西门子6ES7253-1AA22-0XA0一级代理

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通过应用PLC响应速度快的特点，发挥PLC信息捕捉锁定功能，实现实时就近报靶、显示弹着点，随时为修正误差提供依据。文中对PLC多个输出负载采用矩阵处理方式，减少了I/O点数，扩展了PLC的功能和应用领域。

利用PLC的程序可编制及反应速度快的特点在胸环靶激光训练装置中作激光信号锁定及指示用，与数字电路逻辑组合功能相结合，对激光信号实施控制，制成激光训练装置，进一步扩大了PLC的应用范围。
激光靶装置分为胸环激光信号接收、显示靶两大部分，射手利用远距离激光发射波长为630 ~ 680mm大输出功率5mW的激光束，在百米开外的胸环靶上安装有激光接收装置，该装置的输出信号，通过电缆线的传输，送至安装在激光发射位置的小型声光报靶装置，报靶装置中的PLC对激光信息进行锁定，然后处理，通过声音和发光显示，实时报出弹着点及环数，供者随时参考，修正瞄准点。

一、激光信号接收靶的控制原理
把胸环靶按弹着点位置分为若干个区域，如图1 所示。




胸环靶有5 ~ 10环的6种环数，靶面共分为8个（0 ~ 7）区域，区域划分得越细，显示弹着点的位置越。胸环靶所有激光件分成34个区域，胸环靶每个区域内有若干个光电件相并联，器件间距不大于胸环靶接收的激光点直径，胸环靶电气原理见图2 所示，




胸环靶每个区激光件可分别产生1个区信号和1个环信号。34个区域接收到的激光信号经过逻辑电路变换成8路区信号和6路环信号逻辑输出。当胸环靶某个区接收到激光信号时，通过数字逻辑电路产生出相应的区、环信号，然后送往声光显示靶进行处理。
电气原理图逻辑关系表达式为：
X = A0 + A1 + A2 + A3 + A4 + A5 + A6 + A7
Y = A0 + B0 + C0 + D0 + E0
Z = A7 + B7 + C7 + D7 + E7
式中：X为9环信号输出端，当IC1（8输入端或非门）任一输入端有效时（高电平有效），9环输出X端有效（低电平有效）。A0 ~ A7分别对应0 ~ 7区的9环激光检测输入信号。Y为0区的区选信号输出端，当0区任一信号输入有效时，0区输出Y端有效。IC2的输入A ~ E分别对应0区9、8、7、6、5环激光检测输入信号。Z为7区的区选信号输出端。X、Y、X接至PLC的输入端，当输出三管基为高电平时，输出端X、Y、Z为低电平，PLC输入有效。
当激光信号击在0区9环靶位时，件R1有效，IC1、IC2输入端A0有效。(1)环处理电路，IC1输入信号A0有效，X（9环）输出低电平有效（IC1为9环处理或门电路）。(2)区处理电路，IC1输入信号A0有效，Y（0区）输出低电平有效（IC2为0区处理或门电路）。X、Y有效信号送向PLC，PLC得到9环0区有效信号，即作相应处理。
又如激光束击在7区9环时，通过R2的接收，使IC1、IC3输入信号A7有效，输出端X（9环）、Z（7区）输出低电平有效。
二、声光显示靶的控制原理
声光显示靶显示区域的划分，与胸环靶相类似。胸环靶逻辑输出信号经电缆线传输至位于射手侧前方的显示靶，作为PLC输入信号，设PLC输入为干接点结构，胸环靶输出低电平时PLC输入有效，利用PLC内部锁存功能，对捕捉到的区、环输入信号脉冲进行锁存，而对以后5秒内连续发出的激光信号不予相应。并按照胸环靶所接收激光信号的相应位置，显示弹着点位置，同时用语言报出击中环数。
PLC外部电路如图3 所示，




PLC输出点采用继电器输出，在PLC输出端口分别产生区、环有效信号输出，并与发光二管和语言芯片一起构成矩阵电路。显示靶每区、每环用一个发光二管指示弹着点位置，故区域划分的越细，显示弹着点的位置越。
输出矩阵设计思想，根据胸环靶的要求分别可驱动34个发光二管及6片语言芯片。矩阵电路的引用扩展了PLC的输出端点，使得仅用40点PLC的14个输出端点，就驱动了40多个负载，满足了本系统的基本控制要求，节省了PLC的硬件资源。设PLC输出区信号X=1、环信号Y=1时，区、环输出矩阵选通X，Y线，使交叉处发光二管点亮，同时Y=1环信号使报警语言芯片报出相应环数。

