企业信息

    浔之漫智控技术(上海)有限公司

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  • 公司认证: 营业执照已认证
  • 企业性质:私营企业
    成立时间:2017
  • 公司地址: 上海市 松江区 永丰街道 上海市松江区广富林路4855弄52号3楼
  • 姓名: 聂航
  • 认证: 手机已认证 身份证已认证 微信未绑定

    西门子模块6ES7241-1AA22-0XA0一级代理

  • 所属行业:电气 工控电器 DCS/PLC系统
  • 发布日期:2024-08-26
  • 阅读量:13
  • 价格:面议
  • 产品规格:模块式
  • 产品数量:1000.00 台
  • 包装说明:全新
  • 发货地址:上海松江永丰  
  • 关键词:西门子代理商,西门子一级代理商

    西门子模块6ES7241-1AA22-0XA0一级代理详细内容

    西门子模块6ES7241-1AA22-0XA0一级代理

    自20世纪90年代以来,数字化技术突飞猛进的发展,并且日益渗透到各个领域,智能家居在21世纪将成为现代社会和家庭的新时尚。作为通用工业控制计算机的PLC,30多年来不论是在功能上还是在应用领域方面,都有着从逻辑控制到数字控制、单体控制到运动控制、过程控制到集散控制的飞跃,今天的可编程序控制器PLC正成为工业控制领域的主流控制设备,在世界各地发挥着越来越大的作用。而随着PLC应用的迅猛发展,各种控制策略不得不面对不同的对象在大跨距分散地点下的远程控制应用,如何实现大范围分布式应用中各种现场处理及远程控制,远程维护等就是很现实的问题,这其中的前提之一就是各种数据包的远程传输.以前,有的PLC应用系统中采用了无线数传电台通信来达到远程控制PLC的目的,但是这种方案仍然存在一些缺陷,主要就是其分布范围仍然较为有限,而且随着通信距离的增加,其性受到很大影响。 目前新应用趋势是将PLC控制系统与现有GSM无线通信网络技术集成,通过GSM短信遥控模块通信技术,可以实现全国,甚至范围内的数据远程传输,进而达到数据远程分析处理,远程控制的目的。
    GSM+PLC方案优点
       GSM短信遥控模块可提供广域的无线IP连接。在移动、联通通信公司的GSM业务平台上构建分布式PLC控制系统,实现PLC的无线具有可充分利用现有网络,缩短建设周期,降低建设成本的优点,而且设备安装方便、维护简单。经过比较分析,我们选择的GSM短信遥控模块作为分布式PLC控制系统的数据通信平台。
       GSM无线通信系统具备如下特点:
    1、性高:
       与SMS短信息方式相比,GSM 网络采用面向连接的TCP协议通信,避免了数据包丢失的现象,保证。可以与多个监测点同时进行,互不干扰。GSM短信遥控模块本身具备完善的频分复用机制,并具备强的抗干扰性能,避免了传统数传电台的多机频段“碰撞”现象。
    2、实时性强:
    GSM具有实时在线的特性,时延小,并支持多点同时传输,因此GSM监测数据可以多个监测点之间快速,实时地进行双向通信,很好地满足系统对数据采集和传输实时性的要求。目前GSM实际速率在30Kbps左右,能满足系统速率(≥10Kbps)的需求。
    3、监控范围广:
       GSM短信遥控模块已经实现全国范围内覆盖,并且扩容无限制,接入无限制,能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。对于分布在全市/全省范围内,或全国范围的PLC控制系统,采用GSM短信遥控模块是其理想的选择。
    4、系统建设:
    由于采用GSM公网平台,建设网络,只需安装设备就即可,建设;也免去了网络维护费用。
    5、系统运营:
    采用GSM公网通信,全国范围内均按统一费率计费,省去昂贵的漫游费用, GSM短信遥控模块可按数据实际通信流量计费,(1分-3分/1K字节),也可以按包月不限流量收费,从而实现了系统的通信。
         6、系统的传输容量,扩容性能好:
       监控要和每一个PLC控制现场实现实时连接。系统要求能满足突发性的需要,而GSM技术能很好地满足传输突发性数据的需要;由于系统采用成熟的TCP/IP通信架构,具备良好的扩展性能,一个监测可轻松支持上千个现场PLC数据通信。
    7、GSM传输功耗小,适合野外供电环境:
    虽然与远在千里的数据进行双向通信,GSM数传设备在工作时却只需与附近的移动基站通信即可,其整体功耗与一台普通GSM手机相当, 平均功耗仅为200毫瓦左右,比传统数传电台小得多。因此GSM传输方式非常适合在野外使用太阳能供电或蓄电池供电的场合下使用。
         系统构成
    1、现场控制/采集点:
       现场监控点由PLC实现自动控制,并相关信息,通过RS232或RS485接口与GSM DTU终端相连,PLC到的设备信息通过GSM DTU终端对数据进行处理、协议封装后发送到GSM无线网络。
