石家庄西门子模块代理商变频器供应商

石家庄西门子模块代理商变频器供应商

前言
随着计算机控制技术的发展，以微机处理为的可编程序控制器（PLC）控制已逐步取代继电器控制，普遍应用于各行各业的自动控制领域，矿山采矿运输系统也不例外，吉林吉恩镍业股份公司大岭矿GKTD型提升机电控系统即为西门子PLC（S7-300）控制系统，整个控制系统自动化程度高，方便维护，运行。

矿井提升机是矿山井下采矿运输系统中的关键设备，它承担矿物的提升，人员的上下，材料和设备的运送。矿井提升机作为地面与井下物质与人员流通的运输工具，在操作性和提升控制性等 方面都有很高的要求。提升机的运行直接影响矿井生产，而且也与矿山职工的生命安危息息相关。

原电控系统已运行多年，而且均采用继电器连锁，模拟分立电子元件控制，使检修和维护的难度非常大，一旦出现问题无法立即监测故障点，各种分立电子元件容易老化，监测和换难度比较大。组合件都是在触点开关状态下工作，由于频繁动作，造成触点接触不良及器件的使用寿命减少，且噪声较大。

为了便于对提升机运行的准确操作，方便物质与人员上 下，防止 冲罐、坠罐等恶性事故的发生，控制提升机任一时刻在井中的位置与运行速度，减少系统的故障率,提高系统的可维护性.我公司根据根据实际运行和维护的要求，在细致研究原电控系统的基础上，结合国内外提升机的运行及改造情况，对原有的电控系统提出了以下改造方案。

1 方案介绍

⑴采用模块组合式设计思想，结构紧凑，方便、灵活、占地小，易于系统的维护与功能的扩展。

⑵整机采用西门子PLC（S7-300）控制，采用内部继电器代替外部中间继电器和时间继电器,大大提高了系统的性,减小系统的故障率.实现了系统的程序化运作和故障自诊处理。运行稳定，。

⑶对于主电路过电压过电流保护环节，保留原有的电流继电器，主脱扣空气开关，和逆功率继电器。并且把节点送入PLC处理。

⑷在保留原来测速发电机做为测速反馈的基础上，增加编码器实现提升机的位置和速度、方向监测，运用软件编程，实现提升机的限位保护、等过速度保护、低速，亚同步速，爬行等进行灵活的处理。及时发出预报警信号，故障紧急处理等。

⑸按照以电流为主时间为副的控制思想，自动调整切除电阻的时间，提升机的平稳启动，而与提升负载无关，同时实现启动保护，运行保护。同时时间继电器全部由PLC内部继电器,不需要进行整定,需要的时候可以进行手动修改.

⑹对可调闸环节，稍作改进，保持原有的操作方式，对其控制部分进行重新设计，以接入整个系统实现控制和监测。CPU进行数据的控制处理后通过模拟量的输出来控制模块化的可调电源，用其对可调闸线圈进行控制。增加了系统的准确性，性。

⑺对于可控硅动力制动环节，采用的数字触发电路，对其触发电路进行改造。其控制也采用CPU进行统一的控制和处理。保留原有的控制方式，增加一个电压反馈板，以进行加和的控制。

⑻二次制动由自动进行调节，但手动可以调节二次制动的力度和时间。停电和过卷时，通过程序来实现故障保护，实现连锁。

⑼自整角机部分:除保留用于深度指示的一对感应自整角机,用于带动操作台上的园盘指示器.手闸自整角机,脚踏动力制动自整角机,减速段速度给定自整角机均换为轴角转换器。取消的原来磁放大器，采用轴角变换器把角度信号转成标准信号，实现1/5000的转换精度，接入CPU进行统一处理。

