西门子6ES223-1PM22-0XA8大量现货

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q-300切割机是用于金相试样切割的专用机床，是自动化程度和可靠性要求较高的一类机械加工设备。因此，q-300金相切割机采用可编程控制器（plc）作为控制系统的核心。由于生产对工艺要求的不断tigao，plc控制设备操作面板上的各种按钮和led显示越来越复杂，工位指示也很多，这就增加了操作难度和设备的故障点。为了解决上述问题，本系统采用了触摸屏，其主要功能和特点有：

（1）可代替按钮和指示灯等元件，节约plc的i/o点。

（2）触摸屏画面制作方便，有丰富的部件库，可以简化plc的控制程序。

（3）与plc结合可对控制参数和数据进行实时监控，用动画显示机床工作工程。

（4）连线方便。

2. 切割机控制系统要求及系统组成

q-300切割机控制系统的任务主要是控制一台主电机（7.5kw的三相异步电机）和三台步进电机（x向、y向、z向各一台），plc需要同时控制主电机和三台步进电机协调工作，完成切割工作。主电机的控制由plc对一台变频器的控制来实现，人机界面由触摸屏来实现。控制系统结构图见图1：

图1 控制系统结构图

3. 切割机控制系统硬件选型和设计

3.1 plc的选型

plc的选择一般从基本性能、特殊功能和通信联网三方面考虑。选择的基本原则是在满足控制要求的前提下力争好的性价比。对于大型金相试样切割机的控制系统而言，工艺切割过程固定、环境条件一般，维修量比较小等，所以选用整体式结构的plc机型比较合适。具体满足条件如下：

（1）i/o点的估算：变频器与触摸屏占用串口通信输入2个；三台步进电机占用开关量输入3个、脉冲输出3个和高速计数器输入3个；冷却系统（水泵）占用开关量输出1个；行程开关占用开关量输入8个；控制按钮占用开关量输入2个。总计i/o点共22个。

（2）plc性能和控制任务相适应：q-300切割机控制系统多数是开关量控制的，多是顺序控制和多模式的自动控制，对控制速度要求不是很高。

根据上面的控制要求，本设计选用日本omron公司的cp1h-x40dt-d型plc，它是晶体管漏型输出，24v直流供电。它的i/o点数为40，其中dc输入点为24，晶体管(漏型)输出点为16。具有4路脉冲输出、4路高速计数器输入、可选2端口串行通信、标配usb端口等强大功能。适合于多台步进电机的控制，双串口可搭载触摸屏控制终端、简易的变频器串行控制。

3.2 触摸屏的选型

触摸屏主要用于显示设备和系统状态的实时信息，上面的按钮可产生相应的开关信息或输入数值、字符给plc进行数据交换,从而产生相应的动作来控制设备及系统。触摸屏作为人机界面,主要实现对电机的转向、转速和行程的监控,用动画演示切割机的工作过程。

在本系统中，触摸屏主要完成显示、输入功能，对触摸屏的要求主要是：

（1） 有足够的画面数据储存器，有足够的分辨率和显示亮度。

（2） 有基本的串行通信功能，方便与plc连接通讯。

基于以上的要求，本设计选用台湾威纶公司生产的mt508s触摸屏，mt508s触摸屏的主要性能和参数是：7.7"彩色dstn液晶触摸屏，640×480点像素，对比度30：1,亮度150cd/m2，有2mbflash rom和4mbdram。通信口com1有一个用于pc的rs-232口和一个用于plc的rs-485/422口，com2是用于plc的rs-232口。

3.3 cp1h plc与mt508s触摸屏通信

触摸屏背面具有两个连接外部设备的通信口，分别是rs-485/422和rs-232，本系统采用rs-232与plc通信连接的控制方式。设置通讯参数,实现触摸屏与plc 的通讯。触摸屏和plc串口通信的接线图如2：

4. 软件设计

4.1 plc的软件设计

cp1h型plc可以用omron公司提供的cx-programmer编辑软件用梯形图进行编程，此软件具有显示/监控功能和完善的调试、维护功能，我们可以运用此软件在bbbbbbs的环境中对plc进行编程调试，编程完成后通过rs232通讯电缆从pc下载到plc上，切割机切割过程中参数设置较多，参数之间密切关联，切割的各动作之间有严格的逻辑关系，每种切割方式均可采用手动和自动两种方式，plc通过采集现场行程开关的信号来控制切割位置。整个程序的控制方式为顺序控制,程序控制框图见图3。

