上海西门子中国代理商通讯电缆供应商

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可编程控制器PLC是实现污水处理厂自动控制的关键，云岗污水处理厂处理能力在1万m³/日，监控点数不是很多，而选用西门子S7-300 PLC是一种即经济又切合实际的解决方案，它具有高度模块化结构，指令集功能强大，能够满足多样化和个性化的需求。
1、污水处理工艺流程
从当前污水处理工艺和技术研究、开发和应用的情况看，由于传统的活性污泥处理工艺在中小规模的污水处理厂中存在基建投资高、运行费用高以及电耗高等问题，因此，云岗污水处理厂采用氧化沟工艺。主要处理工段械处理段、生物处理段和污泥脱水处理段。机械处理段由粗格栅间、进水泵房、细格栅间、旋流沉砂池组成。生物处理段由厌氧池、曝气池等组成，污泥脱水处理段由储泥池、污泥脱水机房组成。
城市污水管网收集到的污水到了进水泵房，在这里大的固体杂质被格栅机过滤掉，然后较稀的污水被提升泵送到旋流沉砂池，污水由于搅拌机和吸砂机的作用，其中的固体颗粒又被去除。下一道工序是污水先被送到厌氧池，目的是去磷、脱氮，然后流入曝气池，这里有相应的菌种来分解、净化污水，曝气池中的污泥细菌生态系统维持存活的主要条件一个是污水中的物杂质，另一个就是氧气的供应，所以曝气池上的曝气转碟的作用是对污水进行充氧。经过曝气池处理后的污水沉淀后可直接排放，多余的污泥被排泥泵送到脱水机房，通过脱水处理，污泥被压干制成饼，用作肥料。
2、自控系统的硬件选择
污水处理主要是顺序逻辑控制，这正是PLC控制的优势所在。在众多的PLC生产厂家中，西门子公司的S7-300 PLC系列产品以其较高的性价比成为众多用户的。S7-300是模块化的中小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用，模块化、无排风扇结构，各种单的模块之间可进行广泛的组合以用于扩展。接口模块（IM）用于多机架配置时连接主机架（CR）和扩展机架（ER），S7-300通过分布式的主机架（CR）和二个扩展机架（ER）可以操作多达32个模块。处理单元（CPU）集成有PROFIBUS-DP和MPI通讯接口，多点接口（MPI））用于同时连接编程器、PC机和人机界面等。信号模块（SM）用于数字量和模拟量的输入输出。

