产品描述
西门子6ES7232-0HD22-0XA0库存
工业对发展中国家的经济的发展起到了不可磨灭的作用,特别是中国的今天,工业的发展带动了相关产业的高速发展,成为国民经济重要的支柱之一。但是经过工业迅猛发展的国家都明白,工业的发展也意味着自然环境的破坏,特别是对水源的严重污染,所以对水源的保护,污水的治理,水的净化就显得十分的重要。随着人们生活质量的不断提高,特别是医院、化工实验室等单位,对水的品质也提出了高的要求,所以根据现状的需要,对好的净化水的设备也提出了相应的需求。而此促进了净化设备公司的飞快成长,也对控制部分要求稳定,!像目些净化水设备厂商加大资金与技术的投入,用PLC代替以前的单片机控制系统。 设备控制背景: 系统构成:电源模组+以8051单片机为主,加扩展A/D及I/O芯片搭建的PCB控制板; 系统分析:系统采用单片机实现自动控制系统,由于电路的整体设计不能够很合理,尖峰等保护措施不好,很容量出现电路故障。这也增加了服务,也的增加了产品的成本,影响公司市场的发展,所以用户很想用的系统来代替原有的系统,以减少服务量,减少综合成本。原理说明: 化学反应在专门的反应箱里,通过PLC控制两路加热信号并及时的采集PT100温度信号,使反应箱始终保持在设定的温度,再通过PLC发出脉冲对计量泵进行控制加入ClO2剂量,使适当浓度的ClO2与水的发生化学反应,达到的目的。 控制要求: 1. 温度控制:系统反应需要在的温度下进行,所以需要保持反应箱水的温度恒定。 具体方法是设定一温度D414,设定回差D410,温设定D535。当采集温度D310小于D414时,开始加热,当温度达到D414+D410时停止加热,温度降到D414时再次加热,使温度在设定回差内徘徊,达到恒温的目的。如果温度过温设定D535则停止加热并报警。 2. ClO2投加量控制:系统控制需要严格控制加入反应器里的ClO2的浓度,能够使水充分的,又不会太多形成二次污染,所以对的控制精度要求高。 具体方法是ClO2的投加量根据待水流量和单位投加量计算,尔后,感测器将水中的余氯量反馈到控制器(PLC),将余氯量与设定值(目标值)进行比较并根据二者的差值确定单位投加量的纠正的速度和幅度,计算出新的单位投加量,从而将投加量控制在合理的范围内, 水流量×ClO2单位投加量→计量泵的输出频率 余氯设定值(即目标值)后,减小单位投加量,减小量由差值大小控制。 余氯设定值(即目标值)后,增大单位投加量,增大量由差值大小控制。 检测到的流量信号,经延时后参与运算,延时长短在0~150分钟内可设,经运算后得到控制泵的频率(即控制投加ClO2的量) 输出控制计量泵的频率计算公式:3. 报警控制: 压力水欠压、负压系统压、缺原料--------报警,停计量泵 缺水、温、高温-----报警,停止加热 器件选型: 1.控制器: 采用台达DVP14SS11T2+DVP04PT-S+ DVP06XA-S。主机DVP14SS11T2负责反应箱两路加热信号;并控制计量泵的频率达到控制加入反应箱的ClO2的药量。DVP04PT-S采集反应箱的2路温度信号; 2.显示部分: 采用台达DOPA-A57GSTD及TP04终端显示器。根据终用户的不同选择采用不同的显示幕。 3.米顿罗(MILTON ROY)LMI电磁驱动隔膜计量泵:(型号P766-y/流量0.08~7.6L/H/压力3.5bar) 供给反应器ClO2,计量泵受PLC脉冲的控制,PLC每发一个脉冲,计量泵动作一次,输出一个冲程的ClO2,大100次/分钟;计量泵的冲程可以手动调整,即计量泵每动作一次能够输出的液体的量,可设定0~**范围。 4.氯酸纳、盐酸采用电磁阀开关进行供给。 5.反应箱的温度采集采用标准Pt100,用台达DVP04PT-S直接采集并转换,十分方便。 6.ClO2浓度采集采用德国普罗名特流体控制(中国)有限公司的CDE 2-mA-2ppm型ClO2感测器,可以直接输出4~20mA到DVP06XA-S模块进行采集。 |
