西门子6ES7211-0BA23-0XB0库存

西门子6ES7211-0BA23-0XB0库存

一、 实现功能
厌氧控制系统对整个厌氧发酵工艺过程的控制,实现功能如下:
1. 当地PLC由S7-200系列构成,根据工艺流程,实现整个生产线顺序启、停，当意外停机时，系统能自动顺序关闭相关设备；
2. 关闭后的设备能手动调整姿态；
3. 当地工控机能动态设定PLC的运行参数及存储运行中的重要数据；
4. 当地工控机能上传控制的数据查询，并接受控制的参数设定及控制；
5. PLC的控制接口预留30%作备用；
6. 每个控制电机附近设置启动停止按钮，满足事故应急使用；
7. 各种线路敷设需通过桥架或钢管，尽量避免电缆裸露；
8. 电源柜、控制柜要求颜色统一，美观大方；
9. 控制软件界面友好、功能丰富、运行；
10. 整个控制可手动，自动切换；
11. 控制软件具有数据远传功能；
12. 提供详实的使用说明及帮助文件；
13. 提供不间断UPS电源，维持软件系统正常退出；



二、 具体要求
厌氧控制柜两个。控制设备为P01~P10共计16台电机，明细如下：
设备位号 设备名称 型号 电机功率 单位 数量
P01A~B 厌氧池进料泵 GMZ80-30-80 18.5KW 台 2
P02A~B UASB组合池进水泵 GMZ80-30-80 18.5KW 台 2
P03A~B 回用水池水泵 GMZ80-30-80 18.5KW 台 2
P04A~D UASB组合池污泥泵 GMZ65-20-40 11.0KW 台 4
P0~B 污泥浓缩池污泥泵 3/2C-AH-M 11.0KW 台 2
P06A-B 小型潜污泵 80WQ/C260-4.0 4.0KW 台 2
P07 清洗水泵 KQL20/110-0.37/2 0.4KW 台 1
P10 罗茨风机 18.5KW 台 1

1、 集质池的P01A和P01B正常一用一备，但互锁。若这两台泵都出现故障时，上一级水选停车，另外集质池加一个液位控制器，此液位控制器要有控制功能和数显功能，要能对监控池的P03-A或P03-B和垃圾进料同时停车，以防溢料。
2、 沼液池的P02A与PO2B正常一用一备，互锁。
3、 监控池的P03A与P03B正常一用一备，但互锁。若这两台泵同时出现故障时，上一级PO2A或P02B停车。另外在监控池增加一个液位控制器，此液位控制器要有控制功能和数显功能。要能对PO2A或P02B的进料进行控制，以防溢料。
4、 P04A与P04B正常一用一备，但互锁；P04C与P04D正常一用一备，互锁。
5、 P0与P05B正常一用一备，互锁。
6、 在P06B处增加一液位控制器，要求其具有控制和数显功能，能控制P06B启停，防止溢料。
7、 以上6点是在自动情况下的控制要求。但在手动情况下要能对任何设备进行启停。
8、 硬件要求采用西门子PLC，通过工控机将数据显示并传送到总控室。
9、 另外要在现场做就地按钮盒8个，具体分配如下：
P01A-B，P06A做一个按钮盒；P02A-B做一个按钮盒；P03A-B做一个按钮盒；P04A做一个按钮盒；P04B，P07做一个按钮盒； P04C-D做一个按钮盒；P0-B做一个按钮盒；P06B做一个按钮盒。再为脱水机房提供负荷30KW设备断路器。
10、 厌氧发酵车间仪表控制柜技术要求：
<1>、仪表控制柜一台.
<2>、要求将现场的9个热电偶和4个流量计的参数采集到此控制柜显示，并将数据传送到总控制室。
11、 塑料造粒车间室外的循环水泵P08A-B（3KW/台），P09A-B（3KW/台）以及两台污泥泵（3KW/台），做一个室外箱， 控制方式为继电器。
12、 塑料造粒车间现场控制箱两个。每个控制箱内控制设备为2台切粒机（3KW/台），2台风机（3KW/台）。控制方式为继电器控制
13、化验楼提供一个电源开关箱。另外在其柜内再增加一路给水水井提供的约30KW的负荷设备断路器。
14、在原来提供的粉碎机柜内增加2台薄膜粉碎机（4KW/台）的继电器控制。

三、 施工要求
        合同生效后，甲方通知乙方现场安装条件成熟时，乙方派施工人员到现场进行前期布线，两周后控制柜及所有材料到场进行施工。施工过程中甲方提供乙方所有电机动力电缆，乙方按要求需要穿管的从甲方预埋的或架空的钢管或桥架中通过，需要用铠装电缆的要用铠装电缆。

