贵阳西门子中国一级代理商变频器供应商

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1 轮南站输油工艺简介
轮南站是轮库输油管线的输油站，也是东轮输油管线和塔中－轮南输油管线的输油末站，主要站区包括4座1万m3双盘式浮油罐，6座5万m3双盘式浮油罐（包括新建的2座），共计储油能力34万m3。是目前西北地区大的库。成套引进从美国进口的5台拜伦*泵主泵和相配套的5台给油泵。设有1万m3罐区阀组区、5万m3罐区阀组区、轮库线出站阀组区，塔中4进站阀组区和轮库复线阀组区，装有电动阀门和输油泵进出口（带开关指示）阀门100多个。
轮南站的输油生产过程中包括各关键点的数据和记录、工艺流程的切换、收发球清管控制、输油泵自动紧急联锁停泵控制、储油罐自动切换控制、出站压力自动调节、生产设备运行状态的监控等，如此多数量的输油设备和复杂的工艺运行操作，需要复杂的自动化系统。下面就轮南站自动化控制系统的部分即GE PLC可编程控制器系统进行说明。
2　系统结构
轮南站GE90-30系列可编程控制器的系统配置图如图1所示。

图1　轮南站GE系列可编程控制器的系统配置图
在图中可以看出轮南输油站的可编程控制器系统的基本结构和联接方式，该系统由两台工业PC机与PLC通过网络交换机构成物理结构为10BASE-T的 Ethernet局域网，工业PC机与PLC之间通过以太网进行数据通讯，速率为10Mbps，PLC1和PLC2是整个系统的主要部位，其中 PLC1由主系统和扩展系统组成，PLC2只由主系统组成。两套PLC负责与现场测量和控制部分之间的，装有整个自动化系统运行的主程序，肩负着全部生产运行工艺流程的逻辑控制、报警、停泵联锁系统等，上层为两台工业PC机，bbbbbbs NT操作平台，运行GE的组态软件Cimplicity6.0。配置结构采取双机热备的形式，指挥着整个自动化控制系统的运行，从而保证了自动化控制系统运行的连续性，提高了设备运行的性，保证了生产。
2．1 硬件配置
控制采用DELL工控机，它具有足够的能力完成数据采集、过程监控数据储存和运算功能，技术指标：
●CPU Inbbb PⅣ 2.0G，内存512MB ，硬盘80G，软驱3.5″，光驱40X，总线PCI+EISA，接口RS232C+EPP/EPC并口，彩显DELL 21”纯平，1600×1280，101键盘+鼠标
PLC部分选用GE90—30PLC系统，具体如下：
l CPU模块——IC693CPU350：内存 32K、后备电池/时钟、每K语句处理时间 0.22ms。
l 以太网通讯模块——IC693CMM321：协议：TCP/IP，传输速率：10M
l 模拟量输入模块——IC693ALG223：通道数：16路，信号类型： 4—20mA，刷新速度：13ms所有通道，精度：0.25% at 25C0(770F)，输入阻抗：250欧姆
l 开关量输入模块——IC693MDL645：通道数：16路，信号类型：输入电压0——30VDC，
刷新速度：7ms所有通道
l 开关量输出模块——IC693MDL940：通道数：16路，信号类型：继电器输出，刷新速度：15ms所有通道
2．2 软件设计
操作站（上位机）部分：Win2000 Professional操作系统，Cimplicity6.0组态系统，SQL数据库，Office2000应用系统
PLC（下位机）部分：PLC可编程控制系统的编程软件Versapro2.01。
2．3 PLC控制程序设计
PLC 采用GE公司的Versapro2.01梯形图软件编程，该软件面向用户，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图非常接近，控制过程形象、直观，系统维护人员容易掌握，程序易于。同时该软件还备有功能强大的指令系统，包括继电器指令、控制指令、比较指令、算术指令、数据操作和处理指令、数据传送指令和特殊功能指令等。丰富的功能使得PLC可以很好地满足系统的各种要求，输油站的PLC控制程序包括站控主程序及流程切换、电动阀控制及状态、模拟参数传送、收发球控制、连锁停泵等子程序。每一条程序指令都考虑到所可能发生的各种情况。下面以其中一个电动阀的控制为例。（限于篇幅，对程序细节不做介绍）