⑽控制系统的主要电器元件均采用进口元件，大大降低了设备的故障率。

⑾对系统信号进行检测，具有提升机运行状况的实时显示和各种保护指示，便于司机快速做出反应，也便于检修和维护。

⑿可由计算机来设定和监视提升机的运行情况，修改参数和进行故障排除等。

2 控制系统简介

计算机技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，本控制系统采用模块化设计，结构紧凑，采用柜内集中安装，各功能模块之间通过并行背板总线相连，将控制系统分成立而又相互联系的子系统，以适合I/O分散安装的控制程序。

CPU均采用IEC1131-3或STEP7编程语言，STEP 7是专为SIMATIC可编程序控制器配置和编程的标准软件包,它是SIMATIC公司工业控制软件的一部分.我们要用的是关于STEP 7 SIMATIC S7-300/S7-400, SIMATIC M7-300 /M7-400,符合EN61131-3或IEC1131-3标准.

它具有以下功能:
⑴ 完成各种工业控制，建立和管理项目
⑵对硬件和通讯作组态和参数赋值
⑶管理符号及创建程序，向可编程序控制器下载程序，上传数据
⑷ 诊断设备故障
⑸测试自动控制系统
⑹功能强大的软件处理指令
⑺具有强大的网络功能

轴角变送器采用自整角机或旋转变压器作元件，运用新技术，将旋转物体转过的角度经微处理器进行处理后换算成角位移或直线位移输出。 取消了传统的SD变换，提高了转换精度。 该模块同传感器组合相当于8～16位的编码器测量精度，其性价比远编码器测量方式，是工业现场为理想的角位测量模块。

编码器选用E6C2-A, 其精度能达到1024或高，耐冲击性能达到1000M/S2,具有高的性，且采用密封轴承，达到IP64防护标准，可以在恶劣的环境下使用。运用软件编程,实现提升机的位置和速度、方向监测，，实现提升机的限位保护、加速度保护、位置，及时发出预报警信号。

4 系统的主要性能指标

由于自动化程度的提高，大地增加了设备运行效率，可为企业的高产、连续生产创造良好条件。广泛吸取了当今同类技术，将模拟机用于控制、检测、保护、信号等任务的硬件设备的功能由计算机软件来实现，大地简化了系统硬件结构。经改造后整个系统的性能指标能达到以下要求：

⑴系统的可用性
系统的设计充分考虑了在整个工程环境中的不同因素，以保证在现场安装调试后立即适用并进入稳定运行。

⑵系统的可维护性
系统的硬件、软件设备便于维护，各部件都具有自检和联机诊断校验的能力。软件有备份，便于工程师维护，应用程序易于扩充，便于用户自行编制的程序加入系统中运行。

⑶系统的性
系统在工程现场运行具有很高的性，其平均无故障时间MTBF≥30000小时。除了符合要求的保护和闭锁功能外，还增加了软件的保护功能。

⑷系统的容错能力
软、硬件设备具有良好的容错能力，当各软、硬件功能与数据采集处理系统的通讯出错，以及当司机或运行人员在操作过程中发生一般性错误时，均不影响系统的正常运。行。对意外情况引起的故障，系统具备恢复能力。

⑸系统的性
正常情况下，硬件和软件设备的运行均不会危及现场设备的稳定运行和工作人员的。对设备和工作人员的。

⑹系统的抗电磁干扰能力
系统具有足够的抗电磁干扰能力，加入软件滤波，符合IEC标准，确保在各种环境中的稳定运行。

5结束语

该控制系统于2003年年底正式投入运行，系统年可用率大于99.9%。该设备具有运算速度快、控制精度高、误差小、稳定性好、功耗低、系统功能易于调整、参数设置简单等优点。

