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    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

    济南西门子PLC代理商DP电缆供应商

  • 所属行业:电气 工控电器 DCS/PLC系统
  • 发布日期:2024-11-07
  • 阅读量:17
  • 价格:666.00 元/台 起
  • 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

    济南西门子PLC代理商DP电缆供应商详细内容

    济南西门子PLC代理商DP电缆供应商


    1.概述

     

    随着科学技术的发展,PLC在工业控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的性直接影响到工业企业的生产和经济运行,系统的抗干扰能力是关系到整个系统运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型PLC,有的是集中安装在控制室,有的是安装在生产现场和各电机设备上,它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统性,设计人员只有预先了解各种干扰才能有效保证系统运行。

     

    2.电磁干扰源及对系统的干扰是什么?

     

    影响PLC控制系统的干扰源于一般影响工业控制设备的干扰源一样,大都产生在电流或电压剧烈变化的部位,这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源,即干扰源。

     

    干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中:按噪声产生的原因不同,分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等;按噪声的波形、性质不同,分为持续噪声、偶发噪声等;按声音干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地面的电位差,主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压送加所形成。共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的电器供电室,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏(这就是一些系统I/O模件损坏率较高的原因),这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指用于信号两间得干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种让直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。

     

    3.PLC控制系统中电磁干扰的主要来源有哪些呢?

     

    (1)来自空间的辐射干扰

     

    空间的辐射电磁场(EMI)主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的,通常称为辐射干扰,其分布为复杂。若PLC系统置于所射频场内,就回收到辐射干扰,其影响主要通过两条路径;一是直接对PLC内部的辐射,由电路感应产生干扰;而是对PLC通信内网络的辐射,由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小,特别是频率有关,一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。

     

    (2)来自系统外引线的干扰

     

    主要通过电源和信号线引入,通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。

     

    (3)来自电源的干扰

     

    实践证明,因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多,笔者在某工程调试中遇到过,后换隔离性能高的PLC电源,问题才得到解决。

     

    PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广,将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化,入开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路到电源边。PLC电源通常采用隔离电源,但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上,由于分布参数特别是分布电容的存在,隔离是不可能的。

     

    (4)来自信号线引入的干扰

     

    与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信号之外,总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽略;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机。PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重,由此引起系统故障的情况也很多。

     

    (5)来自接地系统混乱时的干扰

     

    接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正确的接地,既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统将无法正常工作。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层一点接地,如果电缆屏蔽层两端A、B都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常状态加雷击时,地线电流将大。

     

    此外,屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内有会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的耦合,干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流可能在地线上产生不等电位分布,影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存储,造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起对信号测控的严重失真和误动作。

     

    (6)来自PLC系统内部的干扰

     

    主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路

     

    互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容,比较复杂,作为应用部门是无法改变,可不多考虑,但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。

     

    4.怎样才能好、简单解决PLC系统干扰?

     

    1)选用隔离性能较好的设备、选用优良的电源,动力线和信号线走线要加合理等等,也能解决干扰,但是比较烦琐、不易操作而且成本较高。

     

    2)利用信号隔离器这种产品解决干扰问题。只要在有干扰的地方,输入端和输出端中间加上这种产品,就可有效解决干扰问题。

     

    5.为什么解决PLC系统干扰都选信号隔离器呢?

     

    1)使用简单方便、,廉。

     

    2)可大量减轻设计人员、系统调试人员工作量,即使复杂的系统在普通的设计人员手里,也会变的非常。

     

    6.信号隔离器工作原理是什么?

     

    将PLC接收的信号,通过半导体器件调制变换,然后通过

     

    光感或磁感器件进行隔离转换,然后再进行解调变换回隔离前原信号或不同信号,同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间立。

     

    7.信号隔离器功能是什么?