 
3　系统具有灵活的通信功能
轮南输油站的各个PLC可编程控制器利用其灵活的通信方式，方便地组成了PLC处理器与就地机架、远程机架、计算机工作站及其它的电子设备之间的通信，其通信方式是多渠道、多方式的。工程中使用了6台瑞典生产的雷达液位计，系统使用ALG223模块与雷达液位计提供的信号模块相联接，完成该部分的储油罐温度和液位的数字。
4　系统具有的多种数据处理功能
GE公司为工业应用提供了可在通用框架上安装的80多种数字及智能I／O模块，诸如数字I／O模块、模拟量I／O模块、通信模块、定位模块等等。　　轮南输油站的系统使用了开关量I／O模块、电流模拟量输入模块、热电阻模拟量输入模块、以太网通讯模块等智能模块，这些模块给定的精度为0．01％，经过每年实际测试均能满足要求。
丰富的指令集和强大的软件功能是GE公司系列可编程控制器的显著特点。安装上该公司提供的Versapro编程软件就可以方便的进行处理器编程，同时该系列处理器和软件可以使用在线和离线两种方式进行编程，装入或取出数据文件，在计算机上运行情况。　　组成人机信息交换界面，操作员发出命令的场所，有效的控制着输油生产的运行。
5 系统操作功能
系统采用两级控制，一级为现场就地手动，二级为自动方式，正常情况下使用自动控制方式，当自动方式出现故障时使用就地手动方式。
自动控制方式完成的主要功能包括以下方面。
5．1 数据采集和处理
PLC 通过其I/O模块，实时采集过程参数，如温度、压力、液位、电动阀等主要设备状态的信号，经运算处理后作为联锁、控制、显示信息供PLC及工作站使用。工作站中运行的Cimplicity组态软件提供良好的人机交互界面，实时接收PLC所传送的数据，并将控制信息通过PLC下发给执行机构。 Cimplicity可将其所采集到的数据写入数据库，所有数据库中的数据，都可用于生产报表，可随时用趋势画面显示，以分析生产过程。
5． 2 控制及联锁保护
（1）、来油进罐和出罐进泵及倒罐，可在Cimplicity工作站上控制运行，正常密闭输油流程的执行与切换由PLC控制程序自动完成，操作人员只需点击相应的按钮即可。整个过程、简单明了。
（2）、当输油泵的出口压力大于设定压力（具体数值由操作人员根据实际情况设定）时，PLC控制程序将停止输油泵的运行，保护设备的。整个过程人工干预，都由PLC控制程序自动完成。
5．3 画面显示
工作站显示的主要画面有流程、阀控制、参量显示、历史趋势、泵运行及报警画面等。各画面显示的文字均为汉字，可通过工作站的菜单调用，也可由操作员键盘的自定义键调出，整个画面操作使用，色泽柔和、美观。下图以阀控制画面为例。



流程图用于动态显示输油站的流程走向，过程参数显示和参数报警状态，电动阀的开关状态，油罐液位指示及输油泵等设备的运行状态。当条件改变时，管线、参数和设备的颜色会发生变化；输油泵的详细参数和运行参数，显示在其单体运行画面上；过程控制画面用于输油站的流程控制和流程切换，可手动或自动控制电动阀，实现流程的控制；参数表用于显示每程区域主要参数的数值显示及状态列表；趋势图有实时趋势和历史趋势，通过该画面，操作人员可以直观形象地了解系统的运行状况；报警画面显示系统事件和发生的报警。
丰富的画面功能对操作人员监控生产过程、保证输油，完成各种操作是十分便利的。
5．4 报表功能
结合输油站生产需要，利用Cimplicity内嵌的VBA语言开发报表功能，对系统实时数据、历史数据库数据、office2000及数据库软件SQL Server、Access、等进行访问和操作。报表即可调用系统数据库测量数据，又可按生产基础参数进行复杂计算，生成生产日报表，提高工作效率。
生产日报表包括记录六个5万m3储油罐中收油、付油罐整点油高、温度等系统测量值，并根据视密、K值、含税率及各罐的罐容积表、小数表、静压力表计算罐容积、混油、扣水及纯油值。
6 结束语
轮南输油站控制系统功能，性高，操作简单实用，对提高输油站管理水平，保证设备平稳运行起到了很好的促进作用，并了良好的经济效益。

