西门子模块6ES7222-1BF22-0XA8当天发货

西门子模块6es7222-1bf22-0xa8当天发货

为保证铁路交通系统的快速高效的运行，目前铁路交通系统对信号的电源系统的可靠性要求越来越高，因此铁路交通系统中信号的电源系统监控的实时监控变得更加重要，本项目为此提供的plc解决方案使得客户的要求得到了满足。　　　　

　　1引言
　　电源监控是铁路信号的重要的监控系统。在此之前信号的电源监控系统基本上是采用单片机作为信号采集系统的核心。单片机监控系统一方面存在采集速度慢、界面不友好、操作不方便等技术局限，另一方面由于其中的电源模块部分的监控相对独立，对电源系统带来了诸多不便，比如维护困难、界面显示繁琐等。基于以上原因本项目配套开发了基于台达plc作为信号采集核心、台达hmi触摸屏作为操作和监视界面的电源监控系统。监控子系统与电源模块通过工业总线网络互连实现整合的经济实用、技术先进的铁路信号的电源监控系统。
　　2 硬软件系统设计
2.1硬件体系设计

图1 硬件体系设计

　　铁路信号电源监控硬件体系设计参见图1。系统规模：44个数字量输入；1个数字量输出；6个电源模块；39路模拟量输入。
　　控制系统配置如下：触摸屏：dopa75cstd；plc：dvp16eh00t＋1个dvp04ad-h＋3个dvp16hm11n；电源模块通讯卡1块；分时采集电路卡1块。
　　触摸屏主要是用来显示采集数据、报警、报警上下限设定、采集数据显示微调、报警数据显示、历史趋势图显示等。plc主要是采集数据并计算，由于考虑系统对模拟量采集的速度要求不是很高，为了节省成本，系统中使用了1个dvp04ad-h对39路模拟量进行了分时采集，为了实现这个功能我们与厂家共同实验开发了一个电子开关电路，对39路模拟量分了十组、每组4路，通过输出不同的组别进行采集。电源通讯卡主要负责把6块电源模块的数据汇总并且通过rs484接口以modbus协议与plc通讯，使plc采集得到6块电源模块的数据，为实现这个功能我们公司的电源研发部门做了大量的工作，终使plc与电源模块的通讯卡实现了通讯，电源模块的信息得到了采集。

2.2软件体系设计
　　（1）系统功能设计：44个数字量采集显示，故障判断；6个电源模块的数据采集显示、显示电源模块的工作状态并判断报警；39路模拟量显示、并判断上下限报警；显示报警画面、报警信息、当前报警、报警频次；报警上下限设定；数据微调功能，并且显示微调值；
历史趋势图显示；不同画面开启权限设定；
　　以上有必要说明的是数据微调功能，由于现场的一次测量元件测量会有误差，而且此误差是固定的，短时间内是不变的，所以在程序当中增加这部分功能，使终显示出来的数值是消除误差之后的值；
　　（2）系统结构设计分为hmi人机对话界面部分和plc现场监控部分。hmi部分主要构架参见图2。

图2hmi人机对话界面

　　plc监控部分主要包括：电源模块通讯；分时采集40路模拟量，每次采集4路；对采集的模拟量根据量程进行计算得出显示值，显示电源模块的工作状态并判断报警；微调值计算，显示值微调，并做负值消除；故障和报警；数字量采集显示，故障判断；

　　3工程调试
　　调试分时采集功能时需要注意分时采集的时间，过大会影响整体数据采集的时间，过小会造成采集数据混乱，另外需要在两次采集数据之间加一段间隔时间，避免两组数据的重叠。对采集的模拟量根据量程进行计算得出显示值。微调值计算，显示值微调，并做负值消除；注意微调时可能会出现负值情况，所以要考虑负值的消除。电源模块通讯注意电源通讯时的通讯协议一定要在通讯卡中设置好，包括站号设定，另外注意地址对应。故障和报警；因为报警点共有79个，很繁琐，需要思路清晰。

　　4结束语
　　基于中达电通公司提供的解决方案的典型案例整合了两种不同种类的产品，体现出单一技术平台在集成工程中的一体化特点

　工业废水处理系统：
　　
　　利港电厂工业废水处理系统用来处理一、二期4×350mw发电机组的工业废水，废水包括补给水系统的再生废水、化验室排水、锅内取样废水、锅炉清洗废水、锅炉排污水、空预器冲洗水，煤场冲洗废水等。各就地工业废水池通过废水输送泵将工业废水送至工业废水处理站#1-6存放池中，工业废水站废水不对外排放，经中和处理后的酸碱废水和锅炉区域的低浊度碱性废水直接利用3台工业废水处理给泵送至#2灰浆池，作为冲灰补充水。
　　
　　工业废水分为二类：
　　类废水包括再生废水和化验室排水，贮存在#5存放池中，处理工艺流程图为：
　　

