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6ES7214-1BD23-0XB8品质好货
MAX5661借助其编程功能解决了分立方案设计难题,可以方便地选择以下参数:
•输出电压
◦单性范围:0至+10.24V,±25%
◦双性范围:±10.24V,±25%
•电流输出
◦单性低档范围:0至20.45mA
◦单性范围:3.97mA至20.45mA
•满量程输出增益
◦以10位分辨率或间隔调整到高达±25%的范围
•异步复位或清零,或预置到16位数字
这些功能提供了设计灵活性,作为模拟电源时,输出电压范围为±13.48V至±15.75V;电流输出时,输出电压摆幅为:+13.48V至+40V。差分电压输出可以通过电压输出放大器的加载/感应检测实现远程。故障输出中断指示开路电流输出、短路电压输出或状态。该功能由限流电压输出驱动;对于电流输出,压差器对出规定范围的电流输出进行监测。/LDAC引脚用于控制异步DAC新和多DAC同步系统。
上述所有功能集成在MAX5661 10mm x 10mm LQFP封装内。
利用电压和电流调理提供多PLC输出
很明显,可以利用多片MAX5661 16位器件提供其它附加功能,但是,对于需要低分辨率、的PLC系统可以考虑其它方案,Maxim提供分辨率为6位至16位的DAC,拥有过2500种不同型号的器件。该系列产品的通道选择包括:1至4通道、8通道、16通道以及32通道。通信接口包括并行、高速SPI和I²C串行总线等。另外,还可以选择快速建立时间(< 1µs)、小尺寸(SOT23、QFN、µMAX®)以及(≤ 1 LSB INL)等器件。
Maxim近期推出的DAC系列产品包括MAX5134–MAX5137和MAX5138/MAX5139,这些DAC包括六路可选的缓冲电压输出。所有器件采用+2.7V至+5.25V单电源供电,提供3线SPI/QSPI™/MICROWIRE™/DSP兼容串行接口。
MAX5134–MAX5137为引脚兼容、软件兼容的16位和12位DAC。MAX5134为四通道16位器件,INL为±8。MAX5135同样为四通道DAC,分辨率为12位,INL为±1;MAX5136为双通道16位器件,INL为±8;MAX5137为双通道12位器件,INL为±1。每款DAC都提供小尺寸(4mm²)、24引脚TQFN封装,工作在-40°C至+105°C扩展工业级温度范围。
MAX5138/MAX5139都是单通道、引脚和软件兼容的DAC,提供小尺寸(3mm²)、16引脚TQFN封装。MAX5138为16位DAC,INL典型值为±2;MAX5139为12位DAC,INL典型值为±0.25。
MAX5134–MAX5139内置10ppm/°C的基准,也可以使用外部基准,以支持满摆幅输出。利用一个硬件输入引脚控制DAC的输出设置,可以在上电或复位时将DAC输出置于0或中间值。该特性为阀门驱动或其它需要在上电时处于关闭状态变送器应用提供了附加保护。硬件加载DAC (/LDAC)引脚支持多片DAC的同步新。串行接口提供/READY输出,简化多片MAX5134–MAX5139、MAX15500/MAX15501以及MAX5661器件链接时的控制。
对于高性价比的4路输出PLC应用,可以选择MAX5135四通道12位DAC和四通道MAX15500输出调理器。
结论
Maxim DAC的高线性度和输出调理功能使得这些器件能够理想用于控制和仪器仪表。Maxim器件为设计人员了一个简单、明智的选择,能够分立电路复杂、大尺寸的设计困扰。简化设计意味着可以随意选择电压或电流驱动,使繁忙的工程师能够专注于系统设计的关键部分,减少浪费,提供加有效的控制,进而改进我们的环境



1 引言
可编手里逻辑控制器PLC进入国内工业控制领域己近十年了,早期的PLC由于受硬件的构成及软件环境的局限,其应用范围受到二定的限制。近几年来,随着微电子技术及计算机技术的高速发展,PLC产品高度融合了计算机产业新进的技术与工业自动控制的经典理论,在其功能及性能上指标上得以大大的丰富和完善,从而突破了传统PLC的概念,在中、小型控制领域内大的扩展了其应用范围。在特定的范围内,价格比己成为新型PLC的的特点。
A-B公司是的工业产品制造厂商,其工业自动化控制产品以其、高性在工业控制领域有着其特定的地位。A-B公司的PLC产品是该产品领域的。本文将通过介绍A-B公司的新型PLC产品在南方某3X125MW机组电厂辅助装置中的实际应用实例,来介绍新型PLC产品的功能与性能。