图3 程序控制框图

4.2. 触摸屏人机界面设计

菜单界面设计是近年来应用为广泛的一种人机界面设计技术。从基本原理上讲，菜单界面与图形界面是一样的，都是在满足系统控制要求的情况下给用户一个直观方便的操作交互界面。本系统的触摸屏界面采用菜单界面设计和图形界面设计相结合的方法，显示系统画面菜单是由mt500系列的人机交互界面软件easybuilder500设计的，这些画面菜单组成:起始画面、测试操作画面、手动操作画面、自动操作画面组成。具体设计如下所示。

4.2.1 起始画面

起始画面主要是欢迎界面，是根据需要按照各个按钮(功能键元件)的提示随意进行各个菜单屏幕之间的转换。画面中显示了系统的运行模式(测试操作、手动操作、自动操作)。当手指触摸到某一操作时，就会切换到相应操作的界面。如图4所示：

图4 初始界面

4.2.2 测试操作界面

当选择测试界面时，画面将切换到测试操作界面。设置好各参数后触摸启动键，可以看到整个测试过程。如图5所示：

图5 测试操作界面

4.2.3 手动操作界面

当选择手动操作时，首先要对砂轮转速进行设置，其旁边的上下箭头是用来实现对数值进行加1和减1操作(速度范围0-2000r/min)。速度设置好后，按下砂轮启动键，砂轮将以设定的速度转动，砂轮停止键用来停止砂轮转动。当按住向左(向右)的按钮时工作台就会以测试操作界面设定的速度向左(向右)运动，直到松开按键。如图6所示。

图6手动操作界面

4.2.4 自动操作界面

当选择自动操作时，首先对各切割参数进行设置或输入，设置好参数后，按启动开始切割。如图7所示。

图7 自动操作界面

5. 结束语

本系统采用plc为核心控制器，触摸屏作为人机界面，两者通过串口通信来控制系统的执行部件，实现整机的自动控制。plc的使用tigao了控制系统的稳定性和抗干扰能力。触摸屏的使用，减少了大量的硬件设施以及由此而带来的故障。q-300金相切割机测试运行几个月,控制系统相当稳定,触摸屏也没有出现过故障。

1引言
　　城市雨污水首先通过地下管网分区排放到各自泵站，然后由各泵房把污水泵到污水处理厂经过处理终排入江河。据我了解虽然我国各城市较早的建立了排污系统，但管理也比较落后原始，每个泵站还由人工管理;随着城市的不断扩大，污水池不断相应增加，由于污水池零星分布在整个市区，若按原先管理模式，需要消耗大量资金，管理和控制也非常麻烦，效率极低下，完全不能适应现代城市发展的需要。为了tigao管理工作的信息化水平，tigao城市污水的处理能力，减少企业人员不断增加带来的沉重负担，tigao企业效益，必须从原来的人工管理改造为计算机远程自动化管理，建立网络管理体系是一个必然趋势。
2系统设计思想
　　采用分级分布式计算机控制系统，对工艺过程进行集中管理、分散控制。其总体设计思想是：利用电信的虚拟专用网络vpn作为整个系统的通讯网络，做到不管有多少个泵站和多少个水池，距离有多远，所有的控制和看管工作均由plc和计算机远程自动完成。并且实现了客户端之间的无关性，可实现多客户端操作，使客户端机器协调工作，tigao整个排污系统的工作效率。节省大量资金，减少人员编制，tigao管理，具有很极大的经济效益和社会效益。同时提供多级容错机制，保证系统能够安全顺畅地运行。

图1泵站网络示意图
3控制系统简介
　　本系统由计算机主机，可编程控制器（plc），液位传感器组成，电能统计电度表组成。系统嵌入进原先的控制系统中，既保留了原先的的控制功能又添加了新的远程自动控制功能和大量的数据存储和分析统计功能。系统可根据操作人员在计算机中设定的参数，在不同水位下自动开停机，也可由操作人员在计算机上直接开停机。每台水泵及格栅机均可通过转换开关选择受计算机自动控制;如果计算机遇到故障还能由plc里的控制系统完成自动控制各机器功能;或脱离计算机控制，改为原先的控制系统。在计算机自动控制时，系统每天自动转换工作水泵的优先开机顺序以平均各水泵的工作时间。系统的监控界面可供值班人员监控各台泵的工作情况，liuliang，水位等参数。系统提供数据储存和报表查询，打印功能。