3、总体控制要求及功能
污水处理厂自控系统的要求是对污水处理过程进行自动控制和自动调节，使处理后的水质指标达到要求的范围；在中控室发出上传指令时，将当前时刻运行过程中的主要工作参数（水质参数、流量、液位等）、运行状态及一定时间段内的主要工艺过程曲线等信息上传到中控室。功能如下：
（1）控制操作：
在控制室能对被控设备进行在线实时控制，如启停某一设备，调节某些模拟输出量的大小，在线设置PLC的某些参数等。
（2）显示功能：
用图形实时地显示各现场被控设备的运行工况，以及各现场的状态参数。
（3）数据管理：
依据不同运行参数的变化快慢和重要程度，建立生产历史数据库，存储生产原始数据，供统计分析使用。利用实时数据库和历史数据库中的数据进行比较和分析，得出一些有用的经验参数，有利于优化曝气池的准闭环控制，并把一些必要的参数和结果显示到实时画面和报表中去。
（4）报警功能：
当某一模拟量（如电流、压力、水位等）测量值过给定范围或某一开关量（如电机启停、阀门开关）阀发生变位时，可根据不同的需要发出不同等级的报警。
（5）打印功能：
可以实现报表和图形打印以及各种事件和报警实时打印。打印方式可分为：定时打印、事件触发打印。
4、系统构成及其布局
如果采用常规PLC集中控制方式，将现场信号通过电缆连接到集中控制室内的PLC上，由于工艺线路长、现场控制点分布范围广，需要敷设大量的电缆及桥架，且现场环境恶劣、其施工难度非常大。鉴于此，采用了PROFIBUS现场总线技术，根据工艺划分，系统共设了两个主站、两个子站、两个操作员站。采用西门子的S7-300系列PLC，主站采用CPU315-2DP，其带有一个DP通讯口和一个MPI口。子站采用通用性较好的ET200M远程模块，用于现场数据的采集和控制，并借助PROFIBUS（工业现场总线），方便控制网络系统的建立。
（1）管理级
管理级集中监控各个分站设备的运行状态。管理级现场总线选择PROFIBUS-FMS总线，两台安装组态软件的冗余服务器作为PROFIBUS-FMS现场总线的操作员站，安装在控制室内，可以同时收集现场数据。服务器采用WinCC组态软件，并配有服务器软件包选项。
（2）控制级和现场级
控制级主要功能是接收管理层设置的参数或命令，对污水处理生产过程进行控制，将现场状态输送到管理层。根据本厂工艺流程和总平面布置，结合马达控制MCC的位置和供配电范围，按照控制对象的区域、设备数量，以就近采集和单元控制为划分区域的原则，在曝气池旁中控室设主站PLC。在进水泵房、脱水机房设两座现场子站，主站与现场子站之间采用PROFIBUS-DP现场总线。主站PLC分别由电源模块PS 307、CPU315-2 DP模块和通讯模块CP343-2及相应信号模块SM组成。现场子站采用ET200M远程单元，每个ET200M单元均由1个IMl53-2总线接口模块和其它若干数字量、模拟量输入及输出模块组成。
进水泵房现场从站PLC－1监控范围为粗格栅、进水泵房、细格栅、沉砂池等，其主要控制对象为粗细格栅间的粗细格栅及进水电动闸门、进水泵房的污水提升泵、沉砂池的排砂装置和砂水分离等设备，此外，还负责进水水质如PH、SS（浊度测量）等参数的在线检测。其I/O配置为：DI＝138、DO＝58、A1＝16 、AO＝4。
脱水机房现场子站PLC－2监控范围为脱水机房、储泥池，其主要控制对象为储泥池的搅拌器、电动阀门，脱水机房的进泥泵、输送机、浓缩机、加药系统等设备。其I/O配置为：DI＝48、DO＝16、Al＝8。
曝气池主站PLC监控范围为厌氧池、曝气池、鼓风机房，主要完成对处理工艺参数的监测控制，如对溶解氧、污泥浓度、pH值、ORP值等参数的测控。对曝气设备、搅拌设备、排水设备及剩余泵等进行操作控制，以满足对处理出水水质的要求。其I/O配置为：DI＝184、DO＝60、A1=24。
5、系统软件
计算机操作系统采用Microsoft bbbbbbs 2000 Professional中文版操作系统。历史数据库采用Microsoft SQLServer 2000中文版软件。上位机软件采用Wincc5.1组态软件来实现。
1）操作系统软件bbbbbbs 2000 Professional中文版操作系统提供了一个快速、的多用户、多任务操作系统环境，是目前使用广泛的工控操作系统。数据库服务器采用bbbbbbs2000 server中文版配合Microsoft SQL2000使用，用来保存历史数据。各工作站均采用bbbbbbs 2000 Professional中文版操作系统。
2）Wincc5.1软件实现了对整个系统的开关量、状态量、电量、模拟量的采集和处理，并显示在主工作站的界面上；对一些污水处理厂重要的物理量如各个进水泵的电流、频率、出口压力等都实时显示在主上作站的主界面上，便于调度员及时掌握系统的运行情况。
3）数据库服务器上安装Microsoft SQL2000中文版数据库软件，用来储存整个污水厂重要的历史数据，通过Wincc5.1与Microsoft SQL 2000的通讯来读取历史数据。单设计一个数据库服务器可以避免因为系统局部故障导致历史数据丢失现象的发生。
4）STEP7可以利用IEC-1131标准中八种编程语言中的6种（STL、LAD、FBD、CFC、SFC和SCL）进行编程、本系统利用STEP7对西门子可编程序控制器进行配置、编程。
6、结束语
用西门子S7-300 PLC设计的自控系统在该污水处理厂投入使用以来，运行至今系统稳定、。设备具有调试简单、操作方便、使用、、故障率低，污水处理效果好的特点，提高了劳动生产率，同时由于软硬件均采用模块化结构，方便了工程技术人员的安装、调试和维修。

2.1 上位机监控
    利用工控机作为上位机。由它运行软件。它操作简单、思路清晰、界面友好。上位机软件主要包括以下几个模块:
(1) 数据采集、存储模块
上位机软机每隔1s向可编程控制器发送读温度命令，然后接受控制器返回的温度数据，经过错误校验以后进行存储并显示。
(2) 数据查询模块
上位机存储的历史数据可以按照不同的规则进行查询以供分析，系统的设置参数也可以进行查询。
(3) PID参数整定模块
虽然PID算法大部分是在下位机完成，但是上位机也可以根据需要调整参数kp、ki、kd的初始值。同时，为了好的发挥上位机软件的强大作用也可以进行神经网络、控制、学习控制等智能算法的应用。
(4) 通讯模块
主要负责与下位机的数据交换及数据格式的转换。
2.2 温度控制
    温度控制是波峰焊机控制系统的。系统利用K型热电偶采集温度信号。它通过控制固态继电器的输出来调节占空比，从而改变电阻丝两端的有效电压，达到控制温度的目的。在很多工业控制过程中一般都采用PID控制，特别是对于纯滞后、大惯性的温度控制。PID控制是按照实际温度和设定温度偏差的比例、积分、微分产生控制作用，实际运行效果和理论分析表明，这种控制规律可以得到比较满意的结果。
2.3 步进电机控制
    在波峰焊机控制系统中有三种步进电机:链幅调节步进电机、流量控制步进电机和喷嘴移动步进电机。步进电机是将电脉冲信号变换成角位移的一种机电式数模转换器。它受脉冲信号控制，角位移与输入脉冲个数构成严格的正比例关系，每输入一个脉冲，步进电机就转动一定的角度。它具有定位精度高、惯性小、无积累误差、启动性能好等特点。因此，它广泛应用于要求精密定位的旋转或线性运动的控制系统。PLC输出的脉冲信号通过步进电机驱动器达到控制步进电机的目的。
2.4 网络通讯
    上位机软件和S7-200可编程控制器之间以及PLC和变频器之间用RS-485连接。通信协议是基于S7-200自由口通讯的Modbus协议。Modbus协议是MODICON公司为其生产PLC设计的一种通讯协议。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构。它描述了控制器请求访问其它设备的过程，回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录，了消息域结构和内容的公共格式。上位机和PLC的通信使用主－从结构，采用请求－响应方式，主站发出带有从站的请求报文，具有该地址的从站收到后发出响应报文进行应答。
Modbus协议有ASCII和RTU两种报文传输模式，在设置每个站的串口通信参数时，Modbus网络上所有的站都选择相同的传输模式和串口参数。本系统中我们采用RTU模式进行传输。如图2所示RTU通信帧的基本结构。

