西门子触摸屏6AV2123-2MA03-0AX0安装调试

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言 
随着我国城乡建设的发展,水、电供应不足的矛盾越来越成为人们关注的问题。例如,人们日常生活中的用水量越来越大,中的用水量的波动也越来越大。以往的供水系统中,水泵的选取往往是按大供水量来确定,而实际的用水量在不断变化。高峰用水时间较短,这样水泵在很长一段时间内有较大余量,不仅水泵效率低,供水压力不稳,而且造成大量电力、水资源的浪费;并且以往依靠手动操作控制泵的启动、停止,也已不能满足要求。这里,介绍一种变频控制的恒压供水系统,它既能解决人工操作的繁杂劳动和精神压力,又能节约能源。 
 
一、系统介绍 
该控制系统主要装置包括：可编程控制器（PLC）、变频器、压力传感器、PID控制器以及相关软件控制单元。该装置形成一套完整的、全自动的、智能的恒压供水控制系统。该系统能够以三种方式工作，分别为全自动、半自动和手动操作方式，其中后两种是在全自动方式出现故障时的。 
2全自动恒压供水控制原理 
当主水管网压力传感器的压力信号4~20mA送给数字PID控制器，控制器根据压力设定值与实际检测值进行PID运算，并给出信号直接控制变频器的转速以使管网的压力稳定。当用水量不是很大时，一台泵在变频器的控制下稳定运行；当用水量大到变频器全速运行也不能保管网的压力稳定时，控制器的压力下限信号与变频器的高速信号同时被PLC检测到，PLC自动将原工作在变频状态下的泵，投入到工频运行，以保持压力的连续性，同时将一台备用的泵用变频器起动后投入运行，以加大管网的供水量，保证压力稳定。若两台泵运转仍，则依次将变频工作状态下的泵投入到工频运行，而将另一台备用泵投入变频运行。当用水量减少时，表现为变频器已工作在速信号有效，这时压力上限信号如仍出现，PLC将工频运行的泵停掉，以减少供水量。当上述两个信号仍存在时，PLC再停掉一台工频运行的电机，直到后一台泵用主频器恒压供水[4]。另外，控制系统设两台泵为一组，每台泵的电机累计运行时间可显示，24小时轮换一次，既保证供水系统有备用泵，又保证系统的泵有相同的运行时间，确保了泵的寿命。 
 
二、恒压供水控制系统的编程 
本程序用富士的FLEX PLC编程器编译[1]，利用梯形图清晰直观地展示各设备的运转状况等等。具体编程思想如下： 
选择利用FLEX PLC的输入继电器、输出继电器以及内部继电器，确定本设计方案所包括的仪器仪表。即一台富士NB系列PLC、两台7.5KW水泵、一台富士G11/P11变频器、一台压力传感器、一台SR90系列PID调节器、若干个空气开关、断路器、中间继电器等。根据PLC接线原理图（如图2所示），进行详细接线，并参考FUJI NB系列可编程控制器得参考手册，对PLC输入输出端子进行定义。 
三、系统操作说明 
4.1自动控制 
1. 设定用户需要的目标压力值 
系统送电之后，控制柜面板上的电源指示灯点亮，其下方的温控表将会有显示：PV---.---、SV---.---。其中PV---.---表示水管网中的实测压力值,SV---.---表示用户需要的目标压力值.用户可按动▲、▼键使 SV---.--- 中的数字发生改变，直到显示用户需要的水管网的压力值时按下ENT键，结束目标压力值设定。 
2.选择需要开启的泵组 
自动/停/手动开关向左45度扳动一次时，泵组处于启动状态，系统将选择1号泵组启动；控制柜面板上的自动/停/手动开关扳到垂直位置时，四台泵组均处于停止状态。当将自动/停/手动开关再次向左45度扳动一次时，系统将选择2号泵启动；  
3.变频自动工作开始 
当系统检测到某台泵组的启动信号以后，便会使变频器开始升频工作，此时水管网中的压力开始上升，即PV---.---中的显示值开始上升，并不断趋向于用户设定的SV---.---中的目标压力值。当水管网中的压力和用户的设定的目标压力值相吻合（即PV---.---中的显示值和SV---.---中的显示值相吻合）时，变频器的输出频率便会稳定[3]。 
4.2自动控制中的部分功能 
1.自动切换至工频 
2.故障泵组自动退出运行 
3.定期倒换工作泵组 
五、恒压供水控制系统的优点 
1.采用变频恒压供水，了主管网压力波动，保证了供水质量，而且节能效果明显，并延长了主管网及其阀门的使用寿命。 
2.用稳压减压阀经济地解决了不同用水压力的问题。 
3.拓宽运用变频恒压控制原理，较好地解决了加压泵房与抽水泵房的远程通讯总是并达到异地连锁控制的目的。 
4.在抽水泵房设置连续液位显示，并将信号传与PLC，防止泵缺水烧坏电机，设定的取水位置，确保水的质量。 
5.电机既有电机保护器，又有软起动器，克服了起动时的大电流冲击，相对延长了电机制使用寿命。 
6.由于采用PLC控制的压力自动控制，可以实现无人远程操作，系统的PLC预留有RS485接口，可与公司总调度室计算机网络进行连接。 
7.通过采用变频器控制，可在不同季节、节日、日夜及上下班等调控水量。