       2、监控:
    a)公网接入方案服务器采用公网方式接入Internet,如ADSL拨号/电信专线宽带上网等,申请公网固定IP地址;可以实现中小容量的系统应用。
       b)专网接入方案
    服务器采用省移动通信公司提供的DDN专线, 申请配置固定IP地址,与GSM短信遥控模块相连。由于DDN专线可提供较高的带宽,当现场PLC数量增加,不用扩容即可满足需求,可实现大容量系统应用。监控RADIUS服务器接受到GSM短信遥控模块传来的数据后行AAA认证,后传送到监控计算机主机,通过系统软件对数据进行还原显示,并进行数据处理,这样进一步增强了系统数据通信性能。
       3、GSM/GSM移动网络:
    PLC采集的数据经GSM/GSM短信遥控模块空中接口功能模块同时对数据进行解码处理,转换成在公网数据传送的格式,通过中国移动、联通网络的GSM无线数据网络进行传输,终传送到监控IP地址。
        系统方案
       各现场控制点使用GSM短信遥控模块的终端,通过移动GSM短信遥控模块与监控相连。各现场控制点的GSM 普通数据卡或APN数据卡,同时监控对各点编号进行登记, 并与现场控制点信息进行关联,以便识别和维护处理。监控运行监控系统软件,实时现场控制点的相关数据。
         产品特性
    系统采用ZSD3120 GSM DTU无线透明终端。产品基于中国移动、联通网络的GSM短信遥控模块,具有、高及抗干扰能力强等特点,提供标准RS232/RS485接口, 可直接与PC、单片机系统、RTU测控终端、PLC、GPS、数据集中器等连接,具有远程诊断、测试、监管功能,满足各行业调度或控制与众多远端站点之间的数据采集和控制。
    1、内置TCP/IP协议栈,针对GSM短信遥控模块优化
    2、提供GSM无线数据双向传输功能
    3、提供RS232/RS485/RS422接口
    4、符合ETSI GSM Phase 2+标准
    5、支持自动心跳,保持在线
    6、透明:为用户的数据设备提供双向100K大容量数据缓冲区,支持大数据包传输
    7、自动拨号连接:DTU上电自动拨号上网、连接网络,支持用户端发起命令连接或远程唤醒连接
    8、提供短信通道,内置Unicode编码转换表
    9、支持远程短信/电话唤醒
    10、实时监测网络连接情况,掉线自动重拨功能
    11、支持为固定IP或动态域名
    12、心跳报告时间间隔用户可设定
    13、支持点对点、点对多点、多点对多点对等
    14、支持APN数据专网业务
    15、安装灵活、使用方便、
    16、支持多数据,自动切换
    17、适应低温和高温工作环境
    18、EMC抗干扰设计,适合电磁恶劣环境应用
    19、复合式技术,当机
    20、整机低功耗技术,在线待机电流<20mA
    措施
    由于远程控制的特殊性,系统需要高的系统和稳定性。主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环,网络防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行,即使出现硬件和软件故障,系统也不能中断运行。 监控可通过公网接入,或者到移动专网接入,采用公网接入方式成本比较低,企业不用租用专线,而使用数据专线接入时,GSM数据要经过Radius服务器的认, 整个数据传送过程得到了加密保护,性比较高,可充分速度和网络服务质量。
    1、APN数据专网模式:企业内部网络中配置APN服务器,移动终端使用APN数据专网,由于采用数据专网,服务器与公网Internet隔离,可以有效避免非法入侵。
    2、用SIM卡的性,对用户SIM卡号码进行鉴别授权,在网络侧对SIM卡号和APN进行绑定,划定用户可接入某系统的范围,只有属于行业的SIM卡号才能访问APN,移动终端与监控采用中国移动、联通网络分配的专门的APN进行无线网络接入,普通的SIM卡号无法呼叫专门的APN。
       3、可以为每个GSM数据传设备单配置 DTU ID号和密码,通过监控在其登陆时进行应用层认证,其他没有分配的DTU ID号和密码的GSM的设备将无法登录进入系统,系统的性进一步增强。
       4、数据加密:可对整个数据传送过程进行加密保护。
       5、网络接入鉴定机制:采用防火墙软件,设置网络鉴权和防范功能,系统。
    结论
    监控采用有线方式,租用静态IP目前费用约800~150/月。采集点采用GSM无线方式,流量费用目前有包月制和按数据量两种收费方式,按流量计算0.0-0.03元/KB,而包月制2/月有1024KB流量,估计日后其费
    用会逐步降低。对于用户来说,由于通信费用较低,享受到了实惠。另外,由于接入设备可以移动,当控制点搬迁时设备可随之迁移并可继续使用,可以保护用户原有投资。

