西门子模块6ES7277-0AA22-0XA0代理订购

西门子模块6ES7277-0AA22-0XA0代理订购

根据工艺流程、控制点及现场设备的安装地理环境，采用的管理控制技术，系统分为控制层、监控层、管理层三层进行监测和控制。控制层分若干个PLC子站（本图为三个）分别对厂内设备、及监测点进行控制、监测，采集信号，控制生产设备；监控层，在厂内设控制室，对于立运行的污水处理厂，中控室有二个功能，一是监控全厂的整个生产过程，二是将有关污水处理厂的运行状况上传污水处理厂监控；对于由污水处理厂监控直接监测控制运行的污水处理厂；将有关污水处理厂的运行状况及有关信息上传污水处理厂监控，将污水处理厂监控执行指令下传各PLC，由PLC控制各现场仪器及仪表；管理层主要在污水处理厂监控完成。系统同时还充分考虑特殊情况下的现场手动控制。
控制范围包括进水闸门进入水量、闸门紧急关闭设备进行相应的控制；除渣机粗隔栅和细隔栅控制；污水提升泵站恒速及调速泵控制；除砂机控制；初次沉淀池设备包括刮泥机、排泥泵、泡沫去除设备等，考虑排泥泵控制；曝气地设备控制，由于污水中污染物的去除主要在曝气池中完成，因此曝气池的运行状况在某种程度上决定了整个处理系统的处理效果。向曝气池供氧所需的运行费用也占总运行费用的很大比重。影响曝气地运行的因素很多，如污泥龄，溶解氧（DO）浓度；混合液悬浮固体（MLSS）浓度，污泥回流比和BOD污泥负荷等。合理地控制这些影响因素能有效地提高曝气池的处理效率，所以；曝气池的自动控制对整个处理系统来说是至关重要的，包括供气量的控制、回流污泥量控制，供气量的控制主要有恒定供气量控制、与进水量成比例控制、定DO浓度控制；回流污泥量控制主要有定回流污泥量控制、与进水量成比例控制、定MLSS浓度控制；二沉池排放剩余污泥控制，排放剩余污泥控制主要有定污泥排放量控制、间歇定时排泥控制、定污泥龄控制、随机排泥控制；浓缩池排放浓缩污泥的控制，浓缩污泥排放的控制方法主要有用计时器控制排泥泵的启动与停止、用计时器和预置计数器控制每日排出一定量的浓缩污泥等；厌氧地温度、污泥投配与排出和搅拌控制；污泥浓缩脱水药品控制、脱水机控制。
（2）、污水处理厂监控
污水处理厂监控的作用主要是监视或监控制远方各个现场污水处理厂的生产运行；同时将各个污水处理厂生产运行状况等信息上传有关管理部门，同时考虑未来工作的可扩展性，应选用以下设备：交换机、双机热备服务器、工业控制计算机、高清晰度彩色显示器、针式打印机、不间断电源、管理计算机、激光打印机、工作台、文件柜、转椅，消耗品、大屏幕投影屏、工业键盘、连接各污水处理厂的通信设备等。同时建成网络系统，如图1-4所示。
（3）、网络结构及通信
污水监控网络系统为以太网，根据控制污水处理厂的数量及传输信息量；并充分考虑将来发展需要，可以设计为1000M以太网或100M以太网，主干网速率100M以上，主要由三个子系统构成。监控网络系统（如图1-4所示）、现场监控网络系统（如图1-3所示）及各污水处理厂和监控通信系统。
各污水处理厂和监控通信系统网络及通信方式很多，从大类无线和有线二种类型，可根据监控污水处理厂的数量、传输的信息量、系统所在地的通信条件等诸多因素来确定。主要有如下一些方式：有线：包括光纤、公共数据网PSDN、ISDN、电话拨号等；如图1-5是一种典型的通过光纤连接的通信方式，采用此通信方式，到各个污水处理厂的速率可达到100M以上，可以满足网络通信的要求；无线：包括电台、微波、扩频微波及卫星。如图16是一种典型的无线微波通信方式，采用此无线通信方式连接到各污水处理厂的速率可达到2M以上，新产品可达11M，在污水处理厂数量不多、传输信息量相对少的情况下，也可以满足系统网络通信的要求。有条件的地区，也可以选择公用信息通道。作出终选择时；要根据具体情况，综合投资及使用性价比综合考虑。
（4）、操作系统选型及开发工具的选择
常见的操作系统有WINDWOS、WIX、LINUX等，选择操作系统须考虑多种因素，主要看是否能使系统稳定的运行，操作系统之上的开发工具及软件是否易于开发、提供用户的操作界面是否方便；一般图形界面为佳，微软bbbbbbS NT、bbbbbbS 2000得到广泛应用，可作为。对一个工业自动化系统，其软件的开发与所采用的硬件是密切相关的。比如，用某一型号的PLC 则要用厂家提供的一套开发软件，用梯形图等方法来开发其应用控制软件；用某一DCS系统，则要用该厂家提供的一套组态软件来进行其应用控制软件的开发。因此，在选用系统硬件时，考虑它的开发软件是否方便地用在使用它的自动化系统中。目前；DCS集散控制系统的上位机开发运行平台有多家，如：FIX，InTouch,　WIZCON，PARAGON 等。下位机编程软件有Concept、OptoControl。WJZCON是PC Soft有限公司的产品，主要用于工业过程控制自动化组态软件的开发运行平台。WIZCO N具有全汉化版本，具有较好的人机界面。WIZCON是一个开放的环境，可以与三方软件进行数据交换。Wonderware公司的InTouch，是业界较的工业过程控制自动化组态平台；可提供一个查看控制和信息资源的单一的集成的视图，使工程师、监督员、管理员和操作员通过表示生产过程的图形显示，进行监视并按运营状况作出反应。