　　第二类工业废水包括锅内取样废水、锅炉清洗废水、锅炉排污水、空预器冲洗水，煤场废水等，贮存在#1-4和#6存放池中，处理工艺流程图为：
　　

　　原控制系统和存在缺点
　　利港电厂工业废水处理原控制系统，控制功能的实现全由继电器搭建而成，采用模拟屏显示系统流程及门和泵的运行状态，废水系统液位、流量是以二次显示表和记录仪方式实现，模拟量的控制通过单独的调节器实现，无法实现报表自动生成和处理水量统计功能。该套系统使用十五年时间，老化严重，已经影响生产，主要存在以下缺点：
　　1、控制系统技术落后，故障率高；
　　2、电子产品产品老化严重，维修和更换费用都比较高；
　　3、继电器硬接线回路，技术改进困难，成本也高；
　　4、无法满足系统无人值守和自动统计的要求。
　　5、原系统无趋势分析、无报警记忆功能，维护系统、分析和处理事故存在困难.
　　6、工业废水系统无法实现实时数据采集和信号进sis信息管理系统功能。
　　改造设计思想：
　　1、拆除工业废水原模拟盘控制柜，拆除原有按钮控制板，拆除原有的单回路调节器设备。
　　2、按要求重新配置、组态一套工业废水控制系统，新系统具备无人职守的能力。
　　3、用上位机平台控制方式，在crt上直接进行对系统运行的监视和操作系统设备，上位机的配置，采用价比较高的通用型pc机。
　　4、采用性能优越的ifix监控软件，通过操作员站对工业废水处理系统和进行监视控制，即通过lcd画面和键盘对整个工艺系统进行监视和控制，控制室不再设常规控制仪表盘。
　　5、工业废水控制系统更改后，将该系统接进水网，主干网采用以太网络，plc和两台操作员站均接到以太网上构成一个以太网，易于组态、易于使用、易于扩展。
　　6、控制系统不仅与下层控制设备有良好的接口，而且具有上层管理厂级实时监控（sis）系统的接口，同时具有可扩展性。
　　
　　设计方案：
　　本控制系统plc设计选用ge公司pac7系列plc，采用单cpu配置系统结合多台上位计算机操作员站的控制方式，控制系统不采用就地控制箱上装配开关和按钮的方式，在操作控制室通过上位计算机系统对整个废水处理流程进行集中运行监示、报警与控制。废水处理系统在自动运行方式时，具备无人职守的能力及条件，设计了多种控制模式，可在上位机上选择运行。
　　1、ph值控制程序，再生废水处理后，ph值在6-9之间送至#3存放池以便再利用，ph值〈6或
　　〉9时返回#5池重新处理。
　　2、时间控制程序，本系统严格按照时序，顺序工作，允许在工作过程中进行手动、备用和自动方式的切换。
　　3、分组工作程序，由于多台废水存放池对应多台处理给泵和气泵，采用了分组运行的方法，根据实际情况进行控制参数据选择，这样既方便对各个对象的控制，又不影响设备的检修。
　　4、工业废水处理控制系统配置：一台控制电源分配柜，控制系统中各个电压等级的电源转换及各个控制设备的配电；2台plc柜，内装一套废水处理系统plc装置、必须的plc、网络保护装置、继电器（日本idec24vdc中间继电器）、4-20ma模拟量隔离器（日本asahi）等；一台lcd操作员站。
　　
　　改造后系统功能比较：
　　1、监视功能及特点
　　通过各种可选择的画面（如运行画面、事件管理画面、报警画面等）对系统进行监视控制，实现生产过程的自动化。ifix监控软件具有与下位机系统通讯的能力，实时监控现场设备的工作状态，显示生产过和中的工作曲线，具有远程控制能力，向下位机采集数据，对历史数据进行存储、查询、显示、打印等。监控系统有如下特点：
　　（1）界面显示：具有全中文显示，界面友好，操作方便，系统流程画面采用主菜单的形式，在每幅画面下都可以通过按钮切换。在中心控制室对能全系统被控设备进行实理控制。
　　（2）实时画面显示功能：用图型实时地的显示各现场的状态参数。用模拟仪表、趋势曲线显示参数的实时变化情况。根据阀门的开闭及水泵的启停状态。
　　（3） 参数修改画面和故障诊断画面等各种监视画面，便于生产人员能够快速、清晰地了解整个系统的生产情况。
　　（4） 安全功能：设定不同权限的口令，限定不同人员进入系统的权限，计算机启动后直接进入运行画面。
　　（5） 数据管理：数据库存储生产数据和操作记录，供统计分析使用。便于对历史数据的的记录和事件分析。
　　
　　2、系统实现的功能
　　（1）所有设备操作均以窗口的方式实现，采用弹出式窗口操作的有：阀门、马达（泵或风机）的启停或/和调节，窗口的上方显示该设备的名称及eam编码，下面该设备的操作按钮和检修挂牌按钮。操作窗口弹出后，可以方便地在窗口内对设备的参数进行修改，或改变设备的运行状态，泵和阀门采用不同的颜色表示设备的不同状态，。
　　（2）自动运行方式说明
　　工业废水系统在自动运行方式状态下，跟据水池的液位实现自动运行和泵的自动加药处理，从而进一步实现无人值守。当就地设备或系统出现异常，对自动控制造成无法正常运行时，例如阀门的开启和信号反馈有误仪表故障等，通过修改分组工作程序重亲新保证系统的正常自动运行。
　　（3）pid调节
　　酸碱加药部分的ph调节采用pid方式进行调节，pid调节是指调节器根据被调参数的给定值（sp）和过程值（pv）之间的偏差，通过比例p、积分i、微分d运算，改变调节器输出使过程值跟踪给定值从而达到无差调节的目的。pid调节有手动和自动两种调节方式：自动时plc根据sp和pv间的偏差，按照pid算法自动改变控制输出，直到过程值等于给定值；手动时通过运行人员人为改变控制输出达到调节目的。酸碱加药部分调节中，自动时变频器的频率由控制系统计算值决定；自动解除后，变频器频率有操作员直接输出值。画面上有变频泵出力大小的数字显示，点击显示数字会弹出一画面，上面会显示泵出力大小的输出值和反馈值，其中输出值在非自动状态下操作员可以设定和改变。
　　
　　3、方便维护
　　 采用proficy(tm) machine editionv5.50版本的专用编程软件，该软件提供了简单友好的用户界面，可重复使用的程序、强劲的搜索功能、自由格式的图形编辑器、完善的在线帮助。很方便的进行程序编写、软件调试、系统维护完全依照bbbbbbs环境的操作习惯设计，易学易用，可以极有效率之方式来操作。采用项目(project)观念，以可视化之方法将程序的开发内容以阶层化的方式加以呈现，令相关之工作内容一目了然，不论是程序的开发或维护皆能以极为直觉的方式进行。多样化的联机方式，提供直接联机、调制解调器联机及因特网联机等，并可自行将不同的联机设定内容，提供联机(on-line)的程序编辑功能，编辑完后可立即执行不必重新下载程序，可大幅缩短程序的开发与修改时间。提供多窗口的阶梯程序画面，可将不同区段之程序同时呈现以便加以对照、复制与编辑 。提供弹性之阶梯程序编辑功能可执行程序网络的插入、复制、贴上、删除等高效能操作，以加速程序之输入。多窗口的阶梯程序高亮度显示画面，除将各开关组件闭合状态以红色直接在组件上显示外各应用指令内的缓存器其现在值亦直接在窗口内一起显示此对程序测试有极大之帮助，在窗口内亦可直接点选开关组件并对其加以抑能、致能或强制设定，被抑能之接点与线圈在显示上有别于正常之组件，以助于组件状况之掌握。
　　
　　4、实现厂级管理的联网
　　通过发电厂厂级监控信息系统（sis）是处于火电厂控制系统（dcs等）与管理信息系统（mis）之间的，主要为火电厂全厂实时生产过程综合优化服务的，对生产过程进行实时管理和监控的信息系统。