0 引言
随着工业企业自动化技术的发展，PLC (Programmable Logic Controller,又称可编程控器)，以其性、灵活性、优良的性能价格比、使用方便等特点在工业控制领域迅猛发，得到了越来越广泛的应用。
石油焦是铝电解用碳素阳生产的主要原料。石油焦系统，是把贮存在仓库中的石油焦，经过破碎筛分处理成满足煅烧需要的原料，输送到煅前料仓。由于该系统逻辑控制点多、自动化程度高、上下游设备间关联度大，所以选用PLC进行自动控制，并设立上位机进行全系统监控。本文着重讨论PLC在系统中控制功能的实现和上位机监控界面的开发。
1 工艺介绍
石油焦站系统主要由天车抓料系、破碎筛分系、提升系、分料输送系、收尘系组成。用来满足煅烧窑系统煅前日用料仓物料供给。主要抓料天车、调速皮带、破碎机、筛分机、输送皮带、斗式提升机、分料挡板等设备组成。其中破碎筛分系、提升系是两套系统，破碎筛分系统可以一备一用，也可以同时工作；提升系实现设备一备一用。


2 控制系统设计及实现
2.1 SLC500的特点
SLC500模块化可编程控制器及输入输出模块由罗克韦尔自动化公司生产，产品目录号为1746和1747系列。该系列产品采用框架式结构，为在不同的工业现场使用提供了同样稳定的平台。SLC500系统构成处理器、输入输出模块和相关外部设备。处理器功能强大、使用灵活，并有各种内置通讯方式和不同容量的内存供用户按需选择。根据用户的实际需要，输入输出模块可以非常方便的扩展。同时罗克韦尔自动化提供了便捷的内置通讯接口、种类丰富的三方模块、简单方便的基于bbbbbbs平台的编程软件。因而SLC500成为当前市场上为流行的中小型PLC之一。

2.2 硬件配置
基于SLC的上述特点，本系统采用了美国罗克韦尔自动化公司的SLC505 PLC。系统所需的输入/输出配置是：开关量输入100点；开关量输出50点；模拟量输入5点；模拟量输出2点；在适当考虑余量的基础上，实际的硬件配置如下：
⑴ CPU选用1747-L551；
⑵ 8块开关量输入，共16×8=128点；4块开关量输出，共16×4=64点；1块模拟量输入，共8×1=8点；1块模拟量输出，共4×1=4点；
⑶ 两个机架，分别是10槽和7槽；
⑷ 交换机一台
⑸ 上位监控操作员站一个
⑹ 工程师站一个

2.3 系统网络拓扑
上位机通过RSLINX软件，建立与PLC的联系，可以通过RS232和以太网任意一种通讯方式通讯。本控制系统中，上位机监控操作员站通过以太网借助交换机与PLC进行通讯，设置工程师调试接口，同时交换机预留和其他系统进行数据交换和通讯的端口。
软件RSview-SE安装在上位监控计算机，开发出工艺流程界面，通过以太网一方面把设备的状态点取上来，在流程界面上显示；另一方面把操作员发出的操作命令送到PLC，进而通过PLC的输出驱动相应的设备做出动作响应。

2、 方案设计
2.1硬件选型
在水管道上加装1个压力变送器测量水压；用一台变频器和PLC参与控制。
变频器选用富士变频器，PLC选用国产KDN-K3系列PLC。
2.2工频方式启动
每台电机有工频直接启动方式，在调试和特殊情况下使用。
2.3自动启动方式
自动启动方式也有两种选择：一种是先启动甲电机，另一种选择是先启动乙电机。
2.4变频器内部实现PID调节
把压力变送器输出的模拟量信号送到变频器，变频器内有ＰＩＤ功能，它能根据设定的值来调节电机频率达到恒压。
2.5PLC调度两台变频器的切换
自动启动后，PLC让变频器先启动一台泵，变频器根据压力进行PID调节；当频率调到50赫兹，仍达不到设定的压力时，输出一信号给PLC，PLC把台泵切换到工频工作，让变频器带二台水泵启动，变频器根据压力进行PID调节，维持恒压；当用水设备减少，PLC让变频器停止二台泵。PLC再把台泵从工频转到变频器驱动，变频器继续根据压力进行PID调节维持恒压。
3、 使用效果
改造后即投入使用，工厂设定的压力值为0.5Mpa，实际运行效果非常好，压力稳定，工频切换平稳，操作工工作量大大减轻。
4、 注意点
为了节省开支，PLC电源直接采用电网交流220Ｖ电源，没有经过稳压电源，这对PLC是个很大的考验，因为大功率变频器对电网干拢比较大，工频切换时，会产生很大的电磁干拢，在这些干拢下，PLC能否稳定工作很重要。凯迪恩公司生产的KDN-K3系列PLC考虑到了国内电网电压波动大、电磁环境恶劣的特点，采用了宽电压输入和电磁屏蔽设计。此次选择的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；PLC采用了工业级ＣＰＵ，抗干拢能力强，经受住了恶劣环境考验