原系统由电子皮带秤、差压变送器、计量罐组成测量系统；由气动柱塞泵、气动薄膜调节阀等组成执行机构；以回路控制器DR24作为控制器。
加料系统的工作过程为：系统开始工作，柱塞泵作往复运动，把料液压入管道，单向阀打开，料液从计量罐流向加料系统，差压变送器测得单位时间内计量罐底压强的变化，送入控制器DR24中，得出实际加香加料流量；同时电子皮带秤将测得的烟叶流量信号输入DR24，DR24根据加料比例及皮带秤信号计算出理论加香加料量。DR24控制器根据理论与实际流量的偏差e进行PID运算，并将运算产生的数字阀位以模拟电流信号输出，经电气转换器转换后，把电流信号变成气压信号，去控制气动薄膜阀的开度，使料液的喷加量随烟叶的流量的变化而变化，使实际流量尽量与理论流量相符，以满足该工序的工艺要求。
系统存在的问题
在该加料系统中，系统工作质量的好坏关键取决于差压变送器以及电子皮带秤的程度。差压变送器根据一段时间内的流量变化计算出瞬时流量，这种流量的计量方式有一定的滞后性，使得系统的控制精度变差，造成加料量不准确。另一方面，由于系统料液浓度大，时间久后，会因结垢而使精度降低。料液流经差压变送器时，其中的颗粒状物质会使变送器的膜片挤压而影响精度，而且管道安装要求苛刻，如果过程管道内的残液或沉淀物流入导压管内，压力测量就会产生误差。另外， DR24控制器的人机界面简单粗糙，不能直观地显示生产过程中的各种工况，也无法显示各种参数、报警等信息；它用于网络通讯需要的硬件与软件，较为繁杂，难于维护，而且不适于大量数据的传输要求，无法适应目前较为的现场总线技术。
新系统的设计
测量机构选择
考虑到厂各种香精、糖料的密度各不相同，经分析研究，测量装置决定采用质量流量计测量流量去取代原系统中用差压变送器加计量罐来测量流量的测量方法。用质量流量计的测量方法，不受密度、气泡、温度、杂质等的影响，本身精度达到0.1%,能很好地解决系统测量精度差的问题。
控制器选择
本系统需控制二十多个开关量、四个模拟量，需完成多种算术运算、逻辑运算及控制运算，而且需要较强的通讯功能以便通过现场总线交换大量数据，另外考虑到工业现场温度较高，湿度较大，且粉尘较大，故选用PLC作为控制器，加上触摸屏作人机界面。可维护性较好，且编程语言较符合电气维修人员工作习惯。PLC选用符合IEC标准的产品。
执行器选择
原系统中使用柱塞泵作为液体流动的动力，液体的流动存在一定的脉动现象。这种现象将会干扰系统的测量与控制计算。所以改进后的系统使用压缩空气作为动力，这种动力在车间很容易得到，而且相对系统要求非常平稳，易于实现系统的控制目标，实际系统中使用了一个密闭的计量罐（下配差压变送器）、一个敞口储料罐。开机之前，要先把料液打入储料罐中。储料罐旁有一磁性浮子液位计，可显示罐内液位高度，储料罐内多可盛满刻度的80%。当料液温度设定温度时，控制器自动打开气动阀向储料罐夹层通入蒸汽，加热料液，达到设定温度后，关掉气动阀。当计量罐内料液达到设定下，过程控制器自动启动上料泵电机，使储料罐内料液向计量罐内，直到计量罐内料液达到设定上限，或储料罐内无料为止。单向阀使料液单向流动，但计量罐压力不可回返。计量罐内需恒定气压，一般设定为0.5MPa。直接控制液体流量的执行机构采用抛物线型阀芯的线性气动调节阀。控制器将阀门开度以4-20mADC电信号的方式输出给电气转换器,电气转换器将电信号对应转换成0.02-0.1MPa的气压信号，驱动气动调节阀动作。
工作原理
工作开始后，电子秤将烟叶瞬时流量送到控制器，经过延时，然后与预先设定好的配比系数相乘，就得到理论瞬时流量值。值得一提的是，电子秤延时是必要的，因为电子秤与喷嘴之间有时间差，只有延时准确，才能好的完成控制的动态对应。质量流量计将反馈信号送入控制器，反馈信号代表料液的实际瞬时流量。将瞬时值与设定量进行比较，以它们的差值作为偏差量进行PID调节。输出4-20mA的电流信号给电气转换器，电气转换器将此电流信号转换为0.02-0.1MPa的气压信号，用此气压去启动气动调节阀，使其线性对应0-**地控制阀门开度。流出的料液经浮子流量计进入喷嘴，通过空压气雾化喷到叶片上。在这个系统中，差压变送器只是用来测量计量罐中的料液重量。工作原理图见图2。
系统实施
保证控制精度
为了提高系统的实时响应，本系统在传统PID调节的基础上，根据叶片（叶丝）的流量、计量罐内气体压力、计量罐内液位等条件加上了一级前馈。系统根据前馈值将阀门开度粗调到正确位置附近，然后由PID调节达到平衡位置。前馈值的计算模自学习系统，控制器记忆100个离散的状态点，每次达到控制平衡则部分修正记忆值。这种方法较好的解决了影响加香加料系统精度的一个重要问题，即皮带秤来料波动问题。