随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。国内厂家大多选择二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC性高，程序设计方便灵活。本设计在用PLC控制变频调速实现电流、速度双闭环的基础上，在不增加硬件设备的条件下，实现电流、速度、位移三环控制。

问：
    10～30VDC接近开关与PLC连接时，如何判断用PNP还是NPN？

答：
找到接近开关的电源端和输出端。如果是两线制，则应该有＋VDC端、输出端）或者“－”端！对于源型输入的PLC例如、西门子等（看看你是采用何种PLC）你可以将PLC自带的＋24V传感器电源联接于＋VDC端！接近开关的输出端就可以联接于PLC的输入端！对于源型输入的PLC，一旦接近开关动作，PLC输入端就会得到略小于PLC传感器电源的直流电压，从而使PLC开关量输入有效！对于三菱等PLC，由于它接收漏输入，故接近开关电源端应联接于输入端（例如X10），而输出（或者是“－”端应联接与电源地端，一旦接近开关动作，接近开关输出变低（或者接近地电位），就使得PLC输入有效！
三线式的接近开关联接传感器的正电源和地端！
传感器电源与接近开关的电源属同一电源或者应该有电流形成回路才能工作！三菱则不必区别，因为它的开关量输入已经自带电源了！
需要注意：有些接近开关虽然为两线式，但有三根线，其中有一根是屏蔽线，应区别开来！

总结：对于PLC的开关量输入回路。我个人感觉日本三菱的要好得多，甚至比西门子等赫赫大名的PLC都要实用和！其主要原因是三菱等日本PLC从欧美那儿学来技术并优化设计，作到：
1、采用漏输入，输入端本来就设计为对地短路就引发开入有效！不会对电源系统构成危害，也不会由于电源故障影响其他输入回路的正常工作！
2、采用源输入，是共电源输入端。在工程实际应用中往往有太多的电缆，你可能无法保证电缆的相互接触、破损，说不定共电源的开关量线路会无意接触到设备地、外壳、其他地电位。因此可能断路电源供应回路。造成电源损坏或者烧掉保险，从而可能影响其他输入回路的正常工作。除非，每个输入回路加保险……应用成本较高也容易出现其他故障

可编程序控制器PLC已广泛应用于各行各业，尤其是电力系统某些立的控制单元或者信号相对集中的系统，基本上都采用了PLC进行过程控制，运用它既可完成各种复杂的工艺流程，又简化了早期采用继电器控制的方式，而且性也得到了大的提高，但是在实际应用中也经常会出现一些故障，导致系统不能正常启动或者某一设备失控。下面以阳城电厂6×350 MW机组输煤的PLC控制系统为例进行故障排除分析。

1  系统介绍

阳城电厂输煤系统采用了西门子S7-400系列的可编程序控制器PLC进行过程控制和数据采集，采用双机冷备配置方案。通过profibus现场总线连接2个远程I/O站，总线为全双工网络冗余结构，通过冗余的通迅处理器和网络连接，中间加装RS485中继器进行信号放大，电源为热备用，采用双回路供电，加装UPS。监控系统采用西门子工控机和基于bbbbbbs 95的软件(WINCC)，共2台上位机，其中一台作为控制使用；另一台作为报表并作为备用监控上位机。PLC和上位机通过网络通讯，使运行状态及运行参数在CRT上实时显示出来，并对重要参数、报警信息、故障、操作运行等进行记录和打印。运行人员可通过CRT画面对系统进行控制监视，也可运用键盘和鼠标完成系统或设备的启动、停止以及对运行参数的设定。

