6ES7322-1BH01-0AA0支持验货

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一、 设备概述

随着我国城市化水平的提高，城市人口急剧增加，居民小区不断建设且楼房层数越来越高，使原来自来水管网压力出现不足，很多城市普遍存在着用水高峰期高层楼房上不去水的现象，导致高层居民用水难。目前，一般的解决办法是修建水池或水箱，通过水泵二次加压供水。

为解决此类问题，当前均采用的全自动无负压供水设备，此供水设备可直接与自来水管网串接，通过负压器和稳压平衡器保护自来水管网不形成负压，避免了修建混凝土蓄水池或设水箱的麻烦。此设备充分利用了自来水管网的原有压力，在原有压力的基础上叠加一部分压力，差多少，补多少，使二次加压设备的选型减小，节省投资，同时在使用过程中也可大大节能，是目前新的二次供水方式。

二、 设备应用范围

1、 流量范围：1.5-1600吨/小时;

2、 扬程范围：21.6-225米;

3、 稳流罐：0.5立方-50立方;

4、 压力范围 0 ～ 2.5MPA

5、 压力调节精度：±0.01兆帕;

6、 环境温度：0-40℃.

7、 相对湿度 90 % 以下(电控部分)

8、 电源 380v(1 ± 10 % ) ;50HZ ± 2HZ

9、 控制方式 单台，恒压

三、 设备方案：

本设备主要由变频控制柜、稳流调节器、负压抑制器、水泵机组、仪表、阀门及管路等组成。

1、在本自动控制系统中，变频器我们采用了美国艾默生，同时，为方便用户进行实时监控设备运行状态以及便于维修，我们采用了人机界面触摸屏，控制器采用了艾默生EC20，由于它具有两个通讯端口，并且可任意选择通讯协议，组网方式如下：

2、EC20控制器通过COM0端口与人机界面通讯，人机界面作为主站，通过EMERSON PROTOCOL 协议与可编程通讯，控制器为从站，通过MODBUS协议通讯。通过COM1端口与变频器通讯，可编程控制器此时作为主站，变频器为从站，采用的是自由口通讯协议。

3、通过此种组网方式，用户对于压力设定、输出频率、辅泵频率、PID数值、切换时间、 延时时间、压设定、压力反馈等数十种参数可在触摸屏上显示、 设置、修改，方便操作。对水泵工作状态、变频器工作状态 和系统水位等多个参数，实现了即时跟踪。满足远距离监测、监控及控制功能。

同时，还可方便监测设备故障，方便维修。具有故障实时记忆功能。

四、 控制部分：

1、本设备具有手动和自动两种控制方式。

2、在自动运行中无水停机、有水自动开机，两台泵循环运行，先启先停，定期切换。

3、PID调节：PID闭环调节实现水泵恒压运行。采用EC20的PID指令，由于本设备直接连于自来水管网，当自来水压力用户所需要的设定压力时，微机控制水泵启动运行，直到管路的实际压力等于设定压力，此时变频器控制的水泵以一恒定转速运行，保持管网压力为设定值。自来水压力越高，变频器转速越低，自来水压力越低，变频器转速越高。当自来水压力达到设定值时，设备停止运行。充分利用自来水管网压力，又确保用户所需的恒定压力。

4、零流量停机控制功能：不论是在一台还是两台泵运行时，自来水满足要求压力时，设备就停止工作，由自来水，变频器处于休眠状态。自来水压力不足时，设备工作，此方式充分利用自来水管道原有的压力差多少，补多少，节能效果其显著，可达20%- 70%以上        

五、 PLC程序要点

1、压力调节：通过CONTROLSTAR编程软件中PID指令向导，自动生成PID_SET和PID_EXE 2个子程序，其中PID_SET是参数设置程序，PID_EXE是PID调用。