三、PLC程序设计
PLC控制系统程序设计的思路如图4 所示，




在无激光信号输入时，程序处在循环扫描输入端口，等待激光信号到来的状态。当收到激光输入信号，并对激光脉冲锁定后，封锁所有输入端点，不再响应激光输入。其员在于，激光发射装置可连续发射，而所模拟的却只能单击，不能连续无间隔发射，故采用封锁处理（封锁时间可调），使得在激光发射时不响应连续信号，以达到真实地模拟的目的。
按级联锁功能设定的意义在于，激光信号无论射在胸环靶任意位置，都应覆盖住激光件，要求激光件的间距小于激光束的直径，这样就有可能使得2个相邻的激光件同时有效，这时报靶电路应报出高环靶数，而不是高、低环数同时输出，如某区9、10环同时接收到激光信号时，应报10环而不应报9环，故10环输出应9、8、7、6、5环的输出，依此类推。

四、应用前景
激光训练装置是一种物美的训练器具，可随时进行弹着点的分析和修正。若配合摄像系统或微机系统可留下训练资料，供系统地分析研究训练过程，提高射手的水平。

1、概述

空调是对建筑物内空气进行调节的系统，它通过对风机、阀门、泵等设备的开、关及连续调节来控制室内温度、湿度，使之满足一定要求，从而提高人体的舒适度。随着人们生活水平的不断提高，越来越多的大、中型建筑采用空调系统，以达到夏季致冷、冬季取暖的目的。

为提高空调系统的经济性、性及可维护性，需采用控制产品对空调系统的各个设备进行控制。早期的空调控制器多为就地式控制器和DDC控制器，它们具有控制功能简单、不易联网及信息集成度不高等缺点。随着计算机技术、控制技术和网络技术的发展，现在的空调系统都倾向于采用、实用、的可编程控制器(PLC)来进行控制。本文介绍用和利时公司小型一体化PLC产品HOLLiAS-LEC G3控制空调的实例。

2、控制系统介绍

烟台荏原空调设备有限公司为一建筑面积2.5万平方米的楼提供了一套空调系统，该空调系统包括1250000kcal/h蒸汽型化锂吸收式制冷机3台、吊式新风空调器11台、立式空气处理机组18台、风机盘管327台、管道式通风扇180台、消声型管道斜流风机2台、吊式空气处理机组32台。该空调系统的全套控制产品采用和利时公司生产的G3系列小型一体化PLC，应用40点的晶体管输出型CPU模块LM3108和其它扩展模块。

2.1系统组成

控制系统包括上位机集中监控和各机组本地PLC控制两部分。

上位监控系统由一台计算机和相应的软件组成，用于监控各机组的运行参数，并对PLC发出各种控制指令，以控制三台机组的协调运行。上位组态软件选用和利时公司的组态软件Focsoft3.1，上位机通过RS-485串口与各机组的PLC进行联网。上位机不仅显示各机组的运行参数及状态，还保存相关历史数据。
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各机组PLC的I/O点数均为DI 20点、DO 20点、AI 14点、AO 1点，PLC在数据采集的基础上对相关设备发出控制指令，控制各机组的、经济运行。同时，PLC将机组运行数据实时送往与之连接的人机界面(HMI)和上位监控计算机。另外，PLC需接收上位计算机的协调控制命令。

为了满足以上控制要求，每套PLC包括一个40点CPU模块LM3108、一个8点DO模块LM3220、4个4点AI模块LM3310和1个2点AO模块LM3320。CPU模块自带2个串行通讯口，一个串口(RS-232)用于连接人机界面，采用标准的Modbus从站协议。另一个串口(RS-485)组成网络，与上位监控机进行通讯。

