常州西门子一级代理商DP电缆供应商

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   因为OB86中只调用FCl02诊断模块，所以tE由FCl02的执行时间决定。为分析OB86中调用FCl02时FCl02的执行顺序，对FCl02进行了适当的修改以便采集数据。这些修改主要包括：在FCl02的开始加入采集状态程序段；在跳转指令处采集跳转条件。在手动触发一些故障之后，对得到的数据进行分析便得到了FCl02的执行顺序。在各个代码段两端插入读系统时间功能块，对FCl02的程序执行时间进行分段测量。结果如表1所示(表中，为SFC58执行时间；t(2ss)8为2次SFC58执行时间；t’为其余时间；t(PC102)为FCl02总执行时间)。
    
    测量结果中FCl02执行时间并不等于各个时间段之和，这是因为读系统时间功能块的测量精度只能达到l ms。但从表中仍不难看出FCl02执行时间主要集中在调用系统功能SFC58向ET200M写数据(控制从站切换)的操作上，SFC58的调用次数等于ET200M从站个数，因此可以近似得出tE=3 ms×ET200M从站个数。
   
    式(3)中ts与主CPU的OB86中断产生的时刻有很大关系。
   
    如果主CPU在调用FB101执行发送功能之前产生OB86中断，则在发送数据时主CPU直接把故障状态发送给备站，在这种情况下ts短，为发送一次数据所用时间tt，即

         (4)
   
    若主CPU调用FBl01执行完发送功能时产生OB86中断，则主CPU要把先前数据发送完毕才能发送故障状态到备站。在这种情况下，由于先前数据发送完毕的时刻不同，ts也会得到不同的值。
   
    a．若先前数据发送完毕在主CPU调州FB 101执行发送功能之前，将立即发送主站的状态，则

         (5)
   
    b．若先前数据发送完毕在主CPU执行完发送功能之后，则要等到下个周期调用发送功能时才能发送主站的故障状态。此时，ts是长的。

        (6)
   
    式(3)中tD与备站接收完故障状态的时刻有密切关系。
   
    若数据接收完成是在备CPU调用FBl01执行接收功能之前，则备CPU将马上得到主CPU状态，并在调用发送功能时备CPU切换成主CPU。此时tD小，仅为一个FBl01的执行时间，即

        (7)
   
    若数据接收完成是在备CPU调用FBl01执行接收功能之后，则备CPU要等到下个周期调用接收功能时才能获得主站的状态，并在调用发送功能时切换成主CPU。此时tD是大的。

         (8)
   
    由以析可知，在以下2种情况将得到这2类故障主备CPU切换时间的限值。
   
    a．如果故障发生后主CPU马上发送故障状态，并且备CPU接收完数据是在备CPU调用接收功能之前，主备切换时间是短的。

         (9)
   
    b．如果故障发生时主CPU已经开始发送数据。并且此数据发送完毕是在主CPU调用完发送数据功能之后，而备CPU接收完数据是在备CPU调用完接收功能时，主备切换时问是长的。

        (10)
   
    以上所涉及的时间中，tE、t．和k所占比重大，其余时问经测量均约为1 ms。如果要减小主备切换时间，减小tE、t，和k。要减小tE就要减少ET200M从站数量，即在满足要求的情况下减少I／0数量。减少t。的方法是选择主站与备站之间较快的数据同步通信方式。如Profibus总线方式比西门子PLC自带的MPI方式能在较短的时间内发送多个字节数据。但种方式需要另外配置通信模块。k为PLC循环扫描周期，与用户程序长度有关。典型的中等规模的PLC控制系统，经计算主备切换时间的限值范围约为150---500 ms。
   
    3、数据同步时间分析
   
    在PLC软冗余系统中，要使主系统发生故障时，备系统接替主系统继续工作，则系统在正常运行时，主控制器把需要同步的数据发送给备控制器，从而当故障发生时能够实现无扰切换。
   
    数据同步时间是指系统正常运行时，主站将同步数据发送至备站所需时间。西门子软冗余系统的数据同步是根据数据量的大小通过定时中断方式分多次进行，单次同步的数据量相同。主CPU在同步开始时将所有需要同步的数据保存起来，然后每次发送相同长度的数据块到备CPU。备CPU每接收到一个数据块就将其分配到对应的地址空间中去。这种方式将时间平均分配到了各个执行周期，避免了单次发送所有数据消耗过多时间。但是这也导致了备站得到的数据将滞后手主站。
   