1 引言
    近年来，随着社会经济的高速发展，城市化进程持续加快，生活条件的改善和生活水平的提高，市民人均污泥水排放量也不断增长，加之市容、市貌、道路、房屋等基础设施建设带来的泥渣等经雨水冲刷，大多也进入排水管道，下水道污泥沉积速度加快，清淤和污水运输的工作量剧增。由于城市建设的发展，城区地域也以惊人的速度扩大，城市生活小区越来越多，相距越来越远，相应的排水管道的长度快速增长，排水管道疏通、清淤的工作量也成倍提高。**排水部门除了定期疏通和清淤排水管道外，还要承担由于突发原因造成的排水管道堵塞的疏通抢险任务。因此，**部门的排水管道疏通、清淤和污泥运输工作非常繁重，任务十分艰巨。
2 国内外比较
    目前国内城市排水管道污泥的取出仍然靠人工作业，采用原始的拉、刮横道污泥至检查井，再人工一匙一匙地将其挖出，然后连泥带水一起运至地点集中处理。这种传统型的下水道清淤工作，与建设现代化文明大都市的要求相距甚远，其弊端也是显而易见的。是**工人的劳动强度大，工作条件差，工作效率低;其次是造成了路面和环境的二次污染，因为运输过程中不可避免的抛撒滴漏现象，特别是在盛夏，污泥水是臭气熏天，而且大量污水无处可倒，集中排放又而造成污染;再次是提高了运输成本，由于抽取的大部分是污水，只有少量污泥，所以增加了污水的运输次数和相应费用。
    国外发达国家在城市规划时，排水管道设计得较为宽大，人员和机械均可进入地下管道作业，污泥可直接用泵输送至污水处理厂进行集中处理。而较小管道的清淤，基本使用车辆，采用高压水冲穿清淤，然后再用泵将泥水吸上来后运走。该种车辆的优点是将高压冲穿和吸取泥水二项功能集于一身，其缺点是不具备泥水分离装置，其运输物也主要以水份为主，因此运输效率较低。这种车辆在日本、美国、意大利和德国等国均有生产，我国也有少量进口。但是，价格昂贵，使用费用也较大，同时须带大量清水，对于人均水资源不高的国家和地区是不适宜的，加上我国城市排水管道中介质复杂，常常含有塑料袋、木块、较大砖块等杂物，因此，该车并不适合我国城市排水管道清淤的实际情况，使用效果不够理想。
    鉴于以上情况，为提高城市排水管道清淤工作的机械化程度，提高工作效率和运输效率，我公司开发了这种集检查井取泥、泥水分离为一体的市政工程设备，并安装在辆上，国内这一领域的空白。这样一次污泥的运输量为十几仍至几十个窨井的污泥总量，该设备采用PLC控制技术，可实现多次工作循环，从抽污泥水到输出污泥，可自动一步完成，也可人工分步完成。

3 原理与系统设计
    设备主要有检查井取泥装置、污泥水快速自动分离装置、污泥输送装置、机组拖挂系统和自动控制系统等部件组成。
设备的阀门控制示意如图1所示。
    
图1 设备的阀门控制示意图
3.1 原理设计
    先将抽污软管放入窨井中，启动车上发动机，开启取力器，接通控制电源，真空马达抽吸污泥水时，箱内气体经阀2抽出，污泥水经阀1吸入，然后将污水箱后端抬起，同时将底部低端的污泥送往，再由真空马达反向操作排压污水，气体经阀2充入，污水经阀1排出，通过一次排压将污水排出水量的二分之一或三分之一，接下来将所有阀门关闭进行抽真空，达到规定真空度后，大气先由旁通阀进入箱底管道，当箱内外气压相等时，真空马达再反向操作进行爆气，大气通过管道小孔从水底爆出，使气泡带着污泥漂浮起来，快速分离出其中的水份，使污泥达到一定的浓度，这时真空马达进行二次排压，将污水全部排至下水管道，如果污泥含量太低，可循环作业数次，后将污泥输送出箱。
3.2 主要动作
    该设备进出水、气的阀门管道较粗，所以设计采用电、液和电、气控制，各阀门及反馈元件的动作见附表。

