西门子一级代理商-PLC总代理商价格

西门子一级代理商-PLC总代理商价格

本文介绍了采用可编程序控制器（PLC）实现的高层建筑消防泵组的光控制设计。文中详细讨论了控制系统的工作原理、信号的检测以及系统的硬件结构和软件设计。
[关键词]
消防泵组 可编程序控制器 控制系统 循环

1 引言
目前高层在各类城市中比比皆是。为了防止意外火灾，高层建筑一般均设有消防泵组。但是许多设备都因无专人管理，不能定期试机运行，天长日久就会导致泵体卡死、锈死，所以经常会出现在发生火灾时设备不能充分发挥作用的情况，造成不应有的损失。通常老设备的启动/运行转换控制用的是皮碗真空式定时继电器，其定时时间误差大，橡胶容易老化破损，维护不便。电子式定时继电器也存在类似问题。我们采用OMRON公司的可编程序控制器（PLC）对消防泵组进行控制，实现泵组在备用时定期试运行，消防用水时自动启动。硬件无调整元件，，性高，维护方便。而且可以很容易地根据不同需要进行扩展。这样能够有效地杜绝泵体锈死或消防用水时不能及时加压的事故。

2 工作原理
对于一座需要四台15kW消泵的高层建筑而言，在没有消防用水需求商，台水泵启动（星形）10秒钟，运行（三角形）30秒后，停机待命120小时（五天）。待命期间如果没有消防用水，则二台水泵启动10秒，运行30秒，停机待命120小时，如此周而复始地循环。在有消防用水需求时，泵组立即自动启动，加压供水，充分发挥其应用的作用。

3 硬件结构与工作过程
根据控制对象的具体情况，我们选用OMRON公司的小型可编程序控制器C20P进行控制设计。C20P属于C系列的小型机，共有20个输入/输出点。其中输入点12个，输出点8个，有晶体管、可控硅和继电器三种输出形式。我们选用继电器输出型的。P型机的内部指令十分丰富，能提供近50个定时/计数器供用户使用，对于本设计能够满足要求。设计中输入点用了5个，8个输出点则全部用完。具体I/O分配如表1所示。

表1 系统I/O分配表 输入

输入	水流 检测	低压 检测	高压 检测	启动 按钮	停止 按钮
	0001	0002	0003	0004	0005
输出	0500	0501	0502	0503	0504	0505	0506	0507
	1#泵 Y形	1#泵 D形	2#泵 Y形	2#泵 D形	3#泵 Y形	3#泵 D形	4#泵 Y形	4#泵 D形

输入信号分别为水流指示器、水压检测和手动输入。其中水压检测和手动输入各占两点。水流指示器的结构原理为：在水管内安装一个带杠杆的橡皮挡板，杠杆一端连接一个微动开关。如果管道内有水流流动，水流就冲开橡皮挡板，其杠杆推动微动开关，使触点的状态发生变化。水压采用电接点压力表进行检测。一般情况下如前述四台泵循环试机运行。一旦发生火警，打开消防喷淋头或者消，水流指示器的常开触点闭合，或者按动消防启动按钮，水泵即逐台按照水压要求启动运转。实际工作中，若台水泵投入后水压达不到所需压力，压力表低压检测触点断开，二台水泵自动投入运行。若二台水泵投入后仍达不到所需压力，即压力表低压检测触点仍不闭合，则三台水泵自动投入运行。依此类推。若水压所需压力，压力表高压检测触点闭合，则依次停后启动的水泵，直到水压稳定下来，保持水压恒定在所需的压力范围内。这样可以减小消防人员的操作难度，同时也减小了对管道薄弱环节的威胁。每一台水泵都用两只接触器分别接成星形和三角形结构，用以启动和运行。用水完毕后，水流检测触点断开或者手动按下停水按钮，则重新进入试机循环。

