深圳西门子模块代理商交换机供应商

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1、机型介绍
石材切割机具有性能稳定、操作简便，实行单人制、傻瓜制自动切割石材性能。该切割机主要包括3台电机：1台主切割电机，1台上下定位电机，1台左右长度电机。将该切割机设计成有PLC自动操系统。

2、系统构成
由CPU模块进行三台电机的连锁控制。调用电流传感器及传感版实现生产过程主电机的电流显示及速度控制。应用变频器或固体继电器控制电机的正反转。应用文本显示器实行实时数字量数据的采集和远程操控。

3、系统流程
1、设定切割深度；次、二次、三次(三次以后不变)。
2、按“启动”扭，主机（锯片）开始运转,开始切割。
3、次切割时深度设定大约2秒（可以设定），频率50，电流大约在10A左右。
二次切割：当电流下降至一半时，主机（锯片）开始下降2秒（可设定）且锯片向后运行（运动电机反转），频率仍为50；
三次切割：当电流再下降一半左右，锯片开始下降（大约6秒，可以设定）。此时，采用互感器电流恒流控制（此时电流大约50A）；
待电流下降为20A时，锯片下降，同时锯片后退（运动电机反转）运行。
如此往复。
4、后一次切割：直到锯片下降距离快达到设定值后，作计算，若剩余值小于6秒（即三次以后的切割值），不采用互感器电流恒流控制，直接按照、二次切割的方式切割——频率50，电流大约在10A左右。
5、切割完成：上下电机回转，锯片开始上升（此时锯片仍为旋转状态），并且左右电机运动至行程开关处停，使其后退至起点。回复到初始位置时，锯片停止，完成一次切割。
6、二次重复次动作即可。

4、系统配置
系统PLC是由正航A3系列配置，由于系统数字量点数为5进8出，所以选用CPU：A3-C2405DT；监控采用正航文本显示器作为操控面板；通讯采用MODBUS 协议，结构、稳定、

水力发电机组甩负荷抬机具有严重的危害性，予以。我们只要正确认识发生抬机的根本原因，采用产品可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC，它把计算机技术与继电器控制技术地结合起来）实施PID控制使转轮室-尾水管段不发生水击，就可以抬机。

1．水力机组抬机的必要性

在水力发电生产实践中，水轮发电机组事故甩负荷后，为防转速飞逸要求导水叶快速关闭，而造成过水流量急剧下降导致转轮室真空度急剧变大，转轮室-尾水管段产生水力冲击波（又称水锤，传播速度1000m/s左右）。水锤反冲力与反向水推力之和大于机组转动部分重量时发生抬机，即Pm－Hsρ＞Kz时发生抬机（式中Pm----水击产生后盖下大正压强，单位化为kg/cm2；Hs----水轮机的吸出高度值（一般为负）；ρ----水的重度；Kz----机组转动部分相对重量kg/cm2）[1]。过去苏联及国内对压力引水钢管内的水锤给予了足够重视，但对转轮室-尾水管段产生水锤带来危害没有给予足够重视。

抬机次数不多似乎不会造成对机组结构的破坏，人们也习惯于从提高材料强度和技术粗糙地减轻抬机程度等方面去应付抬机，无疑这些措施在过去很有积意义。然而事实上，只要抬机存在，累积的结果就会破坏设备，发生重大事故。湖南省1965年8月水府庙水电站4#机、1985年10月安仁大石水电站2#机、1987年9月麻阳马颈坳水电站某台机组等都因抬机而砸断主轴卡环凹处，转子跌落于制动闸上；1988年3月怀化市红岩水电站4#机抬机落下时把主轴卡环凹处砸断一边未及时发现，之后机组重新起动后转动部分偏心旋转，转子四周冷却用风扇叶擦刮发电机定子，定子线棒（绕组）绝缘层被刮掉，强大的内部短路电流使发电机着火，令人触目惊心。