2、 变频器控制

CONTROLSTAR编程软件有专门的变频器指令，可实现EC20和艾默生变频器的无缝连接。

2.1 通过系统块界面设置EC20的通讯端口1的自由口协议参数，包括波特率、奇偶校验、数据位、停止位、帧间时时间等。用户不需要复杂的编程。

2.2 通过“变频器连接表”可方便列出挂在端口1网络上的变频器设备。包括站号、型号、协议等。

2.3 通过集成在CONTROLSTAR编程软件中的变频器指令,包括FRQ(给定频率)、FWD(正转)、GET(读变频器频率、电流、转速)、REV(反转)、STP(停止)，可以方便实现变频器的启停、读写频率

    六、 总结：

在本案例中，我们采用艾默生变频器以及的可编程控制器，满足了用户在无负压供水中的应用。

1、智能化程度高 微机控制全自动运行，性能稳定，泵房可实现无人职守。

2、恒压：PLC的PID闭环调节，恒压精度高，将水泵的运行严格遵照曲线执行，从而使得系统在接近理想状态下工作，压力输出值精度有效保在±0.01兆帕范围内。在水压波动下，具有过载、短路、过流等各种自动、保护功能。

3、节能 变频器的零流量停机功能，使设备在管网压力达到设定值后，停机，处于休眠状态，待压力不足时，重新启动。真正实现节能功能。

4、良好的通讯方式，方便用户远距离监控、监测及控制设备和变频器等。同时利用通讯功能，不需再使用模拟量模块，安装维护方便，进一步节约成本

一. 概述

一般波峰焊机比较大，流水线生产，但有些客户比如实验室、学校、小型工厂需要小型的无铅波峰焊机。某电子设备厂开发了这种产品，采用了永宏FBS 系列 PLC 和Panelvisa 触摸屏。该设备需要控制三个温度，共三个PID，永宏FBS 系列PLC 多实现8路PID，可以满足该设备要求。再配上Panelvisa 触摸屏，具有很高的性价比。

二. 工艺简述

双波峰焊机要把焊锡温度、预热温度、预热补偿温度共三个温度加到设定的温度值。当条件成立后，整机就可以生产了。把PCB 板放到轨道上，按启动开关，传输电机运行，气泵启动，喷助焊剂，PCB 板助焊剂的喷涂完成，延时气泵停止。当PCB 板到左边预热区后，传输电机停止，PCB 板停在预热区，预热，时间到后，传输电机启动，PCB 板向右运行，锡泵电机启动喷锡，PCB 板经过预热补偿温度区，进入了喷锡区，过了喷锡区后，锡泵停止，当PCB 板到右边后，传输电机停止，冷风电机启动。这样一个完整的循环就结束了。