4 系统软件设计
PLC的软件设计一般采用梯形图的形式进行编程，直观且简单易学。C系列PLC的指令丰富，提供了48个定时/计数器供用户使用，从而给系统设计带来了很大的方便。在设计中，长时间的定时控制若采用多个定时器级连的方式实现，虽然直观，但略显繁冗。我们在程序中用定时器设计了一个1分钟的时钟作为其他计数器的输入，使得长时间的定时设计便于实现，控制程序也就加简洁。在消防用水时为了避免由于水压波动而导致水泵频繁起停，我们在程序中采用了“延时滤波”处理，达到了较好的效果。在为提升水压而增加后续水泵时，为了避免同时投入水泵而对电网造成过大的冲击，也采用了延时的方法，达到了预期的目的。

5 结束语
本系统采用可编程序控制器进行控制系统设计，硬件结构简单，廉，响应速度快，性能/价格比很高，和单片机系统相比具有高的性。经一年多的现场使用考验，性能稳定，运行。另外还可以根据实际需要很方便地进行扩展。对于现代智能楼宇，控制系统还可以通过通讯模块纳入到整个楼宇的监控系统之中，体现出大的灵活性和适应性，具有高的实际推广

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。

近几年来，随着国家对环保的重视，污水处理已列入环境治理的，**建设或工厂环保项目中的污水处理厂越来越多，我们应用德国Siemens的S7-300 PLC系统设计施工的污水处理厂自动化操作监控系统不仅很好的实现了对污水处理工艺的监控和远程操作，而且通过利用S7-300系统灵活方便的扩展结构形式，对分布较广的各污水处理设备进行数据采集，经济实用的为厂方提供了一套自动化监控解决方案。
我们设计的指导思想是为污水处理厂提供目前国内较的污水处理厂自动化集中监控系统。通过采用了的自动化硬件和软件平台，使本设计充分满足了厂方的全部要求。该系统提供了以下主要的功能：
1）实时地集中监控并记录污水处理过程的各种品质参数；
2）实时地集中监控和记录污水厂有关生产设备的运行状况；
3）对污水处理过程设备由PLC进行集中协调控制；
4）自动完成班，日及月生产报表；操作员操作记录，报表打印。
5）报警一览及报警记录；设备维修指导；
监控系统 系统采用SA方案，将通过PLC系统输入卡件采集上来的数据根据逻辑控制方案进行运算处理，再由输出卡件去执行操作，同时通过工控机对现场检测仪表的信号、水泵的启停、阀门的开关状态等进行监控，以及浏览工艺流程图，可以直接在工控机上对泵、阀门等进行操作，还可以生成报警一览表，报表等。工程师也可以直接在工控机上查找相关程序用以查找故障原因、并且可以在线修改程序，以完善工艺要求。
报警系统 只要有一台泵、风机、搅拌器等发生故障将有一公共报警，通过安装在控制室内的音箱报警器来发出警报，以提醒操作人员注意。并通过工控机相应画面判断是那一台设备发生了故障，以便操作人员和设备维护人员及时处理故障。另外水位限等报警也是用一个公共报警，通过安装在控制室内的音箱报警器来发出警报以提醒操作人员及时处理。
操作方式 我们将提供的自动化监控系统可以方便的实现三种操作方式："远程操作"指在现场控制室或电站控制室的工作站和操作员终端上能对现场设备、阀门等的启停、开关进行操作，即在计算机屏幕上操作。"就地操作"指这些设备也可以实现就地操作，在现场电气柜或机旁操作箱上按钮进行操作。"自动操作"指由于水位低等外部原因引起，通过PLC系统直接输出停泵等操作，以保护现场设备和工艺。
我们所设计的方案，具有、全开放、分布式结构；、正常运行情况下几乎免维护；扩展灵活；掌握容易，中文界面友好；性/价比高；电缆敷设较少等特点。
我公司应用Siemens的S7-300 PLC做控制站、优的工控组态软件及工控机做操作站，实现了对污水处理厂工业现场的监控。做到良好的人机对话，方便操作人员在控制室里了解现场电机、泵、搅拌器、电动阀等设备的运行状况，并可通过操作站实现对现场设备的远程操作，同时，通过PLC系统实现联锁控制保护现场设备。维护人员可以直接从操作站上灵活组态和方便查找现场设备故障原因。做到了既直观又节省费用。