4 PLC控制系统软件功能
改造后的PLC控制系统有手动和自动两种运行方式。
4.1 手动运行方式
当PLC检修或系统其它环节出现故障时，可以将控制系统随时切换为手动运行方式，通过手动转换开关、按钮和继电器等对收尘器进行控制。手动运行时，阀组的选择如图2所示，将手动/自动转换开关SA0扳到手动位置，通过阀组选通转换开关SA6选择要清灰的阀组。然后通过分室手动选通转换开关SA1～SA5选择分室1至分室9的提升阀，如图1所示。通过脉冲阀手动选通点动按钮SB1选择分室1至分室9的脉冲阀，如图2所示。
4.1 自动运行方式
如图2所示，将手动/自动转换开关SA0扳到自动位置，则PLC控制系统根据预先编好的控制程序，自动控制相关设备的运行。当控制系统给出自动运行的信号后，过载保护开关FR1用来自动检测系统的负载情况。如果系统发生过载，则禁止系统运行，并发出报警信号。如果没有发出报警信号，则系统延时5秒钟后进入自动运行状态。
分室1的提升阀1关闭（Q0.0和Q0.5输出）。2秒钟后，分室1的脉冲阀1动作（Q0.6输出）。0.15秒钟后，分室1的脉冲阀1停止动作（Q0.6停止输出）。8秒钟后，分室1的提升阀1打开（Q0.0和Q0.5停止输出）。
分室1动作结束后，延时5秒钟，分室2动作。
分室2的提升阀2关闭（Q0.1和Q0.5输出）。2秒钟后，分室2的脉冲阀2动作（Q0.6输出）。0.15秒钟后，分室2的脉冲阀2停止动作（Q0.6停止输出）。8秒钟后，分室2的提升阀2打开（Q0.1和Q0.5停止输出），
以此类推，直至分室9清灰结束，完成一个循环。下一个循环又从分室1开始清灰。如此循环执行清灰过程。
5 PLC控制系统的优点
气箱式脉冲袋收尘器控制系统的改造选用和利时公司的小型一体化PLC取代了原系统中的单片机，较大程度地提高了系统的配置，增加了系统的灵活性，能够好地满足用户的需求。本系统有以下优点。
（1）连锁与保护
在系统中，相关设备的运行要求具有一定的连锁关系和时间顺序，这些功能由PLC的连锁程序完成，从而保证了系统的运行，避免发生堵塞。
（2）灵活性
通过PLC面板的电位器，无须专门工具，也无须知识，一般操作人员可以方便地设定清灰的时间间隔。利用PLC的内部时间继电器取代传统的时间继电器，不但节省和简化了系统的硬件，而且计时加、准确和稳定。
（3）性高
本系统的控制是和利时公司HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC，能够在恶劣的环境中长期、、无故障地运行，接线简单，维护方便，隔离性好，抗腐蚀能力强，能够适应较宽的温度变化范围，平均无故障时间间隔（MTBF）大于15年。
（4）功能强大
和利时公司HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC的编程语言遵从IEC61131-3标准，易学、易懂、易用。除了具有传统的指令表、梯形图和功能块图等编程功能外，还具有结构化语言和顺序功能图等编程功能。和利时公司的PLC系统提供了多种应用功能模块，包括各种通讯功能模块、可以具体到年月日和时刻的多种定时器和长时间继电器等，方便了各种功能的实现，有利于缩短开发周期和节省程序容量。
6 结论
改造后的气箱式脉冲袋收尘器PLC控制系统的实际运行结果表明，基于和利时公司HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC的控制系统达到了预期的效果，实现了对气箱式脉冲袋收尘器的控制，可以方便地改收尘器的设定时间，减少了外部电路与元器件，具有、、经济、灵活等显著特色。