三. 硬件配置

输入点：检测开关量、操作开关等。

检测的开关量有：右点开关、左点开关。

操作开关量有：启动开关，急停开关。

输出点：三个区域的加热固态继电器、传输电机、锡泵两台电机、排烟电机、气泵电机、冷却电机、上

电自保点。

模拟量输入点：三个区的温度检测。

传输电机和锡泵电机都需要调速，用的是 变频器 ，速度需要通讯设定。

硬件配置：

型号 数量 功能

FBS-32MA 1 主控制器，交流220V 输入，继电器输出

FB6EYT 1 8x24V,晶体管输出模块

FBS-6TC 1 4通道热电偶输入模块

Panelvisa 触摸屏PV057TST 1 人机界面

四. 程序编写

程序编写包括PLC 程序和触摸屏程序包括四大功能：设备参数、手动调试、生产画面、报警查询。

以下是一些特点：设备的每个动作都可以在手动调试画面完成在开始调试设备和维修时非常有用。

设备参数可以从触摸屏上设定，包括温度、时间、PID 系数。

报警查询，可以快速的找到故障原因。

生产画面是把生产用到的显示数据、按钮都放到这个画面了，方便用户在这个画面下监示三个区的温度、过程指示以及在这些画面中进行操作。

传输电机和锡泵电机的速度设定是触摸屏设定到PLC，再由PLC 通过PORT1传到各电机的变频器。用到了PLC 中MODBUS 主站的功能，非常方便。

由于锡锅冷却下来需要一段时间，设定了关机按钮。当按此关机按钮，PLC 计时，当温度降到80?切断电源 。这样方便用户下班后，不必等温度降下来再走，比较。

1. 如何选择需要感染的PLC。

Stuxnet会根据目标系统的特点，使用不同的代码来感染PLC。 一个感染的序列包括了许多PLC 模块(代码模块和数据模块)，用以注入PLC来改变目标PLC 的行为。这个威胁包括了三个感染序列。其中两个非常相似，功能也相同，我们将其命名为序列A和B。三个序列我们命名为序列C。Stuxnet通过验证“指纹”来判断系统是否为计划攻击的目标。它会检查： PLC种类/家族：只有CPU 6ES7-417 和6ES7-315-2 会被感染。系统数据模块：SDB 会被解析;根据他们包含的数据，感染进程会选择A,B或其它感染方式开始行动。当解析SDB 时，代码会搜索这两个值是否存在-- 7050h and 9500h;然后根据这两个数值的出现次数，选择序列A 或B 中的一种来感染PLC。 代码还会在SDB 模块的50h 子集中搜索字节序2C CB 00 01, 这个字节序反映了通信处理器CP 342-5 (用作Profibus-DP) 是否存在。 而选择序列C进行感染的条件则由其他因素构成。

2. 感染方法。

Stuxnet使用“代码插入”的感染方式。当Stuxnet 感染OB1时，它会执行以下行为： 增加原始模块的大小; 在模块开头写入代码; 在代码后插入原始的OB1 代码。Stuxnet也会用类似于感染OB1的方式感染OB35。它会用自身来取代标准的协同处理器DP_RECV 代码块，然后在Profibus (一个标准的用作分布式I/O的工业网络总线) 中挂钩网络通信。 利用A/B方法的感染步骤如下： 检查PLC 类型; 该类型为S7/315-2; 检查SDB 模块，判断应该写入序列A 或B 中的哪一个; 找到DP_RECV，将其复制到FC1869，并用Stuxnet嵌入的一个拷贝将其取代; 在序列中写入模块(总共20个)，由Stuxnet 嵌入; 感染OB1，令代码可以在新的周期开始时执行; 感染OB35, 它将扮演“”的角色。

3. 感染代码。

被注入OB1 功能的代码是用来感染序列A 和B的。这些序列包含了以下模块： 代码块：FC1865 至FC1874, FC1876 至FC1880 (注意：FC1869并非Stuxnet的一部分，而是PLC的DP_RECV模块的一个拷贝); 数据模块：DB888 至DB891。 序列A 和B 用DP_RECV 挂钩模块来拦截Profibus 中的数据包，并根据在这些模块中找到的数值，来构造其他的数据包并发送出去。这由一个复杂的状态机控制(状态机被建立在上面提到的FC 模块中)。这个状态机可部分受控于数据块DB890 中的DLL。 在某些条件下，序列C会被写入一个PLC。这个序列比A和B包含多的模块： FC6055 至FC6084;DB8062, DB8063;DB8061, DB8064 至DB8070 (在运行中产生)。 序列C主要为了将I/O信息读写入PLC的内存文件映射的I/O 区域，以及外围设备的I/O。 程序A/B 的控制流如下图所示，在之前的Step7 编辑器的截图中也有部分显示(数据模块FC1873)

4. Rootkit Stuxnet PLC rootkit代码全部藏身于的s7otbxdx.dll中。

为了不被PLC所检测到，它至少需要应付以下情况： 对自己的数据模块的读请求;对受感染模块(OB1 , OB35, DP_RECV) 的读请求;可能覆盖Stuxnet自身代码的写请求。 Stuxnet包含了监测和拦截这些请求的代码，它会修改这些请求以保Stuxnet 的PLC 代码不会被发现或被破坏。下面列出了几个Stuxnet用被挂钩的导出命令来应付这些情况的例子： s7blk_read: 监测读请求，而后Stuxnet 会返回：真实请求的DP_RECV (保存为FV1869);错误信息，如果读请求会涉及到它的模块;OB1或OB35的干净版本的拷贝s7blk_write: 监测关于OB1/OB35的写请求，以保他们的新版本也会被感染。s7blk_findfirst / s7blk_findnext: 这些例程被用于枚举PLC中的模块。模块会被自动跳过。s7blk_delete: 监测对模块的“删除”操作。 如上文所述，Stuxnet 是一个非常复杂的威胁，而其中的PLC 感染代码令问题加难以解决。