    1 弯管机工作原理
    中频加热液压弯管机主要由机械装置、液压系统、中频加热系统、PLC控制系统、冷却系统等组成。机械装置主要有卡紧装置、小车推进装置、导向轮装置和摇臂回转装置等组成。弯管的工作原理如图1所示,其基本过程是:在将管道安装好之后,利用中频电源通过感应圈对其待弯区域进行加热,当加热到一定温度后,由小车将管道按照一定的速度向前推进,沿调整好的弯曲半径进行弯曲。
    2 中频加热液压弯管机的液压系统
    中频加热液压弯管机的液压系统原理图如图2所示,主要由9个液压缸和2个液压马达组成。主夹缸在弯管时始终保证管道通过夹具固定于转臂之上,确保管道按预定的半径进行弯曲;导夹缸起辅助夹管的作用,同时具有导向和支撑的功能;推进缸在弯管,为弯管机提供动力;辅夹缸在弯管时把弯管固定于推进小车之上,防止管道在推进时产生振动;定位夹紧缸将主夹头定位在摇臂导轨上,防止其在工作中因受力而移动;定位液压马达,实现摇臂工作台的移动;复位马达是在弯管结束时,使摇臂复位。在弯管机的液压系统中,弯曲主夹缸、导夹缸、辅夹缸、推进缸以及定位夹紧缸均采用液控单向锁紧阀,减少压力损失,以保证弯管过程中夹紧、弯曲动作。
    操作人员装好管坯,通过点动按钮控制电磁铁9YA通电而10YA断电,从而调整弯管的半径,半径调整好之后,点动另一按钮控制7YA通电而8YA断电,定位夹紧。然后按下启动按钮,在可编程控制器(PLC)的控制下依次自动执行以下的动作:
    (1)电磁铁3YA通电,主夹缸驱动夹头关闭,从而把管子加紧;
    (2)电磁铁SYA通电,辅夹缸驱动夹头关闭,把管子和推进小车固定在一起;
    (3)电磁铁11YA通电,导夹缸驱动压料模把管子压紧;
    (4)电磁铁13YA通电,主驱动缸推动小车,从而由小车带动钢管前进,沿调整好的的弯曲半径进行快速弯曲;
    (5)电磁铁巧YA通电,将快速推进改为工进;
    (6)弯管结束后,电磁铁12YA通电而11YA断电,导向缸退回,使压料模后退;
    (7)电磁铁6YA通电SYA断电,辅夹头松开退回;
    (8)电磁铁4YA通电3YA断电,主夹头松开退回。
    操作人员将弯制好的管件取下之后,按下复位开关令电磁铁16YA通电而17YA断电,摇臂反向回转,使弯管机复位,准备下一个弯管开始,从而完成一个工作循环。
    3 弯管机的PLC控制系统
    3.1 控制系统的功能
    (1)弯管前的工装过程:包括摇臂定位,主夹头、辅夹头的开和闭,导向轮的开和闭以及工件位置的调整。
    (2)主要工艺参数的实时采集和显示:包括加热温度、弯曲的角度。
    (3)参数设定的功能:包括弯曲角度的设定、加热温度上下限、工件行进速度定工艺过程参数的设定。
    3.2 控制系统原理
    中频加热液压弯管机的控制系统采用可编程控制器,选用日本某公司的FXZN-64MR,操作系统采用新型人机界面F940G0T,它们之间通过一根通信电缆实现实时通信。FXZN-64MR接受人机界面上的操作控制按钮以及温度的参数设置和光电编码器检测的位置和角度控制信号,使液压缸按规定的顺序完成各动作。触摸屏一方面将弯管机操作控制信号和工艺参数等传送给PLC,另一方面将PLC工作状态和运行信息显在触摸屏上,实现生产过程的动态监视。
    3.3 PLC的FO地址分配
    XO编码器A相脉冲输入 YO液压泵电动机控制接触器KM1
    X1编码器B相脉冲输入 Y1液压泵电动机卸荷电磁阀1YA
    X2急停按钮 Y2液压泵电动机卸荷电磁阀2YA
    X3液压泵过载 Y3主夹紧进位电磁阀3YA
    X4定位夹紧压力开关 Y4主夹紧退位电磁阀4YA
    X5主夹紧进压力开关 Y5辅夹紧进位电磁阀5YA
    X6辅夹紧进压力开关 Y6辅夹紧退位电磁阀6YA
    X7导向进压力开关 Y7定位夹紧进位电磁阀7YA
    X8定位退限位 Y8定位夹紧退位电磁阀8YA
    X9主夹紧退限位 Y9摇臂工作台进电磁阀9YA
    X10辅夹紧退限位 Y10摇臂工作台退电磁阀10YA
    X11摇臂复位限位 Y11导向轮夹紧进电磁阀11YA
    X12弯管机复位限位 Y12导向轮夹紧退电磁阀12YA
    X13摇臂工作台进 Y13弯管快进电磁阀13YA
    X14定位进 Y14弯管快退电磁阀14YA
    X15主夹紧进 Y15弯管快进电磁阀15YA
    X16辅夹紧进 Y16弯管机复位电磁阀16YA
    X17导向轮进 Y17中频电源控制接触器KM2
    X18弯管推进快 Y18冷却电磁阀18YA
    X19弯管工进
    X20弯管停
    X21弯管快退
    X22主夹紧退
    X23辅夹紧退
    X24导向轮退
    X25摇臂工作台退
    X26弯管机复位
    X27中频加热按钮
    X28冷却按钮
    3.4 控制系统的软件设计
    控制系统软件设计包括两部分:一为触摸屏界面设计;二是PLC程序设计。
    1)触摸屏界面设计
    触摸屏界面设计在计算机上安装触摸屏工具软件FX-PCS-DU/WIN-C,根据生产工艺的控制要求进行界面设计,并做好相关的设定,再进行编译,当计算机与触摸屏进行正确的通信后,下载给触摸屏F940GOT。触摸屏界面包括初始界面,手动模式、半自动模式、角度编辑,温度参数编辑和故障报警等。各界面之间可以方便、快捷的切换。
    手动模式界面主要为手动操作设备的各按钮及其相关的显示:自动模式界面主要完成弯管的自动操作及其相关的显示。角度编辑界面主要用于设置弯管的角度参数,以及实时地显示当前的弯管角度。温度编辑界面主要用于设置弯管时管子的加热温度参数,以及实时显示当前的温度。另外还有报警界面。在生产过程中,如果出现故障,触摸屏自动转入报警界面,并且显示故障信息,以便于进行相应的处理。
    2)PLC程序设计
    对于弯管机的手动和自动2种工作方式,采用模块化分别对其进行程序设计。在此介绍自动工作方式。
    按照这个工艺流程,把控制系统模块化为几个子程序,分别为机座位置定位子程序,角度测程序,钢管加热的恒温控制子程序,实时监控子程序。采用模块化设计,操作起来,各模块之间的改互不干扰,有利于程序的维护。


