西门子6ES7235-0KD22-0XA8型号大全

1概述

  某厂在扩建日产1000t熟料窑外分解生产线时，考察了当时我国引进的几条国外水泥生产线，引进了一套ABB MASTER集散控制系统。该系统自投产以来，运行，操作方便，软件设计简单，给工艺操作带来了大的方便。该系统我们只引进了硬件部分，软件部分设计是由合肥水泥研究设计院与我厂合作完成，现对该系统作简单介绍，以便多的**企业和设计单位能加深对其的了解。

 2系统简介

该系统是瑞典ASEA—ABB通用电气公司的产品，系统分为过程站和操作站，主要有过程站(ABB MASTER PIECE)、操作站(ABB MASTER VIEW)、现场站和编程器(ABB MASTER AID)等组成，并且可以与外部计算机通讯，构成工厂管理系统。

  2.1　过程站

过程站(ABB MASTER PIECE MP280/1)是一个可编程过程控制站，可用于逻辑控制、顺序控制和调节控制等，可以容纳4000个开关和模拟量输入输出信号，在其范围内可以任意组态输入输出信号数量及类型，并可以根据过程站安装的位置选择就地I/O(LOCAL I/O)或远程I/O REMOTE I/O)。其信号接口可以是：

模拟输入信号：标准电压电流信号、热电阻(偶)信号。

模拟输出信号：内置隔离型或非隔离型标准电压电流信号。

数字输入信号：内置隔离型24～28V DC，110～220V AC/DC输入信号，频率信号0～10kHz。

数字输出信号：内置隔离型24～48V DC，110～220V AC/DC继电器，晶闸管输出。

过程站的CPU是采用摩托罗拉公司(MOTOROLA CO.)的MC68020的32位微处理器芯片，其组态方式可以有三种：静态存储器(SRAM)方式(256k);动态存储器(DRAM)方式;冗余CPU方式;其内存大为4MB。系统软件存储在只读存储器ROM里，应用软件存储在读写RAM里，系统采用VME总线结构。本系统的总线有两种形式，一种是MB200，通讯速率是153.6kbits/s，另一种是MB300，通讯速率是10Mbits/s，本厂采用的是前者。

过程站的编程软件是采用组态化软件，编程语言AMPL(ABB MASTER PIECE LANGE)是一种图形化功能块语言，它包括一个基本的过程控制元素库(PROCESS CONTROL ELEMENTS LIBRARY)，简称PC元素，和一个用于I/O接口的数据库(DATA BASE ELEMENTS)，简称DB元素。大约有127个PC元素和200个DB元素。利用这些PC元素可以完成过程控制和逻辑运算等所须的应用软件，并且提供了用于完成一些常规任务的功能块，如用于电动机控制的MOTCON、PID控制的PIDCON、阀门控制的VALVECON、比例控制的RATIOSTN等。过程站可以在离线或在线方式下编程。

 2.2　操作站

操作站(ABB MASTER MV850/1)是一种的操作管理站，有三个操作显示终端，采用19英寸高清晰度显示器，触摸键盘，配有鼠标器选择目标，每个画面下部都有八个动态显示键与键盘一一对应，可以很方便的互相转换画面，画面的设计，直接在操作站上编辑，它可以完成以下任务：

执行用户定义的工艺过程显示、标准显示、趋势曲线显示和报表。

用于操作的人机对话功能。

故障报警和事件显示。

趋势曲线的历史记录。

控制系统的状态显示。

设计用户显示画面。

打印报警和事件列表，拷贝显示画面。

 2.3　现场站

采用的现场站(REMOTE I/O)是远程(I/O)站，其作用是实现现场数据参数的采集及执行，共设置四个远程I/O站，分别是配料远程站、生料远程站、窑尾远程站和窑头远程站。每个站可以配置16个远程I/O模块，一个远程I/O模块可以连接64个开关量I/O信号或32个模拟量信号，信号经过光电隔离处理，有较高的性，每个现场站通过一条同轴电缆与中控室的控制站相连，这样，大大的简化了现场与中控室的连接电缆。

 2.4　编程器

编程器(ABB MASTER AID MA215)的作用主要是用于设计和修改应用程序及数据库，它可以在线或离线编程。编程器通过总线，借助于网络号和接点号与挂在总线上的管理站和控制站通讯。结构上是一台便携式微机，有显示器、键盘和两个1.2MB的软驱组成，主要完成以下功能：