     

    一:保护下级的控制回路。

     

    二:消弱环境噪声对测试电路的影响。

     

    三:抑制公共接地、变频器、电磁阀及不明脉冲对设备的干扰;同时对下级设备具有限压、额流的功能是变送器、仪表、变频器、电磁阀PLC/DCS输入输出及通讯接口的忠实防护。标准系列导轨结构,易于安装,可有效的隔离:输入、输出和电源及大地之间的电位。能够克服变频器噪声及各种高低频脉动干扰。

     

    8.现在市场有那么多的隔离器,价格参差不齐,该怎么选择呢?

     

    隔离器位于二个系统通道之间,所以选择隔离器要确定输入输出功能,同时要使隔离器输入输出模式(电压型、电流型、环路供电型等)适应前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑绝缘强度﹑总线通讯功能等许多重要参数涉及产品性能,例如:噪音与精度有关、功耗热量与性有关,这些需要使用者慎选。总之,适用、、产品性价比是选择隔离器的主要原则。


     自动压紧:开始压紧时,电机及油缸电磁换向阀3yv得电,电机带动油泵开始向油缸高压腔供油,在油压的作用下活塞杆前进,推动压紧板压紧滤板,当压力达到电接点压力表的上,电机及油缸电磁换向阀3yv失电,电机自动停止运转,进入保压状态,此时系统压力由溢流阀确定。
        
         自动补压:压滤机把滤板压紧后,液控单向阀锁紧回路并保压,油缸电磁换向阀阀芯处于中位,当油压降至电接点压力表下,电接点压力表发出电信号,电机及油缸电磁换向阀3yv得电,油泵向油缸后腔供油补压。当压力达到电接点压力表上,电机及油缸电磁换向阀3yv失电,电机自动停止运转,循环自动补压。
        
         自动卸压与松开:当过滤完毕时,电磁球阀7yv得电开始卸压,plc延时15s后,电磁球阀7yv失电,电机、卸荷电磁换向阀2yv及油缸电磁换向阀4yv得电,电机带动油泵向油缸低压腔供油,活塞杆带动压紧板后退,当压紧板与限位开关sq2相接触时,油缸电磁换向阀4yv失电,而此时马达电磁换向阀5yv得点,压紧板停止运动,此时系统压力由直动式溢流阀确定。
        
         自动卸料:压紧板松开至原位后开始卸料,这时油缸电磁换向阀的阀芯处于中位,不进行工作。电机带动油泵供油,油液经调速阀、马达电磁换向阀向液压马达供油,直动式溢流阀确定马达取拉板工作时所需的油压,调速阀控制油液的流量,调节取拉板速度。在油压的作用下,马达带动拉板小车进行取板工作,在取板的过程中油压升高,压力继电器1sp发出电信号,马达电磁换向阀5yv失电、6yv得电,这时马达反转带动小车进行拉板工作。在拉板的过程中,油压升高,压力继电器2sp发出电信号,马达电磁换向阀5yv得电,6yv得电,这时马达反转带动小车再次进行取板工作。一个取拉板的过程就卸掉了两块滤板间的滤饼,一直到拉完后一块滤板,小车回到原位触动限位开关sq4,一个循环完毕,进入下一个过滤周期。


    5  结束语
        
         西门子s7-200 plc自在我厂厢式板框压滤机上应用以来,性高、故障率低、操作简单,实现了所在工序的全自动化控制,提高了企业的装备水平,并给企业带来了可观的经济效益。

    DCS为分散控制系统的英文(TOTAL DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM)简称。指的是控制危险分散、管理和显示集中。60年代末有人研制了作逻辑运算的可编程序控制器(Programmable Logic Controller)。简称PLC。主要应用于汽车制造业。70年代中期以完成模拟量控制的DCS推向市场,代替以PID运算为主的模拟仪表控制。提出DCS这样一种思想的是原制造仪表的厂商,当时主要应用于化工行业。后又有计算机行业从事DCS的开发。