    通过分析可知，数据同步时间为

        (11)
   
    其中，LD为同步数据量。它为PLC输出过程映像区、位地址区所有冗余数据块、定时器和计数器的背景数据块和非冗余数据块长度之和。N为1次数据传送量，与数据同步方式有关。如Profibus总线方式可在1．5 Mbit／s传输速率下。每60 ms传送240个字节数据。而西门子PLC自带的MPI方式只能在187．5 Kbit／s传输速率下，每152 ms传送76个字节数据。行为传送1次数据程序执行周期数，即

         (12)

    式中td为传送1次数据的时间，与数据同步方式有关；Tob35为定时中断间隔时间。
   
    为减小数据同步时间，应尽量减少同步数据量LD，选择较快的数据同步方式以增加1次数据传送量N和减少传送1次数据时间td。典型的中等规模PLC控制系统，数据同步时间可能过l s。
   
    4、结论
   
    综上所述，PLC软冗余系统出现特定故障时，系统通过软件冗余主备切换机制，使备站在经过主备切换时间后接替主站保持系统继续T作，避免系统停止运行。主备切换完成后，备用系统以后一次完整的同步数据作为基础执行控制任务。PLC软冗余系统主备切换的功能，达到了提高性、降的目的。
   
    但是，由于主备切换时间较长，在主备切换过程中系统暂时失去了控制功能，故不适合实时性要求较高的控制场合。PLC软冗余系统比较适合应用于实时性要求较低的过程控制应用场合。

  1、简介

    生物质高温空气气化技术是燃料利用和能源供应领域内的一项，对提高资源利用率、缓解能源危机和改善环境质量具有重要意义。生物质高温空气气化系统主要由高温空气预热器、卵石床气化器、余热锅炉、气体湿式净化装置、汽轮机等动力供应装置及空气压缩机等辅助装置组成。高温低氧弥散燃烧为技术的高温空气发生器是生物质高温空气气化技术研究实验研究系统的关键部件之一，其主要功能是产生温度为800-1500℃的空气。四通阀的周期切换是高温空气发生器正常工作的关键，本文介绍采用可编程序控制器（HLC）实现四通阀周期切换的控制方案。

    2、高温空气发生器的组成及工作原理

    高温空气发生器是获得高温空气的关键设备，其关键技术在于采用了一对蜂窝陶瓷蓄热体，该蓄热体具有比表面积大、传热性能好、阻力小、能实现限余热回收等特点，是一种紧凑的换热器。高温空气发生器主要由燃烧室、燃烧器、蓄热室、四通阀、鼓风机及排烟机组成，其中燃烧室、燃烧器、蓄热室各两个，呈左右对称布置。高温空气发生器工作原理如图1所示。

    高温空气发生器工作时，燃料在A侧燃烧室内燃烧，产生1300℃左右的高温烟气，高温烟气通过蓄热室时，与蜂窝陶瓷蓄热体进行热交换，蓄热体被加热，烟气则冷却到120℃左右经四通阀排气中；与此同时，常温空气经四通阀后进入B侧的蓄热室，吸收蓄热室内高温蓄热体中的热量，升温到1000℃以上，加热后的高温空气分成两部分，其中大部分输入到卵石床气化器中作气化剂，另一部分用于A侧燃烧室燃气的燃烧。经过一段时间后进行切换，B侧燃烧，A侧产生高温空气，切换周期为15～30s。通过这种交替运行方式，实现限余热回收和燃烧空气的高温预热。

1、引 言 

    MK9-5机是英国MOLINS公司七十年代的产品，其电气控制部分采用以INbbbg080为主的电子逻辑线路板和继电器组成控制系统，充分体现当时的技术水平，目前在许多中小型厂仍是主要的卷接生产设备。随着计算机技术的发展，特别是经过多年的运行，电路逐渐老化，故障率也随着增加，维修工作越来越繁重，直接影响到工厂正常的生产效率和产品质量。因此，对MK9-5机的电气控制系统进行改造，使之具有为的控制和监测功能，以适应率生产的要求。

2、系统方案的确定

MK9-5机电气控制台改造的指导思想是：机电分离，集中控制，实时监控。其目的在于将电气控制系统与机械系统结构上相分离，以利于机电系统的维护和修理，将分离式硬件逻辑控制系统改为模块化集中控制，以提高烟机控制水平，增强系统的性：运用智能化技术对烟机运行进行实时监控，给操作工以指导。