3、控制系统主要功能与特点

3.1 系统功能

上位机监控系统主要完成对工艺参数的检测、各机组的协调控制以及数据的处理、分析等任务，下位PLC主要完成数据采集、现场设备的控制及连锁等功能。
◆ 数据显示
显示3台机组的运行参数，包括冷水出口温度、冷水入口温度、冷却水出口温度、冷却水入口温度、蒸汽压力、蒸汽阀门开度，以及溶液泵、冷剂泵等所有屏蔽泵的运行状态和各种故障报警的详细信息。
◆ 历史数据的存储及检索
对重要的数据进行在线存储，数据的存储时间长为10年。可以通过历史报表或者历史趋势曲线的方式检索历史数据。
◆ 控制
根据设定的参数，并考虑经验运行数据，PLC应用反馈数据 (如室内温度)进行PID调节，以保证运行参数满足系统要求。控制系统有三种运行方式：就地手动、软手动和自动。就地手动就是通过就地手动操作设备对机组进行控制，软手动是通过PLC对机组进行手动控制，自动则是根据编好的控制程序自动控制相关设备的启、停及调节量。采用程序控制方式，杜绝冷剂污染，有效便捷地实现冷水、冷却水的变频控制。通过有效合理地开、停控制，达到启动速度快、停机时间短的目的，即能节省能耗，还能避免结晶，从而提高空调系统的性和经济性。
◆ 连锁与保护
各机组相关设备的启、停具有一定的连锁关系和时间顺序，该功能由PLC的连锁程序完成。同时，为保证机组的运行，对相关参数的越限采取保护措施，如冷水、冷却水与机组的连锁控制、冷却水系统与冷却塔的连锁控制等。

3.2 系统特点

◆ 灵活性
本控制系统选用和利时公司的小型一体化PLC代替传统空调主机控制系统中的单片机，较大程度地提高了系统配置及控制的灵活性，能好地满足不同用户的不同需求。同时，明显缩短了程序开发周期。
◆ 高性
控制HOLLiAS-LEC G3 PLC能够在恶劣的环境中长期、无故障运行，并且易接线、易维护、隔离性好、抗腐蚀能力强，能适应较宽的温度变化范围，平均无故障时间间隔(MTBF)大于15年。
◆ 强大的功能
HOLLiAS-LEC G3 PLC的编程语言遵从IEC61131-3标准，易学、易懂、易用。除了具备传统PLC的助记符和梯形图编程功能外，还具有结构化语言和顺序功能图编程功能。PLC提供各种功能模块，包括各种通讯功能选择、通讯参数设置，以及可以具体到某年、某月、某日、某个时刻的多种定时器和长定时器等，方便了各种功能的实现，有利于缩短开发周期和节省程序容量。
◆ 优良的开放性
上位软件Focsoft3.1支持DDE、OPC、ODBC、SQL，并提供丰富的API编程接口，方便接入其它系统。

日立PLC在煤粉锅炉控制系统中的应用

一、系统概述：
本系统主要是针对煤粉蒸汽或热水锅炉的控制。具有锅炉水位自动控制、燃烧经济性自动控制、炉膛负压自动控制、炉压波动补偿点火系统、蒸汽压、缺水保护等自动联锁保护功能。
本系统的控制方式分自动/手动/就地，三种方式可转换。锅炉正常运行生产时，使用自动方式，设备按工艺要求的顺序和流程由控制台自动控制、联锁保护；手动时，可在控制台操作各设备，有互锁和联动关系；就地时，在现场操作可启停设备，闭锁，保护现场操作人员的。


二、系统的实现：
①、初始化
检测各电气设备已通电，并且有动作；然后依次检测锅炉水位是否下限，蒸汽压力是否限，煤粉罐料位是否下限，中间料仓是否下限，如上述条件有任意一条为“是”均不能。
②、点火
关闭一、二次风电动调节阀，然后依次启动引风机、二次风机、全开二次风阀门，如任意动作未执行，则停炉并报警；如设备运行正常，则延时吹扫1分钟，然后调节二次风电动阀至设定位置，启动点，此时监测火焰是否建立，延时30秒，启动一次风机，调节一次风阀门至设定位置，启动搅拌器，启动给料螺旋并调节至设定转速，此时监测火焰是否建立，如火焰建立，则油与煤粉混燃10分钟后关闭点，火焰检测器继续监测火焰是否建立，如上述任意条件为“否”或任意动作未执行，则执行停炉控制程序。
③、运行
实时监测蒸汽压力，如过设定压力，则执行停炉控制程序；如未出设定压力，则执行经济燃烧控制程序。
④、停炉
检测点是否关闭，然后依次停止搅拌器、供料螺旋、一次风机；将二次风阀门调至全开位置，延时吹扫1分钟后；检测炉膛温度直至设定温度后停止引风机、停二次风机，关闭一、二次风阀门。

