泉州西门子模块代理商CPU供应商

泉州西门子模块代理商CPU供应商

1  引言
    神华集团是中国大的煤炭企业，准格尔旗黑岱沟选煤厂是选煤主力企业，2004年通过集中控制系统工程招标，范围包括对原1200万吨选煤厂的系统升级改造，新建800万吨重介车间的系统制造调试，全厂综合自动化系统，改造后的设计产量达到2400万吨，为国内大。全厂控制设备众多，保护装置齐全，工艺复杂，各系统间衔接关系多样，整体系统控制点数庞大，网络分布广大，对控制系统的要求较高。

2  工艺概述
    准能公司选煤厂采用跳汰、重介、浅槽洗选工艺。主要设备均由国外进口。
2.1 跳汰洗选工艺
    来煤经预先分级、手选、除铁除杂后，筛下物(小于50mm)进入原煤仓，经仓下给煤机给煤至皮带输送机，既可以去主厂房，又可装车。筛上物(大于50mm)经缓冲仓进入4台跳汰机，跳汰机采用肯哈得(khd)公司产品，车间采用双系统，各系统既可立运行，也可同时运行。块精煤直接或经破碎后入块精煤仓，矸石入矸石仓。
    跳汰洗精煤经捞坑分级、筛子和离心机脱水后入精煤仓，洗混煤经脱水后入洗混煤仓，矸石入矸石仓。煤泥水经过倾斜板沉淀器沉淀后，打入煤泥浓缩分级旋流器组，溢流入煤泥浓缩机，底流进高频筛。浓缩机底流经搅拌捅入压滤机，滤饼经刮板入煤泥凉干场。
2.2 浅槽重介洗选工艺
    原煤经筛分破碎后，块煤进入主厂房浅槽分选床，产品煤分别经脱介筛和离心机脱水后，进入亚洲大的槽型产品仓。介质循环系统对介质进行密度调节和磁选、脱泥工艺处理，保证工艺要求的密度、煤泥含量、液位。煤泥水处理系统：煤泥水经煤泥水泵至煤泥旋流器、煤泥浓缩机，底流至安德里兹(andritz)公司的加压过滤机，脱水后的煤泥进入精煤皮带。装车系统采用了世界的小时能力 2×5000t的卡那瓦(kanawa)公司的快速装车系统外运，

3  施耐德解决方案
    黑岱沟选煤厂包括1200万吨跳汰洗煤车间、新建800万吨浅槽重介洗煤车间、400万吨旋流器重介车间、原煤车间、筛分车间、快速装车系统。跳汰洗煤厂旧的控制系统采用施耐德984系列产品，rio网络采用s908方式，cpu至人机界面fix 32 采用mb+网络联接。系统生产能力近2000万吨，每天产量5万吨，而目前煤炭形势较好，因此，如何减少系统停车时间，尽快将新投入，恢复正常生产，将带来的经济效益，而施耐德公司的quantum系列产品在网络和软件的向下兼容性无疑成为此次改造的选择。以下将从选煤厂集中控制系统的软件、硬件、网络等方面分别进行技术改造方案的阐述。
3.1 基于iec61131-3的系统兼容性
    原有984 plc的编程软件为mod-soft，运行于dos环境，采用ld梯形图编程。quantum系列编程软件concept是基于bbbbbbs环境的的编程工具。采用microsoft bbbbbbs图形用户接口(gui)，符合iec61131-3标准，所以它的编辑器是统一的，使用简单。支持984梯形逻辑，这为老产品的用户提供了从dos到bbbbbbs的平滑过渡。concept除编程外还提供了强大的硬件、软件配置器、级配置器、导出功能块(dfb)编辑器、程序转换器、exec下载器和16位及32位器等。concept可以将modsoft环境的984程序移植到新的环境，同时不改变原有的程序逻辑、操作习惯，保证操作人员直接使用新的系统而不必培训和学习。
3.2 人机界面
    fix32与ifix皆为inbbtion公司的人机界面软件，ifix 为fix32的升级产品，兼容原有数据库，而画面虽不能直接使用，但可以由ifix程序组中的pictureconverter.exe直接转换，经简单代码编写后可以顺利移植原上位机。
3.3 plc部分
    新模块选型已考虑到直接一一对应替换老模块，如离散输入模块点数都为16位，这样可以直接由quantum 140dai74000替换原b809-016；离散输出模块点数为16位，这样可以直接由quantum 140dra84-000替换原b808-016；这样原有电缆保留、原有端子接线保留，只需将导线从老模块上拆下后直接一一对应到新模块端子上，即可实现原有功能，使接线改动量少。由此减少由于接线造成的错误