根据上述指导思想，通过调查研究和消化吸收原机控制系统的技术，提出采用三菱A2AS可编程序控制器（以下简称PLC）和工业控制计算机（以下简称IPC）相结合的控制方案。其中PLC主要完成机检测和控制任务，而IPC主要完成监测管理、数据采集和人机界面等任务。经过反复论证和选择比较，认为采用PLUI制方案能体现信息管理集中优化和控制系统实用的优点。

3、系统框图和配置

经过消化吸收电气控制系统的原始电路图并考虑到PLC的工作特点，归纳整理出控制系统的输入/输出信号为：

输入信号：共有102点，全部为直流输入信号，主要是各种传感器输入信号和主令按钮输入信号。

输出信号：共有106点，全部为直流输出信号，主要是各种执行机构的输出和指示灯输出信号。

中断信号：机的头信号、跑条信号和盘纸拼接信号需要控制系统立即作出响应，因此将这三个信号作为中断信号输入PLC。
 
通讯信号：PLC运行过程中需要将检测到的机的运行状态和统计数据传送给上位的IPC，同时也需要接收从IPC设置的有关运行参数，在控制系统中采用RS232串行通讯的方式实现这些数据的交换。

根据上述I/0信号分配情况，控制系统决定选用日本三菱公司的A2AS系列的可编程序控制器，具体的配置是：
 
    底板：AlS35B和A1S55B各一块。

    CPU模块：A2ASCPU一块。

    输入模块：AX42二块。

    输出模块：AY42一块，AY16三块。

    中断模块：AI61一块。

    通讯模块：AlSJ71C24一块。

其中，两块AX42模块安装在主底板AlS35B的0和1通道，AI61中断模块安装在A1S35B的2通道，AlSJ71C24通讯模块安装在AlS35B的3通道。输出模块AY42和三块AYl6则分别安装在扩展底板AlS55B的0至3通道。

4、主要控制模块的设计

机是一种机、电、光相结合的生产设备，其整机运行的自动化水平较高，控制系统比较复杂，按照工艺过程的要求可分为下述若干个控制模块。

    （l）主电机启停控制：主电机启动前，主离合器应处于拉开状态，确保主电机轻载启动。当所有检测和控制条件均满足时，按下启动按钮可使主电机轻载启动，速度为全速的1/3，当烙铁放下产生烟条运行信号后，自动切换为全速运行。当机器出现故障，则立即切断电源并机械制动，保证机器。

    （2）变频调速控制：机共有点动速度（1/6全速）、低速（1/3全速）和全速三种运行速度，由PLC控制系统根据当前的运行条件产生相应的输出信号控制交流变频器的速度设定，从而达到合适的机器运行速度。

    （3）其他电机控制：当主电机正常运行后，PLC控制大小风机电机、油泵电机、油冷电机、浆糊电机、液压电机、烟梗电机、料斗电机、振动盘电机和除尘电机开设运行。这些电机的状态都接入交流连锁控制中，任何电机的异常都会断开交流连锁，导致机器停止运行。当主电机停止运行后，PLC控制这些电机停止运行。

    （4）交流连锁控制：交流连锁通常用来保证运行过程中的人员和机器的，当出现防护门打开，机械传动异常，油压偏低或电机热敏跳闸等故障时，交流连锁断开，机器停止运行。故障后，机器才能重新运行。

    （5）直流连锁控制：直流连锁通常用来保证运行过程中的产品质量，当出现缺少，盘纸断开，跑条等故障时，直流连锁断开，机器停止运行。故障后，机器才能重新运行。
 
    （6）料斗控制：当主电机启动运行后，料斗电机自动运转为机提供，控制系统同时检测料位的高低和控制的提升速度，保供给的均匀连续。

    （7）盘纸拼接控制：当二盘盘纸用完后，使用待用的另二盘盘纸通过自动拼接后继续为机提供原料。拼接控制的逻辑比较复杂，主要包括拼接选冲的监测、左右盘纸张力监测、左右盘纸耗尽检测及手动拼接等几部分。

    （8）烙铁温度控制：选用日本ORMON智能温度控制器控制机的熔铁温度，温度控制器的报警输出接入PLC的直流连锁控制中，当温度限后，PLC的直流连锁断开使机器停止运行，同时显示故障原因。

    （9）水松纸拼接控制：当-盘水松纸用完后，使用待用的另一盘水松纸通过自动拼接后继续为机提供原料。水松纸的拼接控制的逻辑与盘纸拼接一样也是包括拼接选冲的监测、左右水松纸张力监测、左右水松纸耗尽检测及子动拼接等几部分。