    70年代微机技术还不成熟,计算机技术还不够发达。操作站、控制器、I/O板和网络接口板等都是DCS生产厂家自行开发的,也就是所有部件都是的。

    70年代初,有人用如PDP/1124这样的小型机代替原来的集中安装的模拟仪表控制。连接到控制室的电缆很多。如用小型机既作为控制器、同时把连接小型机的CRT又作为显示设备(即人机界面)。一台小型机需接收几千台变送器或别的传感器来的信号,完成几百个回路的运算。很显然其危险有点集中。和模拟仪表连接的电缆一样多,并且一旦小型机坏了,控制和显示都没有了。数字控制没有达到预期的目的。

    后有人提出把控制和显示分开。一台计算机完成控制计算任务,另一台计算机完成显示任务。另外,一个工艺过程作为被控对象可能需要显示和控制的点很多,其中有一些还需要闭环控制或逻辑运算,工艺过程作为被控对象的各个部分会有相对立性,可以分成若干个立的工序,再把在计算机控制系统中立的工序上需要显示和控制的输入、输出的点分配到数台计算机中去,把原来由一台小型机完成的运算任务由几台或几十台计算机(控制器)去完成。其中一台机器坏了不影响全局。所谓“狼群代替老虎”的战术,这就是危险分散的意思。把显示、操作、打印等管理功能集中在一起,用网络把上述完成控制和显示的两部分连成一个系统。当时有人把这种系统称为集散系统。

    危险究竟要分散到多少算合适呢?这与当时的计算机技术的发展水平有关。70年代中期,分散就是一个控制器完成一个回路的运算。当时由于人们对数字技术不太熟息,习惯于模拟仪表,70年代末、80年代曾经风行回路控制器,把数字控制器做成和原来模拟仪表在外观上几乎一样,不改变操作习惯 ,内部把PID运算数字化。一块仪表(一台计算机)完成一个回路的控制任务。其价格较为昂贵,但危险是分散了。然后用通讯网络把各个控制器和以CRT为基础的人机界面连成一个系统。这时网络结构通常都是星形结构。回路的控制器的制作成本太高,价格/性能比不好。后来为了减,就有两回路的、四回路的控制器, 它的价格/性能比稍好一些。对于一个大中型系统来说,DCS的价格/性能比比回路控制器组成的系统要好。有些特殊地方还是要用到一些回路控制器。

    如果所要完成的回路太多,如一个控制器采集几千点、完成几百个回路的运算,危险又太集中。在这种情况下,危险必需分散。随着计算机技术的发展,计算机的运算能力、存储容量和性不断提高,一台计算机所完成的任务也可以增加。完成的任务也可集中一点。另外,控制器、网络等冗余技术也得到了发展,控制运算也可集中一些。

    从目前的DCS来看,一个控制器完成几十个回路的运算和几百点的采集、再加适量的逻辑运算,经现场使用,效果是比较好的。这就产生控制器升级的问题了。有时控制器和检测元件的距离还是比较远,这就促进现场总线的发展。如CAN、LOONWORKS、FF等现场总线,以及HART协议接收板等都用到DCS系统中。

    DCS分为三大部分,带I/O板的控制器、通讯网络和人机界面(HMI)。由I/O板通过端子板直接与生产过程相连,读取传感器来的信号。I/O板有几种不同的类型,每一种I/O板都有相应的端子板。

    模拟量输入,4-20毫安的标准信号板和用以读取热电偶的毫伏信号板;4-16个通道不等;
    模拟量输出,通常都是4-20毫安的标准信号,一般它的通道比较少,4-8个个通道;
    开关量输入;16-32个通道:
    开关量输出,开关量输入和输出还分不同电压等级的板,如直流24伏、125伏;交流220伏或115伏等;8-16个通道不等; 
    脉冲量输入,用于采集速率的信号;4-8通道不等;
    快速中断输入;
    HART协议输入板;
    现场总线I/O板;

    每一块I/O板都接在I/O总线上。为了信号的和完整,信号在进入I/O板以前信号要进行整修,如上下限的检查、温度补偿、滤波,这些工作可以在端子板完成,也可以分开完成,完成信号整修的板现在有人称它们为信号调理板。