、硬件配置
输入点：检测开关、操作开关等。
检测开关有：飞锯的起点、终点开关；边孔的起点、终点开关；中孔的起点、终点开关；编码器（A、B相）；
操作开关有：方式选择开关（自动、手动、中位）；辊道前进、后退；飞锯切断、返回；中孔下降、上升；边孔下降、上升；急停开关。
输出点：辊道电机（变频器）、液压电机；飞锯前进、后退阀；中孔下降、上升阀；边孔下降、上升阀；
硬件配置： KDN-K306-24AR 一台
KDN-K321-08DX 一台
KDN-KA文本屏 一台
四、控制工艺
PLC和文本屏程序包括六大功能：设备参数设定、手动对位、生产参数设定、报警查询、生产画面、厂家信息。以下是具体特点：
·设备参数是出厂前工厂内部设定的参数，是由设备制造厂的人员来设定的。
·生产参数是生产人员设定的，比如生产的张数、边孔个数、中孔个数及长度等参数。
·报警查询是当有报警发生时，显示画面自动跳转到报警画面。生产人员处理故障后按复位键，设备可转入正常生产。
·厂家信息是显示生产厂家名称、地址、电话等信息。
· 生产画面是正常生产时显示的信息，包括生产设定的张数、实际的张数、设定长度、当前长度等等。
·手动对位是一种很灵活的方式，可以生产任意长度的C型钢。
·密码功能是凯迪恩公司根据客户要求设计的保护设备厂家利益的特色功能，每一套设备一个密码，由设备厂家自行管理。
· 自动补偿功能保证成品精度，既能补偿过冲量，也能补偿收缩量。
·设备参数可以保存，生产参数保存三天，如果断电时间不过三天，上电后仍可继续按断电时的状态生产。
五、结束语
凯迪恩PLC在压瓦机行业的批量应用，证明了凯迪恩PLC优良的性能。同时凯迪恩工程技术人员具有丰富行业经验，能够与设备生产厂家紧密协作，共同推出适合行业特点的控制系统解决方案，这种协作将有利于设备厂家提升产品的竞争力

二、硬件配置
本太阳能集热工程选用如下产品：
CPU模块：KDN-K306-24AR 一台
模拟量输入：KDN-K331-04IV 一台
文本显示器：KDN-KA 一台
另加水位检测元件、集热器、水箱、支架、管道等其余辅件若干.
编程软件： EasyProg V1.9.3.0版本

三、工艺介绍
（1）手动加水/加热/循环
水箱水位过低、水箱温度过低、及温差过大，可人为的进行手动调整，调整过程中自动过程终止。
（2）自动恒水位加水/加热
水箱水位恒定水位自动加水，恒水位时停止加水。水箱温度设定温度自动加热，温度出设定温度某一范围时停止加热。
（3）集热器与水箱之间采用温差循环:
满足水箱水位前提下，通过在文本屏上设定集热器温度与水箱内温度差，温差若过温差上限，启动循环；随着两边温度接近至温差下限，关闭循环,实现了循环泵自动启闭。
（4）时间段内水箱定时加水/定时加热/定时循环
在设定的时间段内，当水箱水位降至水位下自动启动加水，水箱水位上升；定时时间到，停止加水。
当水箱水位过半时，在设定的时间段内若水箱温度偏小，自动启动加热，温度开始上升；定时时间到，停止加热。
在设定的时间段内，集热器与水箱之间通过循环泵自动的进行温差调整。
（5）加水故障自检/加温故障自检/循环故障自检
连续加水/加热/循环时间过长，但水箱水位、温度、温差无显著变化时，则自动停止加水过程/加热过程/循环过程。
此系统工艺过程主要由以上方面组成，KDN-K3系列PLC自带实时时钟（RTC）功能，编程软件EasyProg能读取年月日时分秒星期，使文本屏上设置的定时时间能准点与PLC通讯，实时率的运行整个过程