    传统的加热炉电气控制系统普遍采用继电器控制技术,由于采用固定接线的硬件实现逻辑控制,使控制系统的体积增大,耗电多,效率不高且易出故障,不能 保证正常的工业生产。随着计算机控制技术的发展,传统继电器控制技术必然被基于计算机技术而产生的PLC控制技术所取代。而PLC本身优异的性能使基于 PLC控制的温度控制系统变的经济稳定且维护方便。这种温度控制系统对改造传统的继电器控制系统有普遍性意义。

    2 加热炉温度控制系统基本构成
    加热炉温度控制系统基本构成入图1所示,它由PLC主控系统、移相触发模块整、流器SCR、加热炉、传感器等5个部分组成。该加热炉温度希望稳定在100℃工作(其它工作温度同样可以照此方法设计)。

    图1 加热炉温度控制系统基本组成

    加热炉温度控制实现过程是:传感器将加热炉的温度转化为电压信号,PLC主控系统内部的A/D将送进来的电压信号转化为PLC可识别的数字量,然后 PLC将系统给定的温度值与反馈回来的温度值进行处理,给移相触发模块,再给三相整流电路(SCR)一个触发脉冲(既控制脉冲),这样通过SCR的输出我 们控制了加热炉电阻丝两端的电压,也既加热炉温度控制得到实现。其中PLC主控系统为加热炉温度控制系统的部分起重要作用。

    3 PLC控制系统
    3.1 PLC控制系统的硬件配置
    在 加热炉温度控制系统中PLC采用日本三菱公司FX2N,其硬件采用模块化设计,配合了多种特殊功能模块及功能扩展模块,可实现模拟量控制、位置控制等功 能。该系列PLC性高,抗干扰强、配置灵活、。本温度控制系统中PLC我们选择FX2N-48MR-001型,它与外部设备的连接如图2、表 1所示。