今设抬机高度为h(m)，抬起落下后推力瓦碰撞镜板前的速度近似为V＝√2gh，若h＝0.01m（微抬），则V≈0.443m/s，这个值虽不大，但应注意推力瓦碰撞镜板Δt（非常小）时间后，V变成零；又设推力瓦碰撞镜板时的平均作用力与反作用力大小为F（牛顿），机组转动部分的质量为M（东江M＝532000kg；葛洲坝小机M＝1266000kg；葛洲坝大机M＝1494000 kg；三峡M＝2500000kg），则有FΔt＝MV，∴F＝MV／Δt，从而我们可以发现F大的惊人，并令α＝F／Mg。

表1 水力发电机组微抬h＝0.01m落下后推力瓦与镜板间平均作用力F（N）与α的值

可见Δt俞小，F俞大，冲击应力应变及材料疲劳问题使材料强度再大也难承受，特别是F传递到卡环凹处时就容易造成对主轴的破坏，材料强度大只不过承受碰撞的次数多些罢了，所以水力机组抬机十分必要。

2． 水力机组抬机的正确思路

文献[1]分析了传统的防抬机措施及其存在的原理性缺陷：即强迫式真空破坏阀由调速环下斜块速压而动作，阀之位置处盖下转轮室四周压力较高区，转轮室内进气量很小；自吸式真空破坏阀动作时已形成大真空度，加之水击波在t＝（2×25～2×50）／1000＝0.05～0.1秒后返回，入气位置虽佳仍进气少；两段关闭导水叶法只能略微减轻不能转轮室-尾水管段水击，对解决小Kz值的机组抬机几乎无效，例如葛洲坝大江电厂14#机在1987年7月4日甩负荷抬机25mm。我们注意到转轮室-尾水管段水击是抬机的根本原因与症结所在，所以水力机组甩负荷抬机的正确思路是：机组甩负荷后为防转速飞逸要求导水叶快速关闭造成转轮室-尾水管段过水流量急剧下降时，为使转轮室-尾水管段不发生水击，应立即不延时自动向转轮室区域（压力较低区）补入与过水减小值相等的压缩空气流量（换算到转轮室压力状态下），以时刻维持转轮室压强在甩负荷前稳定流状态情况下。实现这一目标，利用是易行的，我们可以通过具有PID回路指令的可编程控制器（PLC）根据其CPU进行PID（比例-积分-微分）运算，再用PID运算输出控制电动调节阀调节进气量，重申控制目标就是：时刻维持转轮室压强与甩负荷前稳定流状态下压强一致。

3． 水力机组抬机PLC控制系统硬件与控制程序

3.1 为监测监控转轮室压强，在水轮机盖过流面直径为(D1＋Dz)／2的分布圆周上（D1为转轮标称直径；Dz为主轴直径）沿＋X、＋Y、―X、―Y方向分别布置1号、2号、3号、4号四只压力传感器。

3.2 为向转轮室补入适量气体，在压缩空气供气总管与水轮机盖近区域入气口之间的供气支管（支管又开四叉输气，它可与调相压水结合）上串联一只电动调节阀调节进气量。若设支管内大输气速为24m/s，则供气支管管径d≈33√Qsm（mm；Qsm为水轮机大过水流量m3/s）。

3.3 在微机-PLC-PLC控制系统中设一台SIMATIC S7-222型PLC（8输入／6输出共14个数字量I／O点）并带一个EM235型（4路模拟量输入／1路模拟量输出）模拟量扩展模块。