附表 液、气、电阀动作表
     
(1)抽吸污泥水
通过真空马达对污水箱进行抽真空，当箱内达到一定真空度时，下水道中的污泥水通过管道开始吸入箱内;当污水箱中的水位达到限位时，液位传感器反馈信号停止该动作。
(2)排压污水
当污水与泥沙次分离后，由真空马达反向操作对污水箱进行充气，当气压达到规定值时，气压将分离后的污水从污水箱中排压出去，当污水占箱中水量二分之一或三分之一时，液位传感器反馈信号停止该动作;当爆气结束后，再进行二次排压污水。
(3)抽真空
对污水箱进行抽真空处理，当箱内气压达到规定真空度时，压差传感器反馈信号停止该动作，这是为了增加爆气的效果。
(4)爆气
在污水箱真空的情况下，对箱内水底充气，产生爆气效果，使气泡带着淤泥漂浮至水面，当箱内气压达到规定的标准时停止该动作。
(5)输送污泥
由箱内螺旋和箱外螺杆同时工作将污泥输送出来。

3.3 系统设计
(1)控制真空马达的开和关，完成抽吸污泥水、排压污水及抽真空、爆气的工作;
(2)控制四通电液阀的左开、右开和断电，完成真空马达的正(抽气)、反(充气)转换的操作;
(3)控制举升换向阀的左开、右开和断电，驱动油缸完成污水箱后端的上升和下降工作;
(4)控制筒盖换向阀的左开、右开和断电，驱动油缸完成筒盖的开、关工作;
(5)控制螺旋换向阀的左开、右开和断电，驱动油马达完成螺旋输送器的正、反转工作，达到污泥的前后输送或搅拌之目的;
(6)控制螺杆换向阀的左开、右开和断电，驱动油马达完成螺杆输送器进入、退出污水箱及输出污泥的工作;
(7控制旁通阀的开启，可提高爆气的效率。污水箱在真空负压状态下转入爆气高压状态，需要大气快速进入箱内，如果由真空马达充入气体，那么时间既长、效果又不好，因为真空马达的转速是一定的，所以充气量就受到了限制，大气由旁通阀进入，在短时间内就能负压;
(8)控制溢流阀和发动机油门的开启，完成单个或数个液压执行元件动作的工作。溢流阀和油门的开关正好相反，当单个液压执行元件动作时，开启溢流阀，同时关闭油门;当数个液压执行元件动作时，关闭溢流阀，同时开启油门;
(9)控制气阀的开关组合，完成抽吸污泥水、排压污水和抽真空、爆气的工作。

4 控制系统硬件及软件
    控制元件选用SIEMENS　CPU224和EM223，设计输入总点数为22点，输出总点数为22点，现用的可编程控制器输入总点数为30点，输出总点数为26点，能够满足设计要求。反馈元件为选用正负压差计、液位传感器、磁性传感器等。程序框图见图2、图3所示。所编制的程序因篇幅太长特省略。

5 难点与
5.1 难点
    原来控制液位采用声波传感器，现场调试发现声波在真空及高压状态下工作不稳定，容易出现误动作，后来改用浮球液位传感器，使用效果良好。在抽吸污水、抽真空和排出污水、爆气的过程中，因为是同一管道进出污水，所不同的是四通阀的动作，左旋为抽气，则抽进污水;右旋为充气，则排压污水，所以当四通阀在排污水时发生误动作，就会出现故障，严重时会导致事故，污水进入真空泵而将其损坏，经过改进，在四通阀上加装了传感器后，避免了这一现象的发生。因为电源为车用蓄电池，故要尽量减少各阀的通电时间，同时为了使各电磁阀在工作中开关，在操作中均采用双向电控，即关闭时也通电，然后通过程序延时再进行断电，这样使程序较为复杂。
5.2
    该设备在快速污泥水分离、防堵塞、自动控制等方面已达到国内水平和接近国外近期水平。
(1) 将排水管道检查井取泥、泥水快速分离地组合在一起，形成体积较小、效率较高的排水管道清淤流动工作站，适应了城市排水管道清淤面广量大的特点，，必将受到**排水部门的欢迎。
(2) 在泥水分离方面，采用高速离心分离技术，适应了城市排水管道泥水成分复杂、易堵塞、腐蚀性强的特点，工作介质范围较宽，具有防堵塞能力，而且能自动排渣、分离，水份回流至排水管道，不仅对井下污泥起到冲稀作用，而且防止了清淤和运输过程中路面的二次污染，符合环保的要求。
(3) 采用PLC技术，实现了全自动控制，增加了过载保护、温升保护、故障自我诊断等控制功能，做到人工启动，自动作业，、。
(4) 集液控、气控、电控为一体，机电液气组合，具有一定的技术难度，已获得国家实用新型和国家发明。