1 PLC 、IPC、PC-Based PLC

随着PC技术的飞速发展，使得IPC（工业控制计算机）以及基于IPC的应用技术同样也得到了突飞猛进的发展。同时，随着Internet技术的应用和所有生产信息过程和控制信息过程的集成与发展，并可通过Internet/Intranet浏览生产过程信息流中的制造过程、操作和监控现场智能设备等，IPC越来越多地承担着SA的人机交互控制任务和协同下级小型控制器或智能现场设备的控制任务。总体而言，IPC还是适合应用于自动化控制平台的。但作为传统主流控制器的PLC，它拥有稳定性好、性高、逻辑顺序控制能力强等优点，在自动化控制领域具有的优势。但有一大遗憾：其封闭式架构、封闭式系统（研发具备自己或OEM的CPU、芯片组、BIOS、操作系统、梯形图编程软件）、较差的开放性势必会造成其应用上的壁垒，也增加了用户维修的难度和集成的成本。有人断言，在不久的将来，基于PC的控制器将会逐步取代PLC而成为主流控制设备。为了改善这种局面，传统PLC生产厂家正在逐步将PLC的功能PC化（如Siemens的Wi）、而IPC厂家也逐步将IPC的逻辑控制功能PLC化，使PLC和IPC在功能和规格方面越来越接近，由此就出现了基于PLC和IPC技术的中间控制器：PC-Based PLC。

PC-Based PLC也称嵌入式控制器，它不再像IPC那样以机箱加主板为主体结构，再搭配诸如A/D、D/A、DI/DO等功能I/O板卡的组合产品，而是一个立的基于嵌入式PC技术的系统，适合应用于小型的SA系统。如泓格的I-8000系列, 其主机内部是40MHz主频的80188 CPU，操作系统为兼容DOS的MiniOS7，其编程环境是基于PC的标准C语言程序，程序开发过程与PLC其相似：在PC上编写常驻任务程序，并将其编译好后传送到主机内的Flash上、再让其脱机运行。另外为了使其具备PLC的优势特性，PC-Based PLC也可使用梯形图编程，如泓格的ISaGRAF(配合I-8417/8817主机)，相对于PLC而言，PC-Based PLC的优势在于拥有IPC强大的Computing、Data Processing和Communication功能，在软件方面，PC-Based PLC支持IEC-61131-3（LD、SFC、FBD、IL、ST）的五种标准语言和软逻辑。由于以上特点，PC-Based PLC将会加开放和标准化，能适应加复杂的控制和管控一体化信息的需求。

总的来说，IPC是开放式架构、开放式系统，PLC则是封闭式架构、封闭式系统，而PC-Based PLC介于二者之间，是开放式架构、封闭式系统。严格地说，IPC一般承担着管理控制任务和协同下级小型控制器或智能现场设备的控制任务，而PLC一般用作现地控制器。由于PC技术、信息技术、通信技术的交替发展，使得研发PC-Based PLC的投资相对减少，会有多的厂家来共同推进PC-Based PLC的发展。因此，PC-Based PLC会有非常好的发展前景，但这并不意味着在短时间内PC-Based PLC会取代PLC，PLC和PC-Based PLC将会在竞争的发展中逐渐走向融合[1 、2]。

2 基于PC-Based PLC架构系统的应用技巧

2.1 AI模块

AI（Analog bbbbbs）的多寡对系统的运行的实时性和稳定性有较大的影响，尤其是当AI模块较多时其影响大。主要原因为：I-8000模块的CPU仅仅是一款主频只有40MHz的80188的控制器，其数据处理能力、存储空间有限，导致其运算、逻辑处理以及事件响应的快速性就没有IPC那么强大，由于CPU要完成一次A/D的整个过程要进行采样、保持、同步、转换、存储、处理以及运算等一系列的过程方可完成，比较费时，因此，当要完成的AI通道数较多时，必然会影响采样的实时性和系统的稳定性。通常而言，在一个I-8000模块中，一般不要过两块如I-8017H系列的AI模块为佳。