3.4 给出输入、输出信号内存变量分配见表2，然后编写控制程序如后，为优化程序结构，减小扫描周期，采用主程序、子程序、中断程序的程序结构形式。

1 引 言
电控喷油器是汽油机电控喷射系统中的部件之一，其性能直接影响到发动机的经济性、动力性和排放性。电控喷油器的性能是决定电控系统设计的重要因素，直接影响燃油控制单元的性。为了进一步研究汽油机电控技术，也为了适应喷油器的批量生产的需要和发展，就需要研究和开发能够评价和测试电控喷油器特性的装置和设备。
世界各发达国家的油泵油嘴行业已基本淘汰了用人工来判别喷油器好坏的方法，而代之以性能实验台来进行全自动检测，测量准确、精度高、测量条件一致性好，全部参数定量表示、严格且，人工干预、，并定性定量判别喷油器好坏。他们都拥有了全自动性能试验台，这为其新的汽油机控制系统的开发和为其产品在全世界通行提供了的保，但其技术对发展中国家是严格控制的。目前，国内油泵油嘴行业普遍采用人工方法，用眼看、耳听、手摸的方法来判别喷油器的好坏，劳动强度大，工作条件差，个人的经验和劳动态度占了很大比重，因此主观性强，产品的质量得不到严格保证。本文设计了一种基于组态软件与PLC的电控喷油器的检测台。此设计不同于传统的单片机检测台，具有性高、稳定性好等优点。
2 系统方案
2.1 系统组成
整个检测系统由如图1所示的上位机、下位机（PLC）、6个电控喷油器、油泵、电磁阀等部分组成。上位机的组态软件（MCGS）通过串口同步通信的方式（RS 232/RS 485）与PLC进行通信，并监控的所有的存储器、控制器及I/O接口的状态，以变量值的形式传输到计算机上，供上位机使用、处理。

2.2 MCGS组态软件
MCGS即监视与控制通用系统，是一套32位工控组态软件，集动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与、网络、工程报表、数据与曲线等诸多强大功能于一身，并支持国内外众多数据采集与输出设备，是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的特点。MCGS工控组态软件的功能和特点可归纳为：概念简单，易于理解和使用;功能齐全，便于方案设计;实时性与并行处理;设立设备工具箱，针对外部设备的特征，用户从中选择某种构件，设置于设备窗口内，赋予相关的属性，建立系统与外部设备的连接关系，即可实现对该种设备的驱动和控制;面向窗口的设计方法，增加了可视性和可操作性;利用丰富的动画组态功能，快速构造各种复杂生动的动态画面;引入运行策略的概念;支持OLEAutomation技术。
运行时，MCGS通过对现场实时数据的采集、处理，并以动画显示流程控制、报警处理和报表输出等方式，方便工作人员进行现场操作。
2.3 西门子S7-200系列PLC
S7-200是西门子公司开发的小型PLC，适用于各行各业，实现各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的功能强大，无论在立运行中，还是相连成网络皆能实现复杂控制功能。
3 上位机的软件设计
3.1控制界面的设计
整个系统的总体控制界面如图2所示：

在图2中，对现场检测台的各喷油器的工作状况，油泵的工作状况，灯光的开启与否等进行模拟及监控。若用户按下自动按钮时，将出现下面的自动控制界面，如图3所示。 

在自动检测中，自动程序选择栏中的编号1，2，3，4，5，6对应的是预先编好的检测程序，用户根据不同类型的喷油器的不同的检测需要，对6种不同的检测方案进行选择，选择后再按下自动键，检测台将会按照用户选择的编号依次对喷油器执行相应的检测。若在检测过程中，按下了暂停键，检测将会被中断，再次按下暂停键，检测将从刚才中断处开始继续对喷油器进行检测;如果按下了停止键，检测将停止，对检测台相关的控制进行复位。
一般情况下，对喷油器进行自动检测即可满足喷油器的所有检测要求.但有时仍会需要进行特别的检测，此时可在图2的界面上按下手动键。将会出现如图4的手动检测界面。
在手动检测中，用户先输入需要检测的相关参数如次数、周期、脉宽。再按手动键，检测台将根据用户的要求进行检测。如果需要使喷油器常开，进行常喷检测，则在时间对应的输入框内输入所需的持续检测时间，然后按常喷键即可。手动检测界面中的暂停和停止按件的功能与自动检测界面的相同。
3.2 PLC的设备组态
在设备窗口中，通过设备工具箱，选择父设备为通用串口父设备，选择西门子一S7-200PPI为子设备，并在设备属性窗口中分别对串口的相关参数及PIC的内部相关元器件进行选择和设置，在通道连接窗口中进行PLC元器件与变量的匹配。保存设备窗口完成组态软件对PLC设备的组态。
4 下位机的程序设计
下位机（PLC）负责接收组态软件发送的指令，对检测台进行相关的控制，如进行高速脉冲输出，计算脉冲个数，回油阀的开启关闭等。系统程序分为3部分：主程序、子程序、中断程序。下面是部分主要程序的代码：