 原984 plc采用s908 rio网络，通讯介质(电缆)为同轴电缆，新的quantum plc亦采用rio网络，通讯介质(电缆)同样也是同轴电缆，可以不用换。
    984 plc升级为quantum plc的过程中，可以利用s908 rio网络兼容quantum、984的特点进行，换984 cpu部分为quantum cpu(140cpu53414a)，下挂800 i/o，运行从modsoft下导入的程序(即ll984)，然后逐步换800 i/o为quantum的rio模板(140cra93100)，直至终完成。
    此次控制系统的网络方案是采用目前标准的、开放的工业以太网为基础的、以全厂集成自动化为概念的生产过程自动化系统。它是用工业以太网、rio为系统网络，配以、高的plc现场控制站，并具有服务器的控制系统。通过rio控制层网络将现场数据实时采集到现场控制站，现场控制站可进行及时的数据处理，并将上位监控计算机所需的数据通过以太网络传送到上层的监控计算机，便于管理层对现场实际情况的及时掌握。
    整个控制系统由现场设备(仪器仪表设备)、过程控制级(数据层)、监控管理级(信息层)组成三级计算机集散控制系统。该系统集数据采集、监视、控制、管理功能于一体，完成整个选煤厂的过程控制、工艺流程显示、设备运行状态的监测及故障报警，对选煤工艺过程进行分散控制、集中管理。
    方案中的光纤环网层面主要以信息层为主，即cpu与主室的人机界面通讯为主，数据量较大，采用了100mbs快速以太网，为保通讯线路的性，采用了光纤环网作为网络主干，可以在网络路径发生一处中断的情况下，仍保整条网络的通讯畅通。
    为了减少光纤环网的冗余数据量，降低通讯负担，采取了每个cpu站采用双以太网模板(140noe77101)的方案，划分为两个网段，一段中的一块与本站的人机界面部分通讯，另一段中的一块通过光电交换机moxa eds-405-mm与上层的光纤环网联通，这样可以对数据进行分类，使本地控制通讯数据仅在本地以太网段交换，而需要送至主室的数据在另一个网段交换，终在光纤环网上只有五个cpu至主室的通讯数据，避免了所有数据在光纤环网上的繁忙、冗余的通讯。
    主室与快速装车部分采用opc方式通讯。快速装车系统采用ab公司的contrologix plc，主室的ifix 3.5采用opc client drvier与ab公司的rsliux通讯，在ifix的启动选项中添加rsliux即可。由于快速装车系统为外方设备，只提供了一块以太网通讯模板与其人机界面通讯，为避免其内部通讯数据通过光电交换机转发而形成对上层光纤环网的拥塞，该网络新增了一台路由器，将内部以太网与光纤环网分段隔离，提供了光纤环网对内部contrologix的1756-enbt的单向路由访问，即实现了主室人机界面对contrologix的1756-enbt的读写，同时可以阻断的对外转发。
    ifix安装sql server 2000，通过实时odbc接口采样控制系统实时数据，并通过oracle服务器端与准格尔能源公司局端oracle信息管理系统数据库通讯。在至准格尔能源公司的上级网络联接上，采用了tp-bbbb公司的路由器与软件防火墙，可以在提供互联互通的前提下，防止外部网络对内部控制网络的非法访问，保证通讯的。
    各cpu站之间的通讯采用以太网的cread和cwrite程序编写，可以实现高速、大量的数据共享。
    在控制软件编制上，根据concept的特点，对系统进行分析，对程序的内存分配、地址分配进行规划、形成表格；对程序结构进行划分，将不同功能的程序划分到不同的子程序中，在主程序中分别调用，不但阅读清晰而且调试方便；程序除改造部分沿用原ll984外，新系统采用ld、fbd编程；将大量功能相同(如设备启停)的代码函数在主程序中调用，使用时只需将变量填入子程序的管脚即可，可以减少程序的繁琐输入和因此带来的输入错误，而且修改方便；对代码作注释，功能复杂的代码应作详细注释；规范变量名称，做到程序良好的：正确性、可读性、可维护性等。
    系统设集中/就地两种运行方式，集中方式下，设备可以程序起、停车(逆煤流逐台启车，顺煤流逐台停车)，并具有联锁(逆煤流方向设备闭锁)、功能，就地方式用于检修，设备间无闭锁关系；集中、就地两种运行方式在转换过程中不影响设备的运行状态。