    图2 PLCI/O接线图
    表1 PLC I/O地址分配表


    3.2 流程设计
    根据加热炉温度控制要求,本系统控制流程图如图3所示。

    图3 加热炉控制流程图

    3.3 控制算法
    由于温度控制本身有一定的滞后性和惯性,这使系统控制出现动态误差。为了减小误差提高系统控制精度,采用PID控制算法,另外考虑到系统的控制对象,采用增量型PID算法。
    △V(n)=U(n)-U(n-1)

    +[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)>}=KP{△e(n)+e(n)+[△e(n)-△e(n-1)>}
    式中e(n)、e(n-1)、e(n-2)为PID连续三次的偏差输入。△e(n)、△e(n-1)为系统连续两次执行的误差。KP为比例放大系数T、TI、TD分别为采样周期、积分时间、微分时间。
    当 加热炉刚启动加热时,由于测到的炉温为常温,sp-pv=△U为正值且较大,△U为PID调节器的输入,此时PID调节器中P起主要作用,使SCR为大 电压给加热炉加热。当加热炉温度达到100℃以上时,sp-pv=△U为负值,经PID调节,使SCR输出电压减小,加热炉温度降低。当温度正好达到 100℃时,△U为零PID不调节,此时SCR输出的电压正好平衡加热炉消耗的热量,系统达到动态平衡。
    3.4 K型热电偶分度电压拟合
    (1)根据具体问题,确定拟合多项式的次数为n。
    (2)由公式
    Sk=(k=0,1,2, ……2n)
    tr= yi(r=0,1,2, ……n)
    计数出Sk与Tr
    (3)写出正规方程

    (4)解正规方程组 求出a0,a1,…,an
    (5)写出拟合公式多项式Pn(X)=一 次多项式也叫作线性拟合。由上述方法可拟合出K分度电压随温度变化公式为:V=0.04T(其中V为电压,T为温度)。此拟合公式是在温度从0℃到 120℃之间变化的近似公式,因此正规方程只用到S0、S1、S2拟合的多项式次数为n=1,电压随温度的变化可近似为线性变化。如果温度变化范围比较 大,则电压随温度变化为非线性变化,上述电压随温度变公式需要重新拟合,拟合多项式的次数也必然大于2。
    3.5 系统调试
    系统调试分为两大步骤,一是系统软件调试;二是系统硬件调试。
    (1)系统软件调试。系统软件调试是在PC机上进行,我们将PLC控制程序输入PC机后,根据运行要求,设定若干数字开关量,模拟量,对系统的每一个功能进行检测测试并在此基础上不断完善程序以达到系统要求。

    (2)系统硬件调试。相应的系统硬件也是在实验室里进行,用一个设备来摸仪控制对象。检查设备的诸个单元是否合乎要求,其次将软件和硬件结合起来进行测试。并不断完善PLC软硬件的配置以达到优的结果。


    4 结束语
    加热炉温度控制系统采用成熟的PLC技术和电力电子技术,采用软硬件结合,较好的解决了传统加热炉温控系统中出现的问题。针对我国大部分的加热炉用户来说本系统将是一个比较理想的温控系统。



       传统桥式起重机的电力拖动系统采用交流绕线转子异步电动机转子串电阻的方法进行起动和调速,继电—接触器控制,这种控制系统的主要缺点有:
    1.1 桥式起重机工作环境恶劣,工作任务重,电动机以及所串电阻烧损和断裂故障时有发生。
    2 继电—接触器控制系统性差,操作复杂,故障率高。
    1.3 转子串电阻调速,机械特性软,负载变化时转速也变化,调速不理想。所串电阻长期发热,电能浪费大,效率低。要从根本上解决这些问题,只有改变传统的控制方式。
       年来,随着计算机技术和电力电子器件的迅猛发展,电气传动和自动控制领域也日新月异。其中,具有代表性的交流变频装置和可编程控制器获得了广泛的应用,为PLC控制的变频调速技术在桥式起重机拖动系统中的应用提供了有利条件。
    2 系统硬件构成8 h1 ~9 ^$ j4 [9 h2 K' K+ O
        PLC控制的桥式起重机变频调速系统框图如图1所示
      桥式起重机大车、小车、主钩,副钩电动机都需立运行,大车为两台电动机同时拖动,所以整个系统有5台电动机,4台变频器传动,并由4台PLC分别加以控制。- A' b/ u1 m. Q! |% r  s' R