2.2 继电器输出模块

继电器输出模块对整个系统的影响大，处理不好，将会导致整个系统崩溃和经常出现当机、主机板烧坏等现象，由于I-8000模块的供电一般为10～30VDC，总的输入功率为20W，不像IPC的输入功率为250W那么大，如继电器输出模块尤其是大功率继电器模块插放的太多，由于系统供电能量不足，将会导致其输出不正常，控制系统经常误动作，导致系统崩溃、当机，甚至会导致主控板烧坏，使系统的稳定性、性以及性存在许多隐患因素。一般而言，像I-8060、I-8058、I-8063、I-8064、I-8065、I-8066、I-8068、I-8069等不要过两块，尤其是I-8060、I-8063、I-8064、I-8065、I-8069这些功率模块为一块。如系统要控制的功率继电器较多，可以采用普通光隔开关量输入/输出模块如I-8042利用多级放大的原理连接。

2.3 通信处理

在由PC-Based PLC架构的控制系统为重要的一个环节便是与上位机进行的实时数据通信过程，而这一环节往往是制约系统实时性和稳定性的因素，它容易出现数据瓶颈。因为上位机通常为bbbbbbs操作系统，应用程序一般有人机交互界面和实时显示界面，而往往将人机交互界面和实时显示界面设计为前台窗口，数据通信、分析以及存储设计为后台运行，但bbbbbbs 并不是作为实时操作系统设计的，是抢先式、多任务、基于消息传递机制的操作系统，但仅凭消息调度机制，显然不能满足实时系统的要求，难以保证准确实时地完成前后台控制任务。因此在bbbbbbs环境中，采用多线程技术，可以有效地利用bbbbbbs等待时间，加快程序的反应速度，提高执行效率。用一个线程管理计算机数据通信，另一个线程进行数据处理、分析与存储，这样在满足数据连续采集的同时，增强了系统事件响应和通信控制的实时性。

PC-Based PLC与上位机一般采用RS-485、CAN、ModBus或者Ethernet，如采用RS-485、CAN、ModBus时，则要合理分配通信口，一般RS-485、CAN、ModBus的通信适配器卡有两个口，因此如控制系统有两个I-8000模块，上位机可以采用一个通信口与两个下级控制器通信，但是如有四、六个……，将其分成两组，上位机则采用两个通信口分别与其通信，上位机采用两个线程编写通信程序。

2.4 电源配置

如一个控制系统有多块I-8000模块，考虑到系统的经济性以及性，每两块I-8000公用一个开关或者线性电源，考虑到电源本身的功耗，此时电源的功率大于60W，并且每个电源模块分别接入～220VAC或者～380VAC的电源，千万不要串接。选择开关电源时要注意选用系统功率因数大于0.99且纹波电压Vrms≤1.0%、纹波系数≤0.2%的功率密度大、电磁兼容性好、低纹波开关电源。同时将控制器I/O通道和其它设备的供电采用各自的隔离变压器分离开来，有助于提高控制系统的抗干扰能力。

2.5 信号地的处理

正确、良好的接地可以将混入电源和I/O电路的干扰信号引入大地，或减小干扰的影响，是保护和抑制噪声的重要手段，对提高I-8000系统的稳定性、性其重要。为了尽可能减小电磁噪声影响，电源回路和控制回路要分别设立接地。在控制系统中难免有变频器之类的功率器件，注意要将变频器散热器、电源中性线、变频器外壳和中性端、电机外壳和Y型接法中性端要接于电源回路接地上，所有接地线不可形成接地回路。变频器接地电阻越小越好，接地导线截面积应不小于4mm2，长度应控制在20m以内。屏蔽层、数字信号地接于控制回路接地。为防止形成回路，屏蔽层应单端接地。控制器的接地线与电源线、动力线分开。I-8000单接地，也可以与其他设备公共接地，但严禁与其他设备串联接地。