2  系统中常见故障的分析与排除

2.1  CP443通讯模块“stop”指示红灯亮
    检查接线有无松动，如果接线良好，应检查CPU是否指示EXTF(外部故障)，若由于程序事先设定的地址错误，可重新检查程序的硬件配置是否正确。如果仍无法排除，再检查S7的通讯软件设计得是否正确，或通过换模块的方法检查是否通讯模块本身故障。
2.2  RS485中继器信号全部消失
    如果RS485中继器信号全部消失，会造成信号传输中断，使主控室与各远程站失去联系，无法控制远程站的设备。应检查DC24 V电源供电是否正常，如果电源正常再检查RS485中继器的所有接线是否有松动。
2.3  某一远程站失去信号
    如果RS485中继器正常工作，而某一远程站在运行中突然失去信号，可能是该站的控制电源消失或CPU故障；如果该站的信号时有时无，则可能是控制电源引起的，可以从UPS电源和供电回路进行查找。
    如果CPU模块上的指示灯显示INTF或EXTF，则表示内部故障或外部故障，INTF是指CPU本身或程序的问题引起。如果程序已经调试正确，在运行中突然发生，解决的方法是将钥匙开关由RUN位置打至STOP位置，使CPU停止工作，然后再打至RUN的位置。如果是EXTF，则是由于外部的控制系统引起的或者是本站的模块出现问题，也许是失电，也许是模块本身故障，在实际工作中多数是由于失电引起。
    S7-400系列可编程序控制器的硬件基本上很。而且已调试正确的程序以及通讯地址不会变动，如果上述问题无法解决，可采用替换模块的方法查故障。
2.4  上位机控制部分无法操作
    引起这一现象的原因，可从上位机与PLC的通讯卡件、通讯电缆、通讯地址三方面查找。实际工作中一般由于卡件松动或者接线松动引起的原因比较多，如果均已固定良好，就可能是卡件故障，可重新换后进行调试。
2.5  上位机和PLC无法远程操作某一设备
    引起这一现象的原因应从两方面进行分析：一是操作上是否满足工艺流程的要求(联锁/解锁方式)，或者是该设备的启动和停止按钮没有复位，一直在保持状态，可重新点击后解决；二是从PLC的输出模块上查找，是否该设备的启动和停止信号一直保持(绿灯)，导致设备无法正常操作。如要停止某台运行的设备，结果无法停止，而输出的信号模块上指示灯一直显示该设备运行。解决的方法是：若控制该设备启动的继电器一直吸合，无法断开，可换继电器；如仍不能解决，可以将该站DC24 V电源断开，重新合上查看是否正常(注意：在重合过程中为防止设备突然再启动，确定该设备是否处于可运行的状态，否则不能用该方法)，如果启动指示灯仍亮，该设备又重新启动，则可能是该模块上的输出点损坏，可以用换板子的方法来解决。
2.6  上位机方面的故障
    由于上位机一直处于24 h工作状态，故障记录、操作信息以及数据的工作量很大。如果我们在初设计时，所采用的故障、操作信息输出方式是电子文件，则该信息记录在计算机硬盘的存储区上，日积月累导致硬盘的剩余空间很小，计算机运行速度很慢，后出现死机不能操作，只能关闭电源重新启动。解决这一问题的方法有两种：一是定期删除过期无用的信息，以便释放空间；二是将记录的信息由输出文件改为输出至打印机。

3  结束语

在实际工作中，我们经常会遇到各种各样的故障，但是如果熟悉该系统的配置方案、控制方式，先从软件、操作方面解决，然后再从硬件的接线、电源上入手，采取逐一排除的方法，后对确认不能解决的故障再采用替换硬件的方法，就能排除系统所有故障，从而确保生产。