组态系统和数据库。

编辑应用程序。

检测和跟踪故障。

打印和备份应用程序及数据库。

原码编程等。

变电站综合自动化系统是利用的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。它是一项提高变电站、稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，变电站综合自动化技术得到了发展。

目前，广泛采用的变电站综合自动化系统是通过后台监控机对变电站全部一次设备及二次设备进行监视、测量、记录、并处理各种信息，对变电站的主要设备实现远方控制操作功能。然而，在实际使用过程中也随之出现了一些问题，通过对各个综合自动化系统进行归纳总结，探讨分析，就目前变电站综合自动化系统在实际工作中出现的共性问题进行综合分析。

一、存在问题

1.抗干扰能力差。后台监控机经常会上传一些误发的大批量的干扰信号，这严重的干扰了监控人员准确判断和监控，有时难免会遗漏掉大量信息中的一部分，而正是这被遗漏的部分信息，恰恰可能是关键的信息，对变电站运行造成隐患，而这些干扰可能会演变为造成事故或事故扩大的重要因素。

2.信息传递不畅。时有通信通道中断或遥控信息不能及时反馈，后台监控机界面接线图设备状态与现场实际不符，不能及时随一次设备作状态变化；正常操作项目不能从微机五防闭锁系统传送到后台机，而后台机接受不到任务，从而阻碍运行人员持续正常操作。

3.综合自动化防误操作系统主要由五防管理机及后台监控机组成，它们各自有立的防误闭锁系统，这样就实现了双重防误闭锁管理，但执行过程中只有通过五防管理机模拟操作传输到后台监控机才可在后台监控机进行远方操作，。但这也存在一些弊病，如果五防管理机故障，就只有在后台机上通过口令进行全站总解锁后进行操作，这样就增加了不因素。

4.有的监控系统只设置语音报警系统，所有事件报告、自检报告等信息都归入其中，而音响信号，当后台监控机或语音系统不能正常工作时，所有信号则不能及时发出，不能直接提示监控人员，这严重影响变电站的运行。

5.自动生成报表功能缺乏。月度和年度负荷累计不能统计，不能从直观看出负荷变化。

6.告警信息不直观。由于在设计上的原因，为了方便检修维护人员查询，而忽略考虑监控人员从告警信息中不能直观明了地看出表达故障或事故的动作原因，往往需要监控人员从一连串大量信息中查找，而告警信息继续发出，其窗口不断滚动，监控人员又得从头查起，不能判断，延误事故处理时间和查找事故原因，从而对事故处理和恢复供电带来直接不利的因素。

二、提出几点建议和应对措施

1.逐步完善系统功能

对所有模拟量和状态量变位进行分类，并用几种颜色加以区分，当变电站有非正常状态发生和设备异常时，监控系统对各个量分类给监控人员使运行监控人员，便于很直观地看出各类告警信息，设计合理的线路布局和制造工艺，切断各种电磁耦合的途径，另外从软硬件上采取屏蔽措施，优化结构设置，避免造成误发信号或微机工作出错。完善系统定时自检、自诊断、自恢复处理功能，畅通环节上通信能力，必要时设置并启动备用通道，刷新遥信变位。后台机防误闭锁功能加入，与五防管理机形成互切，互为备用。将保护监控系统的事故和预告音响信号立出来，与后台监控语音报警系统相互一致又不受后台监控系统控制，防止发生后台监控机不工作或语音报警系统故障时发不出音响信号。为了好实现自动化功能，应不断强化该系统各类报表、负荷变化曲线等功能，以便使监控人员为直观地看出潮流变化情况，月供、年供电量等。

2.加强运行管理

在运行中往往因装置使用不当等人为因素造成电力系统的不，因此要相应的运行规程，并严格按照规程各项规定执行，定期执行巡检制度，可定为24小时一次。完善巡视内容，如自检和报告信息、语音报警和保护监控音响系统、工作电源运行、各种信号灯指示、连接片和切换把手位置，特别对不间断电源（UPS）进行切换检查、通信系统是否正常通信以及“四遥”功能是否正常。变电站自动化系统是一项技术含量高而复杂的系统工程，且电力系统的连续性和性的要求，一旦自动化系统发生问题，及时排除，使之尽快恢复正常运行，这就需要正确分析判断故障点，出现异常问题处置措施并相应的应急处理预案。建立相应管理制度，包括：设备定期检查维护制、检修质量验收制、岗位责任制度等。