本型数控冲床送料系统是机电一体化的自动化设备，它能与普通冲床、深喉颈冲床、龙门冲床等配套使用的辅机，广泛适用于筛板、制盖、建筑装饰、电机、电器仪表、五金等行业的冲孔和落料冲压加工。
该系统充分采用可编程控制器（PLC）和控制伺服驱动器，上位机采用HMI人机界面显示，中英文菜单界面，能满足各种冲压工艺的全部要求。具有控制精度高、运行速度快、性能稳定、操作简单易学等特点。另外，用户程序界面比较直观，有输入输出信号的功能，故障诊断功能，实时显示运行状态功能。
本送料系统适应各种恶劣的工业环境，采用大力矩电机和的伺服驱动器，精密的丝杠，直线滚动导轨，能满足冲压工艺的全部要求，并备有多种规格的产品，适应不**业的需要。

1.1系统功能特性：
1、系统能执行有运行和模拟两种方式。
2、X、Y的坐标显示和执行程序行的坐标。
3、用户程序的编辑功能，可适应不同的螺距的丝杠，只需操作员输入丝杠参数与步距，系统自动换算出脉冲当量。
4、立坐标运动的数字控制、三轴控制、两轴联动。
5、两维坐标可进行手动调整定位，有调整I、调整II、调整III三档可供选择，且调整速度和距离均可通过参数调整设置。
6、程序断电保护功能。
7、故障诊断功能。
8、系统可不断进行升级换代。

1.2本系统与传统系统的比较：
传统的送料系统大都用单片机作上位机，用输入输出板卡来控制同步驱动控制器，控制同步电机来实现的。采用输入输出板卡具有成本高，易受干扰，给现场调试和维护带来了很大的困难，并且造成终端客户的生产损失。
本系统采用欧瑞可编程控制器EF1N32MT作为控制器，该PLC内置双轴定位控制，运算时间可达到0.5us，可同时输出两路高达100 KHZ的脉冲，保证了系统控制的稳定性和抗干扰性。伺服系统选用由欧瑞的交流伺服驱动器SD10-G060T2M2作为驱动部分，选用SM061-6AF31中惯量交流伺服电机（可选型）作为运动实现部件。选用该交流伺服系统具有高速度（转速可达3000rpm），（定位精度可达1/10000r），优异的动态响应特性，良好的过载能力等优点。

1.3系统使用方法：
本系统面板由两部分构成：数控系统面板和操作员操作面板。
操作员操作面板设有手动自动选择开关、运行、点动、停止、气夹、回零、速度选择档及+X、-X、+Y、-Y坐标调整开关。
其中数控系统面板除了装有电源开关、急停、驱动电源开关及模拟与运行选择开关外还装有HMI人机界面。
在人机界面上可以设置花型、行数、列数、已产产品数、产品总数、回零方式、模拟时间、螺距、两轴步距等系统参数，并且能够实现实时坐标监控及系统运行状态功能，可以方便的观察到程序运行状态，对系统的维护与调试带来很大的方便