1 引言
粗纱机适用于普梳和精梳棉型纤维，60mm以下的化学纤维及其它混纺纤维，将并条后的熟条加工成不同号数和捻度的粗纱，供细纱机纺制细纱。

根据纺纱工艺的要求，粗纱机将棉条经罗拉牵伸后，由前罗拉出纱，进行加捻，然后按照卷装形成的要求，将纱卷绕在筒管上，由于前罗拉出纱速度是恒定的，而卷绕速度是随着卷绕直径的增大而降速，传统的粗纱机采用机械式锥轮变速机构，皮带在上、下锥轮上平行移动，达到改变卷绕和升降速度，完成粗纱卷绕成形。

传统粗纱机主传动由一台交流异步电动机驱动，为了解决电机起动时升速太快引起粗纱的断头或者产生粗纱条干不均匀等质量问题，而在交流电机主回路中串联电抗器，实现电动机的软起动，另外在纺制不同品种需要改变全机速度时，由人工替换皮带轮方式实现变速，20世纪90年代中开始用新型的悬锭粗纱机逐步取代托锭粗纱机并在悬锭粗纱机上推广了变频调速，然而，由于锥轮变速传动速度的稳定性较差，操作难度大，易引起粗纱质量不稳定。因而多家厂商又推出了多电动机传动的新型粗纱机，有2台电机、3台电机、4台电机和7台电机传动的粗纱机，其中采用4台电机传动的粗纱机应用较普遍。

2 主要的技术特征

锭翼速度 速1500 r/min～1800 r/min 锭 数 132、120、108等 控制参数 起动、停止时间控制（起动时间6 s ～16s，停止时间8 s ～3s），粗纱张力控制，即恒张力卷绕。

3 传动

高速悬锭粗纱机取消了传统粗纱机中的锥轮（俗称铁炮），成形机构、差动机构、摆动机构和换向机构等，还取消了捻度、升降、卷绕、张力、成形角度等变换齿轮，而采用4台电机分别传动牵伸罗拉（产生牵伸倍数），锭翼（使粗纱绕卷到纱管上），筒管（使粗纱产生捻度）和龙筋升降（完成卷绕形状）。罗拉、锭翼、筒管和龙筋升降分别为4kW、4kW、5.5kW和0.55kW交流异步电机传动，变频调速。采用4台电动机传动后，除简化了机械结构，取消了上述机构齿轮外，还降低了噪声，提高了车速，减少粗纱断头，增加单机产量（主机速度提高了30%以上）保证粗纱质量稳定，同时改变工艺简便、快捷。

