水系统实施遥测、遥控、遥信、遥调，达到管井和扬水设备的自动优化运行控制，避免大马拉小车，管井过量开采；
3、装置具有自动、手动、定时开停机三种控制状态，适用不同环境状态的控制需求；
5、装置实施的自动控制保护，具有分析、诊断、跳闸和报警等功能，提示设备故障或寿命期的临界值，主保护类型有：泵压、缺相、短路、过载、欠载、绝缘限、绕组温度高、相序错。后备保护有：电压过高/低、功率因数过低、机泵振动限、绝缘降低、绕组温度较高、电机功率过高/低、流量/压力/绕组温度/水位变化的不稳定保护等。
6、装置具有自诊断保护功能，可对相关传感器、上/下位机、通信网络定期巡检，并显示故障。下位机和传感器各路供电电源都加自恢复保险，确保下位机的性；
7、装置具有三种通信方式，232与掌上电脑通信；232通过MODEM、电话线与远程PC机的通信；485通过普通电缆线与远程PC机的通信,实现数据处理和集中调度；
8、通过PC机、掌上电脑,和控制面板根据不同级别的权限对装置参数、数据进行设定、查询、采集和控制，具体设定包括保护级别转换、控制时间设定、控制和保护界定值的设定等；
9、 装置设置汉字图文液晶显示，可进行巡显、定显、故障前显、定位显示；
10、装置具有数据采集、处理、存储和输出功能；
11、装置具有的抗干扰、防雷击功能；
12、主站系统的管理功能，如建立泵的特性曲线，电机和水泵的起停过程曲线；泵流量、扬水压力、电量、电压、电流、电网频率、转速、绕组温度、电机绝缘、管井水位、泵机振动、耗电指标等曲线；
二、 潜水电机遥控装置系统功能
1. 井上上位机与井下下位机间采用电力线载波通信方式，减少通信线缆
2.装置的下位机采集电机的转速(脉冲)、相序、绕组温度（铂电阻）、系统的振动（0～5V）、液位（4～20Ma）、压力（4～20Ma）信号,5种类型6个传感器；上位机基本设置中，采集水塔/水池水位（0～10 Ma）、三相电压（0～5V）、电流（0～）、绝缘（4～20Ma）、余氯（4～20Ma）、电网频率（4～20Ma）信号。而在特定设置下（无下位机的情况），还可采集转速、相序、绕组温度、系统振动等信号。在用户扩展设置下，还可测2路4～20Ma、1路0～10 Ma传感器信号；上下位机对传感器的信号都采用模拟、数字滤波，调零、线性放大，10位AD转换。
3. 记录电机起动过程 ：在电机起动的前5秒，每隔20ms测量电流、每100ms测一次转速，在电机全压起动下，便于用户分析电机的运行状态；通过测量电网频率和电机转速计算转差率、大转差率、大转矩，利于分析电机和泵的整体性能；通过井下测量的液位，计算深井的静水位和动水位
4. 装置可设定为自动/手动/定时开停机状态 ：在自动开停机状态下，根据水塔水位的限与否，进行自动开停机；手动开停机将权限交给操作员，自动开停机状态下，不影响手动开停机；定时开停机由上位机按照时钟进行开停机，由面板、掌上电脑、PC机均可设定
5. 装置具有保护功能 ：其中分为主保护（动作跳闸）和后备保护（告警）。主保护类型有：水泵压运行、电压缺相、电流相间短路、电流缺相、电流过载、欠载、电机绝缘限降低、绕组温度高、电机相序错。后备保护有：电源电压过高/低、功率因数过低、机泵振动限、电机绝缘降低、电机绕组温度较高、电机功率过高/低、停机电机相序错（没有下位机，而只有上位机的模式）、流量、压力、绕组温度、水位变化的不稳定保护；水塔水位高低是自动开停机的依据
