中山西门子模块代理商电源供应商

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 3.1  网络构成
     整个系统由两级网络构成:主站网和从站网。2台操作站(操作站1、操作站2)、1台工程师站、2台CPU414、1台S7-300组成主站网;5个现场站与CPU414之间组成了从站网。

     操作站及工程师站实质上没有任何差别，只是设置操作等级的限制，各站上的操作权限不一样。通过系统管理员的授权(密码控制)任何一个站都可实现其他2个站的所有功能。操作站、工程师站通过MPI卡接入主站网。网络协议为Profibus，通讯速率可达12Mbps，考虑到传输距离较远(约200m)，途中电磁干扰较严重，为保证通讯畅通，将通讯速率设置为1.5 Mbps。

     2台CPU414通过PLC通讯模块(CP443)接入主站网，固化炉系统的CPU314则通过CPU上的DP口直接接入主站网。

     现场站是连接PLC系统和工业现场的接口，所有的输入/输出模块都安装在5个现场站上。每个现场站上都有两块通讯模块(153-2),分别接到2台CPU414的DP口上，组成从站网，通讯协议为Profibus-DP，通讯速率为12 Mbps。

 3.2  系统冗余
     为提高系统的性，对控制系统的部分CPU及PLC通讯模块都采用了软件冗余技术，两套CPU414处理器、电源模块、通讯控制模块(CP443)分别安装在两块冗余机架上，同时各I/O站上也都装有两块通讯处理模块(153-2)。正常工作时，2台CPU一台为主，一台为从。主CPU执行控制程序，并控制着对应的通讯模块，同时不断地将需要冗余备份的数据发往从CPU;从CPU则处于热备状态，不运行控制程序，只是不停地接受数据，同时判断其自身的运行状态。一旦主CPU停止工作，从CPU立即接过系统控制权，同时主从位置互换，完成无扰动切换。

 4  软件设计
 (1) 系统软件
     PLC系统软件选用STEP7 V5.2软件包，对于系统中的逻辑控制选用梯形图(LADDER)编程，直观、方便;对于模拟量处理和PID回路控制部分则采用语句表(STL)编程，结构紧凑而又灵活。另外，为实现软件冗余，利用SIEMENS公司专门提供的冗余软件包，它实际上是一组系统功能块，供用户在程序中调用、设置，实现用户的软件冗余功能。

     上位机软件选用SIEMENS公司的Wincc V5.1组态软件。Wincc功能强大，可方便快捷地组态出各种操作界面。开放式的数据库系统为用户提供了强大的数据管理功能。
 (2) 应用软件设计
     根据该系统具体情况，软件设计过程中着重要考虑的是以下几个方面:
 ·软件冗余;
 ·PID算法;
 ·措施。

 4.1  软件冗余
 (1) 在OB100(热启动模块)中调用系统冗余软件包中的系统功能块FC100。
 (2) 在OB1中调用系统功能块FB101。程序如下:
 CALL  "SWR_ZYK" , DB5 //调用FB101
 DB_WORK_NO   :=DB1   //内部数据块
 CALL_bbbbbbbb:=TRUE
 RETURN_VAL   :=MW110 //返回状态字
 EXT_INFO     :=MW112
 A     DB5.DBX    9.1     
 //冗余状态位，判断是否为从站
 JC    M001
 CALL  FC    50    
 FC50调用所有的控制程序
 M001: NOP   0
 CALL  "SWR_ZYK" , DB5
 DB_WORK_NO   :=DB1
 CALL_bbbbbbbb:=FALSE    //传送结束
 RETURN_VAL   :=MW114
  EXT_INFO     :=MW116

 (3) 在OB86中调用冗余诊断程序，程序如下:
 CALL "SWR_DIAG"
 DB_WORK :=W#16#1
 OB86_EV_CLASS :=#OB86_EV_CLASS
 OB86_FLT_ID :=#OB86_FLT_ID
 RETURN_VAL :=MW130
 这段程序用来诊断从站的故障信息，如有问题将切换从站通讯模块。

 (4) Wincc中的每个外部变量都连接着CPU中的一个地址，当两台CPU切换时，这些连接地址也要同时切换。WINCC提供了动态向导，可自动产生相关的变量和全局脚本，实现上述转换。

