广州西门子模块代理商触摸屏供应商

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1、引言

自来水厂的制水过程是从水源地取水经输水管网至水厂经处理达标后通过配水管网送至用户。北京市石景山区杨庄水厂是以地下水为水源的水厂，规划供水管线39千米，其中输水管线4千米，配水管网35千米，工期工程设计供水能力为5万吨/日，1998年月12月正式供水。该厂有10口水源井、1口补压井及1 配个水厂，水源井潜水泵电动机容量为6台85KW、4台45KW，补压井为45KW，配水厂内有配水泵房一座、清水池两座、变电站一个、加氯间一座、综合楼一座，配水泵房内有6台160KW配水泵，其中2台为变频调速泵，4台工频泵，由两路10KV/0.4KV容量为800KVA变压器，加氯间有3台加氯机，配水管网设有8个远端压力测量点。

我们针对水厂制水过程的特点和对控制系统的功能要求，并根据该厂的具体情况，终决定采用罗克韦乐自动化的基于PLC的SA系统和基于客户/服务器HMI组态软件RSView32活动显示系统（Active Display System ,ADS）

2、水厂对控制系统的要求

2.1、分散性

水厂大的特点是地域为分散。通常水源地、补压井、测压点距离厂区几公里甚至几十公里，这样就造成控制系统I/O点分散，因此需要分布式的具有SA功能的控制系统。此外，控制功能也具有分散性，如各配水泵、水源井能分别地，互不影响地进行起动或停止控制。

2.2 集中监控

为了节省人力，降低制水成本，水源井、补压井等应常常是无人值守，操作人需要在中控室对整个水厂进行集中监控。

2.3 小型化、集成化

以水源井为例，泵房内通常有一口号或两口井，对一台或两台泵的控制点数很少，对于管网测压点也很少。因此为了降低系统造价，控制系统需要小型化、的具有集成SA通讯功能的控制器。

2.4 适应性

通常水源井泵房内环境温度一年四季变化很大，对于北方地区是如此，此外供水量随着季节和白天夜晚有很大变化，控制系统应能适应环境和供水量的变化，保持稳定供水。

2.5 以逻辑控制为主

水厂的控制大部份是对输水泵和配水泵的逻辑控制，回路控制通常只应用在加氯量及出水压力的控制。而逻辑控制是可编程序控制器（PLC）的传统应用领域，因此这也是目前水厂的控制系统广泛采用PLC的原因。

2.6 性、性

水厂的、稳定运行直接关系到千家万户，所以从控制系统的结构设计、软硬件产品质量到控制程序编制等各个环节都是高性的。

2.7 可维持性

系统在系统软件、应用软件和硬件方面具有强大的报警和故障自诊断功能，方便工程师对系统故障进行分析和维护。

2.8 可扩展性

系统应采用具有一定标准及应用较为广泛的软硬件产品，并考虑一定的余量，为将来水厂的扩建及系统的变打下基础。

2.9 开放性

开放性是用户对控制系统的普遍需求。随着计算机和网络技术的发展和应用的普及，人们越来越需要过程控制系统与管理信息系统交互信息，从而实现管理与控制一体化。尽管各控制系统生产厂家在现场控制器模块级还不可能开放或通用，但要求上位机监控系统具有开放性，例如：监控系统应基于微软公司的bbbbbbsNT、2000或9X平台，支持各种规范的协议如OPC、ODBC、ActiveX、DDE等。