3 实际应用案例

在小型石油公司中，要进行大量的油料计量工作如轻油、0＃汽油、90＃汽油等，其计量过程往往是车队从货运站拖回公司后经公司磅房过磅称毛重、卸料、车辆出厂时，再过磅称车重等等，过磅过程、手续、登记其繁琐，有时还容易出现错磅和漏磅现象，不容易管理，并且给统计、计量工作带来了大的困难，过磅工人的劳动强度大，经常出现车队排队过磅的现象，办事效率其低下，为改变这种局势，采用PC-Based PLC I-8411嵌入式控制，并配以模拟信号输入模块I-8017H、模拟信号输出模块I-8024、光隔离数字输入/输出模块I-8042、I-8060继电器输出模块以及RS232/RS485转换器I-7520，并利用计算机控制技术，为其不同的油料的进站计量、出站计量、统计等开发了一套分布式的油料计量、统计管理系统，省时又省力，深得用户喜爱。。

3.1 功能模块

1） 利用I-8017H的差分输入的6路分别采集运输车油罐的液位、液体温度、两个LUGB系列涡街流量变送器的流量值（备计算用，取两个流量计的平均值作为真正的流量值）、存储油罐的液位值以防液体溢出、温度等；

2） 利用I-8024的D/A功能，输出0～10V的直流信号作为Siemens公司的Micro Master通用型变频器的变频控制输入信号，以使变频器能进行V/F转换，变成0～50Hz的交变信号实时控制三相异步电机，达到使电机变频运行、促使液体恒速流动的目的。

3） 利用I-8060功率继电器输出信号实时控制各种流量继电器、流量控制电磁阀、电气接触器的开启；

4） 利用I-8042的数字I/O进行各种开关的检测与控制，同时实时检测流量继电器、流量控制电磁阀、电气接触器的闭合状态；

5） 利用I-7520作为RS-232/RS-485的转换器，使I-8411与上位机服务器的串口进行数据通信。

3.2 措施

1） 尖峰脉冲的处理：由于在本系统中用到了大型的可控硅，其闭合与断开要产生能量的尖峰脉冲，这一脉冲一旦进入信号系统中，不仅会引起控制系统的误动作，为甚者，会烧坏控制设备、死锁控制信号输入通道。尤其是对I-8017H、I-8024、I-8042等模块影响较大，为了减少其影响，在每个控制模块的输入或输出端加入一阻容保护电路，以吸收其尖峰脉冲。同时信号地和电源地要分开。

2） 变频器过压的处理：在本系统中利用变频器拖动大惯性的牵引电机，由于变频器输出的速度比较快，而负载靠本身阻力减速比较慢，使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量回馈单元，因而变频器支流直流回路电压升高，出保护值，出现过压故障。因此增加再生制动单元，否则会干扰SA系统。

3.3 系统功能

1） 数据显示：对每种油料以数字、棒图、曲线的方式显示实时采集的流量、温度、开关状态、电机转速等各项参数；

2） 可进行流量和总量的计算，生成日报、月报、年报等；并可存储多年的历史记录；

3） 数据修复维护：具有参数设置和数据丢失修复功能。

4） 与公司的MIS系统实时交换数据

4 结束语

PC-Based PLC的发展得益于嵌入式CPU、嵌入式操作系统和IEC-61131-3（LD、SFC、FBD、IL、ST）标准化编程语言的发展，PC-Based PLC具有IPC和PLC的两重特性，具有PLC的系统结构，又具有IPC的开放式架构，目前在工控界是IPC、PLC以及PC-Based PLC共存的时代，又是三者逐渐走向融合的时代，随着嵌入式CPU、嵌入式操作系统以及符合IEC-61131-3标准语言开发工具的发展，PC-Based PLC或嵌入式控制器将加开放和标准化，功能将会加强大、数据通信能力将会强、数据处理能力快。能适应加复杂的工业控制需求。

太钢热连轧每天用水量20万t左右，在废水中含有污油、铁鳞、污泥等，将这20万t废水经过处理后循环使用，对我们这个水资源缺乏地区具有深远的意义。水处理是一项复杂的生产过程，为此我们在这项工程设计中采用了PLC技术自动完成水处理的全过程控制。