    ' S. B* x. l3 u, q5 K  O, z
    2.1 可编程控制器:完成系统逻辑控制部分
        控制电动机的正、反转、调速等控制信号进入PLC,PLC经处理后,向变频器发出起停、调速等信号,使电动机工作,是系统的。% g1 \# |4 G4 x7 M( v# B/ v
    2.2 变频器:为电动机提供可变频率的电源,实现电动机的调速。# f, y* i! s- O" j% r' Z2 u
    2.3 制动电阻:起重机放下重物时,由于重力加速度的原因电动机将处于再生制动状态,拖动系统的动能要反馈到变频器直流电路中,使直流电压不断上升,甚至达到危险的地步。因此,将再生到直流电路里的能量消耗掉,使直流电压保持在允许范围内。制动电阻就是用来消耗这部分能量的。
      桥式起重机大车、小车、副钩、主钩电动机工作由各自的PLC控制,大车、小车、副钩、主钩电动机都运行在电动状态,控制过程基本相似,变频器与PLC之间控制关系在硬件组成以及软件的实现基本相同,而主钩电动机运行状态处于电动、倒拉反接或再生制动状态,变频器与PLC之间控制关系在硬件组成以及软件的实现稍有区别。控制小车电动机的变频器与PLC控制原理图如图2所示。

    3 _0 g3 v: f' Z" T0 J# I
    3 系统软件设计
     要实现对变频器的控制,对PLC进行编程,通过程序实现PLC与变频器信息交换的控制。编程的重要依据是系统的工作过程。

    3.1 桥式起重机小车电动机的工作过程
       在驾驶室门及横梁栏杆门关好后,位置开关SQa、SQb、SQc闭合,紧急开关SB2等符合要求的情况下,速度选择开关置于零位,按下起动按钮SB1,接触器KM通电吸合,三相电源接通。
        当速度选择开关置于正转速度1时,将三相交流电和电动机接通,1档速度起动,速度选择开关置于正转速度2时,2档速度运行,一般桥式起重机正反向均有5档速度,其余与此类似。$ @$ v1 l+ Y9 G9 B
        速度选择开关置于零位或由于停电,电动机停止运行。为防止因停电、变频器跳闸等使拖动负载快速下降出现危险,仍设置械制动装置。: C0 T" s% k, i6 Y! T
        当发生紧急情况时,可立即拉开紧急开关SB2,一方面机械制动将所有电动机制动,另一方面将变频器紧急停机控制端EMS接通,变频器将使电动机停车。当电动机过载时,可使热继电器的触点FR接通变频器的外接保护控制端,使变频器停止工作。1 y$ o5 ?: C& K( |3 t' g$ a* m
        位置开关SQ1和SQ2装在小车两头。当小车行走到终端时,两端各有挡块,撞上位置开关,切断小车电路,小车电动机停车并制动。
      变频器因发生故障而跳闸后,当故障已被排除、可以重新起动时,按下复位按钮SB,接通复位控制端RST,使变频器恢复到运行状态