为了使系统自身拥有自检能力，本系统利用装置在计量罐下的差压变送器定时检测质量流量计是否出现故障。这样就避免了由于测量装置出现故障造成的事故。另外，依靠PLC相对强大的编程能力，本系统除了完成主要控制工作外，还依靠多个光电传感器以及程序内逻辑判断对可能出现的故障、漂移进行监视，大大提高了系统性和系统精度。

(一)I／O点数的选择
在满足控制要求的前提下力争使用的I／O点少，但留有一定的裕量。
通常I／O点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10％~15％的裕量来确定。
(二) 存储容量的选择
PLC的I／O点数的多少，在很大程序上反映了PLC系统的功能要求，因此可在I／O点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加20％~30％的裕量。
存储容量（字节）＝开关量I／O点数×10 ＋ 模拟量I／O通道数×100
另外，在存储容量选择的同时，注意对存储器的类型的选择。
PLCI/O模块的选择步骤与原则
一般I／O模块的价格占PLC价格的一半以上。PLC的I／O模块有开关量I／O模块、模拟量I／O模块及各种特殊功能模块等。不同的I／O模块，其电路及功能也不同，直接影响PLC的应用范围和价格，应当根据实际需要加以选择。
（一）开关量I／O模块的选择
1. 开关量输入模块的选择
开关量输入模块是用来接收现场输入设备的开关信号，将信号转换为PLC内部接受的低电压信号，并实现PLC内、外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面：
1）输入信号的类型及电压等级
开关量输入模块有直流输入、交流输入和交流／直流输入三种类型。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。直流输入模块的延迟时间较短，还可以直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接；交流输入模块性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。 
开关量输入模块的输入信号的电压等级有：直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。话?Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于传输距离较近场合，如5Ｖ输入模块远不得过１０米。距离较远的应选用输入电压等级较高的模块。
2）输入接线方式
开关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式，
汇点式的开关量输入模块所有输入点共用一个公共端（COM）；而分组式的开关量输入模块是将输入点分成若干组，每一组（几个输入点）有一个公共端，各组之间是分隔的。分组式的开关量输入模块价格较汇点式的高，如果输入信号之间不需要分隔，一般选用汇点式的。
3）注意同时接通的输入点数量
对于选用高密度的输入模块(如32点、48点等)，应考虑该模块同时接通的点数一般不要过输入点数的60％。
4）输入门槛电平
为了提高系统的性，考虑输入门槛电平的大小。门槛电平越高，抗干扰能力越强，传输距离也越远，具体可参阅PLC说明书。
2. 开关量输出模块的选择
开关量输出模块是将PLC内部低电压信号转换成驱动外部输出设备的开关信号，并实现PLC内外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面：
1）输出方式
开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式。
继电器输出的价格，既可以用于驱动交流负载，又可用于直流负载，而且适用的电压大小范围较宽、导通压降小，同时承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但其属于有触点元件，动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不得过1HZ）、寿命较短、性较差，只能适用于不频繁通断的场合。
对于频繁通断的负载，应该选用晶闸管输出或晶体管输出，它们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只能用于直流负载。
2）输出接线方式
开关量输出模块主要有分组式和分隔式两种接线方式，
分组式输出是几个输出点为一组，一组有一个公共端，各组之间是分隔的，可分别用于驱动不同电源的外部输出设备；分隔式输出是每一个输出点就有一个公共端，各输出点之间相互隔离。选择时主要根据PLC输出设备的电源类型和电压等级的多少而定。一般整体式PLC既有分组式输出，也有分隔式输出。
3）驱动能力
开关量输出模块的输出电流(驱动能力)大于PLC外接输出设备的额定电流。用户应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出设备的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加中间放大环节。
  4）注意同时接通的输出点数量
选择开关量输出模块时，还应考虑能同时接通的输出点数量。同时接通输出设备的累计电流值小于公共端所允许通过的电流值，如一个220V／2A的８点输出模块，每个输出点可承受2A的电流，但输出公共端允许通过的电流并不是16A(8×2A)，通常要比此值小得多。一般来讲，同时接通的点数不要出同一公共端输出点数的60％。
5)输出的大电流与负载类型、环境温度等因素有关
开关量输出模块的技术指标，它与不同的负载类型密切相关，特别是输出的大电流。另外，晶闸管的大输出电流随环境温度升高会降低，在实际使用中也应注意。
二）模拟量I／O模块的选择
 模拟量I／O模块的主要功能是数据转换，并与PLC内部总线相连，同时为了也有电气隔离功能。模拟量输入（A／D）模块是将现场由传感器检测而产生的连续的模拟量信号转换成PLC内部可接受的数字量；模拟量输出(D／A)模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出。
典型模拟量I／O模块的量程为-10V~+10V、0~+10V、4~20mA等，可根据实际需要选用，同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。
一些PLC制造厂家还提供特殊模拟量输入模块，可用来直接接收低电平信号（如RTD、热电偶等信号）。 
(三)特殊功能模块的选择
 目前，PLC制造厂家相继推出了一些具有特殊功能的I／O模块，有的还推出了自带CPU的智能型I／O模块，如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等。一 系统概述

