西门子模块6ES7223-1BM22-0XA8参数选型

西门子模块6ES7223-1BM22-0XA8参数选型

1、前言

    随着景德镇城市电网的不断发展，10kV配电线路中间的联络和分段不断增多，线路越来越复杂，10KV线路上安装的是整定电流为600A、400A、200A的开关，平时负荷均较重，这样当线路出现过负荷、瞬时故障、故障等任一种情况，开关均会自动跳闸，而目路上没有任何监控设备，所以当出现跳闸断电时，供电部门往往并不知道，这给调度和抢修人员提出新的要求，即要十分清楚配电网的实际运行方式，否则会造成扩大线路停电时间、增大故障巡线人员工作量，有可能会发生误调度、误操作,轻则引起配网事故,重则发生人身伤亡事故。为解决上述问题，景德镇供电公司对10KV配电线路柱上开关进行远程监测，以便解决当临的问题。

    配网柱上开关监测系统是基于终端检测设备、GPRS、SA技术的一套自动化系统，系统将实时显示10KV配电线路的柱上开关分/合闸状态，并显示电压、电流、功率、功率因数等数据，发现开关状态变位则配电终端主动上报，及时通知主站，主站自动通过GSM短信方式将信息通知给有关人员的手机上，使故障得到尽快解决。

    实施该项目可以为供电企业带来如下好处：实时监视10KV线路的运行情况；减少停电时间，提高供电性；减少检修工作量，提高工作效率；提高用户满意度；加强设备监视、预防事故；提高运行管理水平、提高运行的经济性；确保规划建设的科学性。

    2、系统总体结构

    近十年来，就有许多供电公司投运了配网自动化系统，一般是在配电变压器、柱上开关、开闭所安装相应的终端，通讯信道多为光纤方式，主站系统建设的庞大，包括传统的SA、GIS、应用软件等，这样就造成配网自动化系统投资大，系统建设复杂，利用率低，实用化程度不高，造成了高投资低效率的系统产品。

    针对景德镇供电公司的现状，考虑通过较低的投入，来实时获得配电网的运行状态，以降低电网的故障率，降低电网的停电时间，电网运行的、。在通讯方式上，屏弃光纤通讯方式，采用基于无线的GPRS通讯方式；在主站系统配置上，功能实用化，即构建一个系统投资小、简单、可行、实用的自动化系统。该系统由配网柱上开关采集终端、GPRS网络和主站构成.

    2.1终端监测设备

    选用四方华能的CSF101型配电自动化远动终端，能采集交流输入电压，监视开关两侧馈线的供电状况；实时采集开关的正常电流和故障电流，并实现电流量的越限监测；状态量信息，具有重要状态量（如：开关位置、开关是否储能、保护动作或告警信号等）变位上报及时间记录功能；计算被测系统的频率、功率因数、有功/无功功率和统计电度；接受并执行遥控指令，控制开关的开、合等功能。

    2.2网络通讯方式

    使用公用无线信道的GPRS通信方式，无须建设无线网络，通信覆盖范围大，客户端设备安装施工方便，总体造价低。

    2.3主站系统

    主站是监测系统的控制，主要负责控制对配电网络的实时监控；负责维护设备运行参数的设定；监视系统网络的通讯。

3、实施中的关键技术

    配电终端设备是监测的基础，其关键点有设备电源的供应和保、故障的接地识别和处理。并实现及时主动告警，即配电线路运行异常一旦发生，告警事件立即通知到供电公司主站，并由主站通知到相关人员，以便及时进行事故处理。

    GPRS通讯组网是实现集中监控的基础保证，系统的远程通过中国移动的GSM/GPRS网络，要保数据准确及时，其次还稳定。

    系统借助GPRS网络进行通信时会产生相应的流量费，基于通讯要求的实时性和结点众多，减少流量能有效地节省费用。在保满足需求的前提下，采用了一定的数据压缩的协议和算法。

    配电线路现场监测数据采集到供电公司主站后，通过数据整合分析，可整合供电公司其它系统（用电MIS、AM/FM/GIS、关口计量系统）的数据，进行有的分析。

    4、主站系统的主要功能简介

    4.1对线路等的选择监视

    通过主站系统的主界面，可以选择监视各线路或站所，通过画面查看遥信、遥测信息。

    4.2对终端设备的状态记录和表现

    在主站存储设备中保存监测到的终端设备的状态及其变化信息。系统能提供基于表格的查询和基于曲线的实时信息显示，分别如图5、6所示。同时，在进行数据整合分析后，系统提供了数据信息与供电公司其它信息系统的共享，为检修、规划、决策等提供确实的信息。请登陆:高压开关网浏览多信息