图2系统方案示意图
4具体设计与实现
　　根据工艺流程、控制点及现场设备的安装地理环境，我们采用先进的管理控制技术，系统分为控制层、监控层、管理层三层进行监测和控制。
　　（1）控制层用可编程控制器作为底层控制中心分别对排污设备、监测点进行控制、监测，采集信息，控制设备运行。
　　plc（programmable logicalcontroller）全称为可编程逻辑控制器，简称可编程控制器。它以微型计算机为核心的工业控制装置，它集电控、电仪、电传三电于一体，是现代工业三大支柱之一。由于它的功能强、可靠性高、适应性好以及模块化结构等优点，在工业控制中得到了广泛的应用。把个人计算机连入plc网络可以向用户提供诸如工艺流程图显示、动态数据画面显示、报表编制、趋势图生成、窗口技术以及生产管理等多种功能，作为底层单元的plc完成对现场开/关量、模拟输入/输出量的控制处理，而利用微型计算机良好的人机对话界面和数据处理功能，实现对一台或多台plc进行监控，充分发挥plc可靠、灵活的控制性能和计算机在管理、监控等方面。
　　随着计算机技术的发展，plc不仅能代替传统的继电器实现逻辑控制，而且已发展成为集各种控制、运算、通信为一体的功能强大的控制器。由于其编程简单、修改方便及工作可靠，在工业生产中它的应用也越来越广泛。
　　（2）监控层在泵房内设控制室，带有视频监控，主要监控整个泵房内格栅机和每台泵的运行状态，各种机柜的电流电压度表与计算机显示是否一致，监控处理过程由plc的模拟输入模块进行数据采集，并将有关水泵的运行状况及有关信息上传污水处理监控中心，污水处理监控中心则将指令下传至各plc控制器，由plc控制现场各仪器及仪表。
　　（3）管理层主要在污水处理厂远程监控中心完成，所有采集的数据通过虚拟局域网远程通信传输到监控层桌面个人计算机，而桌面个人计算机又通过rs232通信模块发送控制命令给plc，完成水泵的启动和停止控制。总揽整个系统的运行情况。系统同时还充分考虑了在特殊情况下的现场手动控制以保证排水系统的流畅运行并有效地保护设备。对水泵耗电量用电流、电压、时间来计算。当出现停电情况时，plc将记忆检测的数据，桌面个人计算机将记忆设置状态。当出现故障时，个人计算机进行报警，同时记忆相应的状态，使其在脱机状态下，整个系统独立运转。在个人计算机端，软件具有状态设置、远程监控、数据存贮、报表打印功能。
　　实际上整个控制系统可以在任何地点控制如：控制室，办公室均可，整个系统可以非常强劲的工作，采用了很多错误处理。系统的扩展性很强，不管有多少个泵和多少个水池，距离有多远，所有的看管工作均由计算机远程自动完成。系统能记录设备的运行的原始数据，并做出信息处理，给出各种报表和运行曲线图，能实时了解全部系统的运行情况。
　　系统运行流程图如下：

图3系统运行流程图
5 结论
　　本文所研究的城市污水进行集中控制系统，主体控制部分采用可编程序控制器、一些传感器和计算机，网络技术租用电信的vpn;该系统在桂林市经过近两年的现场投入应用表明，稳定可靠，自动化程度高，为桂林市排水公司带来了很大的经济效益，正在往社会推广

1 概 述
胜利埕岛油田位于渤海湾南部的浅海、极浅海海域，水深10m左右，1999年原油产量为201万吨，是我国个浅海百万吨级大油田。但是，该海域自然环境条件恶劣，加上简易采油平台设计空间有限，这就要求平台生产和管理人员越少越好，直至无人值守，要达到这一目的，只有全面实施海上平台的自动化测控系统工程。
埕岛油田自动化测控系统采用的是澳大利亚honeywell公司开发的scada系统，该系统采用三级管理模式，即“卫星平台站→中心平台站→陆地中心站”的管理模式。其中卫星平台站设置在采油平台上，由远程终端(rtu)完成采油平台数据的采集、处理和判断,并将数据发往中心平台站,同时接收中心平台站发来的控制命令,实现中心平台对卫星平台的遥控遥测。见下图：