3、 控制系统构成

3.1 控制系统硬件

如下图所示，杨庄水厂根据系统不同功能层次采用四种通信方式，共有19个PLC控制站构成控制系统。以太网用于系统的管理层，DH+网和无线通讯用于各PLC控制器及计算机操作站之间的控制层通讯，远程I/O网用于配水厂PLC控制器与变频器\软起动器的设备层通讯,管理层与控制层通过服务器实现信息交互。DH+网和远程I/O网采用屏蔽双绞线进行通讯，具有连接方便、通讯距离远的特点,是PLC通讯应用很广的工业网络,在通讯速度为57.6Kbps下，不加中继可达10000英尺（3040米）加中继可达12公里，DH+网可挂接64个控制器，远程I/O网可挂接32个设备。无线通讯采用具有SA功能DF1主从通讯协议，PLC通过其标准RS232口与数传电台相连来实现无线通讯，通讯速率为9600bps/19200 bps。PLC1作为SA系统的主站用于控制和监测配水系统和供电系统，PLC2用于监控加氯系统，PLC00~PLC03、PLC07分别控制0#~3#、07#水源井，PLC05、PLC08分别控制5#、6#、和8#、9#两口水源井，PLC10控制10#补压井，PLC11~PLC18用于配水管网压力监测，位于中控室的OS1、OS2计算机PLC00~PLC02控制器只采用DH+网进行通讯；3#水源井~9#水源井距厂区较远，为了防止通讯电缆被意外切断影响水厂的运行，PLC03~08控制器采用互为热备的DH+网和无线通讯，通常性况下采用速度较高的DH+有线通讯，一旦DH+网通讯失败，系统将自动转换到DF1无线通讯；10#补压井和测压点距离厂区远，采用有线通讯方式代价太高，因此PLC10及PLC11~PLC18控制器只采用DF1无线通讯方式。

在控制系统中，用于配水管网压力监测的PLC11~PLC18采用为经济的微型可编程控制器MicroLogix1000，其它控制器均选取用可编程控制器SLC5/04，用于1#、6#配水泵的变频器采用A-B公司1336Plus变频器，其它配水泵和水源井都采用A-B公司具有泵控功能的SMC Dialog plus智能马达控制器，HMI操作站选用研华586工控机，ADS服务器采用惠普HP E60服务器，工控机、服务器的DH+通讯接口卡采用A-B公司的1784-KTX，无线通讯电台采用深圳华夏盛公司数字电台2710。

系统结构图

3.2 控制系统监控组态软件

水厂的人机监控系统由位于中控室的两套RSView32计算机操作站和位于综合楼的基于客户/服务器RSView32活动显示系统（ADS）组成。操作站安装bbbbbbs95操作系统作为RSView32运行平台，ADS服务器安装bbbbbbs NT Server运行平台，ADS客户端安装bbbbbbs98中文版操作系统作为RSView32 ADS Client运行平台。RSView32是罗克韦乐自动化软件公司采用开放技术，以MFC（微软基础级）、DCOM（分布元件对象）组件技术为基础的人机软件，是个在图形显示中利用ActiveX、VBA、OPC的MMI产品，提供了监视、控制及数据采集等全部功能，是一个使用方便、可扩展性强、监控性能高的监控组态软件。RSView32 ADS将RSView32功赎罪MMI软件扩展为客户/服务器结构。ADS服务器不仅可在现场，而且可以通过互联网（Internet）在世界任何地方连接进入。客户端可以采用ADS软件或Internet Explorer作为软件平台。ADS多可以同时支持20个特许的客户连接。系统的策略利用bbbbbbs NT和RSView32提供的双重功能，bbbbbbs NT在企业网络系统层面负责管理操作人员或系统管理员和登录，而RSView32通过设置不同的级别在应用层面对用户的操作权限进行控制，从而保证系统和正常操作，防止越权操作。