    立体停车库生产在中国是个新兴行业，从立体车库要在中国建制造业基地的角度来说，是一种世界竞争态势。总的来说，立体停车库生产还处于起步阶段，汽车每年按20%到30%的速度增长，停车库在人多地少的国家和城市大有用武之地，立体停车库可缓解城市动静态交通问题，改善居住环境，有效利用土地。可以预见，中国将成为一个世界立体停车库制造基地。

一个标准的立体车库主要有三大部分构成：钢构系统、传动系统和电控系统。其中电控系统是所械停车设备的部分，它决定着设备的运行模式和控制水平。这个系统一般由控制柜、外部传感部件和控制器等组成。通过完备的电控系统实现自动存取车、检测和故障自诊断等多项功能。而所有的这些信息和信号的输出都是有一个智能部件——可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller）来完成，所以PLC的稳定性决定了这个电控系统的稳定性。众所周知立体停车行业属于国家特种机械制造行业，所以一款稳定的PLC是任何一家停车设备生产厂家的。Twido系列的PLC这符合了我们的这个要求，系门的Twido系列的PLC不只具有高的稳定性和性，同时它还具有高的性价比：
 

1. 具有丰富的I/O和内存扩展功能：
大家都知道立体停车的逻辑控制关系不是很复杂，但它的控制系统的输入输出点特别多，很小的停车单元所需的点数就在60左右，稍大的停车单元所需点数都在128以上，所需内存都在8K以上，Twido系列的PLC都比其它的PLC易实现这些需求。 

2. 知识产权的保护性：
停车设备的性能的好坏，不仅体现在它的机加工上，体现在它的控制系统上。
所以电控系统不仅体现着公司自己的特色，体现着公司的和积累。Twido 系列的PLC对程序加以保护后，无法破译的设计别具匠心，很好的保护了客户的知识产权。

3. 简单便捷的功能块
Twido系列的PLC丰富的功能块大大简化了编程者的逻辑控制关系，体现了浓缩的精华。

4. 丰富的通讯扩展功能
由于停车设备的操作界面和控制柜一般都在20米左右，为了保证通讯的有效性和抗干扰性，一般都采用RS485口，而Twido系列的PLC均标配RS485口，从而减少了RS232转R485的适配器。

2) 袋式收尘原理
    当含尘烟气由进风口进入灰斗以后，一部分较粗尘粒在这里由于惯性碰撞、自然沉降等原因落入灰斗，大部分尘粒随气流上升进入袋室，经滤袋过滤后，尘粒被阻留在滤袋外侧，净化的烟气由滤袋内部进入箱体，再由阀板孔、出风口排入大气，达到收尘的目的，随着过滤过程的不断进行，滤袋外侧的积尘也逐渐增多，从而使收尘器的运行阻力也逐渐增高，当阻力增到预先设定值（1200～1500Pa）时，清灰控制器发生信号，控制提升阀板孔关闭，以切断过滤烟气流，停止过滤过程，然后电磁脉冲阀打开，以短的时间（0.1～0.15秒）向箱体内喷入压力为0.5～0.7MPa的压缩空气，压缩空气在箱体内膨胀，涌入滤袋内部，使滤袋产生变形、震动，加上逆气流的作用，滤袋外部的粉尘便被下来掉入灰斗，清灰完毕之后，提升阀再次打开，收尘器又进入过滤状态。

    上述的工作原理所表示的仅是一个室的情况，实际上气箱脉冲式袋收尘是由多个室组成的，清灰时，各室分别顺序进行，这就是分室离线清灰，其优点是清灰的室和正在过滤的室不干扰，实现了长期连续作用，提高了清灰效果。

3) 袋式收尘的控制系统
    袋式收尘设备依据实际工况的需要，控制系统的配置情况较多，客户设备的控制系统由某的PLC换为施耐德电气的Twido系列PLC后，利用了施耐德电气PLC所特有的优点，使客户不同配置设备之间的PLC控制程序其相似，不同设备间程序只做很小的改动，就可在不同硬件配置的设备上使用。在这里以某客户的一个具体机型进行说明，控制系统需要18个开关量输入/56个开关量输出，使用Twido作出以下配置：TWDLCAA24DRF＋TWDDMM24DRF＋TWDDRA16RT(x2)，另配一个TSX08H02M两行文本显示器，用来显示设备的运行状态以及设置设备的一些运行参数。

