6ES7214-2BD23-0XB8型号大全

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1 引言 

冷媒水是工厂公用工程的基本系统。基于plc和变频器的冷媒水压力控制系统具有自动化程度高、节能、卫生、维护方便等优点；采用frofibus总线技术，扩展性高；上位计算机控制系统具有过程画面动态显示、流程管理及打印等功能。 

2 系统原理设计 

2.1 系统总体 

(1) 目标设计 

系统设计的目标是在生产岗位冷媒用水需求变化的情况下，使用plc自动控制技术保持管网供水压力稳定，以达到节能减排，减的目标。 

(2) 方案设计 

每台冷冻机配有2台泵，正常运行时其中任一台运行于调速状态，而另一台泵备用，也可随时投入状态运行。两台泵的运行状态的切换采用手动方式，并要求两台泵互锁，不能同时投入运行。为使各泵平均工作时间相同，需要设置定时换泵功能。设定定时换泵功能后，当一台泵连续工作时间过设定值后，且备有泵处于“休息”状态，则系统提示换泵，以保证各台水泵运行时间均等，延长水泵使用寿命。当变频器发生故障时，能够自动转换至工频继续运行，以确保供水不间断。 

(3) 功能设计 

系统具备报警功能、实时监控和数据存储等功能。报警显示包括越限报警和故障报警。当预置监视的模拟量过所规定的界限值或开关量状态跳至报警位，即产生越限报警。当预置监视的设备或工艺过程发生故障，控制系统发生故障即产生故障报警。一旦发生报警事件，报警信号上传上位机，同时接入蜂鸣器进行报警，报警记录显示不同的颜色。上位工控机对各水泵的开启、关闭或故障等实时状态，以及温度、出口压力、调节阀开度和水泵转速等实时数据进行存储，并可进行快速报表查询及打印。 

2.2 系统组成 

本系统设计包括上位机、就地触摸屏和下位机三部分。上位机显示工艺流程显示图、参数成组显示图、设备运行状态显示、动态显示冷媒水的温度、压力和水泵转速等数据。同时具有高速历史数据的存储和查询、报警等功能。就地触摸屏上也可以动态的显示冷媒水的温度、压力和水泵转速等数据。下位机plc实现冷媒水自动控制过程。 

下位机系统采用西门子s-7 200 plc、abb变频器、压力传感器、温度传感器、模拟调节阀门及其他控制设备组成。plc控制部分，因系统有6个模拟量输入，4个模拟量输出，需使用扩展单元，所以选用主机为cpu224plc一台，加上两台模拟量输出模块em232，再扩展一个模拟量i/o模块em235。采用em277 frofibus-dp 模块与上位机进行通讯[1]。该模块用于接受上位机指令并上传报警信号。 

2.3 控制原理 

系统采用两路pid闭环控制，根据压力表测得的数据分别调整比例阀和水泵转速，保岗位上冷媒水压力稳定，并使整个系统达到节能。系统原理框图如图1所示。

 
图1 系统原理图

 
图2 模糊pid控制框图

本文设计一种基于plc和变频器的且具有远程监控功能的冷媒水自动控制系统，具有响应快速、准确，操作方便，维护便利，节能等特点。将模糊pid控制器应用于该恒压控制系统，弥传统pid控制的不足，改善了系统的非线性、大滞后性等特征，提高了系统的鲁棒性。(end)

人体体温排查
在发生疫情时,体温检测是进行排查的重要手段,但传统的体温计测量耗时较多,不适宜
进行大规模人群的体温排查,红外热像仪以其快速、方便的温度显示模式非常适合于在
机场、车站、医院等人流量较大的场合进行体温排查。

体温过热
红外热像检测体表温度为37.8℃
体温计检测为38.1℃

什么是红外热像检测？
红外热像仪使用非接触红外测温原理，可将被测目标各部位的温度在热像图中以颜色进行区分，我们就可以依据不同的颜色对各部位温度进行判断，从而快速、方便地进行问题点的判断。