3.提高人员业务素质                  

自动化系统采用了一些新设备和新技术，又综合不同，适应岗位需求熟悉掌握系统结构原理、性能特点、系统正确操作程序，只有这样才能思路清晰地运用各种方法处理异常情况并进行检查维护。这就需要为监控人员多种学习机会、通过各种渠道各种培训形式来提升人员队伍的素质，人员的业务素质提高了自动化系统的实际应用水平也就随之提高了。

华能阳逻电厂1#斗轮机原电控系统为建厂时随设备配套的系统，经过10多年的运行，电控设备老化，大部分设备使用寿命运行，电控系统设备级故障频繁，而这些设备又不容易获得备件，另外一方面，原系统的操作手段也比较落后。随着产品的新换代以及电厂自动化水平的提高，电厂要求在对1#斗轮机机械大修的同时，改造电控系统，换盘柜、动力部分的断路器/接触器、采用OMRON C200H系列PLC替换原控制系统、增加触摸屏操作界面。

一、斗轮机概述

斗轮机是输煤系统的重要大型设备，一方面作为卸煤流程的终点设备，将煤堆至煤场，另一方面作为上煤流程的终点设备，将煤从煤场取到地面皮带上。对于自动化程度比较高的输煤系统，还具备分流功能，即在煤从码头到煤仓的完整流程中，将部分煤分流至煤场，以提高整个系统的工作效率。斗轮机由大车、斗轮机、悬臂、变幅、回转、尾车等几个部分组成。

二、改造方案设计

1、电控系统分布设计

电控系统的盘柜及柜内设备主要分布于上、下部电气室、司机室和二尾车就地操作箱。整机的运行控制操作由运行人员在司机室内完成。

1.1上部电气室

主要有3个电气柜，装有PLC主机架、输入输出隔离继电器和相关设备、回转变频柜、轮、变幅、俯仰。

1.2下部电气室

主要有4个电气柜，装有MT断路器、电源分合闸回路、控制变压器、大车行走、夹轨器、喷水、辅尾车、尾车胶带等控制回路及、电缆卷筒控制回路、PLC从站等。

1.3司机室

主要设有2X1左操作台，2X2右操作台。操作台设有控制按钮、转换开关、触摸屏等。

2、控制系统结构设计

控制系统采用OMRON的C200H系列PLC，分布在上部电气室和下部电气室，采用远程从站结构，主站位于上部电气室，从站位于下部电气室，控制信号就近接入主从站。

3、控制系统功能设计

3.1控制方式

本机的控制方式分为手动和两种方式。

将右操作台上的控制方式转换开关转至手动位置，整机处于手动控制状态。

将右操作台上的控制方式转换开关转至位置，可编程终端上的指示灯点亮，整机处于控制状态。

3.2手动方式

在司机室控制设备启停。在该方式下，设备只有自身的保护，没有与其他设备的连锁保护。

3.3方式

在司机室控制设备启停。在该方式下，堆取料设备联锁启停，二尾车禁止动作，悬臂胶带、一尾车胶带、斗轮不能手动操作，其余设备仍手动操作。

3.4联锁保护

设备级保护

主要是热过载保护。该保护在任何情况下都起作用，而且不能解除。

3.5机械保护

主要是防止过行程的限位保护，如果变幅俯仰上下限保护、防撞保护等。部分保护

在检修可解除。

系统级保护

联锁

斗轮机内部设备之间、斗轮机与地面皮带之间的前后级联锁。

3.6流程/报警监视

在终端画面上可运行状态、电流、报警，并可进行报警历史查询。

系统画面由以下基本屏幕组成（屏幕与屏幕之间均可自由切换）：

(1)、主界面

(2)、状态列表

(3)、报警指示

(4)、报警历史

(5)、输入输出

(6)、联锁投切

(7)、系统说明

每个屏幕上均设有屏幕与屏幕间切换的触摸键，并附有文字提示。操作上按照屏幕上的文字提示触摸键，即可切换到您所要显示的屏幕。

一、化学补给水系统的结构组成

以国内某电厂为例,先介绍化学补给水处理系统的基本组成。该电厂二期工程装设两台１３．５万千瓦机组,化学补给水处理系统采用中压系统,主要功能是用来将水源地来的清水经过滤器以及反渗透装置等设备预处理,再通过混床二级除盐处理变为适合主厂房锅炉用的除盐水,供主厂房锅炉与汽机使用。整个系统的控制主要以程序自动控制为主,人工参与为辅的方式来完成。化学补给水处理系统由三大系统组成:

1、水系统

水系统主体设备主要包括双介质过滤器４台,活性炭过滤器４台,精密过滤器两台,反渗透装置两套,除碳器一套,一级混床三台,二级混床两台。所有设备由不同的管道相连构成化学补给水处理系统。从生水泵来的生水进入双介质过滤器除去大颗粒悬浮物等杂质,再进入活性碳过滤器处理,使水的浊度和导电度达到一定的标准后经精密过滤器进入反渗透装置,除去大量的含盐离子,此时的水变为淡水,淡水进入除碳器除去ＣＯ２后进入混床进行再次除盐处理,使水的导电度和ＳｉＯ２的含量达到设定标准后才能送入主厂房。水系统主要检测的对象有ＰＨ值、导电度、流量、压力、浊度和ＳｉＯ２含量等,此外,双介质过滤器、活性碳过滤器以及一、二级混床的树脂一旦失效就需要再生处理,反渗透装置每次运行结束后也需要清洗等,这些工作都需要计算机和ＰＬＣ程序控制来完成。

2、酸碱再生系统

酸碱再生系统的主要作用是将混床里失效的树脂利用酸碱置换反应还原为合格的树脂,供混床制水使用。在制水过程中,当混床运行时间过长时树脂会吸附大量的含盐离子,导致树脂失效,此时产品水中的导电度和ＳｉＯ２的含量会明显增大,这就需要对树脂加酸加碱做再生处理,通过酸碱置换反应使树脂还原为合格的树脂,这时混床才能参与制水。从酸碱储存槽来的酸和碱分别储存在酸碱罐中,加酸加碱时,酸碱浓度要控制在一定的范围才行,一般酸碱浓度为０．１%～０．１５%,这些都要在系统运行过程中根据现场实际情况来确定,酸碱再生系统主要检测的参数为酸碱浓度、酸碱槽和酸碱箱的液位等。

3、气系统

气系统主要是来自主厂房的压缩空气,压缩空气分为程控用气和再生用气两部分,程控用气主要是供给电磁阀箱来控制气动阀门的,而再生用气是供给双介质过滤器和混床再生空气擦洗时使用。气系统要保证有一定的气压,压力范围为０．５～０．６ＭＰａ,压力过高会使管道和床体憋压,压力太低阀门将动作缓慢甚至操作无效,因此气压是本系统的重要参数。

二、程控系统

1、系统构成及控制要求

程控系统是以ＰＬＣ和计算机为组成的对化学水处理系统操作实行程序自动控制的装置。系统所有的监控操作都是在计算机上完成的,通过ＣＲＴ监测现场各设备的状态和参数,来分析阀门、水泵以及过滤器、混床和反渗透装置等的运行状态、水质的好坏,如ＰＨ值、导电度、流量、压力、浊度和ＳｉＯ２等。上位机为运行人员了为方便的操作方式和控制对象选择菜单,运行人员选择菜单内容来决定自己所喜欢的操作方式,通过发布操作指令来控制和监测现场运行设备。打印机可随时打印各种报表,从报表析运行设备的各种参数,进而分析水质的优劣。音箱是作为系统运行时报的,系统运行过程中当检测到有故障时会发出报警声音,提醒运行人员注意并通知

检修人员及时修理故障设备,以免引起大的事故。系统运行之前过滤器和混床里有合格的树脂才能保有效的出水水质。一旦树脂失效,将影响出水水质,此时投运备用过滤器和混床,同时将不合格的树脂进行再生处理。

2、系统的组态

系统的组态对一个控制系统的配置来说相当重要,整个系统的自动化程度与其有着密切关系,它直接影响着整个系统操作功能的顺利实现,所以在对系统进行组态之前,搞清楚系统的所有受控对象以及参与控制的所有设备。由于化水处理系统涉及的受控对象比较多,有一百多个气动阀门、电动阀门、除碳风机、反洗水泵、加药泵、搅拌机以及淡水泵、除盐水泵等,还有几十路模拟量的监控,所以考虑所有的控制点数,然后给每个输入或输出点一个Ｉ／Ｏ位,这样就可以计算出所有的Ｉ／Ｏ点数。