锅炉紧急或异常停车：


２、锅筒水位自动控制
根据本系统锅炉容量，采用单冲量控制方式。


３、燃烧经济性自动控制
根据5分钟内对烟气中氧气含量检测的平均值，改变送风量的大小，进而达到调节锅炉经济、燃烧的目的。

燃烧经济性自动控制条件：
①、在一定的采样周期内，实际含氧量浓度变化率大于或小于工艺设定的含氧量目标值时，差值经PID运算后控制二次风阀执行器，执行器调整二次送风量，并在一定的时间内保持，以满足燃烧的经济性。
②、在一定的采样周期内，实际含氧浓度变化率在工艺含氧量目标值范围内时，系统不做运算，二次送风量保持原状态。
４、炉膛负压自动控制
考虑到燃烧过程的波动性，控制系统应设有死区不响应功能。但是当炉压持续出现波动时，起动给油泵，同时点火器动作并延时，当炉压趋于稳定，关闭点火器同时停给油泵。启动给油泵、点火器点火并在给定的延迟时间内炉压还不能趋于稳定状态，则停止锅炉的运行。

５、中间粉仓料位自动控制
根据粉仓重量控制煤粉罐旋转阀的启停，当中间粉仓重量到达下，启动旋转阀；当中间粉仓重量到达上，停止旋转阀。

６、煤粉锅炉系统连锁保护
①、水位保护
锅炉水位报警共设定水位高、水位高、水位低、水位低等4种水位报警信号。
锅炉水位保护共社水位高、水位低等两种保护。当水位高或低时停止锅炉运行。
②、蒸汽压力高保护。当蒸汽压力过设定的压力保护值时停止锅炉运行。
③、锅炉炉膛熄火保护。即锅炉在正常的运行状态下的非正常的熄火保护。
④、紧急停车保护。在现场设备调试及设备试运行期间，如果设备出现故障而设置的手动紧急保护功能
三、控制系统硬件配置：
根据工艺要求及操作使用方便，本系统将配置：低压电气柜一台和操作箱一台。
（1） 主要的低压电气元件选用富士。
（2） 数据集中采集及控制采用日立EH-150系列。
（3） 变频器采用日立L300P系列。
（4） 集中监控采用工控机。
（5） 温度传感器选用符合IEC标准的热电阻和热电偶。
（6） 锅筒水位采用配备就地式水位表和的压差变送器。
（7） 蒸汽压力采用蓝宝石高温压力传感器。
（8） 蒸汽流量和给水流量采用一体化带温补的涡街计。
四、 上位机控制系统：

五、 结束语：
该煤粉锅炉控制系统性高、自动化程度高、使用方便、操作简单、功能丰富、控制灵活，满足用户的控制要求，运行正常稳定。

1 引言
在电梯控制系统中，采用PLC构成的系统具有故障率低，性高，维修方便等优点。在本实验室中就是采用OMRON的PLC作为电梯教学模型的控制装置。
电梯模型控制系统可分为逻辑控制部分和调速部分。逻辑部分选用高性的PLC，利用软件逻辑控制，具有硬件简单、工作等特点。调速部分的性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要影响，该教学模型调速部分是通过的变频器控制电梯升降电机来实现的，变频器的频率输出和正反转则由PLC的输出来控制。

2 系统结构
整个硬件系统由一个8层电梯教学模型、一个与之相配套的实验操作箱、变频器、以及用作控制装置的PLC组成。系统的硬件构成如图1所示。
我们所用的电梯模型为8层，它由轿箱、开关门机构、升降电机、以及模型本身的控制系统组成。为了电梯运行控制这一，该电梯模型实验装置的楼层显示，电梯轿箱内楼层指示灯，均已由电梯模型实验箱完成,而各楼层电梯操作面板上的按钮指示灯则需由用户控制，这就是为了适合1台控制器同时控制多台电梯模型运行的情况。升降电机以给定的速度和转向运转。