1.前言
随着越来越多的高层建筑,高层建筑的拔地而起,新的时代赋予楼宇自动化新,高的要求。许多高层建筑物内包含的机电设备和不同功能的子系统越来越多,越来越复杂。同时,建筑物业主希望整个系统具有高的性能,高的效率和相对低廉的维护扩展费用。
奥地利贝加莱工业电子公司作为欧洲的自动化产品的生产商,早在80年代中期,就在欧洲推出了以PCC为主导的B&R楼宇自控系统. 这些系统在德国的汽车制造商如大众, 奥迪以及宝马等性要求很高的工业现场得到了应用。随着时间的推移,为了好的诠释贝加莱BA理念,B&R公司特推出新一代X67分布式I/O系统,不仅可以高的实现楼宇自动化的根本目的:使复杂问题简单化, 使楼宇功能多样化, 使物业运作化, 使生活环境舒适化,以及系统高度的智能化和节能化. 同时又好地适应了新时期的BA要求,体现了楼宇自动化新的内涵。
2. 贝加莱智能型楼宇自控系统简介
我们知道,楼宇自动化有其自身显著的特点;测控点较多,高层建筑一般都在千点以上;测控点分散,遍布建筑物的各个角落;被控设备种类较多。贝加莱智能型楼宇自控系统正是在总结了贝加莱在欧洲的楼宇自控系统的特点和经验基础上而设计推出的。此系统从设计思想到软硬系统配置都采用了全新的面向未来的概念, 充分体现了, 智能, 节能以及舒适的基本特点.其中分布式控制的概念是面向楼宇自控注入了崭新的思路。当主站或某一子站出现故障时不会影响系统其他部分的正常运行,从而把故障降低到小的程度。B&R X67分布式I/O系统的出现是将一个完整的远程自动化变成了现实。
一般来说,建筑设备自动化系统(BAS)纵向采用二级(监控级、现场控制级)或三级(管理级、监控级、现场控制级)结构。以供配电、照明、电梯、给排水、暖通空调、防范、火灾报警及联动为代表;综合通信网络系统(CNS)以有线电视、电话为代表。现场控制级各子系统(分站)对建筑物内各设备或对象参数实行自动检测,自动保护,自动故障报警及自动调节控制;设立监控,由计算机组成的建筑设备自动化系统监控管理级对各设备运行及其动态实时参数进行集中监控。工程师站、操作员站可用普通的计算机挂接在控制器总线上。分站可与监控计算机通信,分站之间也可通信。考虑到后续工程的接入,各控制器之间采用总线网络拓朴。这样,若监控计算机停止工作,则既不影响分站工作,网络通信也不会中断。
(系统框图如图一所示:)
由于在中国对消防有特殊的规定和约束, 消防系统可以作为BA的一个特殊子系统,也可以单列为消防自动化系统-FA.
贝加莱IBAS系统基本构成为如下几个部分:
A. 传感探测元件及控制执行元件
传感探测元件包括: 温度传感器, 相对温度传感器, 湿度传感器, 压力传感器 流量传感器, 液压检测器, 压差开关, 水流开关, 以及电流互感器, 电压互感器等.
控制执行元件包括: 继电器, 电动调节器, 电动阀门, 执行器等.
B. PCC楼宇主控系统
贝加莱的楼宇主控系统由B&R2000系列的PCC(Programmable Computer Controller - 可编程计算机控制器)构成. 此系统主要体现了分布式的控制思想. 实现这个思想的网络结构主要由以太网及现场总线配置而成.
C. B&R X67分布式I/O系统
贝加莱 X67分布式I/O系统真正实现了楼宇自控系统由于测控设备分散而提出的I/O控制器分布式控制的要求,从而完成了一个完整的远程自动化。系统无论面对多么复杂的现场设备分布,X67 都可以任意的配置组合,按需扩展,直接就近安装在传感器和执行机构旁。
D.楼宇自控软件系统
贝加莱智能型楼宇自控系统的软件系统主要有两个组成部分, 即主站软件和底层PCC控制软件B&R Automation Studio -系统.