3.3 控制系统SA协议

A-B公司的可编程控制器SLC5/04和MicroLogix1000具有内置的多功能的标准RS232接口通道0，通过该接口可以和编程器连接进行编程，也可以建立DH485网络，还可以实现SA系统功能。该RS232接口有两种工作方式，一种是系统方式，另一种是用户方式，系统方式支持DH485和DFI通讯协议，用户方式支持标准ASCII码方式，通讯速率从110bps到19.2bps可组态。DFI协议是A-B公司PLC系统广泛支持的通讯协议，包括各系列PLC及装有RS Linx通讯软件的计算机均支持DFI协议，通过该协议可以构成基于PLC的SA系统。DFI协议支持点对点全双工通讯模式以及点对多点半双工主从通讯模式，DFI主从通讯方式支持包括主站在内的多达255个站，站地址为0-255。SLC5/04通道0可组态选择DFI全双工，DFI半双工主或DFI半双工从，MicroLogix1000通道0可选择DFI全双工或DFI半双工从。杨庄水厂无线通讯SA系统采用点对多点半双工通讯模式，PLC1作为主站采用DFI半双工主通讯方式，其它PLC控制器作为从站采用DFI半双工从通讯方式，主站PLC采用对各从站轮询方式并通过信息（MSG）指令来实现数据交换的。DFI主从通讯方式不仅能实现主站与从站的通讯，而且能实现从站与从站的通讯。主站对从站的通讯可组态面基于信息的轮询方式或标准的轮询方式。

4、 控制系统功能

4.1 的控制策略

互为备用。在控制系统的功能设计上，各配水泵、输水泵都具有立的控制功能互为备用，相互之间既可以在自动控制方式下实现任意组合联锁控制，也可以地手动控制方式下立控制。中控室的两台操作站具有同等的功能且互为热备，当一台出现故障时也不会影响水厂的操作。水源井PLC通讯采用了互为备用的DH+有线和DFI无线通讯。

就地和远程控制方式。各配水泵、输水泵通过配水泵控制柜上的选择开关,可以选择就地控制方式和远程控制方式。远程控制是通过计算机操作站由PLC控制泵启停，就地控制是用控制柜或现场操作箱上的按钮控制泵的启停。当PLC处于编程状态或出现故障时可以采用就在控制方式。就地和远程控制方式相互切换不会影响泵的运行。

4.2 配水泵的控制

手动控制。各配水泵在远程控制方式下分手动控制和自动控制。手动控制是由操作员根据管网的压力情况对配水泵进行启动和停止操作。远程控制方式下配水泵与电动阀的联锁控制都由PLC自动完成。

自动控制。PLC根据出水压力和变频器的输出频率，处于自动方式的配水泵进行循环启停控制，循环启停控制的规则是先开先停。

4.3 水源井输水泵的控制

手动控制。操作员根据清水池液位对输水泵进行启动和停止操作。

自动控制。PLC根据清水池液位及各输水泵起动水位和停止水位，对处于自动方式的输水泵进行启动和停止操作。

4.4 出水压力变参数PID调节

出水压力的调节是通过变频器控制配水泵的转速来实现。在现场调试中，我们发现固定参数的PID调节不能解决供水高峰的出水压力控制动态响应和稳定性问题。我们通过采用变参数PID调节方法很好地解决了这一问题。变参数PID调节是根据出水流量的大小采用不同的PID参数进行出水压力调节。

4.5 出水压力自动设定

配水管网的压力损失大小随着供水量的变化而不同，供水量越大压力损失也越大。力了达到既满足用户对水压稳定的要求又能实现节能降耗的目标，我们根据出水量、出水压力及各测压点压力测量值，采用模糊控制的方法对出水压力进行自动设定。

4.6 丰富的画面显示功能

在计算机操作站显示的画面有工艺流程主画面、工艺流程分画面、高低压供电监控画面、设备操作画面、趋势图、调用菜单画面、报警画面、报表画面、防盗报警画面。操作人员通过调用这些画面可以地了解水厂的运行情况，并且很方便地对设备操作。

4.7 故障诊断与报警处理功能

在各设备的操作画面中都列出其起动条件状态，如：上电情况、通讯状态、故障状态、就地/远程状态、热继状态等。记录报警发生时的有关信息，如：故障标签名称、报警信息、故障报警时间、确认报警时间等，并对报警信息进行管理。