1 引言

    “plc控制油压车床”是专为表壳等小五金加工设计的，以其高刚性、高精度、高品质、高效率、高寿命、性能稳定、结构简单、操作方便和成本低廉等优点广泛用于表壳加工行业，亦可用于小型轴、套类加工。该机床采用性能稳定的台达es系列plc和dop－a57cstd彩色人机界面构建系统，其核心部分在于控制系统，是控制中心。该系统操作简单、直观，以人性化的输入方式设计人机界面，程序转换简单快捷，可使操作者自如发挥，自动化程度高，在大批量生产时节省人力物力，能够实现产品生产的高效化、优质化。车床加工平台如图1所示。

 

2 系统特点及工艺参数

    本机主轴轴承采用进口p4级主轴专用轴承，主轴自动油润滑，可保证机床高精度和使用寿命更长；主轴电机选用双速带高性能刹车系统；程控液压推动多刀刀架可保证加工尺寸准确、稳定；刀具中心高度可调节，操作方便，效率更高；精心设计的液压系统，可使机床空运转时，液压卸荷，节约电力，降低液压系统温度上升，延长油泵寿命；安装的温度、压力补偿装置，可保证在重复加工时的性能稳定可靠；电器箱、液压箱、冷却液箱均置于机箱内，减少了占地面积，机床外观整体性强。车床技术参数如表1所示。