3. PCC主控系统
3.1 可编程计算机控制器
自从世界上台PLC于1969年在美国DEC公司诞生以来, PLC随着计算机技术的飞速发展已早已摆脱了当年"顺序控制器"的雏形. 当今传统的PLC已能完成逻辑顺序控制, 模拟量处理和回路调节的功能. PCC就是从这个家族里脱颖而出的新一代的可编程控制器. 它在面向控制的前提条件下经济地集成了PLC和大型计算机的特点. 它与一般的PLC相比具有如下优势:
A. 多任务分时操作系统(MULTI-TASKING OPERATING SYSTEM),无论是对顺序控制系统还是过程控制系统都能进行实时控制与调节;
B. 硬件软件充分体现模块式思想,且硬件模块可带电插拔,使系统得到灵活多样的扩展与组合
C. 多处理器模块(MP)和智能型I/O模块(IP)
D. 语言 (C) 可直接作为编程语言
E. 用现场总线实现分布式控制结构, 主站与子站及子站间既相互关联又相互立。
F. 通信功能强大.贝加莱PCC配备创建特殊通信协议的工具(FRAME DRIVER)
G. 具有兆字节级的应用程序存储器
3.2 主站与子站网络配置方式
根据智能建筑设备自动化系统纵向层次结构,可以组成不同形式的网络拓扑,使整个系统的信息传输为快速。利用PCC所具备的网络通信能力及本地/远程输入、输出 (I/O)扩展功能,为系统扩展留有空间。由于系统已经集成了开放式的现场总线CAN, CANopen, DeviceNet, Profibus DP, ETHERNET Powerbbbb,因此用户可以选择现场总线,ETHERNET Powerbbbb和B&R远程总线 (RIO)几种途径进行网络配置。其中X67分布式I/O系统可以很方便地挂接在系统中。下图二示出了这几种现场总线灵活的配置方式.
4. B&R X67分布式I/O系统
B&R X67分布式I/O系统具有如下特点:
A.系统不需要常规接线和控制柜
X67可直接安装在设备中,扩展连接使用预制的标准电缆并减少至两根:总线和电源线。安装过程相当简便快捷,发生错误的可能也被降至,充分保证了的性。这不仅节省了人力,降低了接线成本,还提高了工作效率,也十分便于维护。
B.即插即用
用户使用X67所需做的工作就是安装以及与设备连通。X67的状态LED灯显示出详细的功能状态信息-模块的自动辨识和高速的系统分析。同时启动时间也大大缩短至小。
C.与传感器和执行机构的直接连接
X67可直接安装在传感器和执行机构旁,这使得简单而的升级及后继的扩展成为可能。并且对来自于现场设备的传感器件、执行器件无特殊的要求,只要满足X67 I/O接点条件即可,这不仅降低了系统造价,也使项目的实施成为可能
D.足够长的扩展距离
系统多可以扩展253个I/O站,彼此间大间隔100m,这样系统远距离将达到25公里。同时由于IP67防护的设计,使得X67模块能够根据被控设备和被监测对象的物理位置就近安装在系统的任何角落,从而很好地解决了楼宇自动化中测控点分散的问题。
E.远程电源
一个设计周到的远程I/O系统应该提供一个带有IP67保护的电源。在这方面,B&R一步,电源能够向总线发送电隔离的电压信号,其意义在于即使发生了短路,系统仍然可以进行状态分析和错误诊断。
F.EMC原则
X67从电缆屏蔽一直到安装螺丝都有连续的接地措施。而且这一措施同时应用在总线接口以及模拟量通道中。只要模块正确安装就能自动确保优化的接地保护。
G. X67提供点数经济的I/O模块
针对楼宇自控系统测控点分散的特点,B&R推出了8点数字I/O模块和4通道模拟量模块,大大提高了I/O口的利用率,节约了系统成本。
5.系统的简洁与性
贝加莱新型的楼宇自控系统从三个方面保证了系统的简洁性:
A. 对变配电监控子系统使用交流采样手段.
贝加莱的智能型I/O模块使得I/O模块不但具备高速采样能力,而且还具备分析运算能力. 这一技术的采用可以省掉大量的电量变送器使得电流电压信号直接通过CT/PT环送到系统同等采用模块. 此采样速度基本为32点-200点/周期.电量的测量精度达到0.5级以上.