    I/O总线和控制器相连。80年代的DCS由于控制器的运算能力不强,为了增加I/O点数,把控制器的任务分开,实际上是有三种类型的控制器。即:完成闭环运算的控制器、模拟量数据采集器和逻辑运算器。它们分别有自己的I/O总线,各种DCS的I/O总线各不相同。如果要求快速,采用并行总线。一般采用串行总线比较多。尤其是RS485总线较多,模拟量数据采集器和逻辑运算器的I/O点数可以多一些。

    闭环控制器、模拟量数据采集器和逻辑运算器可以和人机界面直接连在通讯网络上,在网络上的每一个不同的控制器作为网络上的一个立结点。每一个结点完成不同的功能。它们都应有网络接口。有的DCS为了节省网络接口,把所有的过程控制用的设备即闭环控制器、模拟量数据采集器和逻辑运算器预先连在控制总线上,称为过程控制站。这可以增加过程控制站能接收的I/O点数,又能节省接口。然后再通过接口连到网络上,与人机界连。随着计算机计术的发展,控制器的运算能力不断增强,如PC机做的一个控制器能力很强,既可接收模拟量运算,也接收开关量逻辑运算。一个控制器成为网络上的一个结点。通过网络与人机界连。

    控制器是DCS的部件,它相当于一台PC机。有的DCS的控制器本身就是PC机。它主要有CPU、RAM、E2PROM和ROM等芯片,还有两个接口,一个向下接收I/O总线来的信号,另一个接口是向上把信号送到网络上与人机界连。ROM用来存贮完成各种运算功能的控制算法(有的DCS称为功能块库)。在库中存功能块,如控制算法PID、带死区PID,积分分离PID,算术运算加、减、乘、除、平方、开方、函数运算一次滤波、正弦、余弦、X-Y函数发生器、前-滞后;比较的算法有史密斯预估,C语言接口、矩阵加、矩阵乘;逻辑运算有逻辑与、逻辑或、逻辑非、逻辑与非等。通常用站功能块不仅把模拟量和开关量结合起来,还与人连系起来。功能块越多,用户编写应用程序(即组态)越方便。组态按照工艺要求,把功能块连接起来形成控制方案。把控制方案存在E2PROM中。因为E2PROM可以擦写,组态要随工艺改变而改变,所以把组态存在E2PROM中。不同用户有不同组态。组态时,用户从功能块库中选择要的功能块,填上参数,把功能块连接起来。形成控制方案存到E2PROM中。这时控制器在组态方式,投入运行后就成为运行方式。

    控制器中安装有操作系统,功能块组态软件和通讯软件。

    为了系统运行,闭环控制器一定是冗余运行的,一用一备,并且是热备。为了使冗余成功,应注意以下几点:两个控制器的硬件、软件版本必需一致;检查发送-接收的芯片是否完好;冗余的芯片是否完好。两个模件的设定是否一样、还要检查有没有带手操站等。

    通讯网络把过程站和人机界面连成一个系统。通讯网络有几种不同的结构行式。如总线式、环形和星形。总线形在逻辑上也是环形的。星形的只适用于小系统。不论是环形还是总线形,一般都采用广播式。其它一些协议方式已用的较少。通讯网络的速率在10M和100M左右。

    人机界面有4种不同形式的结点,它们是操作站、工程师工作站、历史趋势站和动态数据服务器。

    操作站安装有操作系统、软件和控制器的驱动软件。显示系统的标签、动态流程图和报警信息。

    工程师工作站给控制器组态(),也可以给操作站组态(作动态流程图)。如果软件作图能力很强,作图工作可以由软件立完成。工程师站的另外一个功能是读控制器的组态,用于控制器升级,查找故障。我们称之为逆向工程师站。