4.8 多重主设备保护功能

1336 Plus变频器和SMC Dialog Plus智能马达控制器提供了多重设备保护功能,如：过载、失速及堵转、欠载、欠压、过压、电压不平衡等保护。

4.9 报表功能

本系统输出的报表有以下五种，即输水工艺参数日报表、配水工艺参数日报表、输水工艺参数月报表、配水工艺参数月报表、水厂工艺参数年报表。

4.10 远程监控功能

采用基于客户/服务器HMI组态软件RSView32 ADS，实现了对水厂的远程监控。操作人员可在控制室对生产过程进行监控、公司经理、厂长、工程师坐在办公室甚至在家里也可以监控水厂的运行情况。

5、 结束语

本系统在该水厂已稳定运行三年多，运行结果表明罗克韦尔自动化的PLC基于SA系统能充分满足对水厂控制系统的要求，对水厂的运行、提高供水质量、节能降耗、优化管理等方面起到了至关重要的作用。

一、概述

热流道是一种广泛应用于塑料模具行业的温度控制装备，是塑料注塑模浇注流道系统的一种技术装备，是塑料注塑成型工艺发展的一个热点方向。北京凯迪恩公司与某聚脂模具厂利用凯迪恩公司的KDN-K3系列PLC和可控硅调压模块，共同开发了一种热流道控制系统，其中包括4路温度控制和12路电压调节。

二、实现功能

根据工艺要求，控制系统实现如下功能：

1． 对4路温度可进行分别设定和PID控制，精度±1℃ 。

2． 对12路（多路）电压可进行分别设定和控制。

3． 4路温度脱离规定范围报警。

4． 12路（多路）电压脱离规定范围报警。

5． 输出元件（可控硅）短路和断路报警。

6． 可显示所有实际温度值，与所有实际输出电压值。

三、可控硅模块介绍

可控硅（SCR）是在工业自动化领域使用广泛的电压控制功率器件。控制可控硅(SCR)的导通角使可控硅输出电压连续可调，因此大量应用于温度控制、灯光调节、电机调速等领域。凯迪恩公司开发的于可控硅控制的可控硅调压模块（FM351），该模块是KDN-K3系列PLC的扩展功能模块，连接在CPU的扩展总线上。FM351具有以下特点：

1． 每个可控硅扩展模块可控制四只可控硅（SCR）；

2． 控制方式由程序向可控硅模块写入输出电压值，调节过程由该模块自身完成，能够实现：

· 开环控制

可控硅输出的电压随外部电网电压的变化而变化。

· 闭环反馈控制

可控硅输出电压会稳定在用户设定的电压值附近。它会随外部电网电压的变化自动调整可控硅的触发时间，从而使实际输出的电压始终都稳定在设定的电压值附近。

3． 报警检测

l 开环控制：“可控硅断开”报警、“可控硅短路”报警；

l 闭环控制：“可控硅断开”报警、“可控硅短路”报警、实际输出电压出设定值±10V报警、可控硅模块和CPU模块之间通信出错报警；

四、控制系统实现

控制PLC选用KDN-K3系列的PLC。

KDN-K306-24AR，主机一台，它带有14个输入/10个继电器输出。

KDN-K331-04TC，热电偶温度测量扩展模块一个。

KDN-K351， 多功能可控硅调压扩展模块4个。

BTA40 双向可控硅16只。

触摸屏作为人机界面。

1．温度反馈控制

模具中有四路温度控制，采用KDN-K331-04TC热电偶温度测量模块测量出模具温度值，与给定值一起通过PLC中的PID运算，由FM351 多功能可控硅调压扩展模块调节可控硅的导通角使输出电压变化，从而控制加热器功率使模具温度保持在规定值。

2．电压调节

流道中有12路加热电压的控制，在程序中向KDN-K351可控硅调压模块传送设定电压值，由可控硅调压模块调节可控硅的导通角使输出电压变化，即可对流道中的温度进行调节。可控硅调压扩展模块自动完成电压检测与反馈功能，使输出电压稳定.