改造原因：
现用设备是由德国HAGGLUNDS DRIVES公司于93年底安装交付的，控制主机采用的是西门子代PLC产品S5-95U。控制机由双PLC构成，CPU和I/O模板均为冗余配置。控制机是双机一用一备，手动热备切换。由于S5产品正逐步退出市场，模块备件供应周期很长，性差，某些部件甚至有价无市。，三台设备的PLC都已经配置不完整，只能单机维持运行。为了保证设备满足稳定生产的需要，决定将S5升级到S7。

原S5系统的构成：

控制主机采用的是西门子S5-95U，人机界面为DAA型ITT288-240S智能信息显示器。ITT信息显示器配带有操作按键和通讯口。可实现设备各种状态信息和报警的显示及确认，以及相关工作参数的设置和操作指令的下发。因设备期服役，人机界面现已经失效。虽然人机界面失效不会导致全系统停机，但系统只能默认在某一模式下工作，且无法在必要时候系统的状态和报警信息。柜内器件，除了PLC配置不完整外，其余器件状态尚可。系统所用压力，转速，温度及液位传感器的状态不明。由于人机界面失效，状态无法显示，而且设备一直在运行，无法检测，故系统所有传感器状态不明。器件勉强能维持工作，精度较差。

改造方案：
为恢复控制设备的可维护性、兼容性和可扩展能力，设备这些方面的不稳定对正常生产的影响和隐患，需要对现有控制系统进行改造升级。
经业主同意，对原有控制柜进行整体升级替换。一方面是全新换性能，同时为保证施工质量和进度，整体替换也是的选择；另一方面是原有柜体和低压器件已经没有保留的，在原柜体内改造，施工工期没；其三整体替换费用没有增加。设备新以控制柜端子为界，柜外保留不变，柜内全部新。新设备的功能不变，工艺原理和操作习惯立足原有规范，并根据积累的经验进行新设计升级。
PLC:根据设备的工艺性能要求，PLC采用西门子经济型产品S7-200。取消双PLC的运行模式。采用单PLC模式，辅以备件，保证系统在意外之时能快速恢复工作。
HMI：人机界面采用带按键的触摸屏。除保留系统原有功能，提供完备的信息提示和反馈，方便的操作。界面全部中文化。

原系统没有立于PLC的纯手动功能。从而系统失去了在PLC失效状态下，由操作人员进行立处置的灵活性。因此，在新的控制系统中，增设一套纯手动功能，手动逻辑与PLC无关。在手动模式下，只有液压主泵的启停和液压机构的换向操作可以由操作人员根据需要强制进行，没有其他连锁条件。其他部分比如提升机构，液压油温等不提供手动功能。
增设一旁路信号。用途是在特殊情况下，操作人员可以根据需要，在保证的情况下，人为地给其他系统一个允许开机的连锁信号。也就是在全系统的开机连锁逻辑中将炉渣破碎机的状态旁路掉。临时满足维持全系统的正常运行。

效果反馈：
控制系统S5升级改造工程于2007完工至今，设备状态及性能稳定正常，各项功能指标均达到用户的工艺要求。系统的扩充，性能的提升，设备的升级，服务的升级。

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