变频器的具体应用： 
1、在变频器没有使用在粗纱机之前，粗纱机在起动和关车时，由于牵伸和卷绕两个传动系统的传动链不同、转动惯性不一致，使前罗拉引出粗纱条的线速度与锥轮传递纱管的卷绕线速度不同，这种不匹配的速比具体表现为起动时卷绕时间快于引纱时间，关车时引纱时间快于卷绕时间，于是在开关车时就会产生大量细节。而粗纱机在纺纱过程中频繁的开关车是不可避免的。 
我公司JBA变频器可以通过控制主电机，调整电机电源的频率使电机启动到设定值时间(启动)或者关车时间进行认为设定，达到实现慢启动、慢停车，同时取消了设备中电抗器和电磁离合器等不容易维修的部件。但是在设定启动时间(加、减速时间)不可过分追求慢速，否则电机容易发热、损坏，同时因为增加停车时间，增加电能损耗、影响效率。 
2、在纺纱过程中，粗纱的卷装直径要经历一个由小到大的变化过程，所以在前几百米和后几百米粗纱断头率很高，质量容易产生变化。在传统的纺纱中，“恒定”的电机转速在纱径中时需要加速却又无法加速。企业便时常陷入要产量顾不了质量，要质量又顾不了产量的两难境界。 
我公司变频器的多段速控制便会这些缺点。如多段速设定可按1000m长度为一段，将一落粗纱设定为若干段，如7000m长的一落粗纱就为7段，每一段编辑为一个功能码，通过对变频器的调整可以任意设定这每一段的频率。这样便可以在纱径小、纱径中和纱径大时使电机获得不同的转速，从而达到电机转速按纺纱进程的需要而作相应变动的目的，真正实现粗纱机的、高产。 
通过PLC和人机对话，使变频器的调速功能得到为简易的操作。实现、节能和达到工艺的效果。

一.引言
宏在软件编程中非常重要。宏是由一段程序组成的命令，向子程序一样，在一些场合它用来代替在编程过程中经常出现的重复程序段。可编程序控制器（PLC）的工作方式一般为周期性循环扫描梯形图，集中采样输入，集中驱动输出。它的应用领域一般为以开关量为主的顺控系统，但随着PLC的不断发展，其功能越来越强大，使用场合也越来越多，PLC厂商提供的软件功能也越来越强，这使得在PLC编程过程中使用宏或子程序成为可能。使用宏或子程序可以完成某些应用指令中部存在的复杂处理，也可以是重复形式或同意处理的程序标准化，既减少了程序的长度，也使编程变的容易，提高了编程效率。目前在小型PLC中笔者还未见到可以使用子程序的产品，但富士电机的N系列PLC可以使用宏命令编程，下面就其使用情况和在使用中出现的问题作一些讨论。