1 引言
近10年来，虽然我国的啤酒装备配套水平有很大提高，但和国外相比，由于起步较晚，尤其是成套设备，差距较大。自动化程度低，因而产品效率较低，生产质量也不高，啤酒能耗较大，这都是我国啤酒工业急待解决的问题。本论文经过认真调研、分析，对目前国内外较的啤酒发酵工艺控制系统进行了综合比较与评价，同时，又充分考虑企业的综合实力、现状与发展等因素，此控制系统结构选定IPC——PLC DCS即工业控制计算机与可编程序控制系统。并提出一种基于神经网络的模糊自适应PID控制算法，解决了啤酒发酵过程的纯滞后过程、大惯性、和非线性等问题。
2 啤酒发酵工艺控制
2.1啤酒发酵工艺曲线
啤酒发酵的工艺曲线对质量有直接影响。啤酒口味和实际要求的不同，啤酒的发酵工艺曲线也就不同，但是对于确定好的啤酒发酵工艺，就应严格按照工艺曲线去控制温度和压力等，这样才能保证啤酒的质量。啤酒发酵工艺曲线如图1—1所示。
2.2 啤酒发酵温度控制
在啤酒发酵过程中，酵母的发酵性能受发酵温度的影响。由于发酵中有热量释放出来，因而使发酵中的麦汁温度上升，同时促使酶反应加速。酵母的发酵性能限定在一定范围内，这就是实际发酵操作中的控制工作。啤酒温度控制原理如图1—2。
3 IPC-PLC DCS 的设计
本系统为上下两级递阶结构。具体构成如图1—3所示。
主要包括以下几方面：
（1）. 上、下位计算机：控制上位机采用两台工业控制计算机，由于控制对象较多，并兼顾今后系统升级的需要，所以，下位机采用四台中型PLC。
（2）. 接口硬件包括：开关量的I/O 采用PLC的DI、DO模块;温度、压力、液位采用A/D转换模块;考虑到下位机需要与上位机进行串行通信，选用日本立石电机公司的OMRON C200HE系列可编程控制器。上下位机通信采用RS—232接口。1#下位机配置如图1-4所示。
（3）. 显示系统，包括大型模拟屏，以及上位机彩色监视器。
4 控制算法的设计
啤酒生产发酵过程的控制算法很多，比较常用的是PID控制算法。在实际生产现场中，PID参数整定与自整定的方法也很多，但往往难以实施或不太理想，常规PID控制器参数常常整定不良，性能欠佳，对运行工况适应性差。本论文提出一种基于神经网络的模糊自适应PID控制方案。本控制系统结构如图1—5。
它主要包括四个部分：
（1）. 传统PID控制结构 由PID控制器和广义被控对象构成一个典型的闭环控制系统，只是此时的PID参数通过神经网络实现在线修改。
（2）. 模糊量化模块 对系统的状态变量进行归档模糊化和归一化处理。
（3）. 辨识网络NN1 它主要用于建立被控系统的辨识模型，为NN2提供必要的信息。
（4）. 神经网络NN2 根据系统的状态，调节PID控制器的参数以期达到某种性能指标的优。
5 实验
考虑到啤酒发酵过程中的诸多因素，即被控对象是参数时变的非线性系统。针对以上提出的自学习控制算法，对被控对象进行。见图1-6。通过与图1-1进行比较可以看出基于神经网络的模糊PID控制系统能通过在线学习，不断改善对系统的控制性能，具有较高的拟人智能性。
6 结 论
本控制系统应用了基于神经网络的模糊PID控制算法，使IPC-PLC分布式控制系统具有良好的执行精度，且抗干扰能力强，使温度曲线得到较好的拟和，在实际生产中应用了令人满意的效果。

1  引言

    风冷组合式机组基于plc的全新风热泵型屋式空调机组，集送风、制冷、加热、加湿、空气净化、电气控制等于一体，具有制冷量大、制冷回路简化、性强、结构紧凑等特点。机组可以安装在屋，不占用有效空间，空气处理部分也可安装在机房内，送风管道连接简便。采用plc控制系统能够保证机组的温、湿度。本文结合某单位设计安装的空调系统实例概述该类空调产品的控制特点。空调系统控制要求综述：

(1) 温控范围及灵敏度：夏季10±2℃，冬季8±2℃；

(2) 湿控范围及灵敏度：夏季55±10%，冬季40±10%；

(3) 变风量运行，且配置备用送风机段，在风机故障时自动投入运行；

(4) 机组制冷量200kw，制热量(热泵式)124kw，能量控制分如下几档：0%，25%，50%，75%，**。

2  系统设计

2.1 硬件架构

(1) 各回路均配置空气开关、交流接触器及热继电器；

(2) 送风机配置变频器，频率可调节范围30~50hz；

(3) 控制系统采用西门子s7-200cn可编程控制器，人机界面采用全中文显示的西门子触摸屏，具体配置为：cpu226一块、em222一块、em235一块、em231rtd三块、em232一块、触摸屏ktp178一台、新风、室内温湿度传感器各一只、除霜探头四只、露点温度传感器一只。

2.2 控制对象

    机组控制对象包括：送风电机(一用一备)、送风机变频器、预加热电加热器、电加热器、加湿器、风阀、涡旋式压缩机、冷凝风机、四通换向阀等。基于plc的全新风热泵型屋式空调机控制流程如图1所示。