3．报警

当可控硅短路、开路、电压差以及可控硅调压模块故障时，可控硅调压模块可自动向CPU模块传送故障信息，在触摸屏上显示报警画面，通知故障类型以便维修。（包括温度差报警）。

4．其他

根据需要可在触摸屏上显示温度曲线。

由于模具中的四路温度控制有软启动功能,从而使模具在开机时温度缓慢上升,避免了对模具的热冲击,延长模具寿命。

所有操作均在触摸屏上完成，实现各参数设定与显示，以及各路输出的启停。面板设有急停按钮。

五、总结

实际运行表明，该系统满足工艺要求。以的PLC控制系统取代传统的仪表系统后，不仅大大提高了设备运行性和控制精度，简化了系统接线，而且以液晶显示屏提升了人机界面的美观度，重要的是帮助设备厂家提高了产品的技术档次，增加了产品的附加值。

AC500 PLC的部分开关量通道可以通过软件设为输入或输出，这大大的方便了用户的使用和适应现场的变化。而模拟量模块上的每个通道都可以根据用户的需求接入：电流，电压和热电阻信号，可以在同一个模块上接入各种不同的分析信号，简化了系统。

近年来，由于CEMS系统的要求越来越高，使得“组态软件+PLC”的组合模式在CEMS系统中的应用越来越广泛，并已逐步取代以前惯用的“上位软件+单片机+板卡”，成为CEMS系统中实现数据采集及控制的。
FameView组态软件和ABB公司的AC500系列PLC共同开发的CEMS系统，以其稳定的通讯能力和强大的数据处理能力，逐渐为业界所认可。
AC500系列PLC是ABB公司的产品，其中烟气上用了一款CPU是PM571，它的特点是：
1、24VDC供电，64K程序内存，1K字节指令执行时间0.3mS；
2、用户程序密码保护，支持多任务、浮点运算；
3、集成RS232/RS485、以太网RJ45；
4、CPU面板上能显示状态、诊断信息；
5、串口直接支持MODBUS 主、从协议
6、支持多种语言编程FBD、IL、LD、ST、SFC、CFC
7、可以用SD卡扩展128M的数据空间

在没有上位监控子站的系统中，AC500 PLC的串口除了可以作为Modbus通讯外，还可以通过Modem 直接和GPRS 等系统相连，并可以在就地用SD卡储存高达128M 的历史数据。

系统概述：
烟气污染物排放总量数据监测系统（CEMS），根据使用需要的不同，可以选择不同的测量参数（如：SO2、NOX、CO、CO2、O2、颗粒物、温度、压力、流速、湿度等）。这些参数数值一般由各类分析仪采集烟道中气体进行测量分析后传送到上位机，由上位机对其进行处理、运算、存储、报表等。同时，上位机还要作为服务器与环保行政主管部门进行远程通讯，向其提供数据。
污染源在线监控系统由数据处理软件和传输系统两大部分构成。

硬件设计：
CEMS测量烟道中的固体烟尘。现国内一般采用直接抽取法采样，将湿烟气经过过滤送氧化锆分析仪，测出湿氧含量。再把烟气经干燥器送入烟气分析仪，分析CO、SO2及氮氧化合物、干氧的含量。烟气的湿度可采用干湿润氧法计算得出，直接测量得出。压力一般由压力测试仪测得，并通过压力计算出烟气流速和流量。
软件设计
CEMS一般由PLC控制、上位机程序、远程通讯三部分组成。
•　　PLC控制程序
由于CEMS中需要控制的是按一定时间序列开闭的管路，故PLC程序主要用于接收各种操作命令，控制各种阀、泵、指示灯的开闭及互锁，并定时或实时完成对采样通道的吹扫、测量仪器的标定。并对采集到的各模拟量进行数字滤波。
•　　上位机程序
主要用于显示各个分析设备的工作情况，汇总烟气的历史数据，进行打印归档、趋势显示及报警信息处理。
上位机通过FameView组态软件与AC500 PLC通过MODBUS-RTU或MODBUS-TCPIP协议进行通讯。实时的从仪器上数据，将采集到的数据分析处理后保存到数据库中，并实现实时数据和历史数据查看和曲线查询，对数据库中的数据进行查询、报表打印或导出到 EXCEL 表格中。
实时数据监测：能实时的从与计算机连接的仪器上采集数据，并进行分析显示，可实时显示各种检测数据及系统运行时各部分的运行状态。系统主要完成如下功能：
系统设置：设置系统参数。
用户管理：实现系统的权限管理。
设备控制：能在计算机上对仪器进行控制，实现实时反吹和标定。
数据处理：将采集到的数据分析处理后保存到数据库中。
历史数据查询：可以按时间段来查询历史测量数据。
数据报表打印：可以打印小时平均值日报表、日平均值月报表及月平均值年报表。
•　　远程通讯
远程通讯主要是上位机与环保站之间通过GPRS/CDMA/电话拨号/局域网进行数据通讯。CEMS中的上位机作为服务器，环保站作为客户机，采用C/S模式数据。具体来说就是环保站站发送查询请求，CEMS上位机返回相应时间段内的烟放数据。