二.N系列PLC中宏的使用及其局限性讨论
     1.宏的使用简介
富士电机提供的宏命令分两类,一类是它为用户制作好的标准宏命令集,使用该宏命令及可以完成应用指令中没有的某些复杂功能的处理任务；另一类就是用户自己制作宏命令，用户宏命令有调用部和执行部组成，如图1、图2 所示。用户宏命令和主程序的关系如图3 所示。
     由此可见在PLC中使用宏命令时，参数交换非常重要，也。富士电机为用户提供了几组字信息和位信息交换所使用的数据寄存器和辅助继电器，其中每组字信息和位信息的入口参数和出口参数各有16个，富士电机还就参数交换顺序、个数、使用指令以及在宏命令中使用定时器、微分指令等作了规定，编程顺序符合图1要求。
     2.局限性探讨
     由上面的使用简介可以看出，在PLC中使用宏有许多限制和不便，笔者在一次较大规模的软件设计中深有体会，具体体现在以下几点：
     (1)使用繁琐。使用宏调用指令CALL后，还要进行参数交换工作以及宏的启动、结束工作，且编程顺序和使用指令有严格限制。当宏程序参数较多时，参数交换时宏的调用部程序变的很长，显然起不到使用宏可以缩短程序长度，容易编程的作用。
     (2)使PLC的程序扫描时间变长。如果要多次使用宏程序，必然要多次使用宏调用部，CALL（宏命令调用）、UMEND（宏命令结束）等是用到的三条指令。在N系列P型机中，这三条指令都是长执行时间指令，多次使用会大大增加程序扫描时间。在新推出的N系列U型机中，这三条指令已改为短执行时间指令，这个问题以不十分。但过长的包括参数交换在内的宏调用部肯定会增加程序扫描时间，使程序的实时性降低。
(3)参数个数限制。若宏程序的功能复杂或长度较长，则使用的参数(位参数或字参数)个数可能会过16个，这时的宏功能就不能使用了。
     三.相关系统软件进设想
     虽然PLC的一般应用场合不需要编制复杂的程序，但在某些特殊的系统或中型以上系统中处理复杂重复的动作就可能用到宏或子程序功能，随意方便的重复程序设计功能在PLC的应用中时十分必要的。这就要求PLC厂商对PLC的系统软件进行进，增强其功能。一般来说，条件循环结构能很好地解决重复程序段的编程问题，具备该功能的PLC做到：
     1.设置有参数寄存器。如I、J等，可对其进行赋值，并有相应的计算功能。
     2.PLC中元器件的地址设置可以事变参数的。入当参数I从0到n变化时，M(I)(或X(I)、Y(I)、T(I)等)相应地就从M(0)(或X(0)、Y(0)、T(0)等)变化到M(n)(或X(n)、Y(n)、T(n)等),而且进位时符合PLC中元器件地址进位的要求。在处理重复程序段时，宏命令或子程序中可以使用定参数的元器件，也可以使用变参数的元器件，它们所使用的元器件状态随时到相应的元器件映像寄存器中去取，而所计算出的随时存储到相应的元器件映像寄存器中，省掉参数交换环节。这样可解决多次调用宏所造成的程序过长和增加扫描时间的问题，而且不受参数交换顺序、个数等闲置。
3.引入逆跳设计。大多数小型PLC的调转时不能逆跳的，在循环结构中，则使用逆跳功能。N系列PLC可以逆跳，但在设计程序中，注意要使用条件跳转指令，保不能出现死循环，且整个程序的扫描时间不能大于用户监视定时器（WDT）所设置的时间。
     四.结束语
     小型PLC中简单、方便、有效的重复程序段设计功能肯定会实现，尽管富士N系列PLC中的宏命令有一些使用上不便，但笔者认为它认为目前功能大的小型PLC。本人愿和有兴趣的**就PLC深入的使用问题进行多方面的探讨。

关键词：PLC  构成  特点  应用

1 PLC介绍

作为通用工业控制计算机，30年来，可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。

1.1 可编程控制器的定义

可编程控制器，简称PLC（Programmable logic Controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年电工（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”

1.2 PLC的构成

从结构，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

1.2.1CPU是PLC的，起神经的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。

CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。

在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。

CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。

1.2.2 I/O模块

PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟C量输出（AO）等模块。

开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下：

开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。

模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。

按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受大的底板或机架槽数限制。

1.2.3电源模块

PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。

1.2.4底板或机架

大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

1.2.5 PLC系统的其它设备

1、编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目般由计算机（运行编程软件）充当编程器。

2、人机界面：简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。

3、输入输出设备：用于性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。

  1.3 PLC的特点

1.3.1性高，抗干扰能力强

高性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了的抗干扰技术，具有很高的性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有高的性也就不奇怪了。

1.3.2配套齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

1.3.3易学易用，深受工程技术人员欢迎

PLC作为通用工业控制计算机，它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

1.3.4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造

   PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。

1.3.5体积小，重量轻，能耗低

PLC是专门为工业生产服务的控制装置，通常不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。但是，当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，都不能保证PLC的正常运行，因此在使用中应加以注意。

2 PLC在四期工业水泵控制中的应用 

2.1 简介

四期两台330MW机组，工业水系统采用闭式循环冷却方式，为满足不同用户的需求，分为高压供水和低压供水系统。高压工业水供零米以上设备如抗燃油、主机润滑油、发电机氢冷器等冷却用水。低压工业水供零米及以下设备如定冷水器、给水泵组、凝结水泵、真空泵等设备的冷却用水。高、低压工业水既可各自立运行，也可在进入主厂房后合并母管制运行。工业水泵房距主室约100m，泵房内有值班室，每值设有一名值班工，负责三台高压工业水泵、三台低压工业水泵、两台排水泵的启停及日常维护、消缺隔离工作，并监控、调整工业水进水池水位和量等参数。这样的设置主要有以下几点问题：