2 产品简介
美国A-B公司的新型的SLC500/03 PLC系统,是PLC产品领域中较的机型之二,除具有常规PLC产品的基本性能外,它还具有以下的特功能:
*强大的输入/输出信号支持能力,I/O接口部分支持960离散点;
*丰富简单的集成化指令,处理器指令集71条,简单易学便于系统的应用及推广;
*多级工作状态指示显示,便于现场运行人员对系统的工作状态一目了然;
*高性的性能设计,确保正常工作条件下,系统的维护量小。
3 工艺流程
作为电厂工艺流程中二个重要的环节,化学水处理部分在整个电厂的自动控制系统中有着举足轻重的地位。它的工作状态将直接影响整个锅炉系统的性与经济性,并影响到整个电厂的工作稳定性与性。化学水电气控制部分的各种控制阀门和联锁开关较多,其中任一环节的工作状态的稳定性和性都将对整个化学水自动控制部分产生相送连的影响。
针对这样的实际状况,我们在化学水的控制部分采用了由PLC系统构成的程序控制,选用了A-B公司的PLC产品SLC-500/03,从而完成化学水处理部分的启动、停止、暂停、再启动以及相关电磁阀箱、风机、泵的控制。化学水部分的运行(送水)和再生指令全部自动进行。当某种水处理设备失效后,由仪表发出信号,把该设备从制水系统中解列,经过判断,确认具备再生条件时,自动投入再生。再生程序完毕,水质合格后自动把该设备并入到制水系统,恢复送水。
选用PLC系统构成了以下几个分系统:
*机械过滤器的程序控制系统
*一般除盐系统的程序控制系统
*混合离子交换器的程序控制系统
下面以化学水处理部分一般除盐系统的程序控制为例,介绍其工艺及系统构成。
对于电厂的化学水处理部分,除盐系统为系统中重要的一个环节,供往锅炉的水中含有微量的悬浮物、胶体物质和物质,它们的存在会直接影响锅炉的使用寿命和传输管道的,所以作前期的处理。
它的处理过程为在化学水处理的过程中,加入特定的化学物质,从而与水中的有害成分发生化学反应,通过沉淀、过滤等方式将这些特质从水中分离出来。PLC系统主要自动控制并完成整个除盐过程的中的阀门的启、停及相关管路中的开、闭等。
◆项目概况
装甲兵工程学院地处北京市丰台区,原有生活污水、坦克训练扬尘、噪音三大污染源,不仅事关们的身体健康,还对关系造成了不良影响。当地居民多次强烈要求予以治理,每年“”都有代表提出议案。对此,环工以营区污水治理为主线,以建设生态型营区为目标,充分利用中水资源,在训练场地设置了7个人工湖面,建成水面景观148亩,并结合地形建造瀑布、景观桥,既美化了环境,又起到了降尘 、调湿、储水和林区消防储备用水的作用。建成后的训练场春有花、夏有荫、秋有果、冬有青,鸟语花香、流水潺潺,成了们训练之余休闲的一处好地方。张统提出的环境保护与军事训练设施建设并举、污染治理与中水回用相结合、污水资源化与绿化美化相统一的新思路,在北京地区5个举足轻重的营院得到了应用。
◆指导思想及总体规划
以营区污水治理为主线,以建设生态型营区为目标,坚持“高起点规划、高标准设计、益运行”,多管齐下,综合治理,在全军开创一条“环境保护与军事训练设施建设并举、污染治理与中水回用相结合、污水资源化与绿化美化相统一”的生态环境建设新思路,以此提升学院营区整体生态环境质量和综合办学能力。整个项目终实现“功能齐全,设施完善,污染,资源循环利用”,建设成”生态型、花园式、人文化营区”的治理目标。 总体规划是在主营区西南角建设一座日出里能力3000 m3/d的污水处理及中水回用站,其中1000 m3/d的中水用于营区及坦克训练场的水面景观和绿化美化,其余2000m3/d达标排放。
◆设计内容及实现目标
⑴ 通过生活污水处理,解决营区水污染问题。
⑵ 通过中水处理,实现污水资源化。
⑶ 通过坦克道路硬化、绿化和美化,解决训练场的扬尘污染问题,建成生态型坦克训练场。
⑷ 通过生态营区建设,达到环境育人的目的,实现军事、社会、环境和经济效益的统一。
◆污水站整体特点
整个污水处理站占地近4000m2,绿化面积2594 m2,绿化率67%,设计充分结合周围的地形和环境条件,通过合理的规划和组合式工艺设计,具有结构紧凑,易于施工,节省占地面积等特点,实现了污水站花园式、景观化设计。 污水站附属用房占地面积256m2,包括中水设备间、鼓风机房、污泥脱水间、控制室、分析化验室和值班室等,设计以人为本,充分考虑了功能分区、动静分区,方便了值班人员的操作与管理。 污水站具有如下四大特点:
⑴ 的污水处理系统;
⑵ 经济的中水回用系统;