图1 系统的硬件组成
此模型共需有34点指令信号和20点以上的控制输出信号，他们分别是:
(1) 每层楼上、下请求按钮指令信号，共14点(除去1楼下请求和8楼上请求)。
(2) 每层楼的楼层限位开关指令信号，共8点
(3) 轿箱内8层楼楼层按钮指令信号，共8点。
(4) 开、关门按钮指令信号，共2点。
(5) 上下请求指示灯信号，共14点(除去1楼下请求和8楼上请求)。
(6) 开、关门控制信号，共2点。
(7) 变频器正、反转信号，变频器频率选择信号，共4点。
其中(1)～(4)为输入信号，(5)～(7)是输出信号。
PLC根据现场信号的状态决定开门、关门，并决定发给调速系统(变频器)的速度选择信号。在进行PLC控制系统硬件设计时，是确定现场输入、输出信号的类型、作用和数量，再选择PLC的型号，在这里我们选择了日本OMRON公司C200Hα的PLC来对电梯教学模型进行控制。

3 电梯定向逻辑
电梯的定向是根据电梯的上行请求信号、下行请求信号、电梯轿箱内请求信号、电梯当前所处位置等信号来确定电梯继续运行的方向。电梯的定向是电梯控制中的重要逻辑。在以往电梯的定向逻辑中，一般都是将电梯各个层的上、下行请求信号、电梯轿箱内楼层请求信号、电梯当前楼层信号等综合到一条或几条语句中进行判断。这样一来，当楼层数目比较大时，每条语句的编程元件很多，不可避免的带来程序复杂，容易出错，调试麻烦，运行速度慢等问题。以下提出的用逻辑运算指令来进行电梯定向的方法可以比较好的解决该问题。
3.1 状态转换方式
电梯的方向只有上升、下降2个方向，但电梯也可能由于没有任何的上升或者下降请求信号而处于停止状态。在电梯的方向处理过程中，电梯只能在上升状态和停止状态或者下降状态与停止之间转换，例如当电梯由上升状态转为下降状态时先由上升状态转换为停止状态以后再由停止状态转为下降状态。这样的处理方式对电梯的运行是很有意义的，以往的电梯控制系统中，当电梯响应完某个方向上的所有信号后，若所有剩余的信号都是反方向的，电梯立刻改变方向，此时，在原方向前方若出现新的呼叫信号，电梯将不会立刻应答，只是记忆该呼叫信号，而去响应换向后的方向上的呼叫信号，这样既不符合电梯选层的原则，又不能有效的节约能源。采用图2所示的状态转换方式，电梯在响应完某个方向上的所有信号后并不是立刻反向，而是保持该状态等待一段时间后进入停止状态，然后再反向响应相反方向的呼叫信号。对保持时间进行合理的选择，可以做到既不会使得电梯的换向过程显得迟钝，又能有效的响应同方向的新呼叫信号。