为什么红外热像可进行人体体温排查，其优势在哪些方面？
传统的体温计如果用于大规模人体体温排查，会出现以下问题：
1 排查时间长、效率低。 对于如机场、车站、医院等人流量较为密集的场合进行人体体温排查，使用体温计检测一般需要3分钟/人次，这样排查现场就会造成大面积的人员滞留。
2 造成隐患。 大规模排查会造成不严、人员高密度聚集等方面的隐患。

红外热像仪进行人体体温排查，具有下列优势：
1 非接触检测、排查效。
红外热像仪使用红外非接触测温手段，测温反应速度快，通常对体温的反应在一秒内。
2 人体表面温度显示、方便判断。
红外热像仪显示屏上可显示出该被人员的温度，方便检测人员进行体温排查。
3 连续检测，适合大人群。
红外热像仪可使用外部电源供电，同时热像仪可连续进行人体温度采样，若现场有持续的人员通过，红外热像仪依旧可以快速、方便地进行排查。

红外热像人体体温排查

人体体温过热（体表温39.1℃）
人体体温正常（体表温36.3℃）

红外热像仪检测人体哪些部位？
人体体表的温度一般处于鼻根部周围及眼窝、口腔内部等部位，该部位的血管较多且表皮较薄，可以很好地反映被测人体的温度状态，故红外热像仪检测人脸部的位置为宜。

如何做好红外热像人体体温排查？
在进行体温排查时，一般有三种状况：
1 分别对个体的体温进行排查。如对飞机机舱内乘客进行逐个体温排查。
（疫区航班现已要求对所有乘客进行逐个体温排查）
该现场需要手持式红外热像仪，需带有高温自动捕捉功能以观测体温状态，
同时应带有可见光融合功能以方便快速识别目标。
热像仪型号：Fluke TiR1
热像仪特点：高温自动捕捉功能；可见光融合功能；单手操作、方便快捷。
2 固定安装、对个体的体温进行排查。如对进出办事机构、医院、商场等人员进行逐个体温排查。
该现场需要热像仪进行三角架固定，可通过仪器上大屏幕进行观测，也可以使用视频输出功能传输至显示器（或计算机），人体脸部与红外热像仪距离在1.5至2米左右为宜，热像仪需带有高温自动捕捉功能及可见光融合功能以方便快查目标。
热像仪型号：Fluke Ti45FT
热像仪特点：高温自动捕捉功能；可见光融合功能；视频输出功能；可固定安装；大屏幕方便观测。
3 固定安装、对连续通过的大人群进行排查。如对机场、车站(包括火车站、汽车站、地铁站等)进出口人群排查。
该现场需要热像仪进行支架或三角架固定，主要通过视频输出功能在显示器（或计算机）上进行观测，也可通过仪器上大屏幕进行观测，视频输出线缆长可至十米以上，安装位置与人体脸部距离在1.5至5米左右为宜，热像仪需带有高温自动捕捉功能以进行多人排查，可见光融合功能可方便进行指认。
热像仪型号：Fluke Ti45FT
热像仪特点：高温自动捕捉功能；可见光融合功能；
视频输出功能；可固定安装；大屏幕方便观测。


需要注意的问题
1 红外热像仪不是医疗用体温测量仪器，与体温计测量的人体体温有一定的偏差，红外热像仪显示的温度值不能简单地等同于人体体温进行判断，故只能用于进行大规模人体体温排查，将体温正常人的个体排查出。
2 人体的表皮温度因剧烈运动、出汗等因素会造成与准确体温之间的偏差，建议在使用红外热像仪进行排查时，若发现体温标，建议请被测人员先休息五分钟，后使用体温计进行复检；若发现体表温度明显偏低且出汗较多者，也请被测人员休息后再进行检测。

恶劣环境中营救任务的设计
任何救生设备的主要目的在于，在灾难之后的营救任务中快速阻止尽可能多的严重伤亡事故。谨记这一目标，我们开始开发了一个用于支持营救工作的六足机器人蜘蛛。它是一个尺寸较小、可移动的智能机器人，在搜寻被陷的受害者时，它可以越过障碍并到达通常难以触及的地方。替代如清扫雷区使之无雷化等危险任务中的工作人员也是机器人蜘蛛的另一个潜在应用领域。