6 结束语
    PLC可编程控制器特别适用于小批量非标设备的自动控制，其可编程性对单位研究开发新产品尤为有用，目前在各行各业中其用途之广泛，发展之迅猛，且应用的人员众多，以至于在自动控制方面占据半壁江山，甚至可以与电子控制、数字控制相，这可能是开发其软硬件的技术人员所始料未及的。
    城市下水道污泥水分离设备在**部门具有广阔的发展前景，为减轻工人劳动强度，提高工作效率提供了的产品，而PLC技术在**机械上的成功应用，使其具有了自动化程度高，工作性能等特点，可以用来替代国外同类产品，为进一步提升国内**机械的档次奠定了基础。

   系统主要由监控、无线通信系统、现场监控终端、传感器及仪表四部分组成。
监控：由微机、无线数传机、全向天线、模拟屏及UPS组成，主要完成各现场终端数据的实时采集、监测、控制、数据存储、打印报表、数据查询等功能。
无线通信系统：监控与各泵站终端之间采用无线方式通讯。监控为主动站，其它终端副站为被动从站，该系统采用无线电管理给定的数据频率，以一点对多点的方式与从站通讯，监控为全向天线，各副站为定向天线。
现场监控终端：为PLC，是一个智能设备，它有自己的CPU和控制软件，主要完成现场的数据采集、转换、存储、报警、控制等功能，并通过无线信道与监控微机进行数据通信。根据监控的命令分别完成系统自检、数据传送、控制输出等任务。
传感器及仪表：是PLC监测现场信号的“眼睛”，现场所有信号都需经过传感器及仪表的转换，才能输出标准信号，被PLC终端所接受。系统主要测量电压、电流、液位、压力、流量及耗电量等参数。
三、现场PLC终端
    现场PLC监控终端是工业现场与监控之间的桥梁纽带，一方面它采集现场仪表、变送器、设备运行状态等信号，另一方面它又与监控通讯，执行有关命令。现场终端一般无人值守。因此，终端机的性能和质量对系统的性影响很大。经充分论证，选用西门子S7-200系列PLC作现场终端具有较高的性能价格比，它具有体积小、易扩展、性能优等特点，非常适合小规模的现场监控。
1、PLC硬件设计
    现场某一终端需测控开关输入信号12路，开关输出信号14路，模拟量输入信号9路。因此，我们选用S7-214基本单元，一块继电器输出扩展单元（EM222），三块模拟输入扩展单元（EM231）。这样系统共有开关输入14路，开关量输出18路，模拟量输入信号9路，满足现场要求。
2、通讯接口
    S7-214PLC基本单元提供一个RS-485接口，为了与无线信道的数传机（电源、Modem、进口电台三者合一）相连，我们专门设计了RS-485接口的Modem，并采用光电隔离技术，使二者在电气上立，避免相互干扰，由于数传机发射时需要RTS信号，而RS-485接口又不提供RTS信号，解决这个问题有两法。其一，由无线Modem根据PLC的发射信息产生RTS信号，这就要求该Modem智能化，同时PLC在发送信息之前需先与Modem通信，让其输出RTS信号，并回送RTS已产生信息，然后PLC再发送现场信息。其二，采用PLC的某一I/O输出点，产生RTS信号，由PLC在发送信息前现接通该点，控制数传机发射，延时一段时间后（电台建立载波时间），再发送信息。后一种方法简单、实用，较好的解决了无线通信的接口问题。
3、抗干扰设计
    为提高系统的性，现场终端、数传机、PLC、直流温压电源及部分变送器装于一个控制柜内，各部分相对立，便于维护。PLC开关量输入、输出与现场之间家继电器隔离，模拟信号采用信号隔离器和配电器隔离，电源采用隔离变压器供电，以减小电源“噪声”，同时系统设置良好的接地。
四、PLC软件设计
    PLC终端软件采用梯形图语言编写，为提高终端的抗干扰能力，软件设计中采用了数字滤波、故障自检、控制口令等措施，**控制操作的正确性和性。程序设计采用模块化、功能化结构，便于维护、扩展。终端软件主要由下列模块组成。
1、初始化程序：设定各寄存器、计数器、PLC工作模式、通信方式等参数初始值。
2、数据采集子程序：对各路模拟量数据采集、滤波、平均等处理。
3、累计运行时间子程序：对泵机等设备的运行时间进行累计。
4、脉冲量累计子程序：对电耗、流量、仪表的输出脉冲进行累计，并进行标度变换。
5、遥信子程序：检测电机、阀门、报警开关等设备的运行状态。
6、置初值子程序：由监控对时间、电耗、流量等累计参数按用户的要求设定初始值。
7、故障自检子程序：检测PLC的故障信息、校验信息，并发往监控。
8、控制子程序：根据监控的命令，或现场自控条件输出相应的操作。
9、通讯子程序；完成与监控的各种通信功能。