5  结束语
    旧系统升级改造是利用选煤厂停产间隙进行，采用上述方案逐步实施，认真准备，细心调试，在没有耽误生产的前提下，顺利完成。全部系统的联合调试，于2006年初顺利完成。经大半年的运行，系统稳定、生产正常，得到用户的充分肯定。

1 引言
    随着杭州市萧山区经济的高速发展和城市人口的不断增加，污水处理行业得到了快速发展。污水处理厂的自动控制系统是污水处理稳定运行的关键技术，针对污水处理厂自动控制系统及污水工艺设备的运行的重要性，提出plc和组态软件技术在污水处理项目的应用的经验。并以实际系统为例，说明自动控制系统的组成及实现。

2  项目设计
2.1 系统结构
    为了保证污水处理厂的自动控制系统的稳定性和性，设计中采用了四级控制和管理方案对整套污水处理系统进行监控，管理层可实时监测污水处理的运行状况，便于管理层做出正确的规划。监控层选用两台工业控制计算机进行冗余，实时观察设备的运行状况。控制层选用西门子公司plc(s7400+s7300+s7200)做为控制器，充分显示了“集中监测，分散控制”的原则。设备层采用了运行记录仪、声波流量计、cod在线测试仪、ph(工业酸度)在线测试仪、变频控制器等，并配备相应的软件，确保、有效的运行。系统网络拓扑如图1所示。

图1  系统网络拓扑

2.2 系统设计
    上位机软件采用北京力控forcecontrol v6.0组态软件(网络版)，监控组态软件提供一个人机交互界面，使操作人员可以通过crt直观的了解现场各工艺参数及故障报警，根据生产需要发出相应的控制指令。另外使用数据存储服务器记录历史数据，为提高生产效率新的生产方案提供的依据。控制采用西门子plc，其特点是体积小、功能多、性高。编程后的plc能够按照内部程序对系统进行实时监控，程序启停现场设备。
    由于现场监控点多、布局分散，且各工序工艺立，为简化电缆铺设、降低系统成本、提高系统稳定性，采用四台plc组建了profibus网络对生产工艺进行监控。其中plc控制均质调节池、再生池、沉淀池、水解池、好氧池、二沉池、污泥脱水、、一级处理的所有设备及传感器。plc间数据通过总线进行数据交换，实现数据共享。
    操作人员通过力控forcecontrol v6.0组态软件向plc发出相应的控制指令后，由plc对现场进行直接控制。此时即便上位机出现故障(如死机、掉电等)，也不会影响系统的正常工作，这样做大大提高了系统的稳定性。工艺流程图如图2所示。