我们设计了一个高度可移动的行走方案，它由六只立的下肢组成，可以任意方向移动机器人，即使在机器人移动通常不可行或过于危险的地带。行走与旋转均属于模六足昆虫而得的基本的高层次运动模式。通过三条下肢移动而另外三条下肢抬高，机器人可以达到期望的行走速度，并提供恶劣地带所需的足够平衡。爬行时，机器人可以挤压通过紧凑的空间和狭缝。单下肢的低层次运动步态是3D空间内的几何原语，如长方形或圆形轨道。

多功能机电系统

下肢结构与运动控制构成了机器人蜘蛛关键特性的一部分。24只智能DC有刷电机共同驱动这些下肢，并充当行走结构中的关节。这样得到了一个坚固的轻型结构，从而降低了功耗并改善了运动动态特性。

除了这些下肢，机器人蜘蛛的特性还在于典型的自治机器人子系统，其中包括机器视觉、远程测量和无线通信。机器人坚固的壳体内包含有嵌入式硬件、两节7.2伏的锂聚合物电池和电量测量装置。任务参数、I/O设置和新的运动步态均可以通过无线通信或可移动存储介质传递。

24个自由度的智能运动控制

机器人蜘蛛的低层次运动有赖于运行时计算的复杂数学模型。凭借模拟器件公司的Blackfin处理器的嵌入式计算能力和施密德工程公司的确定性实时服务，机器人的运动表现得有力而平稳。来自面向ADI公司的Blackfin处理器的NI LabVIEW嵌入式模块的高层次虚拟仪器（VI），连续运行一个逆动力学算法。算法包含三角函数和矩阵运算，求解恰当的关节角Θ1与Θ2，以沿着3D空间内的期望轨线移动末端执行装置。轨线向量根据高层次的运动模式，沿着计算所得的直线、长方形或圆形轨道移动。

轨道可以通过以下三种方式编程实现：

通过学习和回放，设计和培训新的或特别的模式。
支持可视化检验轨道的3D 软件。这些模型作为虚拟现实文件导出，并导入至LabVIEW的图像控件。通过比较虚拟模型与实际模型，调节机器人的运动。
运行时利用逆动力学算法持续计算轨道。
所有六足的关节角度的计算并行完成以确保动态运动，相应地也得到了所有马达的24个连续计算所得的设置点。这些设置点通过一个串行RS485网络传递至每只马达，并由分散PD控制器转换为实际执行动作。通过同样的网络，完成所有24只执行装置的位置、反馈和温度读数的采集。

智能视觉与距离感测

除了智能运动与自由移动外，机器人蜘蛛的特色在于它的“眼睛”装有一个智能摄像头和一个距离测量传感器。目标通过图像处理算法被与跟踪。通过编程控制，它的“眼睛”还可以识别其附近范围内的任何颜色。后续版本将提供改进的图像处理、模式匹配和边缘检测等功能，从而将Blackfin处理器的计算能力和高速图像采集提升到高层次。

利用蓝牙技术实现无线通信
为实现与机器人的通信，我们提供了一个蓝牙通信接口以实现多项功能，其中包括：

在开发与测试中调试用于ZMobile的快速调试模式的通道
读入关键参数，如马达状态和电池电量水平，以供系统诊断
在线采集重要的算法参数，以供调节使用
在操作开始前下载新的任务数据
在开发过程中，两个机器人蜘蛛通过无线通信信道相连，以实现其移动的同步。这是为危急场景的原型构造，这时接受同一项任务的多个机器人蜘蛛需要团队协作以完成任务。

低功耗的嵌入式ZMobile硬件
低功耗混号目标平台ZMobile是机器人蜘蛛的所在。由瑞士的解决方案提供商施密德工程公司提供的ZMobile，将传感器、激励源、视觉、电池和无线通信集成于单个平台。南洋理工学院基于三个原因选用了ZMobile平台。

，ZMobile与LabVIEW相兼容，而且通过LabVIEW编程控制机器人蜘蛛，设计人员可以专注于项目的主要功能。借助图形化编程的率，系统工程师们可以在开发周期中添加比初规范设计多的功能特性。