⑶ 现代化的集中控制系统;
⑷ 节能的变频曝气系统。
◆综合效益分析
该项目经过近半年的运行实践表明:项目不仅了明显的环境效益,而且带动了综合效益的大幅提升。
☆显著的军事效益 经过坦克训练场的中水资源化水体景观设计和绿化美化设计等综合环境治理,了因辆驾驶训练带来的大量扬尘污染,昔日的坦克训练场“晴天满山土、雨天一路泥的黄土岭”,如今变成了训练功能齐全、景色宜人、绿水蓝天的新景观。坦克训练场的成功设计,使我们走出了一条“环境改造与训练设施建设并举、污染治理与资源利用结合、降尘降噪与绿化美化统一”的生态环境建设新路子,建成了我军个生态型坦克训练场,了教学工作的顺利进行,为我院向全军培养合格的指挥技术人才打下了坚实的基础。
☆良好的社会效益 党、为我们描绘了建设和谐社会的美好前景,也多次发出“的环保工作要走在社会的”的号召,而装工院以污染治理为的污水资源化和生态型人文景观建设就是体现了“以人为本,循环使用,持续发展”的建设理念,落实循环经济和可持续发展观的具体体现。通过新建的污水处理系统,每年可节约用水36万吨,实现了污染变资源的重大突破。另外,经过营区生态环境建设,扬尘消失了,噪音控制了,污水成宝了。以往,每逢“”,人民代表就把学院的污染问题列入提案,由于周围居民受扬尘污染不时地阻挠上课,经常停课,给教学训练造成损失。现在,、之间关系重新变得融洽,彼此成为和谐相处的好邻居。
☆可观的经济效益 污水处理及回用设施建成前,学院每年交纳排污费近70万元,污水处理站投入使用后这笔费用可节省,同时每年还可节约绿化灌溉水费近25万元,加上中水回用的补贴每年约24万元,减去污水站运行成本和驾驶场绿化管护费用约75.6万元,每年节省经费达43.4万元。 北京海盟联创技术开发有限公司主打西门子,西门子产品(PLC,HMI,变频器)以及大量国产PLC编程电缆的销售,维修及自控工程. 公司从事自动化控制产品、驱动产品的销售、工程,技术服务与维修。在轻工、纺织机械(浆纱机、织机、整经机)、环保(污水处理,喷泉等)、恒压供水、空调、冷冻机组、油田等领域了卓人的业绩。 我司有过丰富的大型污水处理工程经验,例如装甲兵工程学院污水处理工程,酒泉卫星发射污水处理工程等。
本系统由于采用了控制计算机+隧道可编程序控制器构成的隧道自动化控制方案,充分发挥了现场总线的灵活组态方式,使得整个系统的有用信息得到共享,便于系统集成和相关设备日常检修。同时Controller bbbb的高速度数据通讯和光纤自愈环网所带来的高性,使得整个监控系统十分适合隧道自动化系统;增加整个系统的抗干扰能力,缩短外部信号的引线长度和控制信号电缆长度,减少接线端子。这种监控方式较好地发挥了工业PC和PLC的各自优势,充分利用了工业PC在信息管理和处理上的强大能力及PLC在现场控制中的灵活性。
1 引言
随着plc在工业控制中的推广普及,plc产品的种类越来越多,其结构型号、性能、容量、指令系统,编程方法等各不相同,适用场合也各有侧重。因此,合理选择plc对于提高其在控制系统中的应用有着重要作用。应用plc要详细分析被控对象、控制过程与要求,熟悉了解工艺流程后列出控制系统的所有功能和指标要求,与继电器控制系统和工业控制计算机进行比较后加以选择。plc适合于控制对象的工业环境较差,而性、性要求特别高,系统工艺复杂,输入输出以开关量为多,用常规的继电器接触器难以实现,工艺流程又要经常变动的对象和现场。其次要确定控制范围,一般讲,能够反映生产过程的运行情况,能用传感器进行直接测量的参数;用人工进行控制工作量大,操作复杂容易出错或操作过于频繁,人工操作不容易满足工艺要求的往往由plc控制。
2 plc的选择
2.1 机型选择
机型的选择主要是指在功能上如何满足自己需要,而不浪费机器容量。选择机型前,要对控制对象进行下面估计:有多少开关量输入,电压分别为多少,有多少开关量输出,输出功率为多少;有多少模拟量输入和模拟量输出;是否有特殊控制要求,如高速计数器;现场对控制器响应速度有何要求;机房与现场分开还是在一起等。
在功能满足要求的前提下,选择、维护使用方便以及性能价格优的机型。通常的做法是:在工艺过程比较固定、环境条件较好的场合,选用整体式结构的plc;其他情况则选用模块式结构的plc;对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的,一般其控制速度无须考虑,因此选用带a/d转换,d/a转换,加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求;而控制比较复杂,控制功能要求比较高的(如要实现pid运算、闭环控制、通讯联网等),可根据控制规模及复杂程度来选用中档或机(其中机主要用于大规模过程控制,全plc的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等)。