　　远程终端（rtu）的硬件构成主要包括：slc5/04系列可编程控制器、mds4310无线电台、电源转换器、蓄电池等。应用软件包括rslogix500、rslinx或winbbbligentlinx等。
卫星平台和中心平台之间采用无线电进行通讯，通过slc5/04可编程控制器的rs232接口与mds4310电台连接，采用df1半双工通讯协议进行通讯，当中心平台的主设备启动并开始查询时，slc5/04可编程控制器通过发送数据包，完成卫星平台与中心平台的
数据传输，通讯频点为400mhz。
2工艺简介
每个采油平台包括4-9口油井，通过控制电动三通阀使原油分别进入计量管线与混输管线，计量管线中的原油经过加热器加热后，进入计量分离器进行油气分离，分别通过质量liuliang计和旋进旋涡liuliang计计量油井的产液量和产气量，再汇入海底管线，为保证计量的准确性，任何时候只能有一口油井在计量状态；混输管线中的原油经过加热器加热后，直接进入海底管线。
采油平台的主要测控参数包括：
2.1生产参数：实时采集每口油井的油温、回压、套压、油压、liuliang、三相电流、电压以及海底管线压力、温度、电加热器进、出口温度、分离器压力等生产参数。
2.2安全监测：主要是可燃气体监测、火灾报警监测、井下安全阀状态监测等。
2.3机泵监测：运行状态（非启、非停）报警、异常电流趋势报警等。
2.4状态报警：包括电泵缺相、短路报警，分离器高、低液位报警，三通阀状态报警等。
2.5遥控功能：遥控电动三通阀的开关，安全阀的关断及采油泵的启停。
3 slc5/04可编程控制器的硬件配置
slc5/04可编程控制器具有功能强大、体积小、灵活可靠等优点，主要包括以下几个基本元素（见下图）

　　其中，工艺过程即控制对象，输入传感器和输出执行器为现场一次仪表。
3.1cpu模块（1746-l541）：这是该控制系统的核心，按照事先装载的程序，对输入模块提供的各种信号进行逻辑判断和算术运算，并根据中心平台的控制命令，控制输出模块。1746-l541主要具有以下性能：
A、rs232（通道0）和dh+（通道1）接口：rs232接口与无线电台连接，完成与中心平台的数据传输;dh+接口可通过1784-pcm6/b电缆直接将slc5/04可编程控制器和装有pcmk/b卡的计算机连接，实现在线编程。
b、led指示：显示可编程控制器的各种状态，主要包括run（运行指示）、flt（故障指示）、batt（电池指示）、force（强制输入/输出指示）、dh+和rs232通道指示。
c、钥匙开关：通过拨动钥匙开关可以选择run、prog、rem三种模式中的一种：
3.2输入模块：从现场传感器获取信号，经过处理变成可编程控制器内部信号，供可编程控制器进行运算、比较、传输等。主要包括以下模块：
模拟量输入模块：1746-ni8，主要是用于检测现场4～20ma模拟量信号，并进行a/d转换，实现模拟量信号与可编程控制器数据的直接接口。
数字量输入模块：1746-ia16（110v）、1746-ib16（24v）、1746-im16（220v），用于和开/关传感器连接，包括限位开关、指示灯、报警器等，输入信号直接控制相应的可编程控制器数据位的状态。
高速脉冲模块：1746-hsce对质量liuliang计的10khz脉冲输入信号进行jingque计量，以检测原油产量。
3.3输出模块（数字量）：数字量输出模块的输出直接由相应的可编程控制器数据位的状态来控制，并转换成现场执行器能够接收的信号，进而驱动现场执行器，达到自动控制现场设备的目的。
4、slc5/04可编程控制器的软件组态
slc5/04可编程控制器可利用rslogix500进行在线/离线编程，rslogix500具有方便易用的操作界面，可在bbbbbbs95/98或bbbbbbsnt下运行，另外，它还具有诊断能力和可靠的通讯能力，可通过rslinx或winbbbligentlinx直接从可编程控制器获取数据，并可监测处理过程，实现在线编程，方便系统的操作和维护。
本套系统的可编程控制器程序主要包括：
4.1主程序：负责协调各子程序之间的运行；
4.2liuliang测量子程序：用于检测油井的产液量和产气量，主要原理如下：收到“计量开始”命令→锁定要计量的油井→清除上次数据→预置初始数据→进行累计→求平均值。
4.3控制子程序（包括电动三通阀和机泵的控制）：当plc接收到计量/混输命令后，对应的ow16模板点（如fvo-1c011d111/fvc-1c011d111）置1，为避免阀卡死或输出故障后三通阀一直加电，60s后对应点自动置0（断电），并判断阀位置反馈信号（如zso-1c011d111/zsc-1c011d111），若为计量/混输状态，则倒井成功，否则倒井失败。流程图见4.1。