图2  工艺流程

2.3 系统特点
    污水处理过程的共同特点是开关量多，模拟量少，以逻辑控制为主，闭环控制为辅。整套污水处理流程有多个监控点，包括液位、ph值、溶氧、浊度、频率、泵运行状态等。每个plc均由电源、处理器、接口、输入输出模块和通讯模块组成，他们之间通过总线连接，每个plc均采用相同的编程方法，有利于程序的编写和扩展。各模拟量参数通过相应的变送器输出4～20ma的标准信号，通过屏蔽电缆接至plc的ai模块。各模拟量输出控制信号是以4～20ma的标准信号，从plc的ao模块通过屏蔽电缆接至相应设备。这些设备包括变频器、启闭阀门。数字输入信号为24v直流电信号，通过电缆接至plc的di模块。数字输出控制信号为24v直流电信号，从plc的do模块通过电缆接至现场设备。每台现场设备原则在其相应现地箱上输出有三个状态信号：故障、运行/停止、手动/自动；和一个启动信号。为了使现场与plc隔离，plc所有数字量模块与现地箱中间加辅助继电器。所有输出信号(包括模拟量和数字量)由plc内部程序或上位机指令控制。
2.4 软件设计
    上位机软件采用力控forcecontr -ol v6.0组态软件为开发平台，它的实时数据库功能、opc server功能、人机界面功能、冗余功能、图形功能、报表打印等功能于一身，包含动态显示、报警、控件、趋势、网络通讯等组件。整套系统建设有多幅实时监控画面，包括系统总貌、混合池、爆气池、沉淀池、稳定池、污泥脱水系统、剩余污泥泵站、污泥储池、预处理、一级处理。其通过指示灯表明设备的运行状态。在电机运行方式为手动时，将画面切成自动时，用鼠标点击画面下电机启动按钮可远程启动现场设备。传感器的瞬时值依据实际安装位置被分别标注到不同的分布工艺流程图中，其实时数据和历史数据被做成相应分布图的子画面。整个软件界面使用bbbbbbs控件，呈树状排列，查阅、操作简便。数据库是上位机软件的所在，因此依据实际需要将其建设好，然后将各功能模块进行恰当的组合。实际编程过程中在定义变量时，记录可设定为不计录、数据变化时记录和定时记录，要根据实际情况选择相应的设置，从而节省存储空间。报表分为实时报表和历史报表，方便用户进行管理。

3  结束语
    该污水处理厂的自动控制系统实现了实时监控、故障报警、历史数据的存储和查询、报表的显示和打印等多项功能，且用户界面操作良好，易于学习。系统具有良好的通用性、可扩展性和可维护性。由于其具有设计简单、投资少、控制效果好、易维护等优点，大大降低了工人的劳动强度，提高了管理水平，达到了设计要求。很适合中小型污水处理厂采用。

  引言
    程控变频钢球加工机床是我公司主导产品，产居国内，并批量出口美、德、日、韩、意大利等国。产品设计吸收了国内外多项技术，本文就电气传动控制部分进行阐述。
    九十年代以来，变频传动技术日臻完善，其调速稳定，节能降耗，方便等优点，已取代原来的滑差调速和直流调速。而可编程序控制器易于编程，易实现传统的继电器控制不能实现的许多功能。plc与变频器的系统集成自动化已成为产品设计时的解决方案。rs485通讯只需用两根线，且传输距离远被广泛应用在变频器和plc上，这就使变频器与可编程序控制器通讯为便利，低廉的成本也提高了产品的竞争力。

2  工艺过程简述
    研磨机的主要动作为转动研磨盘由主减速电机经一对三角皮带轮，通过卸荷带轮内的花键幅带动主轴旋转获得，输球料盘由减速电机经过一对链轮传递蜗杆减速箱，减速后由料盘内的直齿轮啮合带动料盘旋转。两者均需要选用不同的转速来加工不同系列的钢球，为此均选用变频调速。为了起见，在系统中也加上了机床运转保护功能。如主轴运行监控接近开关，装在机床的主轴大皮带轮上，随时监视研磨盘的运动状态，防止皮带打滑造成研磨盘卡死，当转速正常值时，就停车报警；料盘除设有转速外，还加有堆球时快速停机，在设定时间内若恢复正常则重新自动运行的保护。