B. 现场总线的拓扑结构
现场总线的拓扑结构使得I/O子站可以紧靠传感器与执行机构,大楼的布线也变得简单,整齐。
系统的简洁不仅提高了系统的性, 而且还给系统的造价带来了经济性.
6. 与消防子系统的接口
在中国可以找到多家消防产品供应商, 其性和性主要表现在报警方面. 但自控方式不全符合中国消防规范. 贝加莱系统成功地解决了与消防自控的接口问题. 无论从软件还是硬件角度而言,都使楼宇自控和消防设备达到了统一设计、统一施工、 统一编程,真正解决了楼宇自控管理消防问题.
7. 结论
综上所述,贝加莱智能型楼宇自控系统具备了如下特点:
A. 硬件性. 贝加莱公司的持续能力保证了未来的新系统与现系统的兼容
B. 采用具有生命力的软件系统平台, 以保证将来软件的升级。由于提供了多分时的语言编程界面, 二次开发的工作实施起来易如反掌。
C. 系统具备开放性;
D. 良好的扩展性。
一座大厦往往既是工作环境又是生活环境。 因此BA系统从实用的角度出发,踏踏实实地在项目实施过程中做好二次开发。贝加莱公司数十年来专注于工业自动化领域,其丰富的经验,严谨的态度,周到的服务,都是良好合作的保。
0 前言
济钢三炼钢板坯连铸机工程是济钢“十五”发展的工程项目,其自动化控制技术已达世界先引水平。济钢三炼钢板坯连铸机工程基础自动化控制系统配置,采用德国SIEMENS 公司的S7系列产品组成仪控合一的基础自动化控制级,用于主PLC与从PLC之间相互通讯使之现场设备正常运行的媒介——PROFIBUS总线。
1 概述
三炼钢厂铸机系统由澳钢联设计,软硬件均采用德国SIEMENS产品,自动化程度处水平。该系统在自动化控制方面分为L1(基础控制),L2(过程控制)两级控制,在网络结构上利用各种PLC通信处理器构成不同应用不同层次PLC网络,采用PROFIBUS现场总线控制构成PLC网络,可以实现在线监控和在线编程PLC主要采用S7-300、 S7-400及C7系列作为主站,远程I/O、变频器等智能单元作为从站,主站与从站采用现场总线PROFIBUS_DP与从站进行通讯。同时,为了满足各主PLC、各单体设备之间数据的传输,一级系统的通讯网络采用Siemens工业以太网,TCP/IP开放协议,光缆介质,通信速率 10Mb/s,采用环形拓扑结构,进行信息的交换。
2 系统组成
2.1 硬件配置
济钢三炼钢连铸机的电气设备采用德国SIEMENS公司产品,包括PLC、数字传动装置等。该连铸机控制系统由18套PLC、4台计算机操作站、2台计算机服务器以及远程I/O组成。整个过程监控系统底层为远程I/O,负责对分布的设备进行数据采集及监控;通过以太网可实现各PLC系统间的通讯,通过服务器与管理网络连接以实现管控一体化,可实现与转炉、精炼、外围、质检分析等系统的数据交换。其中,1台PLC用于公用系统的检测和控制,1台PLC用于铸流系统的检测和控制,1台PLC用于拉矫系统的检测和控制, 1台PLC用于仪表系统的检测和控制, 1台PLC用于辊道系统的检测和控制, 1台PLC用于结晶器调宽系统的检测和控制, 1台PLC用于结晶器振动系统的检测和控制, 2台用于结晶器液位系统的检测和控制3台用于液压系统的检测和控制,2台用于润滑系统的检测和控制,2台用于一次、二次火焰切割机的检测和控制, 1台用于铸坯打号机的检测和控制、1台用于去毛刺的机检测和控制。设置了4台彩色智能人机接口,分别放在主操作室和出坯操作室,对连铸机进行动态监视和操作,并打印报警事件。配有一台1.5级计算机,用于生产管理、质量管理、历史数据存放、趋势显示、报表及打印等。其配置与HMI基本相同。
2.2 系统功能