6.装置的上位机有2个RS-485，一个RS-232通信口。一个485口用来采集全电子表数据，另一个扩展与主台远程通讯；232口可与掌上电脑通信或与MODEM、电话相连，也可以进行与主台远程通讯；而主台软件力求在现运行PC机配套组态软件上扩展；无论是远程485、电话有线MODEM，还是掌上电脑，通信的数据量一样
7. 主台软件通过不同级别的权限对装置的部分或全部参数、数据进行设定和查询，具体参数有以下几种
其一是可设置可查询：⑴保护级别转换 多不过4项的主保护与后备保护的级别对调；⑵时间类 包括系统时间，上、下午开停机时间，电磁阀开启时间；⑶管井类包括井下水位下限，井上水塔上、下水位，水表比例常数，水泵压力、额定流量；⑷电压电流类 额定电压/电流，欠电压，过电压，缺相电压，相间短路电流，相对地电流，缺相过流，过载电流，欠载电流系数，功率因数等；⑸电机类电机额定功率，上、下限系数，额定转速，转差率上、下限系数，电机绕组温度限值、告警值，绝缘、振动限值；⑹自检功能上下线的设置
其二是只可查询：⑴管井类 井下液位，机泵压力，水塔水位，机泵扬水总量，总扬水示数，供水流速；⑵电压电流类 A、B、C电压、电流、功率因数，瞬时功率、总耗电示数；⑶电机类 电机转速，正/逆序，电机转差率，绕组温度，振动值，绝缘值，机泵总运行时间；⑷保护类 分为主保护、后备保护若干条，在每项记录中包括保护类型、起保护时的时间、保护时的数值；⑸装置自身故障
在操作时得分管理员等级，而等级需要密码口令进行区分。如系统级管理员可进行全部参数、数据的设置和查询；管理员无权限设置保护级别转换，其它都可设置和查询；中级管理员只能对开停机的方式，定时开停机的时间进行设置和查询全部数据；一般管理员只能对数据进行查询
8．装置上位机的显示可进行巡显、定显、故障前显、定位显示。平时默认状态无背光，而当有按键按下或有故障时点亮背光
9．装置数据采集、处理及存储 ：采集各传感器的信号和电表数据，按照数学模型进行数据处理，并相应的形成实时数据、实时整点数据、历史日整点数据，历史日包括上月1日到月末日和本月1日到昨日的数据，在2月之间的任意日均可建立出一个月的量值
10．上位机有四组输出，开关量，触点容量可达 AC220V、，包括跳闸（1组）、开停机（2组）、电磁阀动作（1组）；3个输入量，开停机信号（1个），2个遥信量（预留）
11．抗干扰、防雷击设计 ：上位机与外界信号相连较多，为了保机器长期稳定的工作，对传感器信号的“地”进行隔离，井上水位传感器单加信号隔离模块，使大地（水）与内部隔离；机壳外壳接地并接霹雷电阻；RS-485引线需接带有屏蔽层的通讯传输线
12．冗余设计 本次设计AD量除绝缘、余氯、电网频率外，仍有2个4～20Ma 、一个0～10 Ma的扩展量；2个开入量的冗余；一个RS-485通讯口待扩展；内存选用128K的SRAM，富裕空间足够大
13．自诊断保护功能 ①。下位机进线电源（380V）、传感器各路供电电源都加自恢复保险，从而保证不会因下位机的损害而使潜水电机不能正常工作；同时电源不会轻易损害，这可以提高下位机的性②。上、下位机对所接传感器定期进行巡检，发现出合理范围的数据可诊断为传感器回路有故障 ③上位机、下位机、通信网络的故障能检测和显示
14．主站系统的管理功能
①建立二微曲线显示，如泵的特性曲线（流量－扬程、流量－电机轴功率、流量－泵效率），电机和水泵的起停过程曲线（转速－时间、转距－时间、振动－时间、扬水压力－时间、电流－时间、电压－时间）；②建立一维曲线的项目，如泵流量、扬水压力、电量、电压、电流、电网频率、转速、绕组温度、电机绝缘、管井水位、泵机振动、耗电指标等曲线，记录小单位为小时；可形成必要的日，月，年特征曲线；③ 形成符合规格的日，月，季度报表