2. 系统描述
    袋式收尘的控制系统要求比较简单，但实现起来PLC的程序部分比较繁琐。其基本控制功能有设备状态指示、电机启停及故障报警，这一部分功能的实现比较容易，它的清灰动作输出部分在实现上有比较特别之处，在本文中会把放在这一部分。

    清灰部分动作有1＃~16#脉冲阀、1＃~16#提升阀及1＃~4#卸灰阀36个输出点的输出控制。具体控制要求如下：

1)脉冲阀、提升阀、卸灰阀进入循环状态：
1#提升阀通（T1时间后）→1#脉冲阀通（T2）→1#脉冲阀断（T3）→1#提升阀断（T4）→2#提升阀通（T1）→2#脉冲阀通（T2）→2#脉冲阀断（T3）→
2#提升阀断（T4）......→16#提升阀通（T1）→16#脉冲阀通（T2）→16#脉冲阀断（T3）→16#提升阀断（T0）→1#提升阀通（TI）→1#脉冲阀通（T2）→1#脉冲阀断（T3）→1#提升阀断（T4）......
每当2，4，6，8，10，12，14，16号提升阀关断后，也即小循环完成后，开始一个卸灰循环：1#卸灰阀通（T11）→1#卸灰阀断（T12）→2#卸灰阀通（T11）→2#卸灰阀断（T12）→3#卸灰阀通（T11）→3#卸灰阀断（T12）→4#卸灰阀通（T11）→4#卸灰阀断。

2)按一下脉冲阀测试按钮，1#脉冲阀通0.25秒后关断，再按一下脉冲阀测试按钮，2#脉冲阀通0.25秒后关断，再按一下脉冲阀测试按钮，3#脉冲阀通0.25秒后关断....按十六下脉冲阀测试按钮，16#脉冲阀通0.25秒后关断，再按又回到1#脉冲阀......

3)按一下提升阀测试按钮，1#提升阀通，再按一下1#提升阀关， 再按一下提升阀测试按钮，2#提升阀通，再按一下2#提升阀关...... 按一下提升阀测试按钮，16#提升阀通，再按一下16#提升阀关，再按又回到1#提升阀......

4)卸灰阀测试原理和提升阀相同，4#卸灰阀通、断后又回到1#卸灰阀。

    分析上述控制要求，在PLC程序中实现这些功能比较麻烦，如果设备的收尘室数目增加时，这一部分的程序将会加冗长。客户反映，以前用某的PLC时，程序的编制、调试及维护都有很多不便之处。根据客户的实际情况，结合施耐德电气PLC本身的特点，对设备的控制思路做了优化，以的实现设备的要求。

    在对客户的控制要求进行深入分析的基础上，发现控制要求中是有一定的规律：每个循环中脉冲阀、提升阀和缷灰阀的每个小循环动作是相同的，只是具体的阀的输出不同。脉冲阀和提升阀有16个小循环，缷灰阀有4个小循环，每个小循环中只有1个同类的阀在输出（脉冲阀、提升阀或缷灰阀）。

    基于以析，在Twido的程序中将做以下处理：

1)需要对清灰动作所涉及的36个输出点合理规划，使其具有特定的规律，理由可由下面的描述中得到。4个缷灰阀分配到个扩展模块TWDDMM24DRF，在PLC中地址为%Q1.0~%Q1.3，16个脉冲阀分配到二个扩展模块TWDDRA16RT，在PLC中地址为%Q2.0~%Q2.15，16个提升阀分配到三个扩展模块TWDDRA16RT，在PLC中地址为%Q3.0~%Q。
 

2)不采用位变量作为脉冲阀、提升阀或缷灰阀的中间变量，否则会涉及大量的位变量操作。将这些阀的输出状态填写到Twido的常量字中，如图1所示，利用施耐德电气PLC的位变量的结构化功能，将常量字内容赋值给输出点的组合对象经过如此处理，不仅大量减少中间位变量的使用，而且可以将本地操作/远程操作及阀门测试时对输出点的操作共用起来，带来的好处不言而喻。