连铸机自动化系统采取“三电一体化”的设计思想,采用德国Siemens公司现在的新的PLC产品S7-400系列,该模块上有以太网接口、MPI接口、远程I/O接口、串行口等,可根据不同的需要,串入不同的通信网络。S7-400内存大,运算速度快,
处理大量开关量信号外,还可以快速处理模拟信号。因此在设计本控制系统时,将电控和仪控信号均纳入PLC,充分、合理地共享硬件和软件资源。通过检测仪表、现场限位等采集工艺生产过程和设备运行状态的各种数据,实现过程回路和电气设备的顺序控制。计算机过程监控系统主要完成对浇铸平台、拉矫、ASTC、结晶器调宽与振动、二冷配水、后部辊道自动监控。
电气设备的检测与控制主要由PLC系统完成,电气开关量及模拟量全部进PLC,包括拉矫机、引锭系统、结晶器调宽与振动、结晶器液位、辊道系统、液压润滑系统等。监控系统根据从现场检测到的限位开关、接触器、光电开关的信号和仪表的检测数据,对系统进行连锁控制。
计算机操作站通过以太网和远程I/O网络将PLC系统的信息集中处理,产生实时数据文件、趋势文件、报警记录文件。主要完成的功能有:(1)操作监控:通过监控生产工艺过程和设备运行状态给操作人员必要的操作指导,并可对现场设备进行控制。(2)报警与事件记录:自动记录故障发生、恢复的时间及关键设备的操作情况,为故障或事故分析提供依据。(3)二次冷却水动态控制:根据钢水过热度、钢水成分、等生产过程参数,在线修正二冷水配水模型。(4)曲线回放:实时显示设备运行曲线并自动记录。
仪表检测与控制主要对冷却水系统的压力、流量、温度进行测量、调节和开断;实时检测结晶器钢水液位,根据液位高低调节拉速。
服务器主要用于数据库管理,包括冶金数据库、生产数据库、设备运行数据库。服务器采集各操作站数据,对数据按要求进行处理后,提供给下一步的过程控制。
2.3 系统和应用软件
系统软件采用Microsoft公司的bbbbbbs,PLC采用Siemens公司的Step7.0编程软件;人机接口采用Siemens公司的Factorybbbb;1.5级计算机采用Siemens公司的Factorybbbb和Microsoft公司的Access数据库软件;通信采用工业以太网,通信协议遵从IEEE800.2和动态数据交换DDE。
2.3.1 PLC应用程序
包括大包回转台旋转及升降,大包称重、测温,中间罐车行走和升降,中包称重和中包液位控制,结晶器液面控制及振动,二冷段汽雾冷却,拉矫机及压下控制,辊道控制,铸坯跟踪、液压润滑系统,定尺切割及铸坯打印等程序。其自动化控制程度高,措施连锁多。
2.3.2 HMI画面软件
根据工艺要求,设有主菜单、铸流概貌、出坯概貌、拉矫机、结晶器液面、结晶器调宽和振动、大包/中包称重、液压系统、驱动装置运行状态,PLC状态、事故停车状态等近40幅画面。操作人员通过对HMI的监控,可以实时观察到设备的运行状况。及时发现处理设备出现的各种事故和隐患。
3 控制系统的特点
连铸机计算机控制系统不仅技术、实用、资源共享、易于维护和维修,而且投资少。在传动装置方面采用了全数字矢量变频调速,控制精度高,运行,与PLC通过现场总线PROFIBUS通讯,操作简单、灵活。根据现场控制划分,本系统为分散控制系统,但作为远程站I/O又是紧凑型的控制系统,这样就大量减少了电缆,增强了信号的稳定性和性,因此这套用PLC、微机等组成的计算机控制系统为集中操作、分散控制的系统。
4 应用效果
济钢三炼钢厂连铸机三电一体化的设计适应了自动化的发展趋势,计算机过程监控系统对于提高连铸机生产的自动化程度,保证产品质量,节约能量,降低劳动强度,改善操作条件,提高劳动效率,增加生产效益以及维护生产都起到了积的作用。
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