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6ES7221-1BF22-0XA8技术参数
《PLC与变频器控制系统设计与调试》以德国西门子公司的S7-200系列PLC及西门子MM420型变频器为样机，以工程实例为载体，以完成工作任务为主线，系统地介绍了PLC与变频器技术应用的相关内容。《PLC与变频器控制系统设计与调试》内容由简到难，并按实际工程项目的完成过程进行结构安排，使读者在学、做、练中获得PLC应用的*知识，并转化为职业基本技能。《PLC与变频器控制系统设计与调试》根据知识的难易程度及应用范围的不同，共分7个项目，包括12个应用实例，主要内容有PLC应用基础、数字量的控制、模拟量的控制、高速处理功能、联网通信功能、变频器应用基础、变频器的调速运行。书中所有的程序都经过实际调试，可以直接运行，有的实例已在生产中得到应用。《PLC与变频器控制系统设计与调试》可作为高职高专院校的机电一体化、自动化、应用电子等相关专业的专业教材，也可作为从事电气工作的工程技术人员的参考用书
一、引言
风机、泵类等由电机拖动的设备，其耗电量占据了我厂总用电量的绝大多数，从目前我厂此类设备的运行情况来看，在节能方面有巨大的潜力可以挖掘。根据工艺流程特点和需要，我厂区各装置中泵类设计使用上，一般在同一工艺点中均采用两台同容量泵(一主泵、一备用泵)。为了节能和自控的目的，目前针对机泵一开一备的方式可以有两种解决方案：将主机加装变频器;或将主机和备机同时加装变频器。但是，上述两种方案都存在不同的弊端，**种方案当备机运行时将不能实现节能和自控(备机运行时间基本等同与主机);后一种方案则造成设备的闲置浪费(两台变频器在同一时间内只有一台运行)。
二、解决方案
我们设一下，如果能够用一台变频器带动两台电动机运行，并用控制设备对其操作进行控制，这样一来，即可发挥变频器的优势，又可以节省资金的投入。变频器的技术已经比较成熟，基本型的变频器都有一拖二甚至更高的功能，但是使用常规电器搭建控制部分则非常困难，同时因大量使用继电器、时间继电器又将造成控制部分的可靠度降低和故障率的升高，因此很少有这样的设计方案。可编程控制器(PLC)是近年来发展较为迅速，应用面较广，它具有功能齐全、使用方便、维护容易、通用性强、可靠性高、性能价格比高等优点，已在工业控制的各个领域得到了较为广泛的应用，成为实现工业自动化的一种强有力工具。
本设计正是基于以上背景，在原有设备的基础上添加一台PLC，利用PLC控制，实现变频器一拖二控制电机改造，用一台变频器带动两台电机调节转速，实现一机多用，较大限度的提高设备利用率，挖掘增效潜力。既提高了自动化水平，又节约电能，一举两得。
本方案采用OMRON公司的CPM1A型PLC，输出形式继电器，并结合适当的外围设备搭建控制变频器的控制系统，具有使用可靠性高、响应速度快、动作准确、功能可扩展性强、外围设备少、、抗干扰能力强等特点。所以本文考虑设备数量及应用场合，选择CPM1A。因为它具有可靠性高、体积小、扩展方便，使用灵活的特点。选其型号为CPM1A-30CDR-A。I/O点为30点;电源类型为AC型，范围100V~240V;输出方式为继电器输出型。性能如下：2048程序存储器;2048数据存储器;18点输入，12点输出;可扩展3个模块;对于大型控制工程，18点输入不能满足点数要求时，可以通过I/O扩展模块进行行输入点数的扩展。CPM1A较多可扩展到54个输入点。若要增加PLC电源的可靠性，我们可以选择CPM1A-30CDR-D型机，功能同上，但其电源为直流24V，由另购UPS供电。
三、工艺控制要求及功能
1， 正常的开停泵：系统处于自控状态时,正常情况下，电机均由变频器对其自身变频调速，由工艺提供4~20mA电流信号驱动变频器对电机调速(也可以由变频器设定)。当投入1#电机时，由一段电源供电;当投入2#电机时，由二段电源供电。
2， 正常的倒泵：如1#泵运行时需倒入2#泵：按动2#泵启动按钮，1#泵自动由变频运行转到1#泵旁路运行(若在倒泵时，1#泵已经旁路运行，则1#泵无切换线路动作)，2#泵由变频器供电运行。
3， 故障情况下的控制：
1， 变频器故障：当电机正常而变频器故障时，可自动断开故障段，同时自动接通本台电机所在旁路，确保电机正常运行，以满足工艺生产要求。
2， PLC故障：将控制开关转至手动控制，此时现场电机控制不经过PLC，由常规电器控制。
3， 电机故障：无论系统处于自动控制还是手动控制，均可切断电机电源进行保护。
四、系统控制原理
由控制器运算并控制执行器件进行合分闸动作，且由电流继电器、VWF的辅助触点等器件反馈信号，控制器、执行器等共同构成控制回路。
系统流程图说明
启动电机时，若预将启动电机M1，按SB1-1启动——KM1-1吸合——VWF启动。此时流程分两种路径：**种，若PLC检测到VWF运行且无故障——KM1-2吸合——电机M1经过VWF所在的主回路完成启动;*二种，若PLC检测到VWF运行且有故障——KM1-1断开——KM1-3吸合——电机M1通过旁路启动。
若PLC接收到当电机M1启动过程中或正常运行后出现的故障，则PLC按顺序依次断开或停止电机M1运行回路的所有接触器及VWF。启动电机M2同理。
倒泵时，若欲将1#泵倒入2#泵(即停止M1，启动M2)，此时流程分两种路径，若之前MI运行在主回路，则依次断开或停止KM1-2——VWF——KM1-1，之后再使KM1-3吸合，这时完成M1运行回路的自动切换使其旁路运行。在PLC给KM1-3发送接通指令的同时，延时0.2S启动电机M2，当M2正常运转后，按SB1-2停止M1，完成整个倒泵操作。由2#泵倒入1#泵同理
如何实现PLC远程监控、PLC远程调试、PLC远程控制、PLC远程下载还是有许多疑问， 下面以华杰智控PLC远程软件smartbbbb来解释一些问答：
1. 设备在现场， 我可以在办公室远程监控吗？
可以， 使用华杰智控工业级4G路由器，配合PLC远程软件smartbbbb就可以实现。
2. 如果PLC在国外， 是不是可以远程监控呢？
可以， 使用国外的SIM卡， 用华杰智控工业级4G路由器就可以远程了。
3. 需要固定IP吗？
不需要， 但是需要有公网IP。
4. 可以同时远程监控多个不同地方的PLC吗？
可以的。
5. 现成有西门子PLC和西门子触摸屏， 是否可以都可以接入远程网络呢？
是的， smartbbbb实现了远程局域网， 把西门子PLC和西门子触摸屏接入到华杰智控工业级4G路由器的以太网口，就可以与操作电脑组成一个局域网， 可以ping通PLC和触摸屏的。
6. 我不在办公室在其他的地方是否也可以远程监控PLC呢？
可以的。 在办公司可以放一台华杰智控工业级路由器做主机， 然后操作电脑和PLC作为分机。
7. 没有公网IP怎么办？
如果没有公网IP， 可以打电话给营运商分配一个公网IP， *增加费用。
8. 对PLC品牌有要求吗？
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