   ＰＬＣ的型号一般来说由用户自己确定,但是设计人员应当根据系统的大小和控制对象的复杂程度来作出合理的,帮助用户进行系统选型,因为每个系统的大小和控制的对象都不相同,其运行的工艺流程也各不一样,对它们的控制编程方式也不同,因此对ＰＬＣ内存容量的要求也不一样,这就要求进行地分析,使整个控制系统的配置加完善。当所选ＰＬＣ的型号确定时,根据所选ＰＬＣ系统Ｉ／Ｏ单元的点数来确定Ｉ／Ｏ模块的数量,再根据Ｉ／Ｏ模块的数量和所选机架上的槽数来确定所要使用的机架数(包括扩展机架)。一般来说,Ｉ／Ｏ点数后要留出足够的余量（１５%左右）作为备用,便于将来系统增容扩建或改造。由于该电厂的特殊原因和技术要求,需要配置上位计算机来参与操作和监控,对上位机的要求是能够模拟显示整个系统当前的运行状况、工艺参数趋势及棒形图、实时打印历史记录及报表、实时报警以及显示系统运行程序的步序和运行时间等,操作系统要求鼠标点动每个阀门和各个水泵、风机等,要求提示运行人员操作的步序,而且操作简单易懂,误操作时不会出现和技术事故,能够及时解除误操作等意外情况的发生。ＰＬＣ与上位机进行实时通讯,操作并管理整个系统,两台上位机一台运行,一台备用,并且能够同时互相进行切换,因此还需配置通讯模块,网络交换机等使整个系统的运行和操作加方便。整个系统网络为双ＣＲＴ+ＰＬＣ组成工业控制局域网,两台计算机上有以太网卡,通过双绞线与交换机相连,双绞线接口为ＲＪ-４５,网络拓扑结构为星型连接,网络协议为ＴＣＰ／ＩＰ。ＰＬＣ主机架上安装以太网模块,通过双绞线与交换机相连,ＰＬＣ主机通过同轴电缆与ＲＩＯ各远程站连接。在这样的系统配置中,两台计算机既可以共享数据,互为备用,也可以作为ＰＬＣ的编程器,对ＰＬＣ进行编程和维护。

3、系统的操作功能

系统的操作功能要求系统能够在现场设备无故障情况下实现自动化,一般情况下单台设备的启动和停床采用自动、单步操作方式,整组投运时选择好床体和连锁设备后再启动和停床。鼠标单操,在任何情况下都不受操作方式的限制。操作程序启动时能够自动检测、自动报警,便于运行人员操作、监控。要求计算机对系统的运行状况能够进行实时显示、自动记录历史数据并能够脱机即时打印。要求人机对话灵活、画面显示清晰而且切换灵敏,上下位机通讯且不会出现明显的时间滞后。由于化学水处理系统比较复杂庞大,所涉及的控制对象比较多,以往的运行办法需要运行人员到现场去操作每个电磁阀和水泵以及风机等来实现系统的运行,如今随着科学技术的不断发展,这种操作方式远不能适应大规模制水生产的需要。,操作不方便、不灵活;二,操作过程复杂、出错;三,需要多人相互配合才能完成操作,既花费人力,又浪费时间。当前要提高经济效益,扩大市场需求,在市场经济大潮的激烈竞争和减员增效的经济运行体制下,这种生产方式已经不能适应新形势发展的要求。为了适应市场经济的不断变化和提高劳动生产率就需要加大科技投入,提高系统配置的科技含量,力争使整个系统的运行和管理系统化、科学化,操作要灵活、方便,运行要稳定,这是我们所要力争实现的目标。由于ＰＬＣ可编程控制器的ＣＰＵ性能强、可选范围广并具有通用的处理结构、梯形图逻辑编程、通用指令系统、的通信网络,允许与其它装置相互连接,这大大增强了应用控制和数据交换能力。Ｉ／Ｏ模块多为槽式或机架安装,控制设备比较集中,便于运行人员操作和维护。自动控制系统的应用,大大减轻了操作人员的劳动强度,提高了生产效率和系统运行的性、稳定性,为企业创造了经济效益,提高了企业的竞争力,实现了科学化管理。

三、控制软件的设计

⑴化学水处理控制程序包括双介质过滤器的投运和再生程序,活性碳过滤器的投运和再生程序,反渗透装置的启动和停止程序,一级混床的投运和再生程序,二级混床的投运和再生程序。

⑵各个床体的程序一般是立运行的,单运行时有自动和单步操作。自动运行时每一步都是按事先设定的步序时间和在线参数进行运行,单步运行时每一步的时间都由运行人员根据现场情况自己掌握,还可以根据现场情况跳过某些不需要的动作步序,因此操作方式要非常灵活。

⑶对于有些床体和其它设备需要同时运行时就需要进行对象选择,选好对象后再整组投运,在停床时也要选择