图1  全新风空调系统控制流程

3  系统原理设计

3.1 夏季控制

    机组做制冷运行，并按露点温度控制。露点温度由用户在触摸屏上设置。当蒸发器露点温度大于设定值△t1℃时先启动压缩机1，大于设定值△t2时启动压缩机2，压缩机1运行延时一段时间后，由室内温湿度传感器测量值与室内温湿度设定值比较，若温度偏高△t3，再启动压缩机3，偏高△t4时启动压缩机4，与此同时若室内湿度大于设定值，投入电加热(如果室内温度设定值也要投入电加热)，若新风温度设定值，压缩机1，2停止，同时湿度设定值时压缩机3，4也停止。

3.2 冬季控制

    冬季机组热泵运行，当新风温度默认值t1℃时，压缩机1启动，默认值t2℃启动压缩机2，当新风温度默认值t3℃且室内温度偏低t4℃以上，压缩机3启动，当新风温度默认值t5℃且室内温度偏低t6℃以上，压缩机4启动，若新风温度t7℃预加热投入；若室内温度各设定值t8℃时电加热分组启动；设定值t9℃时电加热依次停止；若新风温度升至t10℃时，预加热和电加热都停止；如果压缩机启动，则电加热停止。热泵运行一段时间后，当室内温度各设定值t11℃时依次停各压缩机。此外，室内温湿度还可根据实测值由热回收装置和加湿器进行加热控制和加湿调节。

3.3 除霜控制

    冬季机组做热泵运行时，特别是当环境温度接近0℃或0℃时，机组将出现结霜状况。除霜时采用互锁控制，避免温度波动过大，即系统1进入除霜时，系统2不能同时进入除霜，系统3进入除霜时，系统4不能同时进入除霜；除霜时投必要的电加热。当机组进入制热工况后，低温低压的制冷剂进入翅片换热器，盘管温度不断下降，吸气温度也随着下降，当盘管温度下降到设定值时，并且除霜周期已到，plc控制四通换向阀换向进入除霜模式，同时停止冷凝风机，启动电加热器；当蒸发器盘管温度上升到 设定值，或除霜执行时间到达设置的长除霜时间，四通阀换向，除霜结束，电加热停止运行，机组又进入制热工况，如此循环下去。

3.4 加湿器控制

    送风机启动后，当室内相对湿度设定值时，加湿器按比例投入。若选用电加湿器，则在加湿器上配有加湿控制板，能自动进行进、排水控制，为方便用户使用，在plc还加上加湿器手动排水和定时排水控制。

3.5 送风机控制

    当主用送风机故障并停机时，可自动切换为备用送风机运行，并关闭主用送风机相应风阀，启动备用送风机相应风阀。在备用送风机工作时，应修理好主用送风机。送风机通过变频器改变频率，从而改变送风机的转速，终达到变风量运行且节能目的。

3.6 变频器防干扰处理

    变频器很容易产生干扰源，使温湿度波动加剧，严重时会使控制器误动作，影响空调机正常的逻辑控制，因此，无论从硬件还是软件方面都考虑变频干扰。布线时，动力线与控制线分开，变频器接地，热电阻pt100应使用桥式接法。软件方面应对各模拟量输入接口进行滤波处理等措施。这样基本能变频器所带来的干扰。

3.7 人机界面

    采用全中文的触摸屏显示器，操作简易，显示内容丰富。可实时监控各处的温、湿度参数，设定室内温、湿度值，定时开、关机功能，显示实时故障与历史故障。为起见，对一些重要参数设置多级密码保护。

3.8 保护

    机组主要设置如下保护：送风机变频故障、送风机风压故障、电加热高温保护、用户外部故障连锁、电源相序保护、压缩机高、低压保护、压差报警、加湿故障。

4  结束语

    全新风热泵型屋式空调机已经在某单位运行一年以上，满足用户温、湿度控制要求，用户反映良好，机组运行至今还没有出现任何不良故障。全新风热泵型屋式空调机大特点是能向被控环境提供新鲜的舒适空气。对于不同季节，使用不同运行模式，既又节能。此类空调机在冶金、化工及机电等行业将得到广泛应用，具有广阔的应用前景。