    5、小结

    通过一段时间的运行使用，该远程监测系统的功能和性能能满足供电公司对10KV配电线路进行实时监测的需要，有利于提高供电性、降低运行维护费用、降低线损，提高设备利用率、推迟基本建设投资，提高管理水平和工作效率，进而提高为客户服务的响应速度务质量，树立企业形象，增强电力企业的竞争力。

  一、概述：

    惠州市桥东水厂原属老厂，日产量11万吨/日，共分三期建成，期产量3万吨/日，由广东省建筑设计院于1982年设计，其净水工艺为机械反应+斜管沉淀+双阀滤池，并于1984年投产；二期产量4万吨/日，由广州市自来水公司于1987年设计，其净水工艺为网格反应+斜管沉淀+虹吸滤池，于1988年投产；三期产量4万吨/日，套用二期的图纸，于1994年投产。后因水质性缺水，整个桥东水厂于1999年9月停产。

    随着惠州市经济的快速发展，总量为38万吨/日（河南岸水厂18万吨/日和江北水厂20万吨/日）的

    供水已不能满足需求，故我公司于2003年底决定对桥东水厂进行挖潜改造。由于时间紧、资金少、地方

    有限，加上原净水构筑物搁置时间久，使改造工程增加了不少难度。改造工程总体原则为，在基本保持

    原工艺构筑物基础上，对整个工艺流程进行现代化、自动化改造。整个净水工艺为网格反应+斜管沉

    淀+小阻力快滤池，于2004年3月开工,2005年2月4日正式投产，改造后供水能力为12万吨/日。

    桥东水厂自动控制系统设计是在原有两个水厂经验积累上设计出来的，起点高，具有强的实用性、控制性、通用性、开放性、可扩展性。整个工程的设计、施工、安装、调试全部由公司技术人员自己完成，现已成功运行三个多月。本工程全部净水工艺过程由计算机自动控制（备有手动操作），控制系统设计采用集中管理、分散控制，由三级组成：级，就地控制（即现场控制盘）；二级，现场控制PLC站；三级，控制室。在实际应用中，自控系统保持了、的运行，体现了自控系统便于管理，供水、节能降耗、提高设备的使用寿命等特点，为管理人员了的的数据依据，提高了劳动生产力，大大降低了劳动强度，同时也提高了社会效益和经济效益。

    二、自动化设备的选型及依据

    只有把自动化技术与生产工艺合理结合，改造工程才能达到节约投资的目的。随着技术的进步，新设备新很快，我们没有必要追求、的设备??性价比好的设备，满足功能需求即可。通过实用性及经济性分析，在自动控制方面决定着重保证净水系统自动化，这涉及到设备选型问题。设备选型工作是一个非常重要的环节。实际上，老水厂的改造往往比新建水厂为复杂。它受到原有系统和资金等方面的限制，不但要关系到水厂未来的自动化方向，同时要满足现在的控制要求。避免那种设备没用多少年就无法购买到备件的现象。我们深切的体会到进口产品配件新换代快，供货周期长，价格昂贵的特点。同时在设备选型上应尽量选熟悉的，并且开放性要好，为以后的升级打下好的基础。在桥东水厂自动化设备选型时，重要设备、仪表，如投药泵、加氯机、部分在线仪表、PLC、变频器等采用进口产品，其它设备，如在滤池工艺自控设备选型中，我们大胆选用国产阀门及机组，在控制上对这些设备针对性的做些处理。

其它各种电气设备（继电器，各种开关等），通讯、控制电缆，各种水位、压力仪表，计算机等等也都有选用国内产品。实践证明，即能满足生产的要求，同时大大降低了生产成本。

    三、自控系统概况

    桥东水厂净水系统采用微机自动化控制系统（兼有手动操作控制），控制方式体现了国内目前自动化水平和特点。水厂采用PLC+PC的控制系统，该系统是一个由PLC和计算机组成的实时多任务集散型（集中管理、分散控制）网络控制系统，数据处理能力强，能对生产过程进行实时监控，系统稳定性能好。能实现控制站和现场手动操作的分级控制，其模块的结构设计，具有扩展灵活，结构开放，组网能力强的特点。