本文介绍了采用气动元件的物料搬运系统的结构、气动系统及其PLC控制系统。物料的搬运方式具有可抓可吸的多用途功能；气动系统电磁换向阀采用汇流板集装方式，减少了占用空间；PLC控制具有单步、自动等多种工作方式。
由于气压传动具有气源使用方便、不污染环境、动作灵活、工作、操作维修简便以及适于在恶劣环境下工作等特点，因而在冲压加工、注塑及压铸等有毒或高温环境下作业，机床上、下料，仪表及轻工行业中小零件的输送和自动装配等作业，食品包装及输送，电子产品输送、自动插接，生产自动化等过程中被广泛应用。所以气压传动是一种易于推广普及的实现工业自动化的应用技术。气动系统的应用，引起了产业界的普遍重视，气动行业已成为工业国家发展速度快的行业之一。
作为气动系统的控制装置目前多数采用可编程控制器（PLC）。可编程序控制器是以微处理器为基础，综合计算机技术，自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置，其性好，操作简便。在实际应用中，控制系统很容易实现。一般是由受控设备的动作顺序和工艺要求，构成工步状态表，形成梯形图，再编制PLC指令。

一、物料搬运系统结构设计
物料搬运系统原理图如图1所示。该系统由左右移动气缸1、复位进退气缸2、升降气缸3、夹手或真空吸盘 4、物料块5、传感器6、圆柱导轨7、支架8、底座9、微动开关10等组成。夹手或真空吸盘4可以夹住或吸住物料块5，抓取物料的部分采用夹持式和吸附式两种形式，选用不同的形式，可分别完成工件的抓取和吸附，以适应不同种类的物料搬运。夹手采用电磁铁吸合与断开方式夹持物料。夹手或吸盘在升降气缸3的作用下可以上下移动；夹手或真空吸盘连同升降气缸在左右移动气缸1的作用下沿着圆柱导轨可以左右移动；在复位进退气缸2的作用下将物料块送回原始位置，为下一个工作周期准备，以实现循环。此系统能够实现物料在一个平面内的搬运。左右移动行程为300mm，上下移动行程为80mm，根据行程选择不同的气缸，气缸1、2行程为300mm，气缸3行程为80mm。气缸选用法兰式安装。为了防止工件偏移，在左右移动气缸1运动路径两边安置导向圆柱导轨7，将圆柱导轨用螺钉固定在支架8上；支架用螺栓固定在底座9上。