    （10）干燥鼓剔除控制：当机器开始运行或出现盘纸或水松纸拼接时，机会产生部分不合格烟支。这些不合格烟支需要在经过干燥鼓时被剔除掉，剔除动作是靠干燥鼓吹气阀的导通未完成的，准确的剔除时序则是靠头脉冲信号的同步作用来保证。
 
    （11）数据采集：机运行过程中的二些生产数据如产量、原辅材料的消耗、停车故障的次数和持续时间等可在PLC中加以统计，统计可按班次进行日统计和月统计存储在盯的寄存器中。上位的IPC可通过盯的通讯模块读取这些数据提供给生产管理使用。
 
5、结束语

本文介绍的在MK9-5型机中用三菱PLC构成的新型电气控制系统，经过一年多的实际运行，大大提高了整机的性和工作效率，降低了故障率和次品率，减少了原辅材料的消耗，达到了控制系统的设计目的。因此，用兰菱PLC构成的机新型电气扣制系统具有较好的使用和推广。

系统采用ZSD3120 GPRS DTU无线透明终端。产品基于中国移动的GPRS网络，具有、高及抗干扰能力强等特点，提供标准RS232/RS485接口， 可直接与PC、单片机系统、RTU测控终端、PLC、GPS、数据集中器等连接，具有远程诊断、测试、监管功能，满足各行业调度或控制与众多远端站点之间的数据采集和控制。

    1、内置TCP/IP协议栈，针对GPRS网络优化

    2、提供GPRS无线数据双向传输功能

    3、提供RS232/RS485/RS422接口

    4、符合ETSI GSM Phase 2+标准

    5、支持自动心跳，保持在线

    6、透明：为用户的数据设备提供双向100K大容量数据缓冲区，支持大数据包传输

    7、自动拨号连接：DTU上电自动拨号上网、连接网络，支持用户端发起命令连接或远程唤醒连接

    8、提供短信通道，内置Unicode编码转换表

    9、支持远程短信/电话唤醒

    10、实时监测网络连接情况，掉线自动重拨功能

    11、支持为固定IP或动态域名

    12、心跳报告时间间隔用户可设定

    13、支持点对点、点对多点、多点对多点对等

    14、支持APN数据专网业务

    15、安装灵活、使用方便、

    16、支持多数据，自动切换

    17、适应低温和高温工作环境

    18、EMC抗干扰设计，适合电磁恶劣环境应用

    19、复合式技术，当机

    20、整机低功耗技术，在线待机电流<20mA

措施

由于远程控制的特殊性，系统需要高的系统和稳定性。主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，网络防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也不能中断运行。

监控可通过公网接入，或者到移动专网接入，采用公网接入方式成本比较低，企业不用租用专线，而使用数据专线接入时，GPRS数据要经过Radius服务器的认， 整个数据传送过程得到了加密保护，性比较高，可充分速度和网络服务质量。

    1、APN数据专网模式：企业内部网络中配置APN服务器，移动终端使用APN数据专网，由于采用数据专网，服务器与公网Internet隔离，可以有效避免非法入侵。

    2、用SIM卡的性，对用户SIM卡号码进行鉴别授权，在网络侧对SIM卡号和APN进行绑定，划定用户可接入某系统的范围，只有属于行业的SIM卡号才能访问APN，移动终端与监控采用中国移动分配的专门的APN进行无线网络接入，普通的SIM卡号无法呼叫专门的APN。

    3、可以为每个GPRS数据传设备单配置 DTU ID号和密码，通过监控在其登陆时进行应用层认证，其他没有分配的DTU ID号和密码的GPRS的设备将无法登录进入系统，系统的性进一步增强。

    4、数据加密：可对整个数据传送过程进行加密保护。

    5、网络接入鉴定机制：采用防火墙软件，设置网络鉴权和防范功能，系统。

结 论

监控采用有线方式，租用静态IP目前费用约800～150/月。采集点采用GPRS无线方式，流量费用目前有包月制和按数据量两种收费方式，按流量计算0.0-0.03元/KB，而包月制2/月有1024KB流量，估计日后其费用会逐步降低。

  　对于用户来说，由于通信费用较低，享受到了实惠。另外，由于接入设备可以移动，当控制点搬迁时设备可随之迁移并可继续使用，可以保护用户原有投资。