    硬件设备方面，该系统包括三菱公司Q系列可编程控制器、变频器、闽台大众工控机。SA软件选用Inbbtion公司IFIX3.5组态软件。

    该系统包括四个部分，投加自动化、沉淀池排泥自动化、滤池自动化、数据采集自动化。整个水厂按生产工艺，共设置了8个PLC工作站，所有PLC之间通过同轴电缆以MELSECNET/H网互联通讯，传输速度达25Mbps，通讯网为令牌总线网。它提供一种浮动主站功能，当一个主PLC站停止运行，网络系统仍能让所有挂网的PLC继续正常运行。

    工控主机与PLC之间采用RS232接口进行通信。其中一部主机还负责向总公司调度室进行工作，通讯线路目前是采用电信局的帧中继业务，数据库采用关系数据库SQLSERVER，利用ODBC进行数据通信。

    系统从功能上可分为两部分，实时自动控制部分及监控管理部分，前者由7个站构成（一期滤池站、二期滤池站、三期滤池站、一期排泥车站、二三期排泥车站、一期投加站、二三期投加站），后者由通讯主站组成。

    3．1通讯主站

    主站是全厂生产指挥的调度，动态反映各工艺环节的工作状况和主要技术参数，是用于监控所有滤池站、投加站、排泥车站。主站配有2个通讯模块，串口通讯，用于人机对话。在其上位机上可随时调出各生产区段的组态运行模拟图及相关技术参数，实时记录打印有关运行曲线及报表，并向各区段发送指挥生产的各项指令。

    主站与上位机通信选用两台工业计算机，双机热备，确保一定的冗余。可对报警信号进行报警显示。当其它PLC站产生故障报警信号，主站报警铃响，并且相应的光字牌会亮。

    在设计时还要充分考虑控制线路的干扰问题，通讯电缆、控制电缆包括仪表信号走线应该避开强电设备，以避免产生干扰。

    3．2一期p;滤池站的工艺是复杂的，与其有关的控制系统也非常繁琐。该站主要完成滤水及反冲两项控制任务，一般将滤池工作状态分为3种：停池、滤水、反冲。主要采集滤池水位、处理反冲排队、大工作周期设置等工作。

    对于每一个滤池的自动控制，主要是通过控制其装设的4个阀门（进水阀、滤水阀、反冲阀、排污阀）的开关来实现。从工艺及经济考虑这四种阀门均选用电控阀门，每个滤池设有远传压力式水位计，压力值远传至PLC进行自动化监控处理。

 产品特点：在浆纱机上做恒张力收卷控制，减少设备磨损，保设备收卷的稳定性、方便性。 

    艾默生电气系统采用PLC集中管理，分散控制，系统具有集中化、简约化的特点，易控性强，能好有效地降低故障率。 

    PLC系统由艾默生EC202416BAR主模块、16点的数字量输入模块和4路模拟量输出模块组成。操作界面采用工业级液晶触摸屏，可动态修改控制参数，显示当前速度、匹长、匹数及系统的动态运行状态。

    边轴电机变频器采用通用型的EV2000系列织轴收卷TD330022KW张力变频器。此变频器是张力变频器，内置张力控制功能，采用立变频模式，结构简单、维护方便、稳定度高，保收卷的张力及线速度，在小卷到大卷的变化过程中稳定。该变频器在加减速中可进行自动补偿控制，使张力稳。该变频器还有上卷防断纱程序，使上卷起机时便于操作。 

    该系统张力在人机上设定，操作人性化；使用的控制算法，可进行卷径的递归运算，动态调整转矩补偿等；实时计算卷径，度非常高，保收卷电机输出转矩的平滑性能好，在操作失误的时候，能自己纠正卷径到正确的数值。

    收卷装置的转动惯量是很大的，当卷径由小变大时，操作人员如果进行加速、减速、停车、再等操作，很容易出现松纱现象，直接导致纱的质量下降。进行变频收卷的改造后，在上述情况下，收卷稳定，张力始终恒定。经过PLC的处理，在特定的动态过程，在变频器内加入一些动态的调整措施，设备的收卷性能好。在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷，非常简便而且造价低，基本上不需对原械进行改造。设备改造，基本上两三天就能安装调试完成。该系统克服了机械收卷对机械磨损的弊端，延长机械的使用寿命，方便维护设备。机台上的所有操作部分全部采用36伏以下的电压，保证员工在设备操作中的使用