　　当plc接收到开泵命令后，对应的ow16模板点（如hso-1c011d111）置1，2s后自动置0（断电），30s后判断该泵电流（电泵为三相、螺杆泵为一相），若大于等于5a，置开泵成功标志，显示“开”，若任一相电流小于5a，则置“开故障”标志，显示“开故障”。当plc接收到停泵命令后，对应的ow16模板点（如hsc-1c011d111）置1，2s后自动置0（断电），30s后判断该泵任一相电流，若电流小于5a，置关井成功标志，显示“关井”，若电流大于等于5a，则置故障标志，显示“关故障”。流程图见4.2。
当plc接收到开泵命令后，对应的ow16模板点（如hso-1c011d111）置1，2s后自动置0（断电），30s后判断该泵电流（电泵为三相、螺杆泵为一相），若大于等于5a，置开泵成功标志，显示“开”，若任一相电流小于5a，则置“开故障”标志，显示“开故障”。当plc接收到停泵命令后，对应的ow16模板点（如hsc-1c011d111）置1，2s后自动置0（断电），30s后判断该泵任一相电流，若电流小于5a，置关井成功标志，显示“关井”，若电流大于等于5a，则置故障标志，显示“关故障”。流程图见4.2。

4.4加热器工况判断（3个电加热器）：设定报警死区（+/-5）→比较加热器的进出口温度→若出口温度≤进口温度→报警。逻辑图见4.3。

t2≤t12#电加热器报警；t3≤t1 3#电加热器报警 ；t4≤tx 1#电加热器报警
tx为正在计量井油温，报警死区为5℃。另外，还包括数据采集及判断子程序、初始化子程序、安全阀和紧急切断阀处理子程序、通讯子程序等。
5、特殊功能及实现
5.1电泵、螺杆泵电流异常趋势报警
电泵、螺杆泵电流运行趋势软件专为分析电泵、螺杆泵运行状态开发的，当电泵、螺杆泵正常运行时，slc5/04plc对泵的电流采样值进行实时判断，当运行出现异常时，可编程控制器以1s的采样速率对电泵、螺杆泵电流值进行5分钟的快速采样，并将采样数据包发送到中心平台，工作人员可根据电流趋势曲线分析电泵、螺杆泵故障原因。
5.2单井液、气量计量
　　由于每个采油平台有一套计量装置，几口油井共用，只能分时计量，正常情况下，总是有一口井（假设为1＃井）的油进计量分离器（但不一定计量），平台上其它井的油走混输流程。若要对某一口井（假设为2＃井）进行计量，首先控制三通阀将1＃井倒入汇输流程，再将2＃井倒入计量流程，此时可编程控制器开始计时，稳定运行10分钟后，开始对质量liuliang计、气体liuliang计进行数据采集，并对液量和气量进行累计（若采样值为负按0考虑）得出液量、气量累计值；液量和气量的瞬时liuliang由实时采样值求平均值得出。可编程控制器收到计量停止命令后保存该值，做为班、日产量累计值之用。
5.3生产方式改变自动组态
目前海上平台的油井有4种生产方式：自喷井、电泵井、螺杆泵井和注水井，当油井生产方式改变时，通过修改slc的n11配置文件可自动变更程序以满足现场要求。三通阀分为自动/手动，当三通阀方式改变时，也只需修改slc的n11配置文件即可。
6、结束语
　　slc5/04可编程控制器在埕岛油田自动化系统中的应用，充分体现了该可编程控制器系统的配置方便、组态简单、功能丰富等优点,它的应用还有更广阔的天地，只要深入研究，不断探索，它在采油平台中的应用必将越来越广泛。