应该注意的是,同一个企业应尽量做到机型统一,这样同一个机型的plc模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理;同时,其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发;此外,由于其外部设备通用,资源可以共享,因此配上计算机后即可把控制各立系统的多台plc联成一个dcs系统,这样便于相互通信,集中管理[2]。
2.2 i/o的选择
plc与工业生产过程的联系是通过i/o接口模块来实现的,plc有许多i/o接口模块,包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及其他一些特殊模块,使用时应根据它们的特点进行选择。
(1)确定i/o点数。不同的控制对象所需要的i/o点数不同,一些典型的传动设备及常用的电气元件所需plc的i/o点数是固定的,如一个单线圈电磁阀用2个输入点,一个输出点;一个按纽需一个输入点;一个信号灯占用一个输出点等,但对于同一个控制对象,由于采用的控制方法不同或编程水平不同,i/o点数也应有所不同。根据控制系统的要求确定所需的i/o点数时,应再增加10%~20%的备用量,以便随时增加控制功能。
(2)开关量i/o。开关量i/o接口可以从传感器和开关(如按纽、限位开关等)及控制设备(如指示灯、报警器、电动机启动器等)接收信号。典型的交流i/o信号为24~240v,直流i/o信号为5~240v。尽管输入电路因制造厂家不同而不同,但有些特性是相同的,如用于错误信号的抖动电路等。此外,大多数输入电路在高压电源输入和接口电路的控制逻辑部分之间都没有可选的隔离电路。在评估离散输出时,应考虑熔丝、瞬时浪涌保护和电源与逻辑电路间的隔离电路[3]。
(3)模拟量i/o。模拟量i/o接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量流量、温度和压力,并可用于控制电压或电流输出设备。其典型量程为-10~+10v、0~+11v、4~20ma或10~50ma。一些制造厂家在plc上设计有特殊模拟接口,因而可以接收低电平信号,如rtd、热电偶等。这类接口模块可用于接收同一模块上不同类型的热电偶或rtd混号。
(4)特殊功能i/o。在选择一台plc时,用户可能会面临一些特殊类型且不能用标准i/o实现的i/o限定,如定位、快速输入、频率等。此时应考虑供销厂商是否提供特殊的有助于大限度减小控制作用的模块。有些特殊接口模块自身能处理一部分现场数据,从而使cpu从耗时的任务中解脱出来。
(5)智能式i/o。大型plc的生产厂家相继推出了解决典型工艺过程的智能式的i/o模块,例如pid控制模块等。这些智能模块本身带有处理器,可对输入或输出信号作预先规定的处理,并将处理结果送入cpu或直接输出,这样可以提高plc的处理速度并节省存储器的容量。
2.3 存储器类型及容量选择
plc系统所使用的存储器由rom和ram组成,存储容量则随机器的大小变化,大存储能力:一般小型机大存储能力6kb,中型机的大存储能力可达64kb,大型机的大存储能力可上兆字节。使用时可根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型,必要时也可专门进行存储器的扩充设计。
plc的存储器容量选择要受到内存利用率、开关量的i/o点数、模拟量的i/o点数和用户的编程水平这四个因素的影响。存储容量计算的种方法是:根据编程使用的节点数计算存储器的实际使用容量。二种为估算法,用户可根据控制规模和应用目的来估算,总存储字数=(开关量输入点+开关量输出点)×10+模拟量点数×150,然后按计算存储器字数的25%考虑裕量。为了使用方便,一般应留有25%~30%的裕量。存储容量的方法是生成程序,即用了多少字,知道每条指令所用的字数,用户便可以确定准确的存储容量。
2.4 编程器和电源模块选择