 (一)分析被控对象并提出控制要求

详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。

(二)确定输入/输出设备

根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备(如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等)和输出设备(如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等)，从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。

(三)选择PLC

PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择，详见本章二节。

(四)分配I/O点并设计PLC外围硬件线路

1.分配I/O点

画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表，该部分也可在2步中进行。

2.设计PLC外围硬件线路

画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入PLC的控制电路等。

由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。

(五)程序设计

1.程序设计

根据系统的控制要求，采用合适的设计方法来设计PLC程序。程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统的功能。除此之外，程序通常还应包括以下内容：

A.初始化程序。在PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有：对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等等。

B.检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对立，一般在程序设计基本完成时再添加。

C.保护和连锁程序。保护和连锁是程序中不可缺少的部分，认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱。

2.程序模拟调试

程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。

A.硬件模拟法是使用一些硬件设备(如用另一台PLC或一些输入器件等)模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，其时效性较强。

B.软件模拟法是在PLC中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，其简单易行，但时效性不易保证。模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。

(六)硬件实施

硬件实施方面主要是进行控制柜(台)等硬件的设计及现场施工。主要内容有：

    A.设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。

B.设计系统各部分之间的电气互连图。

C.根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。

由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。

(七)联机调试

联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。

全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。

：在对三峡大坝工程砂石进料系统控制特点进行分析的摹础上，介绍种以PLC 为控制的砂石进料控制系统和控制策略，以满足三峡大坝工程砂石进料系统控制高性和的要求。

举世瞩目的三峡「程是目前世界上规模大的水利水电工程。在混凝上浇筑量和L况复杂情况下，如何确保各类施工设备的、运行，按期保质保量地完成各项工程任务，是三峡工程建设面临的一个重要课题。大型混凝土拌和系统是三峡大坝工程施工重要的组成部分之一，运行的性和控制性能是确保工程施工质量和进度的关键。砂石进料系统在混凝土拌和系统中占有重要地位。

传统混凝土拌和系统的砂石进料采用继电器逻辑控制方式，普遍存在着控制性能低和运行故障率高的缺陷，不能满足三峡大坝工程施工的要求。随着现代控制理论和计算机技术的高速发展，许多复杂的工程控制问题能够通过应用以计算机为硬件平台的现代控制技术得到满意的解决。

本文着重探讨: 以三峡大坝工程混凝土拌和系统为对象，在采用可编程控制器的基础上，通过对控制策略的研究，实现大型混凝上拌和系统砂石进料的PLC控制，以达到控制系统结构简单、性高和便于维护的目的。

1 系统概述

砂石进料系统是由皮带机、料罐、震动给料器以及料愧装置组成。图2 为三峡工程混凝土拌和系统砂石进料部分的l 几艺流程图。拌和系统砂石进料的控制具有以卜特点:

( I)控制复杂。构成砂石进料系统的设备较多，有皮带输送机、震动给料器和料位控制机等。各个设备的控制方式和原理也不相同。因此，控制较为复杂

(2) 布置范围广。砂石进料系统一般布置在混凝土拌和系统的，设备众多且体积，系统分布的范围广。因此，给控制系统信号的采集和传输带来困难。

(3) 性要求高。该系统为水利水电1 程施工中混凝土拌和系统的关键部分之一。因此，性要求高。

(4)性能指标要求高。三峡工程的混凝土施1_要求高质量和率。因此，如何应用的控制技术来满足工程施工的要求，是控制系统设计的目标在工程施工中，同一仓位内存在多种级配和标号的混凝土，浇筑时需要频繁转换，造成砂石料输送的多样性，工序十分复杂。通过对工艺结构的分析，可以发现砂石进料系统都是由单个部分组成。因此，对单个骨料的进料控制原则进行研究便可得到整个系统的控制策略。