1 水处理设备对电气控制系统的要求

(1) 层流冷却给水泵为N1泵组，P = 132kW，~380V，4台，带电动阀，3用1备。
(2) 层流冷却过滤给水泵为N2泵组，P = 160kW，~380V，4台，带电动阀，3用1备。
(3) 粗、精轧冷却给水泵为N3泵组，P = 132kW，~380V，4台，带电动阀，3用1备。
(4) 粗、精轧过滤冷却给水泵为N4泵组，P = 160kW，~380V，4台，带电动阀，3用1备。
(5) 反冲洗给水泵为N5泵组，P = 75kW，~380V，2台，带电动阀，1用1备。
(6) 中压浊循环给水泵为N6泵组，P = 630kW，~6kV，6台，带电动阀，5用1备。
(7) 低压浊循环给水泵为N7泵组，P = 300kW，~6kV，4台，带电动阀，3用1备。
(8) 层流冷却泵为N8泵组，P = 115kW，~380V，5台，带电动阀，4用1备。
以上泵组操作方式为自动、集中操作、现场操作。

2 电气自动控制系统的硬件配置

水处理设备电气控制系统中配置了SG-8可编程序控制器，该机具有从顺序控制到模拟量控制、计数控制、逻辑运算等各种控制功能，适应于广泛需要的丰富的指令体系，可自由地构成上位通信、PC通信、远程I/O通信和分散远程I/O通信网络。硬件为模拟结构，从电源模板、扩展板、CPU、存储器到I/O模板都可分别拔插。PLC硬件配置如图1所示。

图1 硬件配置示意图

输入为384点数字量信号，采用光电隔离的24VDC输入模板G-01N共24块，每块16点输入。主要用于操作方式的选择，水泵运行、压力、水位、电动阀限位的信号输入。
输出为206点，采用光电隔离的24VDC输出模板G-01T共16块，每块16点输出。通过中间继电器柜控制水泵的起停，电动阀的开闭，备用水泵的投入，模拟号的显示和事故报警。

3 应用功能

(1) 自动方式 由PLC来完成，根据生产用水要求发出起泵指令，水泵起动后，当压力达到给定值时电动阀门打开（若过3min电动阀门仍打不开，报警并停该泵，备用泵自动投入）。当吸水井水位在线（▽-1.000m）时，报警并延时逐台停泵。水位回升后，水泵继续工作。水泵运行过程中某台泵发生故障，则停该泵，相应的电动阀门自动关闭，备用泵自动投入。每个泵组的备用泵可任意。
反冲洗水泵（N5泵组）除有上述功能外，还要满足下列要求：
1) 泥浆二沉池水位给定值（▽+0.85m）时不能起动反冲洗泵。
2) 反冲洗泵吸水井水位给定值（▽+1.85m）时不能起动反冲洗泵。
层流冷却泵（N8泵组）运行和高位稳压水池水位联锁运行制度如下。
当水池水位L（高位稳压水池底部距高▽+7.8m）：
8.15m ≤ L＜8.30m 4台泵工作
8.30m ≤ L＜8.40m 3台泵工作
8.40m ≤ L＜8.55m 2台泵工作
8.55m ≤ L＜8.65m 1台泵工作
L≥8.65m N8泵组全部停止工作

(2) 集中和现场操作规程 此功能没有联锁，只作为调试，检修，处理故障用。

4 软件设计

PLC的软件是用梯形图编制的，为使软件在编制、调试过程中，简单明了，将热连轧水处理PLC控制的电气设备按工艺要求分成如下两大类。
1类为N1~N7泵组，软件框图见图2。主程序是根据输入指令和吸水井的水位来控制各泵组的工作。各泵组的水泵所带电动阀的开闭方式是一样的，故电动阀的编程采用子程序调用的方法较为方便。其作用就是在控制水泵满足开闭电动阀的逻辑关系时，直接调用电动阀的子程序即可。