图1 物料搬运系统原理图

在左右移动气缸1的缸体上安装了两个磁性开关6用于左右限位置检测；在底座上安装了一个微动开关10用于物料块下限位置检测。
操作面板安装在电控箱上，与实验装置主体是分离的。PLC可编程序控制器，电磁阀，真空发生器等均放置在电控箱里。

二、气动系统设计
气动原理图如图2所示。

图2 气动原理图

气源出来的气体经过二联件处理后进入到汇流板。通过相应的电磁换向阀可进入气动执行元件，分别驱动气缸1的左右移动、气缸2的推料动作、气缸3 的上升下降运动、吸盘4的抓料和松料动作。整个气动系统的3个气缸全部采用节流调速；电磁阀采用3个二位五通阀和1个二位二通阀。选用集装式电磁换向阀，将所有电磁换向阀由汇流板集装在一起，以减小占用空间。

三、程序流程图及软件设计
实现功能。物料搬运系统具有左右移动、上下移动及对物料的夹紧和放松、推料进退功能，在PLC控制下可实现单步、自动等多种工作方式。另外，物料被夹手搬运完成以后，为满足连续动作需要，还将此物料运送回原点位置，以供下次搬运需要。系统可完成的各种工作方式如下。
单步：可实现“上升”，“下降”，“左移”，“右移”，“夹紧”，“放松”，“推料进”，“推料退”等八种点动操作；
连续：按下“启动”按钮后，夹手从原点位置开始连续不断地执行搬运物料的个步。
根据上述任务，先设计主程序框图，如图3所示。

图3 主程序框图

物料搬运系统实现的动作：下降→抓料→上升→右移→再下降→松料→再上升→左移→推料进→推料退。
在这个系统中，我们只实现一个物料的循环动作，故在机械手回原点后，需将物料推回原来位置。
在PLC控制下可实现单动、连续动作工作方式。
系统上电后，通过旋转按扭选择是单动还是连动，如果是单动则执行单动程序，否则执行连动程序。
单动工作方式：利用按钮对夹手每一动作单进行控制。
连续：按下启动按钮，夹手从原点开始，按工序自动循环工作，直到按下停止按钮，夹手在完成后一个周期的工作后，返回原点，

引言

Controllogix是Rockwell公司在1998年推出AB系列的模块化PLC，代表了当前PLC发展的水平，是目前世界上有竞争力的控制系统之一，Control-logix将顺序控制、过程控制、传动控制及运动控制、通讯、I/O技术集成在一个平台上，可以为各种工业应用提供强有力的支持，适用于各种场合，大的特点是可以使用网络将其相互连接，各个控制站之间能够按照客户的要求进行信息的交换。

Controllogix可以提供完善的控制器的冗余功能，采用热备的方式构建控制器，两个控制器框架采用相同的配置，它们之间使用同步电缆连接，不仅控制器可以采用热备，通讯网络也可以采用相似的方式进行热备，除以上的部分可以热备外，控制器的电源也可以进行热备，这样大大提高了控制器的运行的性。

2系统介绍

在某焦化厂干熄焦汽轮机发电项目的DCS控制系统中，采用了冗余的Controllogix，系统结构如图1所示。上位机通过交换机与PLC处理器通讯，远程框架通过冗余的ControlNet连接到控制器框架，同时，远程框架采用了冗余电源配置。整套系统具有很高的性，满足了汽轮机发电系统对于PLC控制部分需要长期无故障运行的要求。上位机采用Rsview32软件，用以监控现场设备的运行。
图1系统结构图