3  系统硬件设计
3.1 单自动化平台
    艾默生ct公司的ec10系列小型plc因其运行速度快、通讯组网能力强、编程灵活、模拟运行方便、程序保密性强、抗干扰能力强、性能稳定，钢球研球机成为钢球研球机plc的自动化平台。根据工程经验，爱默生ev1000系列变频器故障率能低，能实现高转矩、宽调速范围驱动，有优越的防跳闸性能，对恶劣电网、高温、潮湿和粉尘有较大的适应能力，能较好满足钢球加工设备的多样化的使用环境，可以实现单同平台技术集成，也成为项目设计的。由此项目通过选用艾默生的ec10-1614bra小型plc及ev1000-4t0055g和ev1000-2s0007g变频器，达到了单一自动化平台技术集成，例如ec10系列plc对艾默生ct系列的变频器有简洁的通讯指令，一条指令即可控制变频器的运行控制。
3.2 电气原理设计
    系统主电机电气原理(料盘电机控制与主电机同)附图所示。为了用户调速及监控运行速度，电动机转速由电位器调节，其数值由线性数显表显示，不通过通讯控制。主令按钮线直接接于plc的开关量输入点上。plc——变频器对电机的启动、停止、点动功能采用通讯控制方式，使用双绞线通过rs485口来实现plc对变频器的启停控制，这样少占用plc的输出点，也用接触器控制，降低了机床的成本。ev1000的rs485口直接端子连接，为方便。但需要注意的是rs485口“+”、“-”性不能接反，否则将无动作。因变频器本身具备过电流、过电压、欠电压、接地、过热和过载等多项保护功能，一旦异常故障发生，常开点ra、rc闭合，变频器立即停止输出，将断开所有的动作并停车报警，我们将其接入plc的输入点来控制。变频器故障时可查看变频器屏幕上显示内容，对照变频器使用说明书异常原因及处置方法，采用相对应的措施进行处理即可。变频器多项对输出的保护功能使我们无须对电动机另加保护环节，直接接于变频器的输出端子上即可。针对变频器的输入端保护相对较为薄弱，在输入端加上无熔丝断路器qf实现反时限热保护。

附图  电气原理

4  系统软件设计
    ev1000变频器具有丰富的控制功能。因为研球机的两控制电机均为减速电机，选择做静止自整定，然后对操作频率、操作频率、jog点动频率、加/减速时间、频率指令来源、运转信号来源、停车方式、过载报警检出及时间等参数进行设定。针对个别机床的共振现象对载波频率、跳跃频率、电机稳定因子等参数进行设定。为实现轻压启动机床及节电等性能，对转矩提升、自动节能、avr功能等参数设定来优化系统性能；对通讯位址、通讯送传速度、通讯资料格式等参数进行设定，以使plc对变频器实施控制。ec10系列plc对艾默生ct系列的变频器有简洁的通讯指令，一条指令即可控制变频器的运行。

    通讯协议采用modbus模式，evfwd为正转，１为com1通道(ec -10只支持通道1)，１为通讯地址，其值预先设定，与变频器通讯地址一致，“”且不可覆盖。evrev为反转指令，evdfwd为正向点动指令，evstop为停止指令。

5  结束语
    该系统应用变频器调速实现无级调速，满足用户工艺多样化的需求。使用rs485通讯口，不占用plc的输出点，接线少，提高了产品的性。所选艾默生ct变频器具有较强的自诊断功能，便于维护。该系统自投入使用以来，运行稳定，工作，尚未出现故障，具有很高的性价比。

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