4 控制系统

目前4电机传动的粗纱机控制有二种控制方案。

种方案，采用PLC或PCC加触摸屏，通过RS-485通讯方式或CAN BUS现场总线控制4台变频器和电动机的运转。

二种方案，采用单片机自制的控制器，通过RS-485通讯控制4台变频器和电动机的运转，此种方案造价低，但性和通用性不如种方案。本文不详述。

采用PLC可编程控制器或PCC可编程计算机控制器加触摸屏通过CAN BUS现场总线控制4台变频器和相应电动机的运行速度，如EJK211型粗纱机全机控制采用了PCC加触摸屏和CAN BUS总线的控制系统，系统原理框图如图1。 图1 粗纱机控制系统原理框图



该系统中PCC或PLC作为上位机，采用CAN通讯适配卡与CAN总线连接。CAN总线上的各部件（变频器等）具有CAN标准通讯接口。变频器（4 台）采用共直流母线供电方式，共直流母线供电可以采用将4台通用变频器的直流电源相互并联方式或采用将一台变频器的直流电源供电给其余3台逆变器的方式。

4台电动机均带编码器实现速度闭环控制，保调速。

PCC可编程计算机控制器通过CAN BUS现场总线控制4台变频器和电动机按多个数学模型或根据实测粗纱张力进行控制。

4台变频器和电动机按工艺所需的规律运转。例如锭翼卷绕速度随卷绕直径的增大而降速，保恒张力卷绕。牵伸罗拉、锭翼、筒管和龙筋升降传动的4台电动机的运转速度按工艺要求，应保持一定比例关系，如牵伸倍数、粗纱捻度需改变，则绽翼速度，筒管速度也应相应的改变，4台变频器和电动机的频率和转速按工艺要求在触摸屏上设定，采用RS-485通讯方式输入PCC，再通过CAN BUS总线控制变频器和电动机运转。

触摸屏用于工艺参数的设定、修改、调用、储存和显示，设定、修改、调用和储存的工艺参数有车速，粗纱支数、捻度、牵伸倍数，径向卷绕密度、轴向卷绕密度、卷绕系数、纺纱系数等，显示上述工艺参数外，还有单锭时产量，一落纱中纺纱累计长度，单班产量累计、各变频器的输出频率、电流、电压以及故障报警等。

4.1 共直流母线供电的变频调速

多电机传动的粗纱机采用共直流母线供电的方式，主要有两种。

（1）4台变频器的直流电路相互并联

此种共直流母线供电方式如图2。将4台变频器的直流侧电路相互并联，在起动、升速、降速、停车过程中若M1和M4处于电动运行状态，M2和M3处于发电运行状态，其再生能量足以消耗在处于电动运行的M1和M4中，因而，直流母线的电压不会升高，各台电动机的转速比例关系可保持稳定。

（2）将其中一台变频器的直流电源供电给其它三台逆变器

此种共直流母线供电方式如图3。其中主变频器的整流桥容量需适当放大，以满足其余3台逆变器所需的直流电源。

这两种共直流母线供电方式工作原理没有本质差别，只是二种方式将整流电源做在主变频器内，其他3台变频器改为逆变器，这样简化了电路，降低了成本。

粗纱机采用共直流母线供电的变频调速、获得较好的效果。例如，提高了牵伸罗拉、锭翼、筒管和龙筋升降传动电动机在升速、降速、起动和停止过程中的同步协调运作能力，如当全机一旦出现失电时，可以保持粗纱不断头。

4.2 CAN总线

CAN总线是专门为传输短小，实时的控制信息而设计的适用于小范围分布式实时系统，如汽车是早采用CAN总线的行业，现在各种机械设备（包括纺织机械）楼宇自动化等广泛推广应用。CAN即是控制器局域网络，是一种总线式串行通讯网络，主要特征有。 图2 各变频器直流电路并联的共直流母线电路图 图3 主变频器直流电源供其他逆变器的共直流母线电路图

（1） 采用多种方式工作，网络上任一节点均可在任何时刻主动向网络上其它节点发送信息，而占用地址等节点信息，因此可方便地构成多机备份系统，同时还可接收总线上的信息。