经过在现场的实际运行，整个系统稳定。很好的完成了用户的工艺要求。

PLC是在继电器控制逻辑基础上，与3C技术(Computer,Control,Communication)相结合，不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。

PLC早期主要应用于工业控制，但随着技术的发展，其应用领域正在不断扩大下面就其在公路交通领域的应用做一简单介绍：

PLC型交通灯控制器

将PLC用于对交通信号灯的控制，主要是考虑其具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行控制，特别对多岔路口的控制可方便的实现。目前大多的PLC内部均配有实时时钟，通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理。由于PLC本身具有通讯联网功能，将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。

公路收费系统中的应用—PLC型车道控制机

每个公路收费站，其车道机电设备配置、型号各有不同，因此用于控制这些设备的主机—车道控制器的结构也不尽相同，通用性、可维护性较差，不利于使用及维修，以PLC作为主机开发出的新型车道控制机，不仅可使其通用性、维护性得到上的改善，还可以在使用寿命、稳定性机控制功能方面获得大提高，具体叙述如下：

1. 对棚灯及雾灯的控制

如前所述，由于PLC本身具有时钟功能，通过软件编程，可对棚灯、雾灯进行无人化、智能控制。

2. 对费额显示器的控制

PLC本身具有上位机接口，可接收上位收费计算机下传的数据，而PLC具有各种译码指令，可将接受的数据转换成七段显示码，输出给LED数码管进行数据显示。

3. 对挡车器的控制将

PLC用于对挡车器进行控制具有以下几方面的优势。

(1)使用寿命长：从目前反馈情况看，目前挡车器控制电路的使用寿命大部分均不足五年这与其电路设计、元器件选型、工作环境及控制方式等因素有关，是其本身无法克服的固有缺点。PLC作为工业控制单元，应用于各种控制环境，内部电路、机械结构设计为精良，所用器件均选用标准工业级产品，其使用寿命一般可保证在十年以上。

(2)性能稳定，抗干扰性好：PLC应用于各种工业控制现场，其硬件及软件设计均考虑到各种生产环境，其电压适用范围很宽，具有强的抗电磁干扰、抗震动、抗高温、高湿等特性，性能为稳定、。

(3)功能强大，实现灵活，可扩展性好：PLC型挡车器作为老型号挡车器的升级产品，其功能得到大增强，目前可实现的功能有：自动抬杆、自动落杆、防砸车、防砸人、各种情况的自动报警、设备保护及故障识别等。以上功能可实现各种组合，并可根据实际需要改变上述功能的控制过程及方式，并可根据使用者要求在不增加或少增加硬件的基础上开发新的控制功能。

(4)良好的性价比：虽然PLC型挡车器的性能及功能较现有挡车器有大提高，但其成本的增加与其性能的提高并非成线性关系，所以无论将其作为整机用于新品开发，还是作为老设备改进均有其良好的性价比。

PLC作为一门控制技术在我国已有近二十年的应用，并已从工业控制逐渐向其他行业扩展，相信随着其本身性能的不断提高，其应用领域将不断拓宽，了解及掌握这一控制技术，将使我国的自动化控制技术得到广泛的应用与发展。