在系统的实现过程中,plc的编程问题是非常重要的。用户应当对所选择plc产品的软件功能及编程器有所了解。小型控制系统一般选用价格的简易编程器,如果系统较大或多台plc共用,可以选用功能强,编程方便的图形编程器。如果有个人计算机,可以选用能在个人计算机上运行的编程软件包。同时,为了防止因干扰、锂电池电压下降等原因破坏ram中的用户程序,可以选用eeprom模块作为外部设备。
对于结构为模块式的plc,电源模块和额定电流大于或等于主机、i/o模块、模块等总的消耗电流之和。当使用机架时,从主机架电源模块到远一个扩展机架的线路压降小于0.25v。
2.5 程序设计和总装统调
在确定控制对象的控制任务、选择好plc的机型后,就可以进行控制系统的流程设计,画出流程图,进一步说明各信息流之间的关系,然后具体安排i/o的配置,并对i/o进行地址编号。i/o地址编号确定后,再画出plc端子和现场信号联络图表,进行系统设计即可将硬件设计和程序编写二项工作平行进行,编写程序的过程就是软件设计过程。
用户编写的程序在总装统调前需要进行模拟调试。用装在plc上的模拟开关模拟输入信号的状态,用输出点的指示灯模拟被控对象,检查程序无误后便把plc接到系统里,进行总装统调,如果统调达不到指标要求则可对硬件和软件作调整,全部调试结束后,一般将程序固化在有长久记忆功能的eprom盒中长期保存。
3 plc的抗干扰措施
由于plc是专为工业环境而设计的控制装置,应该具有很强的抗干扰功能,但是如果环境过于恶劣,电磁干扰特别强烈或安装使用不当都不能保证系统的正常运行,干扰会造成plc误动作或使plc内部数据丢失,甚至使系统失控,所以在系统设计时,应采取硬件措施再配合软件措施,以提高plc的性和抗干扰能力。
3.1 硬件措施
(1) 屏蔽:对电源变压器、cpu、编程器等主要部件,采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽,以防外界干扰。
(2) 滤波:对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波,以或抑制高频干扰,也削弱了各种模块之间的相互影响。
(3)电源调整与保护:对cpu这个部件所需的+5v电源,采用多级滤波,并用集成电压调整器进行调整,以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。
(4) 隔离:在cpu与i/o电路间,采用光电隔离措施,有效隔离i/o间的电联系,减少故障误动作。
(5)采用模块式结构:这种结构有助于在故障情况下短时修复。因为一旦查处某一模块出现故障,就能换,使系统回复正常工作,也有助于加快查找故障原因。
3.2 软件措施
故障检测:plc本身有很完善的自诊断功能,但在工程实践中,plc的i/o元件如限位开关、电磁阀、接触器等的故障率远远plc的本身故障率,这些元件出现故障后,plc一般不会察觉出来,不会立即停机,这会导致多个故障相继发生,严重时会造成人身设备事故,停机后查找故障也要花费大量时间[4]。为方便检测故障可用梯形图程序实现,这里介绍一种逻辑组合判断法:系统正常运行时,plc的输入和输出信号之间存在着确定的关系,因此根据输出信号的状态与控制过程间的逻辑关系来判断设备运行是否正常。
信息保护和恢复:当偶发性故障条件出现时,不破坏plc内部的信息,一旦故障条件消失,就可以恢复正常继续原来的工作。所以,plc在检测故障条件时,立即把现状态存入存储器,软件配合对存储器进行封闭,禁止对存储器的任何操作,以防存储器信息被冲掉,一旦检测到外界环境正常后,便可恢复到故障发生前的状态,继续原来的程序工作。
设置警戒时钟wdt:机械设备的动作时间一般是不变的,可以以这些时间为参考,当plc发出控制信号,相应的执行机械动作,同时启动一个定时器,定时器的设定值比正常情况下机械设备的动作时间长20%,若时间到,plc还没有收到执行机构动作结束信号,则启动报警。
提高输入信号的性:由于电磁干扰、噪声、模拟信号误差等因素的影响,会引起输入信号的错误,引起程序判断失误,造成事故,例如按纽的抖动、继电器触点的瞬间跳动都会引起系统误动作,可以采用软件延时去抖。对于模拟信号误差的影响可采取对模拟信号连续采样三次,采样间隔根据a/d转换时间和该信号的变化频率而定,三个数据先后存放在不同的数据寄存器中,经比较后取中间值或平均值作为当前输入值。
在硬件和软件方面采取各种措施后,大大提高。
4 结束语
随着各种技术的发展,plc的种类日益繁多,功能也逐渐增强,在产品规模上向大小两个发展。在实际工作中还要根据实际情况对plc的选用做出适当调整,以便满足期望的工业控制系统