（2） CAN的直接通讯距离大可达10km（对应速率5kbps以下），通讯速率可达1Mbps（对应传送距离40m）。

（3）CAN网络上的节点信息分成不同的级，可满足不同的实时要求，当两个以上节点同时向总线发送信息时，级低的节点主动退出发送，而的节点可不受影响地继续传输数据。

（4）CAN的通信介质可为双绞线，同轴电缆或光纤，选择较灵活。

（5）CAN采用短帧传送，每帧的有效字节数为8个，传输时间短，受干扰的概率低，当节点出错时，可自动关闭，抗干扰能力强，性高。

5 结束语

粗纱机是棉纺设备中的主要机台之一，近两年粗纱机年产量达4000台以上，配用变频器5000台以上，因目前销售还是单电机传动粗纱机占有较大比例，主要是价格较低，但多电机传动粗纱机已逐年增加，相信这是粗纱机的发展趋势

2.1变换部分
进入工序中的煤气是来自的德士古炉的。煤气在催化剂QCS-01作用下进行CO变换反应，以废锅方式回收较高能位的废热，副产蒸汽；低能位废热经一系列换热器回收利用，工艺上将废热回收与冷凝液处理及锅炉的生产结合起来，使能量利用与配置比较合理。由变换反应CO+H2O=CO2+H2+Q可知，该反应为一放热反应，放热量、平衡常数和CO变换率，随着反应温度的变化而变化，从平衡转化率考虑，CO变换反应宜在较低温度下进行，但反应温度太低，反应速度缓慢，提高温度时反应速度和化学平衡有着矛盾的两个方面的影响，因此，需要求得该反应的适宜温度以达到大的反应程度。
2.2脱硫脱碳部分
该部分又分为低温洗和丙烯制冷部分。由于德士古煤气中含有CO2、H2S等酸性气体，经变换反应后大量CO转化为CO2，酸性气体量大大增加，为保护合成催化剂，脱除H2S;为使合成反应优化进行，CO2 应被脱除到一定含量（3%左右）。本工艺采用低温洗法来去除酸性气体。低温洗脱硫脱碳是一种物理吸收法，由于低温对H2S、CO2的吸收具有溶解度大 ，选择性高的特点，因此，低温洗法能在同一塔内分段吸收H2S和CO2，这比通常的分步脱硫脱碳具有流程短，动力消耗少，净化度高等优点。富的再生，利用低温下CO、H2、N2等在中溶解度小的原理，经节流膨胀减压闪蒸脱除溶解气体后，再利用N2气提脱除CO2，后通过蒸馏热再生脱除酸性气体，并进行水分的分离脱除。由于在低温下操作，因此对设备、管道的材质加工有一定的技术要求，还需为低温洗部分配置致冷单元，这里选用的是丙烯制冷。
丙烯制冷与氨制冷相比具有单机制冷能力大，操作费用和总能耗较低等优点，虽然丙烯制冷压缩机的耗电量较多，但耗蒸汽，耗冷却水较少，总的能耗相对较低。低温洗系统需要外加的-40℃级别的冷量，制冷单元提供的制冷剂为-20℃，0.385MPa(G)丙烯液体，在换热器中膨胀蒸发，变成压力为0.04MPa(G)，温度为—40℃的丙烯气体。
2.3压缩合成精馏部分
从净化工序来的合成气，经联合压缩机的合成气压缩段压缩后，与聚结式分离器来的循环气混合后，进入循环气压缩段，升压至合成反应压力，送至入塔气预热器预热至反应温度后，由部进入合成塔，在合成塔列管中充填催化剂的作用下，部分CO、CO2和H2转化为，含有未能转化的气体和粗的出口气被合成入口气逆流冷却到露点温度以下，依次通过脱盐水预热器、循环水冷却器后，在分离器中进液分离，气体进入聚结式分离器，在分离器下层分离出一部分液体，然后进入上层继续分离出少量后，气体进入联合压缩机二段进口，同时部分气体在聚结式分离器出来连续排放以维持合成系统中惰性气体为一定值，这股驰放气部分与闪蒸气一起用于开工加热炉作燃料，多余气体送至城市煤气管网；而上、下两层液体则和分离器分离处的一起进入闪蒸槽，经闪蒸槽闪蒸出溶解在中的大部分气体后，送到精馏工序。
合成塔是一列管式均温反应器，列管内装填催化剂，合成反应产生的热量通过列管传递到管间的中压锅炉水，通过控制所产生饱和蒸汽的压力而使合成塔列管中的温度保持一定。由于饱和蒸汽压力的较大变化所引起的相应温度的变化相当小，所以调节汽包压力能够较准确地控制合成塔温度。
合成生产出来的粗，除外还含有水，不溶性气体和少量的合成反应副产物。精馏的目的是要利用精馏的方法除去这些杂质而提高产品质量，得到产品精。
精馏工序采用的工艺路线是：三塔精馏流程，预精馏塔中脱除不凝性气体和低沸点副产物，在加压塔、常压塔和废水汽提塔中脱除高沸点副产物和水。预精馏塔、加压塔和废水汽提塔塔底再沸器的热源是低压蒸汽。常压塔塔底再沸器实际上是加压塔塔冷凝器，利用加压塔蒸汽冷凝放出的潜热加热常压塔塔底液体。