紧凑的结构设计，具有很高的硬件集成度，体积小巧，体积小巧，功能强大；
简便的安装，接线牢靠，平面安装和标准DIN导轨安装可任意选择；
丰富的模块类型，特的高速级联总线多支持7个扩展模块；
丰富的指令集合，200余种逻辑指令与运算指令，并可定制客户特殊应用指令；
实时数据库技术，基于位号的变量引用，无须关心变量，直观有效；
标准的编辑语言，符合IEC61131-3标准的编辑语言LD/FBD/SFC/IL/ST；
实用的离线，方便用户编程与测试，节约大量的现场调试时间；
特的数据保护，确保用户数据存储，避免掉电而导致的数据丢失；
开放的通讯协议，支持标准ModbusRTU通讯协议，可连接多种人机界面或组态软件。
SunyPLC200可编程逻辑控制器的编程工具软件基于bbbbbbs环境；采用符合IEC61131-3标准的5种编程语言（LD、IL、FBD、ST、SFC）、提供68条基本指令，160余条扩展指令；大可支持64个程序、512个功能块；支持多种功能，如中断处理（事件中断和时间中断）、高速计数、脉冲输出、脉宽调制等；具备强大的离线功能，连接SunyPLC200设备，即可测试程序逻辑，进行程序调试；具备完善的联机功能，包括程序新（三级密码保护）、在线监视、强制变量、查看诊断信息等功能。

1.概述
高压试压泵是一种非常特殊的测试设备，主要应用于高压容器、管路的承受高压力(150~250MPa)测试。受测试容器或管路在经过特定的高压承受能力测试后，才能正常应用于其设计参数的压力范围内，否则，因产品的某些因素所引起的质量问题，在很高的工作压力 (150~250MPa)下会带来较大的事故。

高压试泵控制系统中需要有一台工控机作为其测试数据的记录及建立相应的数据库，工控机必然需要与PLC建立通讯连接。在该系统上采用施耐德电气的 TWIDO系列PLC中的TWDLCAE40DRF后，使用此PLC上的内置以太网接口与工控机通讯，不仅省掉其原来使用的易损坏的RS232- RS485转换器，同时将通讯速率从原来的几十K提高到100M，同时，TWDLCAE40DRF上的内置以太网端口支持同时与其建立的4个通讯联接，这样，在设备的调试过程中，可以在工控机上同时与组态软件与TWIDO的编程软件联接，大地方便了调试过程。

2.系统描述
高压试压泵的控制系统由一块TWDLCAE40DRF的控制器和一块TWDAMM3HT组成其下位控制系统， TWDLCAE40DRF上自带的24个输入点和16个输出点能满足设备对IO点的需求，并且略有节余，考虑到设备的几个主要输出点使用频繁，故将剩余的输出点作为这几个主要控制点的备份，在主要输出点发生损坏的情况下，可以通过输入点或上位机的设置，将损坏的输出点切换到备用输出点上，只需现场的维修人员改接一下线路即可，这样可以避免设备制造方到现场维护的麻烦，为客户节约及时间。

高压试压泵原来使用的控制平台上没有2路模拟量输入并带1路模拟量输出的模块，出于成本的原因，只能选择一块2路模拟量输入模块。这样，设备上需要的压力测试端的传感器的信号，被PLC的模拟量模块与一块数字显示表共用，一路信号被并接到两个电路中，会对其测量值造成一定的影响。选用 TWDAMM3HT后可避免这种情况，高压测试端过来的传感器信号接入模拟量模块后，在程序内部进行运算的同时，再由模拟量输出通道送出，压力数字显示表接到模拟量模块的输出端，这样可以使检测的压力值加准确。

按照设备的控制要求，需要可选择的10段测试压力的测试状态，每段测试的测试时间可调整，加压结束后可选择加压泵是否需要卸压，并可设置卸压压力的值。根据不同的受测试压力器件的测试要求，可以设定相应的测试工艺。基于TWIDO系列PLC的简洁有效的指令结构，可以非常容易地完成控制程序的设计。

3.总结
高压试压泵使用TWIDO控制系统后，客户对测试压力的准确性及与上位机通讯的速度评价很高，并对总体成本有所下降而运行效果加理想的施耐德的解决方案非常满意。