图2 电梯的状态转换

从上面的分析可以看出，由于电梯的上升与下降状态之间需要通过“停止状态”该中间状态来转换，故在电梯的方向判断逻辑中需要考虑以下几种情况:
(1) 电梯处于上升状态
在该状态下，当前楼层的上面有上升请求，当前楼层的上面有下降请求或者电梯轿箱内请求在当前楼层的上面，3个条件有1个和多个成立时，电梯继续处于上升状态;当以上3种条件都不满足时，电梯经过一段定时时间后进入停止状态。
(2) 电梯处于下降状态
在当前楼层的下面有下降请求，当前楼层的下面有上升请求或者电梯轿箱内的请求在当前楼层的下面时，电梯继续处于下降状态;当以上3种条件都不满足时，电梯经过一段定时时间后进入停止状态。
(3) 电梯处于停止状态
在当前层之上有下降、上升的请求信号或者电梯轿箱内楼层请求信号在当前层的上面则置电梯为上升状态;相反，若在当前层之下有下降、上升的请求信号或者电梯轿箱内楼层请求信号在当前层的下面则置电梯为下降状态。
3.2 电梯定向逻辑
电梯定向逻辑在程序处理上使用OMRON的C系列的PLC所具有的逻辑运算功能可以大大简化程序的开发过程，并使程序的运行加有效。将DM0000作为电梯上行的记忆信号。将它低8位中的一位用作表示该层有没有上行请求信号产生且被接纳。位代表电梯1楼上行请求信号，二位代表电梯2楼的上行请求信号，依此类推。程序开始时将DM0000的低8位全部置为“0”，然后判断在每一层是否又有上行请求信号，如果有，就将该层对应的位置为“1”，否则就置该层对应的位为“0”。同理可以将电梯的下行信号记忆到DM0001的低8位中，将电梯当前的位置保存在DM0002的低8位中，将电梯的轿箱内的请求信号保存在DM0003的低8位中。
电梯处于上升状态时方向判断相对简单，只需将保存当前电梯位置DM0002与DM0000(记忆上行请求)、M0001(记忆下行请求)、DM0003(记忆轿箱内楼层请求)作比较就可以简单的判断在当前楼层之上有无上行请求、下行请求或者轿箱内楼层请求是否在当前层之上，从而决定电梯是否继续上升。
当电梯处于下降状态和停止状态时的方向判断则比较复杂一些，以下只以电梯处于下降状态时为例来进行说明。为了判断电梯在当前楼层以下是否有请求，在程序中用到了另外一个DM单元(DM0004)来保存电梯的当前位置，但该单元的存储方式则与DM0002不同。
电梯当前所处的楼层和DM0004的低8位数据的对应关系如附表。DM0004与DM0000作“与”操作，则可以屏蔽当前楼层以上的所有上行请求，而保留当前楼层以下的所有上行请求。 若“与”后的结果不为零，则表示在当前楼层的下面仍然有上行请求存在，若“与”后的结果为零，则表示当前楼层以下已经没有上行请求存在了，程序如图3所示。用相同的方法可以判断在当前楼层的下面是否存在下行请求和轿箱内的楼层请求信号。综合以上3个判断结果就可以判断电梯是否继续处于下降状态。若电梯继续下降的条件不成立，则电梯经过一段定时后进入停止状态。
附表 电梯当前所处楼层与DM0004低8位的对应关系电梯处于停止状态时的方向判断的程序编制方法与电梯处于下降时有很大的相视之处，限于文章的篇幅就不在详细叙述。

4 电梯调速
在电梯控制系统中，电梯速度的控制是一个重要而难以解决的问题。电梯的速度控制对乘坐者的舒适感影响很大，又影响电梯的定位。在该电梯教学模型的控制系统中选用日本Panasonic交流马达变频调速器V700T750B1来控制电梯的速度。当PLC完成定向后，向变频器发出方向使能的速度信号，变频器依据设定的速度及加速度值启动电机，达到大速度后匀速运行。当电梯响应呼叫，到达目的层的减速点时，PLC切断高速度信号输出，此时变频器以设定的减速度将大速度减至爬行速度。在减速运行过程中，变频器的调速器能够自动计算出减速点到限位点之间的距离，并计算出优化曲线，从而能够按优化曲线运行。

图3 判断当前楼层下有无上行请求的程序

使用PLC、变频器来控制电梯还有一种比较好的速度控制方法可以使用，就是利用PLC的D/A模块来实现。事先将数字化的理想速度曲线存入PLC寄存器，在电梯的运行过程中PLC通过查表找出对应的速度值写入D/A模块，再由D/A模块转换成模拟量后控制变频器的频率输出。

4 结束语
经过一段时间的实验证明，本系统能成功的对电梯完成自动控制，能准确地、及时地到达楼层，能按规定的频率曲线完成对电梯的速度控制。采用PLC控制电梯有明显的优越性，是一个改善电梯性能的有效方法。

1 引言
随着水电厂“无人值班”(少人值守)工作的不断开展，以及电力体制的改革，对水电厂的自动化技术提出了高的要求。计算机技术、信息技术和现场总线技术的飞速发展给水电厂自动化系统无论在结构上还是功能上，都提供了一个广阔的发展空间。水电厂自动化系统应该成为一个集计算机、控制、网络以及多媒体为一体的综合系统。本文就GE90-30 PLC、PROFIBUS现场总线在水电厂自动化系统中的应用作些探讨。

2 水电站自动化系统原理与结构
目前，水电厂自动化系统大多采用全计算机监控系统，取消或简化常规控制手段。而当前，计算机监控系统一般采用全分布、开放式结构，设电厂级和现地控制单元级。其系统结构原理如图1所示。本文将着重讨论现地控制单元级的设计。