    小型背压汽轮机主要优点：可以满足用户发电、用汽的需要，而且热能的综合利用、发电；也可以满足电网突然停电，而工艺过程不允许机动设备停止工作的要求；还可以不通过变速装置满足设备高转速的要求；并且还可以在有防爆要求的场所使用，替代复杂、昂贵的防爆电动机系统，满足场所性的要求。

2. 系统控制原理
    小型背压汽轮的控制主要是转速控制，通过调节汽门的开度使汽轮机工作在设定转速。微机测速仪作为现场转速测量装置及一次仪表，将速度当前值送入PLC，由PLC实现与设定值比较并进行一系列运算和处理，后由PLC输出一个4~20mA电流信号，送入电动阀门驱动器，从而调节汽门的开度，构成闭环控制系统，完成转速的自动控制。

    本文介绍的汽轮机控制系统由法国施耐德Twido可编程控制器、XBTG系列触摸屏，测速仪，电动阀门驱动器等组成。完成对汽轮机的现场控制（手动方式、自动方式）及DCS上位机远程控制。

    PLC程序在实现转速闭环控制的同时，具有完善的连锁、报警及保护功能，如出现报警，将通过电磁脱扣系统进行自动停车保护。PLC的应用使汽轮机转速稳定，易于调节，运行。

3. 系统控制功能
1) 手动工作方式：
在手动方式下，有升速、降速两个按钮，当按下某个按钮时，进行相应的速度调节，使输出控制电流进行增减、送入电动阀门驱动器，控制汽门开度，从而控制汽轮机转速。按一次变化一个M单位电流。（M≤0.3mA，并且可以设定）。
2) 自动工作方式：
PLC根据转速输入值与设定值进行比较，然后进行数据的处理、运算，决定输出控制电流的大小，使转速稳定在设定转速为的允许范围之内（转速范围可以设定）。同时要求每秒钟升降速不过设定的范围。
3)  DCS联网远程控制方式：
控制系统除本地操作外，可通过扩展的RS485通讯口与DCS或上位机通讯，汽轮机的所有测量参数值和状态以及报警信息可通过通讯传送。还可以接受上位机送入的控制命令，实现远程设定与控制。

1. 概述
    横江水库位于揭西县河婆镇新四管区，榕江南河上游左岸的一级支流横江水中游，距揭西县城10KM，属揭阳市管中型水库。水库集雨面积155平方千米，总库容7407万立方米。水库闸门包括4扇弧形泄洪钢闸门（高8.2米宽10.0米），2×22.5吨卷扬机4台，挑流消能；发电引水隧洞深水平板钢闸门1扇（2.7米×2.7米），2×22.5吨卷扬机一台；灌溉输水管的塔式进水口设深水平板钢闸门2扇（高1.85米×宽2.6米），50吨卷扬机2台。为了提高系
统的自动化管理水平，每扇闸门配备一套Twido PLC和一套TeSys U电动机智能启动-控制器。

2. 系统描述
1) 系统结构
对于每扇闸门，系统配置了以下主要设备：1套Twido P LC系统（带以太网口）、1套TeSys U、1套闸门开度仪、1套人机界面。
系统结构框图如下：

    PLC系统选用法国施耐德电气公司的TWIDO系列的TWDLCAE40DRF型号，该类型PLC属于一体化机型，自带24路开入，14路继电器输出，2路晶体管输出，内置1个100Base TX以太网口、1个RS 485串行端口、一个扩展口（可以扩展为RS 485或RS 232接口）。PLC与人机界面之间、PLC与TeSys U之间通过Modbus 485通讯，闸门开度、手/自动指示、闸门运行指示、限位开关等开关量信号通过PLC直接采集。通过人机界面，可以对闸门进行升、降、停控制操作（包括按给定闸门开度开启闸门），在人机界面上，可以显示闸门的开度和电机的平均电流，查询TeSys U的故障代码及其故障原因。通过TeSys U型起动-控制器，我们可以控制电机主级的合闸和分闸、电机的反转和正传、故障确认，获得设备故障（包括短路故障、过电流故障、热过载故障）、报警、电机电流、热状态值、电机运行指示等参数。