3 相关操作说明

1）开机前检查：供电线路是否正常；油箱油位是否符合标准；外部气动是否连接完好。
2）开机后，在人机界面初始界面（图2）上点击进入主画面，在主画面（图3）上按加工工艺选择手动单步（图4）、全自动不同的加工方式，选择手动单步情况下总共列有5种工艺程序流程，在选择下一个加工工艺时，前一工艺过程自动运行完成后，才执行下程。

 

3）单步运行情况下，当选择完单步程序锁定（图3）设置后，此时程序只能运行锁定的当前程序，其他4种程序不能运行，若要运行其他程序，可先解除程序锁定功能。

4）电机具有自动保护功能，机器在30分钟内无任何动作，泵电机将停止工作，若要继续使用则要先起动泵。主轴的高低速选择在人机界面（图5）上操作完成，除手动外，其他程序的运行都是以外部起动按钮为给定信号的。

 
5）当设备运行过程中，将人机界面如上（图3）画面上点击运行监控画面触摸按钮，将画面切换到（图6）进行运行监控。

4 工艺流程

    该机种具有五种单步固定工艺流程，用于产品的加工。行程开关定义如下：sl1—x11下托板前进到位；
    sl2—x12下托板慢进；sl3—x13下托板回位；sl4—x14上托板前进到位；sl5—x15上托板慢进；sl6—x16上托板回位；
    阀件定义为：
    yv1—y14下托板前进阀；
    yv2—y15下托板慢进阀；
    yv3—y16上托板前进阀；
    yv4—y17上托板慢进阀。

    单步工艺流程1

 
    起动，恢复原点，阀yv1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位sl2后开始慢进进行，下托板慢进碰到前进到位限位sl1后执行下托板延时（图7）的设定值，时间到后yv1，yv2断电，下托板回原位。

图7 下托板延时的设定

单步工艺流程2

    起动，恢复原点，阀yv1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位sl2后阀yv2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位sl1后执行下托板延时（图7）的设定值，时间到后阀yv1,yv2断电下托板回退，碰到回退到位限位sl3信号后上托板前进阀yv3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板前进到位sl4限位后，下托板前进阀yv1再次得电，下托板前进碰到下托板慢进限位sl2后阀yv2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位sl1后执行下托板延时（图7）的设定值，时间到后阀yv1,yv2断电下托板回退，碰到回退到位限位sl3信号后上托板前进阀yv3断电，上托板回位。 

单步工艺流程3

    起动，恢复原点，阀yv1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位sl2后阀yv2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位sl1后阀上托板前进阀yv3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进sl5限位后，上托板慢进阀yv4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位sl4后阀yv1,yv2断电下托板回退，碰到回退到位限位sl3信号后上托板前进阀yv3，yv4断电，上托板回位。

单步工艺流程4

    起动，恢复原点，阀yv1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位sl2后阀yv2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位sl1后阀上托板前进阀yv3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进sl5限位后，上托板慢进阀yv4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位sl4后执行上托板延时（图6）的设定值，时间到后阀yv3,yv4断电上托板回退，上托板回退碰到回退到位限位sl6信号后下托板前进阀yv1，yv2断电，下托板回位。

单步工艺流程5

    起动，恢复原点，阀yv1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位sl2后阀yv2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位sl1后阀上托板前进阀yv3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进sl5限位后，上托板慢进阀yv4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位sl4后执行上托板延时（图6）的设定值，时间到后阀yv3,yv4断电上托板回退，下托板前进阀yv1，yv2保持前进位不动。

全自动工艺流程：

    起动，恢复原点，阀yv1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位sl2后阀yv2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位sl1后执行下托板延时（图6）的设定值，时间到后阀yv1,yv2断电下托板回退，碰到回退到位限位sl3信号后上托板前进阀yv3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进sl5限位后，上托板慢进阀yv4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位sl4后执行上托板延时（图6）的设定值，时间到后阀yv3,yv4断电上托板回退，上托板回退碰到回退到位限位sl6信号后下托板前进阀yv1再次得电进入下一个循环。

5设备系统保护

    在人机界面内通过宏指令读出系统时间，分别赋值给不同的数据寄存器，如图8和图9所示。通过自定义输入时间年月日和系统本身时间进行比较，通过程序判断当系统时间超过设定时间时，系统自动停止运行。

图8 数据寄存器赋值

图9 年月日时间赋值

6 结束语

    控制系统经过设备调试，各项性能指标达到客户要求并得到认可，说明台达plc、人机界面在表壳等小五金加工油压车床设备当中的成功应用，已经得到客户的好评。