1.  科技含量低，自动化程度不高。各泵出口压力、电机电流等参数，无法进行检测及监控。

2.   值班人员效率低下。既浪费了人力资源，又有悖于“减人增效”的实施。

3.    运行信息不明。与泵房依靠电话或对讲机进行通话，无法进行快速协调控制，不能满足事故处理的需要。

4.    若发生事故后，因追忆及打印功能，难以进行事后数据分析，工作处于被动状态。

为了解决上述问题，故在2004年6月#7机大修中，对工业水系统进行了PLC改造。

2.2  PLC选型

2.2.1 PLC采用德国SIEMENS公司的S7—400系列PLC控制系统，该控制系统具有强大的内置集成功能，不仅能取代简单的继电器控制，能实现复杂的自动化控制。

2.2.2工业水泵房内共设有三只PLC柜，分别是四期工业水系统控制电源柜、四期高压工业水系统控制柜、四期低压工业水系统控制柜。其所有控制电源都取自双冗余后出线侧，实现了双机热备冗余控制。双冗余电源的切换不影响PLC系统的正常切换。但CPU的供电电源采用单供电。

2. 3   PLC控制器画面与逻辑

2.3.1六台工业水泵和所属阀门的操作，以及它们间的相互联锁均由PLC实现。PLC控制画面(即CRT画面)共分四张，它们是高压工业水泵、低压工业水泵、高低压工业水泵、故障报警画面。每台水泵都设置联锁开关，投入联锁开关时，将完成以下任一功能：

①连续10秒脉冲，自动打开对应泵的出口电动门；

②当出口母管压力0.3MPa时，备泵自启动；

③当运行水泵停运(包括正常停运、事故停运及跳泵)，备泵自启动。为提高系统的性，每台泵还具有以下三项保护：当任一工业水泵启动3秒后，连续10秒脉冲，自动打开水泵出口电动门(指该泵出口门关着时启动)；任一工业水泵停运时，自动关闭其出口电动门；工业水泵运行时，其进口电动门关指令闭锁。

2.3.2各高低压工业水泵所在画面既能方便切换，又能相互显示所处的状态以及对应的电流、压力等运行参数，即类似于甲中有乙，乙中有甲的设计。每幅画面上都能实现泵的启、停操作，使运行操作具便捷性。各泵在就地还设有启、停按钮，在室立屏上装有远方启动健，以备紧急情况下启用。

2.3.3加大了水位检测、监控的力度。不仅在工业水泵进水池中装设了的声波水位测量仪，作为CRT上主要的水位监测手段，而且在两台水冷塔中也分别装上同样的水位测量仪，作为辅助监测水位用，并增加了一只旁路电动门，当水位3米时，自动打开，大于3..5米时联锁关闭。

2.3.4报警信号除有CRT软报警外，另有一路经PLC综合成一个信号送给室#7机硬报警处，其命名为四期工业水系统异常。内容包括：

①六台工业水泵任一泵跳闸；

②高压或低压工业水系统母管压力0.3MPa；

③任一工业水泵启动后其出口压力小于0.25MPa；

④工业水进水池水位大于4m或小于3m；

⑤废水井水位大于1m；

⑥PLC任一电源故障；

⑦任一交换机故障。

3 结语

2004年6-7月份工业水泵控制系统PLC改造后。在完成了安装、调试及逻辑确认后，分批次逐台投入运行。经过一个多月的运行表明，改造方案还是成功的。PLC的投运，因其具有运行灵活、操作便捷、通讯强大、性能稳定等特性，能完成整个工艺系统的集中检测、控制管理及事故追忆和打印等功能。不仅提高了辅助设备的综合自动化水平，为我厂的技改之路开辟了新的途径，也为今后PLC系统在电厂其它系统设备中的应用积累了经验，相信今后将会有多的PLC系统在电厂中得到应用。