事故停机的情况较复杂，但原则是，事故点前设备立即停机，事故点后设备按正常顺序停机。如B4 皮带机发生故障，则筛分楼、B3 和V2 立即停机，B5 延时停机

2 控制策略研究

砂石进料系统是一个多输人多输出系统。基于以上控制原则和目的，采取常规的控制方式处理较复杂的生产过程和传输大量的信号( 如料位和各设备的工况等) ，在设计时较难达到综合目的isl 经考虑采用以PLC为的现代控制技术来完成以上任务。采用PLC 作为控制器，大量的中间继电器和时间继电器都可利用PLC 内部的控制继电器和时间继电器来代替。在设计回路时，只需将原来的常规继电器控制原理图简化成梯形图即可。具体的梯形图在此不详叙，继电器可节省2/ 3 左右。

3 控制系统硬件设计

为保证三峡工程砂石进料控制系统改造实施后能够长期、稳定、和地运行，充分保证砂石进料系统在三峡工程建设中的关键作用，满足对砂石进料系统控制的要求，控制系统的硬件设计应达到如卜技术和经济指标:

( I )充分考虑科学技术迅猛发展的趋势以及电力市场需求的多变，在技术上适应前性。能允分保证所采用的技术和硬件在相当长的时期内保持性

(2)采用被实践证明为成熟和适用的技术和设备，确保控制系统长期运行的和性

(3)采用在上通用性强、使用范围广的器件，充分保证备品及备件的供货和硬、软件的升级、

(4)采用双机交叉热备技术、容错技术、抗于扰技术以及开关电源，使控制部分具备高度性、性、容错性和稳定性。

(5)在电气部分设计中充分考虑到与机械部分的联接、现场安装、运行的灵活性和维护的方便性。

根据上述要求，设计了如图4 所示的砂石进料计算机控制系统方案。

另外，越来越多的料位装置采用数字式的配置数字显示仪表时还需将料位开关信号进行处理，才能接人控制回路。而采用PLC作为控制元件，在将数字量进行D/ A转换后，除将其作为控制接点外，也可作为二次开发和系统监控用川。

采用PLC作为控制元件，系统性提高很大由于现场环境较差，灰尘和震动等经常导致中间继电器和时间继电器损坏。换成PLC 后. 继电器数量减少。

  通过对各种类型的PLC 进行分析和比较，选择Modicon TSXQuantun32 位可编程控制器作为砂h 进料系统的控制器。Quantu。系列PLC具有模块化和可扩展的体系结构，适用于I:业过程实时控制，在生产过程控制中得到广泛的应用; 可提供包括CPU,伉于扰电源和1/ 0 等各种丰富的功能模块，同时提供了工业控制网络和冗余热备份解决方案;所有模块均为相互立可热插拔形式;具有防爆的本质型模块和符合美国的表面涂敷涂层模板。因此，它具有高的抗干扰能力，运行性和稳定性是其他控制设备无法达到的。

4 控制系统软件设计

全部软件都是模块化设计，各功能模块相对立和完整。具有状态显示、参数凋整、智能调试和录波等功能。智能调试软件大大地简化了控制系统试验的过程。调试人员能方便地设定和修改各种参数和协联关系曲线，所有的试验过程都在显示器屏幕卜显示，静态试验和动态试验的结果可以通过打印机以数据和曲线的形式打印记录，能帮助调试人员简便、顺利地完成控制系统的试验工作。

软件各子程序: 1 为画面显示，2 为控制操作，3 为参数调整,4 为智能化调试、测试软件，5 为智能故障诊断，6 为通讯子程序。

5 结语

PLC 是成熟的工业控制产品。采用模块化结构设计组态灵活。具有通讯功能，编程方便、非常适合在恶劣工业环境中应用。在集散控制系统中，采用PLC控制是一种重要的基本控制单元，具有很高的性。可以实现系统运行过程的自动化，降低能耗，减轻工人的劳动强度，提高管理水平，创造很好的经济效益和社会效益。在水利水电临建系统中具有很好的推广前景。