1、引言
 　　声波布料切割机主要用来制作无尘拭布（洁净布），无缝缝润等化纤、尼龙类布料。
 　　无尘布是常用于电子产品、光学仪器以及其他在无尘生产环境中制作的零部件清洁用布，无尘布具有柔软、弹性大、易变形以及无脱毛、无崩布边等特点，因此，对该布料对布料的分切加工也有着特殊的工艺要求。
 　　声波布料切割机是针对无尘布的特点，专门设计制造的机械。具有切口光滑、牢靠，切边准确，不会变形，不翘边、起毛、抽丝、皱折等优点。可避免的“激光切割机”存在的切边粗糙、焦边、起球等缺点采用德维森科技(深圳)有限公司开发生产的 V80 系列小型 PLC 为声波布料切割机提供了一个价格低廉和的解决方案。本文从声波布料切割机的关键技术入手，阐述了 V80 系列 PLC 在声波布料切割机控制方案中的应用情况。
 　　2、关键技术
 　　声波布料切割机有 2 个主要关键技术，一个是声波产生技术，另外一个是布料的传送和切割技术。声波布料切割机的工作原理是通过陶瓷振子加电压产生声波振动，再经增幅放大，使头刃具产生高速振动，可用来切割布料，塑料等材料。
 　　声波布料切割机重要的环节就是实现布料的传送以及高速切割。声波布料切割机每次布料的传送长度要求一致，而且布料的传送和切割速度要求能够达到快以提高生产效率。同时，在切割时要求不能产生黑边现象。
 　　3、系统方案
 　　针对声波布料切割机的特殊工业要求，本文提供了一个价格低廉和的解决方案。主传送马达采用步进电机代替伺服电机，切割电机采用交流异步电机。压布挡板的控制，进，退的控制以及布料的安装等均采用气缸来控制。
 　　电气控制采用德维森科技(深圳)有限公司开发生产的V80系列中的M32DR-AC/S以实现所有控制，并通过触摸屏来实现对布料切割长度的设置以及累计产量的统计，机器的启动停止控制也有触摸屏设定完成。
 　　M32DR-AC/S 为具有运动控制的小型 PLC，基本配置为 16 个输入点以及 16 个继电器
 　　输出点。且带有 2 路单的速度高达 50KHZ 的 PTO/PWM 输出接口和 2 路全功能（ABZ 三相）的高速计数接口。
    传统的切割机在切割一次后将归位的方式比较，采用 M32DR-AC/S 方案节省了切割的进退过程，可实现从左到右切割一次，下次再从右到左切割，大大提高了整体切割速度。
 　　由于 V80M32DR-AC/S 的脉冲输出具有速度可任意设置，多可设置 256 段不同加减速曲线，并且脉冲输出，驱动电路抗干扰强，从而** V80M32DR-AC/S 地控制传送布料的步进电机，切割的交流异步电机以及气缸运动。本系统设定 5 段加减速频率，分别为 2 段加速，2 段减速，1 段高速稳定输出，可设置的小布料长度在小于 5cm，布料宽度可灵活调整。因此，采用 M32DR-AC/S 的解决方案具有功能强，精度高，，的特点。
 　　V80M32DR-AC/S具有2路高速脉冲输出的功能，脉冲输出具有三种设置功能模块，分别为：普通模式脉冲串输出（PTO）设置(N_PTO_S)；平滑模式脉冲串输出（PTO）设置(B_PTO_S)；多段模式脉冲串输出（PTO）设置(M_PTO_S)；脉宽调制输出功能块为：脉
 　　宽调制输出（PWM）设置（PWM_S)；运行功能块为：脉冲输出运行（PLSRUN）。本系统采用多段模式脉冲串输出设置(M_PTO_S)模块，每一段频率脉冲需要5个参数，
 　　如果有N段加，减速曲线，则需要N*5个参数。5个参数分别为：，起始周期（单位可为ms或者us）频率则为周期的倒数；二：递进周期T（bit0~bit14 有效，bit15 为递进方向控制位，1 为减，0 为增）；三：递进间隔脉冲数N，即每隔多少个脉冲，变化一次频率；四：当前段脉冲数，以这个方式输出的总脉冲个数；五：方向输出线控制字，是否和外部的方向线绑定输出。我们可以看出，对脉冲输出的控制设置比较清晰，操作简单。V80M32DR-AC/S 具有 2 个通讯接口，都支持 MODBUS 协议，可方便和各类人机界面连接，在本系统中，采用一个 5.7 寸单色屏置切割长度，并且可实现启动，停止的控制以及统计和分析切割产量。
 　　4、结论
 　　采用 V80 系列 PLC 控制声波切割机，提高了布料的传送精度和切割速度，通过改进往复切割工艺，大大提高了切割产量。高性价比的 V80 系列 PLC 可以为控制声波切割机节省大量的电控成本，从而提高了产品的竞争力。