    历史趋势站用于存储历史数据,一般用磁盘阵列(称为RAID技术)。

    动态数据服务器是DCS和MIS系统的接口,也是DCS和Web的隔离设备。

    DCS和PLC的设计原理区别较大,PLC是由摸原继电器控制原理发展起来的,70年代的PLC只有开关量逻辑控制,应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令;并通过数字输入和输出操作,来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求,并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行,以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器,在程序运行过程中,每执行一步该计数器自动加1,程序从起始步(步序号为零)起依次执行到终步(通常为END指令),然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC,循环扫描周期在1微几十微秒之间。程序计数器这样的循环操作,这是DCS所没有的。这也是使PLC的冗余不如DCS的原因。DCS是在运算放大器的基础上得以发展的。把所有的函数、各过程变量之间的关系都作成功能块(有的DCS系统称为膨化块)。70年代中期的DCS只有模拟量控制。如TDC2000系统,一个控制器一秒钟内能完成8个PID回路的运算。应用的是化工行业。DCS和PLC的表现的主要差别是在开关量的逻辑解算和模拟量的运算上,即使后来两者相互有些渗透,但是还是有区别。80年代以后,PLC除逻辑运算外,也有一些控制回路用的算法,但要完成一些复杂运算还是比较困难,PLC用梯形图编程,模拟量的运算在编程时不太直观,编程比较麻烦。但在解算逻辑方面,表现出快速的优点,在微秒量级,解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理,16位(也有32位的)为一个模拟量。而DCS把所有输入都当成模拟量,1位就是开关量。解算一个逻辑是在几百微秒至几毫秒量级。对于PLC解算一个PID运算在几十毫秒,这与DCS的运算时间不相上下。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。不同型号的DCS,解算PID所需时间不同,但都在几十毫秒的量级。如早期的TDC2000系统,1秒钟内完成8个回路的控制运算。随着芯片技术的发展,解算一个算法的时简在缩短。解算一个算法所需时间与功能块的安排方式和组态方式有关。

    在接地电阻方面,对PLC也许要求不高,但对DCS一定要在几欧姆以下(通常在4欧姆以下)。模拟量隔离也是非常重要的。在有爆炸危险的地方,应配置本质栅。

    相同I/O点数的系统,用PLC比用DCS,其成本要低一些(大约能省40%左右)。PLC没有操作站,它用的软件和硬件都是通用的,所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器,可以接收几千个I/O点(多可达8000多个I/O)。DCS的控制器,只能几百个I/O点(不过500个I/O)。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少,采用PLC较为合适。如果主要是模拟量控制、并且函数运算很多,采用DCS。DCS在控制器、I/O板、通讯网络等的冗余方面,一些运算、行业的特殊要求方面都要比PLC好的多。PLC由于采用通用软件,在设计企业的管理信息系统方面,要容易一些。

    特别要指出的是,DCS的操作站,不是天经地义的。它是由历史原因形成的。DCS厂家如再不开放操作站,与工厂的管理信息系统连网,个别DCS就有从市场中消失的危险。

    随着新技术的诞生,负面影响也跟着而来。新操作站的开放,病毒和容易侵入到系统。在作设计时,在操作站上设置密码,系统多加隔离和防火墙。把负面影响减到小。


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    1. 引言

    火力发电厂工业废水水量大,污水种类较多,水质差别较大,为了实现废水的重用和节约废水处理成本,火力发电厂工业废水处理系统一般实行清污分流处理。采用PLC将分散的工业设备组合起来形成智能工业网络,实现了污水处理的控制、智能诊断和实时监控。

    2. 现代化污水处理系统的基本要求

    2.1 远程采集与集中监控

    工业污水处理设备分布于不同的车间或区域,使得控制系统I/O点特别分散。为减轻工人劳动强度和实现无人值守自动化监控,就需要控制系统能够实现数据的远程采集和设备的集中监控。控制设备对现场设备进行本地或远程的自动控制,并对工艺流程进行、实时的监控显示,为生产、调度和管理提供必要的数据。