    目前,对于供热系统计算机监控方式有两种不同的思路:一种方式是采用集中式监控方法;另一种是采用与现场分工协作的监控方法。种方法控制权集中在上位机,现场工作站只有测试仪表与执行机构,它的功能只是参数采集和上传,本身没有自动调控的决策功能。这种方法灵活性差,如发局部故障容易影响全局的正常运行,当通讯系统出现故障后,会造成重大影响。二种方法是锅炉运行自动调节决策功能“下放”给现场工作站的一种自控系统,控制室即调度室只负责对各个工作站运行参数进行监视以及在必要的情况下修改设定参数。如果整个热网已经联网,还可以调控总供热量、总循环量以及热量调度。这种方法比较灵活,故障影响面小,也能满足“分户热计量”用户对供热系统变流量运行的要求。
    本例远程监控系统应用于小区内锅炉分散、整个热网不联网的情况,我们选择二种远程监控方式。
    整个控制系统由一台总工程师站内的监控计算机、两台工程师站监控计算机,工程师站即调度室计算机监控系统,负责接收现场各站点传来的数据,存储并显示,以便操作人员查看和生成报表。总工程师站在必要的情况下,可由操作人员向现场各站点发送控制命令或修改参数。
    现场控制单元GE PACSystems RX3i PLC,并配以IC200MDL布尔变量输入输出模块、IC200ALG模拟数据输出模块和通讯模块相应执行机构组成锅炉监控系统
    3 监控系统软件配置
    GE组态软件Cimplicity Machine Edition6.0是美国通用公司开发的是用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件。它能够在基于Microsoft 的各种32 位bbbbbbs 平台上运行,通过对现场数据的采集处理,以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案,在自动化领域有着广泛的应用。
    其在于PLC 程序和上位机程序所用的中间变量有Excel 表的宏程序自动生成后,导入软件Cimplicity Machine Edition中免得每一个变量手动输入。
    监控系统主要功能从图1的登陆界面,输入正确的用户名和密码后进入系统监控画面
    (1)、显示功能:工艺流程、测量值、设备运行状态、操作模式、报警等显示功能。显示一号锅炉燃烧运行过程中的如图2,形象生动描述了锅炉燃烧过程。
    (2)、报警处理和报表生成功能:记录报警发生时间、故障内容等信息,并对报警信息进行管理,系统输出打印日报表,并可查询历史报表如图3。
    (3)、历史趋势功能:对现场的压力、流量、温度、水位、频率、阀门开度等以实时曲线显示,并具有历史曲线查询功能。
    (4)、数据库存储与访问功能,实现Access历史数据库在每次系统运行时的自动创建并记录,以及现场数据的存储。
    (5)、系统参数的修改功能,可对PID参数进行修改,并对压力、水位设定值进行修改如图4。 
    (6)、管理权限:实现不同级别的系统管理权限,系统操作员可以选择操作模式,查看趋势曲线及报表等。
    (7)、电机保护功能:采用变频控制后,运行,维护方便,精度高、稳定性好,对过流、欠压、过压等变频器故障均能自行诊断,并发出报警信号。
    (8)、手/自动切换功能:在设计电路部分实现手动、半自动、全自动方式,能实现监控系统的自动/半自动/手动操作模式间的无扰切换。
        计算机监控系统是采用集中监测、集中控制、集中显示、集中管理、集中保存的系统,融合了较的自动化技术、计算机技术、通讯技术、故障诊断技术和软件技术,广泛应用在化工、供暖、机械、供水、水处理等多个领域,在工业生产中发挥越来越显著的作用。
        工控机与PLC的通讯通过网络电缆来完成,它将通讯模块EM311的通讯口与计算机的网口相连,具体设置是在下位机的PACSystems RX3i编程环境编程软件组态软件的设备窗口中完成的。工控机与数显仪表的通讯采用通用的RS232/RS485转换器,具体设置在仪表和组态软件的设备窗口中完成的。


    1 前 言

    罐区中储罐和输油管道所使用的各种控制阀门是石油储运过程中的现场仪表,其智能化程度的高低、所含信息的多少和对故障的诊断与容错能力直接影响到数据采集与监控系统的性、稳定性和易用性。通常罐区中的控制阀数量众多且分散,普通的控制阀所含信息量少而布线繁多,这在一定程度上使罐区监控系统的设计复杂化。该系统采用英国Rotork 公司的智能电动阀及其主站控制器,大大简化了监控系统的复杂设计,而且借助其丰富的诊断信息和对故障的容错能力,使系统的性得以提高。


    2  监控系统的硬件实现

    2.1  Rotork 智能阀控制设备

    Rotork 智能阀控制设备是一个阀门数据采集、监视与控制系统,它由一台主站控制器和与它相连的现场电动阀组成。主站控制器通过一条两线电流环路可以控制挂于环路上的多达240 个现场控制阀,该电流环路可长达20 km。
    现场电动阀的智能化程度较高,其内部含有丰富的数据和诊断信息。但主要的特点是多个智能阀仅通过两线互联成一个环路,终接入主站控制器的只有起始和末端两线,所有阀门信息通过两线通讯进入主站控制器。现场电动阀还具有线路故障屏蔽功能,当环路出现开路、短路或接地故障时,智能阀可以将故障端的线路屏蔽掉,使主站控制器仍能与线路上的所有智能阀通讯而不受影响,同时将故障信息发给主站控制器。其两线屏蔽原理如图2-1所示。

    图2—1  故障屏蔽原理

    正常操作情况下,通讯电流信号沿环路的一条线从主站控制器的端口A 流出,经该环路从端口B流回。此时,另一条线路是冗余的。当有一处线路发生故障时,该处故障线路被阀门屏蔽,故障线路两边的智能阀可通过各自的环路与主站控制器通讯;当有两处线路发生故障时,这两处故障之间的智能阀都被屏蔽,两处故障之外的智能阀依然可以通过两“臂状”环路与主站控制器通讯。
    主站控制器是由主CPU 卡、环路通讯卡、电源、液晶显示器和16 按钮键盘组成的盘装智能仪表。它内部有两个固定的数据库,一个是现场单元数据库,负责接收并记录从两线环路传来的智能阀的地址、转矩、开度等数据,根据从上位机传来的读写命令控制阀门的运动,该数据库从逻辑上划分为4 个区,每个区记录60 个阀门的数据;另一个数据库为主站控制器状态及自诊断数据库,负责记录通讯协议的有关状态并向智能阀发布命令。通过主站控制器的按键和液晶显示器,可以实现读取智能阀的开度、转矩、地址等数据,控制阀门的开闭,接收报警信号及与PLC 通讯等功能。
    Pakscan IIE Master Station 是Rotork 主站控制器中的一种,它为双重热备结构,在主控制器出现故障时可以自动切换到热备控制器。图2 —2 为PakscanIIE 主站控制器与现场智能阀通过两线环路相连的情况。