3 系统实现及功能
在水电厂的机组现地控制单元中，一般需配备交流电

图1 水电站自动化系统原理与结构图

量的采集装置、人机界面、自动同期装置、温度巡检装置和智能控制器、开关输入量、模拟输入量板、开出量输出板等，同时还需具备对外通讯的功能。本现地控制系统拟采用美国通用的GE90-30可编程序控制器为控制元件，GP系列10.4英寸彩色液晶触摸屏为人机界面。系统结构以及布置图如图2所示。
在系统配置中，可编程序控制器主要由智能CPU、

图2 现地控制单元结构图

图3 PLC配置方案图

开关量输入输出模件、模拟量输入模件、以太网通讯模件、智能通讯模件、Profibus-DP现场总线通讯模件。
可编程序控制器配置方案如图3所示。
(1) 在上述配置中，CPU360是控制系统的，IC693MDL655、IC693ALG223分别负责采集开关输入量和模拟输入量，IC693MDL752输出开出量。在电源上有1个485串行通讯口，支持SNP规约，利用这个端口可以直接和触摸屏通讯。
(2) 在本方案中，PCM301模件提供2个串口自由对外通讯，可通过编程来实现任意通讯协议的对外通讯，编程语言可选择BASIC或C语言。一个端口和交流采集装置和温度巡检装置通讯，另一个端口负责与调速器和励磁装置通讯，通讯规约为MODBUS，具体的通讯要通过BASIC或C语言编程来实现。
(3) 该PLC配置方案中的以太网通讯模件(CMM 321)，提供一个标准的网络接口，支持TCP/IP MODBUS协议，可与上位计算机通讯，这样上位机就能够对现地单元监控。
(4) 在水电厂自动化应用中，机组容量增大、控制信息增多、控制负荷增加等都会造成现地控制单元控制能力的降低。针对水电厂被控制对象分散的特点采用现场总线将分散在现场的智能I/O、智能控制器连成一体。正好体现了分散控制的特点，提高了系统的自治性和性，节省了大量的信号电缆和控制电缆。对于现地控制单元，智能控制器(可编程序控制器)加上现场总线技术应是一个良好的发展趋势。
在本控制系统方案中，采用Profibus-DP现场总线模件(IC670PBI001)，以便和渗漏集水井排水系统控制单元，空压机系统控制单元、技术供水系统控制单元、主变压器冷却水系统控制单元、油压装置及漏油泵系统控制单元等通讯。每个单元的信息或对其控制。
在PLC软件的设计中，在PLC的寄存器空间，开辟了一段寄存器作为上位机和PLC交换数据的空间，同时根据开关输入量、开关输出量、模拟量以及通讯采集量的特点了相关的通讯规约，以便PLC和上位机能快速的交换数据。
(5) 系统特点
a) 具备输入输出回路光电隔离保护功能;
b) 网络节点以及PLC输入输出可灵活配置;
c) 自动采集并监视反馈信号及设备运行状态，并可实现与上位机联网通讯功能
d) 具备现地手动、自动控制及远方上位机控制功能;
e) 简化了系统结构，降低了投资成本。

4 结束语
本现地控制系统方案已被国内几个中型水电厂所采用。从系统运行情况来看，在各种方式下设备操作正确无误，数据采集与通讯正常，系统性高，上位机监控也很正常，各项性能满足水电厂自动化系统的要求，同时也为水电厂的运行、维护减少了工作量及生产成本，为实现现代化水电厂“无人值班”(少人值守)的运行管理模式创造了条件。

1 引言

由于干出灰控制系统控制点数多、工况恶劣，在传统的控制技术下，系统效率较低、性差、达不到期望的控制效果;而可编程逻辑控制器(PLC)结构紧凑、扩展性能良好、价格低廉、运算指令丰富，抗干扰能力强、性高，非常适合在恶劣条件下工作的工程机械使用。本文针对干出灰控制系统的要求，设计了一种基于PLC的干出灰控制系统。