1、引言
    FA 506型环锭细纱机是目前国内纺织机械厂大量生产的一种细纱机，通常采用PLC控制，自动化程度高，操作简单，成纱质量好，便于管理。该型机适于纯棉或化纤的纯纺和混纺细纱工序，能够纺织织造、针织等所用的细纱。
    某纺织机械厂生产的的FA506型细纱机原来采用某国外的PLC进行控制，成本高，并且返修率也较高。在详细了解了KDN-K3系列PLC的情况之后，该厂决定将PLC换型，在产品中全部采用KDN-K3系列PLC，并于12月初在北京凯迪恩公司技术人员的指导下成功地完成了调试。
2、系统简介
    每套PLC的控制点数为DI 20点、DO 11点，并配置一个文本显示屏作为人机界面，所有需要的生产参数均可以通过文本屏进行设置并能够在PLC中掉电保持。PLC与文本显示屏之间采用Modbus RTU协议进行通讯。
PLC控制系统配置如下：
型 号 数 量 描述
KDN-K306-24AR 1 CPU206，AC85-265V供电，14*DI，10*继电器输出
KDN-K323-08DTX 1 DIO*8，每点均可作为DI或者DO点
TD220 1 4行文本显示屏

PLC控制系统的基本作用如下：
2.1 联锁控制、保护
    按照细纱机的工艺要求实现自动控制，包括低速运行、高速运行、吹吸风、落纱等过程。落纱分为自动落纱和中途落纱两种方式。中途落纱是为了方便操作工中途休息、吃饭等而设置的，是一项 “暂停工作”的功能；自动落纱分为定长落纱和定时落纱，定长落纱就是当纺纱长度达到预设值的时候自动进行落纱，定时落纱就是当纺纱的时间达到预设值的时候自动进行落纱。自动落纱的方式以及落纱时间或者长度均可以在文本显示器上进行设置并能够在PLC中掉电保持。
另外，根据实际情况在程序中增加了各个过程、设备之间的联锁保护功能，使生产过程加。
2.2 工艺参数计算
    在生产过程中对各种工艺参数自动进行计算，包括锭子转速、牵伸倍数、细纱号数、细纱捻度、千锭小时产量等。计算得到的参数都实时送往文本屏进行显示，以便于对生产情况进行监控。
2.3 生产管理
    为了适应厂家采用轮班生产的方式，在PLC内预设了甲、乙、丙、丁四个班组。操作工在生产之前通过文本屏登录并选定自己的班组。各个班组的累计产量以及所有班组的累计总产量均由PLC自动进行实时计算并送往文本屏显示。
所有的产量数值均在PLC中实现了掉电保持。
3、 总结
    KDN-K3系列PLC此次在纺织机械中的大批量应用既源于用户对其性能指标、性等的认可，重要的是它能够为用户带来的利润。
    此次配置的K306-24AR型CPU采用交流供电，电压范围宽达AC85V—AC265V，能够适应于供电电压波动严重的地区；CPU本身提供了DC24V电源输出，文本显