    2.2 控制高度集成化、模块化

    控制系统高度集成化、模块化,系统能够满足数据采集与传输、逻辑运算,数据处理的要求。污水处理大部分是对输水泵和配水泵的逻辑控制,闭环控制只用在出水压力控制上,而逻辑控制是可编程序控制器PLC的传统应用领域。PLC不仅能够采集开关量信号、完成逻辑控制,其强大的模块化设计还可以扩展模拟量采集模块、通信模块完成不同数据的采集和保证数据的及时传输,另外PLC兼容性高、抗干扰能力强、功能扩展简单,因此使PLC成为目前工业控制系统的控制器。

    2.3 自我诊断、报表生成、自我恢复等智能化功能

    通过对控制系统数据采集进行分析处理,判断系统运行情况,记录系统实时数据。当系统根据采集数据分析判断设备故障时,控制器自动运行保护程序,发出声光报警信号并生成报表。当技术人员排除现场设备故障后,控制器根据操作人员操作信号,自动恢复系统运行。目前的控制系统可以根据系统故障级别和分类,将故障信息分类发送到各个部门。

    2.4 、高速的传输介质

    分布式智能控制系统的基本条件是具有、高速的传输介质。传输介质目前有屏蔽双绞线、光纤、无线电台、工业以太网等形式。随着各种仪表的智能化,大多数智能仪表都带有通信接口和控制器连接,采用通信的方式,通过传输介质一次性采集多组数据成为智能仪表的发展方向。考虑本系统中各节点分散的特点,而且现场具有大变频和大电机等干扰源,采用有线很难绕开这些干扰,所以采用无线通讯,考虑无线以太网的高频特性,需投入较大做信号传递和覆盖,故决定用无线低频通讯方式,采用工业等级的支持工业通讯ASCII协议的无线模块。本系统采用赛远的工业无线通讯模块SY-WT6,该模块支持MODBUS通讯,也支持ASCII通讯。

    3. 控制系统硬件设计

    污水处理站环境恶劣,操作和维护人员在中控室完成对整个污水站监控,并根据现场状态及时维护。污水站控制系统由PLC、变频器、压力传感器及上位机组成。本系统的控制为SIEMENS S7-300,硬件主要由电源、CPU、数字量输入输出、模拟量输入、通信单元等模块组成。控制系统主要完成数字、模拟信号采集,逻辑分析和控制,数字、模拟信号输出,数据通信控制等功能。变频器根据管网压力结合自带PID功能对电机进行调速,保持管网压力恒定。控制系统及污水处理状态采集到PLC中,通过WINCC在工业计算机实时显示。

    4. 控制系统软件设计

    程序的编制采用模块化结构,针对污水处理的特点,把程序设计为电机控制子程序、参数采集程序、系统报警子程序和保护程序等。由于本系统设备比较集中,主控制采用SIEMENS公司S7-300控制器,因此系统采用SIEMENS通信模块CP340将污水处理各个单的设备组成工业网络。CP340通信处理是Siemens公司提供的串行通信的解决方案,是Siemens公司PLC与其他智能终端进行数据交换的桥梁。

    系统通信子程序是软件中的重要部分,对变频器和反应池的检测和控制、故障代码采集都采用通信的方式,一根通信电缆一次性采集、传输多组数据,减少电气连线和信号干扰,已成为智能仪表的发展方向。

    该通信模块提供了三种不同形式的传输接口:

    ①、RS232C

    ②、20mA(TTY)

    ③、RS422/RS485

    但每个CP340只提供一种接口形式。该模块可以实现三种通信协议ASC II码,3964(R)和打印机驱动,通过集成在STEP 7中的参数化工具可进行简单的参数化,其设置主要包括通信方式(波特率、数据位数、停止位数和奇偶校验)、接收帧结束方式、接口方式等,编程人员要关注的是根据智能仪表的通信协议编写程序。CP340使用自由口模式与这些设备进行信息互换。自由口通信是通过用户程序控制通信口的操作模式。利用自由口模式,可以实现通信连接多种智能设备。STEP 7中的功能块FB2(P_RCV)和FB3(P_SEND)是系统自带的专为CP340提供的通信功能块,利用STEP7自带的功能块可以减少编程时间降低编程难度。