纸浆绝干量是影响造纸质量的重要指标，绝干量控制系统以浓度调节为主线，浆料在调浆箱前经过浓度传感器检测到浆料浓度，由控制器实现浓度控制，保证进入调浆箱的浆料浓度稳定、准确。送浆流量的控制采用电磁流量计检测纸浆流量，根据系统设定的绝干量和从浓度传感器检测到的纸浆浓度，通过控制流量电动球阀，保证输浆管中单位时间流过的绝干浆量和系统设定值基本一致，达到连续稳定控制单位时间绝干浆料上网量的目的。

某纸厂涂布白板纸生产线目前有四套纸浆绝干量控制系统，包括浓度变送器、电动调节球阀、电磁流量计、电动球阀和绵阳海天公司的DPS纸浆绝干量测控仪等。系统存在以下几点缺陷，造成纸浆质量不稳定，严重影响纸机连续稳定生产。

1． DPS纸浆绝干量测控仪对环境的适应性比较差，环境温度、湿度、震动等经常导致测控仪的控制效果变差。
2． 该测控仪属于系统，系统的可开发性和可维护性比较差，当控制系统出现故障时很难判断故障原因。
3． 测控仪监控功能相对封闭，功能不能满足用户稳定连续生产对纸浆绝干量实时监控的需要。
4． 该测控仪自成一体，无法实现和其它控制系统的联网和通讯，不能满足用户希望将流送和切纸相联系，构成闭环控制的要求。
因此，改造原有控制系统，克服系统中的问题，满足生产对稳定性、性和通用性的需要，已成为当务之急。

二 系统要求

1． 选用的控制系统采用通用设计方案，具有通用性、性、可维护性强等特点。
2． 控制软件具有良好的灵活性，对控制方式的调整和修改方便。
3． 系统应具有良好的扩展性，系统规模的扩展简单、方便，对原有控制软件的小。
4． 系统具有良好的网络功能，可以和纸机控制系统联网，实现流送和切纸同步。

三 系统配置与功能实现

1． 本控制系统采用西门子公司成熟的PLC系统S7-300系列315-2DP和I/O模块组成，实现浓度信号、流量信号和现场控制状态等，经过数字滤波、信号转换等信号处理后，对纸浆浓度和流量进行闭环控制，达到绝干量控制的目的。


2． 绝干量集中监控采用西门子操作面板OP270，完成两方面的工作，一是以系统流程图、表格、趋势等形式显示流送系统当前参数，二是对绝干量控制系统的参数设置，包括浓度设置、绝干量设置等。

3． 绝干量控制系统以PROFIBUS DP方式与纸机控制系统相连接，一方面将绝干量控制系统的实时参数传送给纸机控制系统，在WinCC上显示和存储，另一方面，纸机控制系统将纸机的调节信号发送给绝干量控制器，绝干量控制器自动适应工艺调整，实现纸机控制和流送控制的同步，实现整个造纸过程的动态实现。由此可以对整个控制过程进行配方管理，对不同品种和车速的纸进行快速系统同步，减少工艺调整时间，提供生产效率。

4． 绝干量控制系统可以实现很多以前系统无法实现的实用功能，包括浓度调节周期设置、手自动施工切换、纸浆浓度多点标定、传感器故障保护、浓度检测的滤波处理等。

5． 通过本控制系统，可以将流浆泵的控制和绝干量控制集成起来，通过本控制系统直接控制流浆泵变频器。