其次，ZMobile的低能耗设计和动态功率管理，对于自治机器人是一项至关重要的特性，因为这样可以显著延长工作时间。这一点对于ZMobile的毫瓦级功耗同样适用，这意味着板上的绝大多数剩余能量可供马达使用。

三，可扩展的处理I/O插槽为将来集成多的传感器和激励装置提供了所需的空间。

实时图形化嵌入式软件

机器人蜘蛛应用软件是利用面向Blackfin处理器的LabVIEW嵌入式模块编程实现，后又通过来自施密德工程公司的面向NI LabVIEW的ZBrain BSP进行扩展。这为高层次编程、图形化调试、图形化多任务处理和确定性的实时行为，提供了一个理想的嵌入式软件平台。面向对象的设计模式有助于进一步控制图形化层次上的复杂度。例如马达或传感器等主要对象，通过LabVIEW中表示类的功能性全局变量加以抽象。

主要的应用框架由以下多个任务组成：

层主循环对由一个经典状态机表示的动作进行规划，而状态机通过软件队列和同步方法（如信号量）与其它循环连接。通信任务保持一个与外部世界的无线数据连接。
视觉任务负责低层次的图像处理和距离读数。
运动控制任务管理高层次的运动模式与低层次的肢体控制，并监测马达的位置与状态。
日常任务充当一个通用错误处理器。检测事件与异常，并将其及时间记录到可移动的存储介质，以供后续读取。ZMobile充当的角色——利用程序设定的唤醒机制重启和关机，并为不能成功自我纠错时提供重新启动的有效措施。
这些循环在协作式多任务环境中以线程的方式同时运行。驱动程序层次上的毫秒级上下文切换和微妙级实时确定性，确保了平稳、无故障的移动。后，严格的并行方式要求板卡支持软件包满足每一个软件组件和设备驱动程序的线程性。

现已成功完成功能强大且性能优异的机器人的构建，而且，通过采用面向Blackfin处理器的LabVIEW嵌入式模块所提供的图形化编程环境，以及Blackfin处理器的高处理器性能，开发周期也大为缩短。施密德工程公司的图形化快速调试模式在算法的工程实现过程中非常有用，缩短了5倍的开发时间。ZMobile不仅对于机器人设计人员，是一款用户界面友好的嵌入式系统工程的产品，而且对于任何构建机电系统的设计人员也是如此。

视觉的提高、为智能的功率管理和能量设计、传感器融合、模糊逻辑和GPS数据收集，都是有望添加至通用机电平台的组件。此外，我们计划在未来的移动、自治机器人中复用这个模块化软硬件系统。

1 引言 

工业生产和城市生活中会产生大量的烟气粉尘，如火力发电，供热等，污染环境危害健康。 

随着袋除尘技术的发展和环保要求的日益提高，袋式除尘器的应用范围越来越广泛，目前已能利用袋式除尘器来处理高温、高湿、粘结、爆炸、磨蚀性烟气，甚至过滤含有细粉尘的空气。在袋式除尘器控制领域，plc占据主要技术地位。随着现在控制技术的不断发展，plc与触摸屏在工业控制领域的应用越来越广泛。触摸屏替代传统的控制面板和键盘的智能化操作，可用于参数的设置、数据的显示和存储、并以曲线、动画等形式描绘自动化控制过程。plc与触摸屏的配套组合使用，一方面扩展了plc的功能，使其具有图形化，交互式工作界面的立系统，另一方面大大减少了操作柜上的开关、按钮、仪表等的使用数量，使操作加简便。目些控制要求较高、参数变化多、硬件接线有变化的场合，触摸屏与plc组合起来应用的形式已经占据主导地位。 

但是根据传统的除尘器plc点对点制形式，不仅设计及其现场布线复杂，外部信号干扰还使得系统运行不稳定，而且成本昂贵。本文组合应用西门子s7-300plc与台达a系列触摸屏，采用矩阵控制的方法来实现除尘器脉冲阀动作，通过profibus dp工业总线实现主站与分布式i/o设备交换数据，了优化的控制效果。 

2 系统组成及主要功能 

2.1 系统组成 

袋式除尘器的控制系统如图1所示。 

 
图1 系统要求

 
图2 hmi主画面