    图2—2 两线环路连接图
    Pakscan IIE Master Sation 有一个RS - 485 通讯口和一个RS - 232 通讯口,它们可通过Modbus 协议与PLC 通讯。其中RS - 232 通讯口可以不通过PLC直接连接打印机,打印报警信号。

    2.2  监控系统结构

    图2—3 所示为现场智能电动阀监控系统的结构框图。

    图2—3 现场智能电动阀监控系统的结构框图
    该系统的控制部分采用美国GE Fanuc 公司的HBR 双重热备型PLC 系统,通过PLC 控制140 个智能阀( IQ actuator) 的开停闭。上位监控站可监视各个智能阀的阀位回信状态、阀位值以及报警信号,并可执行开阀、停阀和关阀操作。
    Pakscan IIE 主站控制器与PLC 之间采用Modbus协议通讯,以port 1 的RS - 485 接口连接。正常运行情况下,主PLC 和主控制器工作,从PLC 和热备控制器分别与主PLC 和主控制器保持同步。智能阀将数据传送给主控制器,主PLC 通过RS - 485 接口从主控制器中读取数据,并向其发布命令,主控制器再执行命令,驱动智能阀按命令运转。当主PLC 或主控制器出现故障时,系统能分别自动切换到从PLC 或热备控制器。
    由于系统中采用的是Modbus通讯协议,一台PLC 可以连接多台Pakscan IIE 主站控制器,因此,若现场智能阀较多,系统可以很方便地扩展而且连线简单。

    3  软件设计

    3.1  通讯程序设计

    PLC选用Modbus RTU 主通讯模块(master ) 。Pakscan IIE 主站控制器是一个远程终端单元,做为Modbus 从设备( slave ) 。PLC 的CPU 通过ModbusRTU 主通讯模块控制Pakscan IIE 主站控制器的读写,被称为Modbus host 。系统采用单Modbus host 两线通讯方式,该方式多可以连接32 个Pakscan IIE主站控制器。
    主通讯模块的程序设计有3 部分内容:初始化通讯模块;读写Modbus/ RTU 数据;监测通讯状态。
    通讯模块的初始化工作主要是配置3 个初始化控制块的参数: Slave 控制块( SCB) , 信息控制块(MCB) 和通讯要求参数块(COM- REQ) 。SCB 是一个15 个寄存器长的数据块,功能是定义与其通讯的Slave 的型号、个数、状态等参数,每一个Slave 需要定义一个SCB 块。MCB 是一个6 个寄存器长的数据块,功能是定义Master 要求每个Slave 执行的命令信息,包括命令类型、RTU 引用地址偏移、PLC 引用地址偏移、主机号等参数,每一种命令需要定义一个MCB 块。COM- REQ 是一个17 个寄存器长的数据块,功能是定义通讯方式、端口控制字及监测SCB和MCB 的状态参数等, 每一端口需要定义一个COM- REQ 块。所有这些初始化参数在PLC 上电或冷启动初始化的个扫描周期内加载到RTU 主通讯模块,此后RTU 主通讯模块负责与Pakscan IIE主站控制器通讯,而PLC 则与RTU 主通讯模块交换数据。
    读写Modbus/ RTU 数据和监测通讯状态的编程相对简单,只要读写初始化时定义的相应的PLC 参数地址即可。

    3.2 软件设计

    上位监控站可以准确的监测和控制储运过程的所有信息和设备。通过编程、组态、连接,形象地反映实际工艺流程、显示动态数据,设置PID 控制参数以及过程参数,并可以查看历史趋势、报警历史报表等。
    Rotork 的现场电动阀配置在流程的输油管线上,通过按钮可以人工启动、停止和关闭任一个阀门,并显示任意时刻的阀门状态和阀位值。设计良好的人机界面使操作简便、直观。


    4  结束语

    Rotork 的智能阀控制设备与PLC 的结合使得罐区储运监控系统布线简洁、控制方便,PLC 的冗余以及Pakscan IIE 主站控制器的双热备保证了系统的高性,也提高了控制系统的自动化程度。该系统已投入工业现场使用,效果良好。



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