2) TeSys U型起动-控制器的特性
TeSys U型起动-控制器具有如下特性：
A．集隔离器、断路器、接触器、热继电器、功能模块与一体，只需单体设备即可完成电动机直接起动-控制全部功能； 
B．所有功能模块采用插拔式结构，手动接线，不允许错误的选型配合； 
C．低功耗、宽电压范围接触器线圈，宽范围整定电流（4倍）电子式热继电器，控制保护无误；
D．相比传统方案，体积减小40％，接线时间节约60％，型号数量减少90％；
E．符合IEC947/EN60947-6-2的配合标准，即使在短路情况下也不会出现主触点的熔焊危险。

3) TeSys U型起动-控制器的组成
TeSys U型电动机起动-控制器由动力底座、控制单元、功能模块三部分组成：
A．动力底座是TeSys U的主体部分，承载主回路电流，内置隔离器、断路器和接触器，并且提供控制单元和功能模块的插槽。动力底座上/下可以扩展隔离限流器/可逆换向模块，以增强设备的性能和功能；
B．控制单元参与导通底座的动力回路，是整套电动机起动-控制设备的必要组成部分，主要为系统提供各种保护功能。按照其功能的多少可以分为标准型、型和多功能型三类；三种单元均可以和动力底座自由配合使用；均提供拨盘式或者电子式的整定电流设置盘，设置盘可以加铅封或者密码锁锁定防止设定值改。三种控制单元均采用电子芯片进行I²Rt热值计算，免除环境温度变化对双金属片带来的影响，并且大幅拓宽热继电器的保护范围； 
C．功能模块是可选件，用于增加系统的辅助功能。按照其功能不同可以分为三类： 辅助触点类、应用控制类、通信类。各功能模块须和不同的控制单元配合使用才能正常工作，并且同一模块与不同控制单元配合使用所实现的功能也不尽相同。利用通信模块，TeSys U电动机起动器可以通过并行总线、Modbus总线和AS-i总线等方便的与自动化系统相连，提供对设备为实时和准确的监控。 

2. 系统描述
    本系统由电动阀控制遍布煤场的喷淋头，每个阀控制二至四个喷淋头，控制点数由阀的数量决定，一般的中型煤场约需32至64个喷淋头，即大约需要20多个阀，还需控制两台水泵的启停，一用一备。由于喷淋过程主要由时间控制，所以对输入点需求少，而所需的绝大部分都是输出点，所以选用点数配置灵活的Twidoo PLC就成了选择。Twido PLC作为整套自动化控制系统的主控制器，系统的控制，在其中担负着的重要作用。在这套控制系统中，我们选用了Schneider公司的全套解决方案，选择了新推出的Magelis XBTG系列触摸屏作为人机交互界面，Twido PLC根据从XBTG触摸屏传来的各项控制参数，通过计算控制水泵和各喷淋阀在适当的时间开启/关闭，以保证系统稳定运行。

    这套自动喷淋控制系统主要由一台Magelis XBTG2110触摸屏、一套Twido PLC、接触器、热继等低压电器以及其它一些控制元件组成。主PLC的CPU模块采用Twido系列的TWDLMDA20DRT，该PLC功能强大，不仅支持常用的浮点，双字功能，有许多排序，找大值，小值等函数可直接调用，给编程带来了许多便利。

    现场操作人员通过XBTG触摸屏输入的各项工艺控制参数，主要是水泵选择、喷淋阀选择、喷淋时间、喷淋次数等，并传送给TWIDO PLC。PLC这些控制参数后，按操作人员的选择启动水泵，并将设定的喷淋时间和喷淋次数值赋给相应的时间继电器与计数器，并按设定的运行顺序，逐一打开/关闭喷淋阀，往煤堆上洒水。当系统停止工作时，也将按程序设定的顺序，先关闭水泵，延时几秒后再关闭喷淋阀，以防止水锤冲击。

3. 总结
    我们帮助象山向荣机械公司开发的这套煤场自动喷淋控制系统，现在已经广泛应用在河南省鹤壁市万和电厂二期扩建工程、江西晨鸣集团、山东蒲圻发电厂等很多电厂的煤场当中。系统以其稳定的质量和优良的售后服务得到了用户的认可，在电力中也了很高的度，产品供不应求。我们开发的这套施耐德电气控制系统也同时赢得了向荣公司及销售、技术人员的广泛。随着电力行业的进一步发展，对环保与节能方面的要求越来越高，相信对这套煤场自动喷淋控制系统的需求量也会越来越大。