3.基于信息总线的焦化MES结构
上海焦化有限公司的制造执行系统（MES）根据目前企业信息化发展的特点，用户可以根据自己的需求组建集成各个MES的应用模块，通过MES信息总线，将不同时期开发的信息化成果和不同部门的功能模块等信息孤岛，如管理信息系统的生产数据管理、动态成本控制优化等功能模块集成到统一的平台。实现现场控制系统(实时数据库)与企业管理平台ERP数据的无缝连接与信息共享；实现从原料进厂至成品出厂全过程生产监控，通过计划编制与装置工艺方案设计、物流调度、质量控制与产品发货管理等功能，从而实现整个企业信息的综合集成。
焦化MES系统的整体结构如图2。由下至上，分别是现场设备（DCS/PLC/各种智能仪表）层、数据库层、信息总线和MES功能模块层。MES信息总线通过接口从现场设备中快速数据，提供给MES各个功能模块。各个功能模块及应用程序利用实时数据库和关系数据库中的数据信息完成模块功能，实现MES的功能。同时通过MES的信息总线，将实时数据、关系数据以及各个功能模块和应用程序的数据和信息集成到统一平台上，实现了信息和数据的实时同步。在MES信息总线的基础上，用户可以进行客户端应用的开发，在调度室等部分，可以通过客户端进行浏览和信息和数据。并根据用户的权限和角色的不同，通过Web查看不同的界面，可以随时随地动态的浏览实际生产情况及各种分析优化结果。

图2 流程工业MES系统的功能结构图
MES平台信息总线的主要作用：
模型建立及部署：用户在MES的信息集成平台上，可以根据分公司和部门建立实时数据模型，根据MES各个功能模块建立数据模型，并将数据模型部署到各个功能模块的处理计算机上；利用对象观察器可以在任意功能模块计算机上察看各个模块的运行情况。
信息共享和信息同步：MES上的各个处理计算机和功能模块可以共享信息集成平台从实时数据库采集来的过程数据经过处理后与关系数据库中的数据信息，网络上的数据信息资源就象在一台计算机上一样，不同模块或计算机上的信息新和交互是同步进行的，不会因为分布的问题，而造成信息的冗余和不同步。
通用接口：该信息集成平台的通用接口，符合美国MES学会的ISA S95 企业控制系统集成标准，符合OPC的通用规范，基于.NET架构开发的。提供了DDE、OPC、Suibbbink、 Access等数据接口，其中OPC在工业上普遍应用。用户只需在相应的MES模块上安装这个通用接口，通用接口即可和信息集成平台之间建立对应的数据通道，完成信息的实时交互。通用接口为用户提供了方便友好的界面，进行模型建立、数据定义、数据类型和路径设定等。通用接口保证了数据及时从现场设备采集，并及时传输到信息集成平台上。
数据校正：将数据校正技术集成到MES信息集成平台中，使该平台不仅有通用的信息集成功能，而且具有对测量误差的侦破、识别、过程数据的分类和校正功能，通过实时地对采集数据进行校正处理，使得各个MES模块获得剔除误差后的协调数据和信息，以确保企业过程优化控制和生产调度等MES功能应用的正确性和有效性。
4.焦化MES系统应用
生产信息集成系统：生产过程信息集成管理系统是整个MES系统的基石，其他功能模块均建立在此基石上。它的实施既为生产部门提供了实时的基础数据以及显示，又为其他功能模块的实施提供了数据保。一般来说，生产过程信息管理系统可分为两层，一个是信息层，另一个是功能层。信息层是以相对稳定的数据源采集的数据为基础，进行信息集成，形成相对稳定的数据结构，其是由实时历史数据库和关系型数据库构成，其中DCS和PLC等采集上来的实时数据存储在实时历史数据库，而关系型数据库则存储静态数据。功能层是以信息层所提供的相对稳定的数据结构为基础，根据管理层和公司上层的要求，对数据进行加工处理，在此基础上为有关编程人员对生产过程数据的查询、统计、分析工具。利用这些工具，再结合焦化的实际情况，用户可以为企业的各个部门提供各种生产报表、趋势分析、报警管理等，根据这些报表、趋势以及报警还可以形成班组考核，同时还提供了WEB发布功能。