    采用CP340主从站、半双工的通信方式时,通信子程序考虑:

    ①、采用半双工的通信方式,在每个时刻总线上只能有一个站处于接收或发送状态。由于主、从站的工作方式为主站主动、从站被动,所以在程序中当主站成功发送完控制命令后,应该给予从站足够的时间反应主站命令。

    ②、对每次接收的数据都应该进行校验,保接收的数据的正确性从而避免系统发生误动作。

    ③、当诊断系统出现错误立即置位标识位,给出相应的报警信息,并且根据报警信息自动对该报警信息给予分类,对重故障作停车检修。设备故障时,对此设备停车并且屏蔽此设备,程序将不再访问该设备,这样可以大大节省由于多次重复对故障设备通信所带来的程序执行时间过长。

    ④、每次发送新信息前,确保接收缓冲器中的内容取走,并且应对接收缓冲区和接收缓冲区清零。电动机控制程序依据管网实际压力值,自动切换电机(即变频器频率出现工频或者PI调节频率时)。因此采集的管网压力值的性尤为重要,压力取自管网的压力传感器,其传输线较长,并且经过干扰较大的变频器等设备,所以在使用双绞屏蔽线的基础上经过软件滤波等处理。判断管网压力,大大减少了切换泵的次数,且采用了变频器不仅提高了系统的性也克服了电机起动时的大电流冲击。系统报警子程序是对系统所有的告警信号处理程序,例如电源故障、蓄水池水位限、电动机温度温、变频器故障和PLC模块故障等。由于选用了具有中断能力的数字量和模拟量输入模块,所以当硬件检测到现场故障信号时,便自动执行硬件中断处理程序块(OB40),对故障进行判别并按故障级别作相应处理。

    上位机采用组态软件WinCC,针对串口操作,可以通过调用编写好的VB串口通讯程序来实现数据交换,也可以用全局脚本VBS实现对串口的访问,在WINCC图形编辑器中调用Active X控件MSComm,如添加按钮,按钮链接了一个VBS鼠标动作,主要是对串口进行初始化。在MSComm中组态了一个oncomm事件,利用事件触发的形式对串口进行读写操作。在按钮1的鼠标事件中做端口初始化,具体代码如下:

    Sub procedure20

    ‘打开串口

    Dim objMSComm1

    Dim tagConnection

    Set objMSComm1 = HMIRuntime.Screens(“Main”).ScreenItems(“MSComm1”)

    Set tagConnection = HMIRuntime.Tags(“Connection”)

    If objMSComm1.PortOpen = False Then

    mport = 1

    objMSComm1.Settings = “9600,e,7,1”

    objMSComm1.bbbbbLen = 0

    objMSComm1.PortOpen = True

    tagConnection.Write(True)

    HMIRuntime.Trace(“Port open.” & vbCrLf)

    Else

    HMIRuntime.Trace(“Port is already opened.” & vbCrLf)

    End If

    End Sub

    Sub procedure1()

    ‘关闭串口

    Dim objMSComm1, tagConnection

    Set objMSComm1 = HMIRuntime.Screens(“Main”).ScreenItems(“MSComm1”)

    Set tagConnection = HMIRuntime.Tags(“Connection”)

    If objMSComm1.PortOpen = True Then

    objMSComm1.PortOpen = False

    tagConnection.Write(False)

    HMIRuntime.Trace(“Port close.” & vbCrLf)

    End If

    End Sub

    5. 污水站系统特点

    (1)的控制策略。远程自动控制、远程手动控制、就地控制三种控制方式保证系统启停。变频器、电机等设备都具有立的控制且能够相互备用,即可以在自动方式下实现任意组合的连锁控制,又能在手动方式下立控制。

    (2)形象的监控见面,强大的报表功能。工业控制计算机显示污水处理工艺流程图、设备运行情况、运行趋势图、故障报警画面等。操作人员通过这些画面可以的了解污水处理运行情况,方便对设备进行操作。大大降低操作人员工作强度。



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