一、概述
    随着我国工业生产自动化程度的不断提高，配料皮带称已广泛地应用在冶金、建材、电力、化工、食品等行业中。我国现在广泛使用的配料皮带称控制部分还比较落后，直接影响了产品的质量。 96年初我们通过市场调研，开始着手研制开发“HTP-O 2型P L C控制变频器自动定量给定控制系统”。
    过去传统配料皮带称多采用模拟电路控制滑差调速电机的方法进行速度控制，由于滑差电机调速方式在低速时特性差、效率低；使用现场外部工作环境又很恶劣，工业粉尘很多，这些粉尘很容易进入滑差电机内部而出现磨损、卡死等现象，维修、维护麻烦，造成工作故障多，影响正常生产；另外由于采用模拟电路控制方式，控制不稳定，精度低，调试烦琐，使用不方便。我们根据所掌握的资料，深入使用现场了解情况，结合现代控制技术，采用可编程序控制器控制矢量型变频器拖动密封式鼠笼电机方案，以计算机数字处理技术取代传统的模拟控制方式，以无级变速的矢量型变频器控制封闭式鼠笼电机转速方式取代老式的滑差式调速方式，经过反复论证与实验，终于开发成功了“ HTP－O 2型PLC控制变频器自动定量给定控制系统”。该项技术被国家经贸委列为《一九九八年国家技术项目》。
二、设备的基本工作原理
     我们知道，当输送机输送物料时，测量皮带称上每单位长度的载荷值
q（Kg/M）与皮带在同一时刻的运行速度V（M/S）相乘，所得结果即物料的瞬时流量 : q.v（ K g／S）．
因物料输送的不均匀性和皮带速度随时间的变化，所以在T时间间隔的累积流量可以用以下积分式表示：
W= q（t）V（t） dt
式中：W－T时间间隔内所输送物料的累计量 （kg或T）；
T一物料通过称的时间 （S或h）；
q（t）一皮带单位长度上的物料重量（kg／M 或 T／M ）；
V（t）一物料在皮带上的运行速度 （M／S）。
    从式中可以看出，只要保q（t）．V（t）的乘积不变，就可以**物料流量的恒定．即随皮带上物料重量的变化控制皮带运行速度做出相应的调整，就可以**物料流量的恒定．HTP－02型自动定量给定控制系统就是根据这个原理进行工作的。
三、主要技术性能指标
1．仪表计量精度：士0．1％
系统计量精度：土 0．5％
系统控制精度：土 1％
2．大输送量 1000 T／h
3．大计数容量：999999
4．分辩率： 0.01Kg
5．显示内容
l）实时流量显示 4）累积重量显示
2）设定流量显示 5）电机工作速度显示
3）压力变送器输出值显示 6）变频器故障类型显示
6. 载、空载、上限、下限、变频器故障声光报警
7. 自动／手动控制选择
8．标定／运行控制选择
9. 背景、预压扣除功能
10．给定流量任意设定功能
11．变频器七大保护功能
1）过电流失速 5) 过电压失速
2）过电流限幅 6）输入欠压
3）短路及接地障碍 7）瞬时停电
4）电子热敏温度保护
12．供电电源：AC220V士 10％， 5 O HZ土 2％
13．工作条件：仪表温度 0－4 0 ℃ 相对湿度＜ 90％
振动 ＜ 0．5g
四、应用范例及效果
1．广州钢铁集团有限公司烧结分厂
      该厂配料生产线原有十三台调速皮带称（采用顺德伦教电器设备厂 TDG系列滑差电机调速电子皮带称）在使用过程中主要存在以下几个问题：
1）原系统使用滑差直流调速电机，由于工作现场粉尘较大，这些粉尘经常进入电机内部而出现电机卡死、磨损等问题，而且维修、维护麻烦，费用高，影响正常生产；
2）原设备电器控制部份采用分立元件以模拟电路原理工作，工作点易飘移，工作不稳定，控制精度低，校称维护烦琐，影响产品质量；
3）使用滑差电机调速，动态范围小、低速时输出转距小、速度不稳定、效率低。
4）原系统保护功能不完善，没有声光报警功能，以致经常造成空斗、缺料、负荷运行，配料质量不稳定，不仅易造成设备带故障运行，还严重影响产品质量。
      针对上述问题我们利用 HTP一02型自动定量给定控制系统对该设备进行技术改造获得成功．经过多年的运行结果表明：整个系统运行稳定，功能完善，控制精度、工作稳定性等技术指标大幅提高，克服了原系统存在的所有问题，还免除了过去校称烦琐的问题，控制线性良好，操作使用方便，减少了故障率，另外由于采取了完善的声光报警及保护措施，基本了缺料、空斗、载运行情况的出现，还避免了过去大块物料割损皮带和烧毁电机的现象出现，节电率达 50％，烧结矿碱稳定度较过去提高了2．785个百分点。达到预期的技术指标，为企业解决了一直困扰的技术难题．经统计设备投入使用后，从提高产品质量、减少物料损耗、减少设备故障率及维修费用、节电 50％等数据综合计算，年平均综合效益在30一50万元，全部投资不用一年即可收回，了良好的社会与经济效益．
      我们还将该厂13台HTP-02型自动定量给定控制仪通过RS-232接口与上位PC机连接，组成一个完善的控制系统，使各台控制仪的工作状态及差数得到统一合理的控制，完成设定、自动下达配比、故障发生时自动调整工作机台、统计查询配比、原材料消耗量、打印各种统计报表等功能，使企业自动化管理水平得以提高。
2．韶关钢铁集团烧结厂
      韶钢集团烧结厂配料生产线控制系统原采用湖南湘潭华光电子仪器厂 PCS型配料控制系统，由于该系统采用单片机作为控制,易受现场工业干扰影响，故障率高，调试校称也很麻烦，无法解决由于机械特性不一致带来的偏差，特别是在 9号称上反映甚大。9 8年5月我们将一套HTP一02自动定量给定控制仪安装在该厂9号称上，一次投运获得成功，解决了原系统难以克服的问题，并且简化了校称操作程序。自运行至今，运行稳定正常，达到了生产要求的各项技术指标，满足了生产的需要，受到厂技术部门及操作工人的一致肯定．目前我们已对该厂十台皮带称用HTP一02型自动定量给定控制系统进行技术改造，经长期运行结果表明整个系统运行稳定，达到了良好的预期结果。
五、应用范围与应用前景
       自动化工业生产的发展导致对自动定量给定控制系统的需求 日益增大。该系统可广泛应用于冶金、建材、电力、化工、食品、饲料等各种行业中，在冶金行业可应用于烧结工艺；在建材行业可应用于对水泥生料的自动配料；在电力行业，它可应用于锅炉的定量供煤；在化工、食品和饲料部门，多种原料的自动配料也需要它。目前我国这些行业所使用的控制系统大都采用老式滑差调速、模拟电路控制方式，所以该系统具有十分广阔的应用前景。