1 前 言

码垛机是包装码垛生产线上的重要设备，它对于提高整条线的处理速度起着关键的作用。随着企业集团化，生产规模化，要求码垛机具有较高的处理速度， 1000 袋 /h 的码垛机不再能够满足生产的需要，在这种情况下，一方面需要研制新型的高速码垛机，另一方面需要对传统的码垛机进行高速化改造。
在对传统码垛机的改造过程中，需要在无包的情况下，对其过程时间参数进行测量，以便对原码垛机的这些参数有个正确的认识。出于程序保护的原因，往往原有程序是不允许改动的，在这种情况下，只能另外采用一个可编程控制器，通过采集原过程的始末信号来测定过程时间。然而，在无包的情况下，采用这种测量方法测量开关门时间却得不到正确的结果，原因在于在有包的情况下和在无包的情况下运行的过程是不同的，本文将分析这两种过程不同的原因，并提出一种新的测量方法即模拟输入信号测量法。

2 高位码垛机开关门时间的物理意义
所谓开关门时间是指滑板门从开始开到关至关位所经历的时间，该参数是计算换垛时间的一个非常重要的参数。图 1 表示了与测量开关门时间有关的机械结构简图。



在有包运行的情况下，当门开至开位时，压板压包到托盘上并随升降台的层降而继续下降，当下位信号点燃时，升降台停止下降且气缸回程，当上位信号点燃时，门关至关位，因而开关门时间包括 4 部分：开门时间、层降时间、程时间和关门时间。然而测量是在无包的情况下进行的，在这种情况下，当门开至开位时，气缸下降，在短的时间内点燃下位信号而回程，而液压升降台层降需要一个启动时间，不可能在这短的时间内完成启动动作，导致层降过程无法进行， 因而这时的开关门时间只包括 3 部分：开门时间、回程时间和关门时间，而没有层降时间这一部分，无法再现所测的开关门时间内的真实的运行过程，使我们试图测量开关门时间的实验限于困境。

3 开关门时间的模拟输入测量原理
由上可知，开关门时间测量的困难的根源在于气缸的下位信号过早点燃，使得升降台还来不及层降气缸便回程了。在这种情况下，不得不取消这一阻碍再现真实运行过程的输入信号，然后模拟一个这样的信号取而代之，这就存在一个如何模拟的问题。
在有包运行的情况下，气缸是在升降台层降一定距离点燃下位信号后才回程的。如果我们能够在有包的情况下测得升降台的层降时间 t，那么在无包运行且取消了下位信号的情况下，当门开至开位时，压板压在托盘上并随升降台下降， 同时启动定时器，当定时器的定时时间为 t 时，便让测量, PLC 发出一个输出信号驱动一个中间继电器，通过让该中间继电器的触点信号模拟气缸下位信号的方法，使得气缸在升降台层降所要求的距离后才回程。这样，在运行的情况下， 克服了液压启动的滞后性的限制，实现了真实的运行过程，获 得 了 所 需 要 的开关门时间，具体实现电路，如图 2示。


从图 2 可以看出，为了测得开关门时间，由开门信号 Q6.1 驱动中间继电器 KA50,S7–214 测量 PLC 采集 KA50 的触点信号作为计量的起点信号，采集高位码垛机 PLC 有 D11 输入模块的滑板关位信号 10.3 作为计时的终点信号，从而测得开关门时间。在运行的情况下，当液压升降台层降时， Q6.2 输出位为 1，中间继电器 KA52 通电，这时，S7 – 214 测量 PLC 的输入信号 10.1 有效，在 10.1 有效所需要的时间后， 给测量 PLC 的输出端 Q 0.1 以输出信号，从而驱动中间继电器 KA51,KA51的触点信号被采集入高位码垛机 PLC 的 D12 输入模块的 11.3端口。在连线时，拆除高位码垛机 PLC 的输入模块 D12 上的下位信号线 11.3,这样，便用模拟的输入信号取代了实际的输入信号。当 11.3 有效时，在原程序的控制下，压紧气缸回升，回升到位后，滑板门关闭，达关位时，S7-214 的输入端口 10.3 有效，从 10.2 有效到 10.3 有效所经历的时间，就是所测的开关门时间，

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