2 工艺流程

现场共有三台炉子(1#，2#，4#)、两个灰库、三台空压机、两台风机。1#炉、2#炉各自包括两个电场，4#炉包括三个电场，每个电场包括一组(两个)仓泵，每组仓泵附近配置一个电磁阀箱(共7个)。七个电磁阀箱的内部结构相同，功能一样。
(1) 电磁阀箱内有七个电磁阀，远程/就地转换开关、复位按钮、报警指示灯各一个，每个电磁阀配有一个手/自动转换开关。自动输灰时，七个手/自动开关都应打到自动位置，远程/就地开关打到远程位置，如果二者设置不一致，控制室内连锁报亮，上位机也会出现报警。当远程/就地开关打到“就地”位置时，自动输灰停止。
(2) 任一仓泵由就地控制切换到远程控制时，该仓泵都要升压流化出灰一次，然后进行正常的自动出灰过程;由控制远程切换到就地控制时，该仓泵停止出灰。
(3) 当仓泵料位计故障后，进灰阶段自动转为时间控制，故障后进灰阶段转为料位和时间双重控制。吹堵或人工清堵时出现报警，堵管后，按下复位按钮可恢复自动输灰。
(4) 同一输灰管线上只能有一个仓泵输灰。1#、2#炉一、二 电场共用一根输灰管，级别为:先满足出灰条件的一组仓泵出灰。4#炉一、二、三电场共用一根输灰管，出灰级别为:三电场的的仓泵出灰等待时间过40min时级别，二电场的仓泵出灰等待时间过20min时级别较高，一电场仓泵出灰级别高，二电场仓泵出灰级别较一电场次之，三电场出灰级别。
(5) 输灰时间过长报警后，输灰管道上的压力值小于30Kpa，该仓泵出灰阶段结束，转入吹扫阶段。

3 硬件系统设计

根据上述的工艺流程要求以及系统本身还要实现数据处理、画面显示、文档存储等功能，本系统采用了上位机与下位机结合的双级结构。控制系统的检测和控制点数共有202点，其中AI:22点，DI:91点，DO:89点。控制系统硬件框图如图1所示。

(1) 上位机选型
本系统上位机采用ADVANTECH工控机，硬盘容量为30G，内存为128M，显示器为PHILIPS 109G，操作系统为WIN2000 Professional。
(2) 下位机硬件配置
CPU模块:FX2N-128MF;输入/输出模块:FX2N-4AD;通讯模块:RS485BD和RS232C。

4 软件系统设计

(1) 上位机软件设计
监控系统软件采用的是北京“亚控公司”的《组态王5.1》。整个监控画面由页、系统图、历史趋势图、模拟量棒图、报警图，报、参数设定、吹堵阀图、报表几部分组成。
l 页:按正常方式打开工控机，提示输入登录密码，密码正确后进入WIN2000操作系统，进入《组态王》“运行系统”输灰监控系统页后等待10s，自动进入系统总貌图。
l 系统图:系统图共5幅:总貌、1#炉系统图、2#炉系统图、4#炉系统图、灰库及电气设备系统图。
l 历史趋势图:历史趋势图上有数字显示出左、右两指示器值并有大值、小值、平均值显示。屏幕下方设有四个设定步长的按钮可供选择，另外还设有一个“参数设定”按钮。
l 模拟量棒图:棒图可直接显示出仓泵压力值，储气罐压力值，空压机、风机、电加热器的电流值。
l 报警图:报警时显示红色，按下确认后，未恢复的报警则变成黄色，否则变成，在屏幕右上角的粉色框内显示新出现的报警。屏幕上的复位按钮用于复位堵管联锁使输灰恢复正常。
l 报:以表格的形式出现，能够显示出数字量输入点的状态。在仪表调试和维护时使用比较方便。
l 参数设定:在进行参数设定之前，先登录，在系统提示下选择“系统监察员”级别，输入正确的密码后，则可进行参数设定，设定完成后，要按销按钮，以保证系统。
l 吹堵阀:显示七个吹堵阀的开关状况，同样遵循“开阀”显示，“关阀”显示红色的原则。
l 报表:该画面包括实时报表和历史报表的显示、编辑、保存、和打印的功能。
(2) 下位机软件设计
下位机程序主要采用梯形图编制，利用装在上位机的编程软件FXWIN-C编写调试，后将调试的控制程序下装到下位机，控制程序流程图如图2所示。

5 结束语

高压燃煤锅炉干出灰控制系统采用PLC，替代传统的继电器;所有参数采用计算机集中显示，替代传统的二次仪表显示。本设计系统已投入实际运行，系统性能稳定，满足工艺要求，并在人-机界面的防护性和友好性都有出色的表现，各项技术指标达到了设计要求