该工具为用户提供了方便友好的界面，根据配置表按时间采集实时数据，将采集数据按需进行运算处理（如数据积分、数据平滑和数据滤波等），将采集数据按需进行单位换算，按工厂特型进行建模处理，将预处理的数据转储至关系数据库保证了数据及时从现场设备采集，并及时传输到信息集成平台上。
数据校正：由于仪表、管道泄漏和测量误差等因素的影响，会引起过程测量数据的不协调性和不正确性。数据校正技术正是针对流程工业的这类问题的解决方法，包括过失误差的侦破和识别、数据的协调。通过多年来在流程工业方面的研究和工程的实施，将数据校正技术集成到焦化MES平台中，使信息集成平台不仅有通用的信息集成功能，而且具有对测量误差的侦破、识别、过程数据的分类和校正功能，通过实时地对采集数据进行校正处理，使得各个MES模块获得剔除误差后的协调数据和信息，以确保企业过程优化控制和生产调度等MES功能应用的正确性和有效性。焦化公司的碳一分公司进行了MES系统的数据校正技术研究和实施，碳一变换炉反应（CO+H2O—>H2 +CO2）进出流股的校正过程示例如图7。结果表明，通过数据校正技术，可以对测量数据进行有效处理，得到准确一致的数据。

图7 焦化MES系统数据校正技术的应用实例
动态成本控制优化：由于物耗、能耗、设备、成本、计划与调度等生产管理要素与综合生产指标密切相关，综合生产指标往往不能连续在线测量，而且又难以用控制系统的输入输出来描述。成品连续地产出，工艺运行也在不断的变化之中，产品成本只能按某一时段（通常为月），由各级生产统计人员读取进出物流的累计值、公用工程的消耗量，有时还需要进行必要的人工处理和工序间的人为摊派，人工完成进出工厂的物料平衡和工程内部各产品的物耗分配，进行能耗计算，这个能耗是该时段产品的实际能耗的平均值。通过MES的信息集成平台的物耗能耗估算模型，就可以对全部工艺物流、公用工程（水、电、汽）消耗的测量数据进行在线校正，折旧费、人工费、修理费、管理费和外购原料等物耗信息，根据设定的算式和时间间隔，可以自动地给出任意时段（班、日、旬、月等）的各种产品或中间产品的动态能源消耗状况。在市场经济环境下，原材料、能源和产品的价格瞬间万变，对物耗能耗的动态计算，对于大型工业企业的节能降耗是有重大意义的。

图8是通过物耗能耗模型得出的成本消耗比较情况的变化趋势图。  

图8 成本消耗比较情况的变化趋势图
通过不断的研究和实践，目前已经初步建立了通用物耗能耗建模的框架，根据流程可以画出节点流股的关联图，并对每个节点元素进行模板的定制，就可以自动生成对应流程的物耗能耗关联矩阵，即投入产出理论中的直接消耗矩阵和消耗矩阵。通过与相应实时数据库的位号和关系数据库中的数据连接，可根据模型中定义的多尺度时间片段，计算出当前物耗能耗的实际数据。
图9中，将生产数据分为大类和子类。例如在化工行业中，原料、辅料、公用工程等为大类。用户通过鼠标拖动，即可建立生产元素大类和子类的关系，然后按如图10所示中对各个元素进行模板定制，即可自动生成投入产出的物耗能耗模型。