6ES7222-1HD22-0XA0正规授权

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一、引言：
   随着产品种类冷冻冷藏行业生产厂家越来越多的面对海外客户，这些客户均要求有产品在冷冻冷藏过程中的工艺参数主要是温度参数的记录、报告，因此要对原有的控制系统进行升级改造。为了大限度的减少投资，利用在原有温度控制器的基础上加装一个rs485通信模块及国产海为可编程控制器（haiwellplc）可非常经济方便的实现这些要求。现就对这一系统应用作一介绍。
二、解决方案：
 
   如上图所示，系统主要有带rs485接口的温控器、可编程控制器、计算机、打印机、组态王组态软件等组成。
工作原理：利用haiwellplc的易用的通信功能，用haiwell plc的rs485口与16个温控器通信，采集各个冷库的温度，再通过haiwellplc的rs232口与计算机通信，在计算机上用组态软件对各温度进行采集记录。
系统优点：
    1、利用haiwell plc的modbus专用通信指令modr与modw实现与富士温控器的温度读取与温度设定通信。所有haiwellplc的通信功能均可用一条指令实现，无需对特殊位、特殊寄存器编程，也无需管理多条通信指令的通信时序，同一个条件下可同时写多条通信指令。
    2、haiwellplc内置标准modbus协议，可轻松实现与组态王软件通信；
   3、利用原有的温控器加装一个通信模块，大大节约客户投资成本并大大节省改造工作量、改造时间；
    4、haiwellplc标准配置1个rs232口和1个rs485口，且任何一个通信口均可作为主站也可作为从站。任何一个通信口均可作为编程端口，也可作为与第3方设备通信的端口。在本应用中，用rs232口与计算机通信，用rs485口与富士温控器通信。
主要硬件配置：
    1、可编程控制器：hw-s32zs220r    1台
   2、温控器：pxr4（fuji）                 16台
   3、组态软件：256点组态王              1套
   4、计算机及打印机：                        1套
三、程序设计亮点：
   1、利用modr及modw指令非常容易的实现与富士温控器通信；
   2、利用haiwell plc内置实时时钟功能及时间开关time指令，一条指令即实现每天定时除霜功能；
四、总结：
   利用海为可编程控制器（haiwellplc）便利的通信功能及便利的指令集，经济高效的实现冷冻冷藏过程工艺参数的采集记录，满足客户国际化的要求。可广泛应用于冷冻冷藏行业旧系统改造及新系统的技术升级。

0 引言
　　随着工业企业自动化技术的发展，plc (programmable logiccontroller,又称可编程控器)，以其可靠性、灵活性、优良的性能价格比、使用方便等特点在工业控制领域迅猛发，得到了越来越广泛的应用。
　　石油焦是铝电解用碳素阳极生产的主要原料。石油焦转运系统，是把贮存在仓库中的石油焦，经过破碎筛分处理成满足煅烧需要的原料，输送到煅前料仓。由于该系统逻辑控制点多、自动化程度高、上下游设备间关联度大，所以选用plc进行自动控制，并设立上位机进行全系统监控。本文着重讨论plc在系统中控制功能的实现和上位机监控界面的开发。
　　1 工艺介绍
　　石油焦转运站系统主要由天车抓料系、破碎筛分系、tisheng系、分料输送系、收尘系组成。用来满足煅烧窑系统煅前日用料仓物料供给。主要抓料天车、调速皮带、破碎机、筛分机、输送皮带、斗式tisheng机、分料挡板等设备组成。其中破碎筛分系、tisheng系是两套系统，破碎筛分系统可以一备一用，也可以同时工作；tisheng系实现设备一备一用。工艺流程简图见下图1.

图1石油焦转运站工艺流程简图
　　2 控制系统设计及实现
　　2.1 slc500的特点
　　slc500模块化可编程控制器及输入输出模块由罗克韦尔自动化公司生产，产品目录号为1746和1747系列。该系列产品采用框架式结构，为在不同的工业现场使用提供了同样稳定可靠的平台。slc500系统构成处理器、输入输出模块和相关外部设备。处理器功能强大、使用灵活，并有各种内置通讯方式和不同容量的内存供用户按需选择。根据用户的实际需要，输入输出模块可以非常方便的扩展。同时罗克韦尔自动化提供了便捷的内置通讯接口、种类丰富的第三方专用模块、简单方便的基于bbbbbbs平台的编程软件。因而slc500成为当前市场上为流行的中小型plc之一。
　　2.2 硬件配置
　　基于slc的上述特点，本系统采用了美国罗克韦尔自动化公司的slc505plc。系统所需的输入/输出配置是：开关量输入100点；开关量输出50点；模拟量输入5点；模拟量输出2点；在适当考虑余量的基础上，实际的硬件配置如下：
　　　　⑴ cpu选用1747-l551；
　　　　⑵8块开关量输入，共16×8=128点；4块开关量输出，共16×4=64点；1块模拟量输入，共8×1=8点；1块模拟量输出，共4×1=4点；
　　　　⑶ 两个机架，分别是10槽和7槽；
　　　　⑷ 交换机一台
　　　　⑸ 上位监控操作员站一个
　　　　⑹ 工程师站一个
　　2.3 系统网络拓扑
　　上位机通过rslinx软件，建立与plc的联系，可以通过rs232和以太网任意一种通讯方式通讯。本控制系统中，上位机监控操作员站通过以太网借助交换机与plc进行通讯，设置工程师调试接口，同时交换机预留和其他系统进行数据交换和通讯的端口。网络拓扑图见下图2.
　　监控软件rsview-se安装在上位监控计算机，开发出工艺流程界面，通过以太网一方面把设备的状态点取上来，在流程界面上显示；另一方面把操作员发出的操作命令送到plc，进而通过plc的输出驱动相应的设备做出动作响应。

图2 石油焦转运站系统网络拓扑图
　　2.4 控制系统设计
　　通过plc程序完成石油焦转运自动控制系统，结合上位监控操作员站，在主控室实现对现场各个设备、工艺参数的监视、控制、操作、调整。
　　在程序设计中，考虑上、下游设备之间的关联性，设计了相关的连锁保护，下游设备不运行，上游设备无法启动；代表电机电流大小的4~20ma信号通过模拟量输入模块采集进plc，送给监控界面显示，控制调速皮带速度的控制信号从监控软件写到plc，再转换成4~20ma的标准模拟信号控制皮带调速。
　　在这个系统中有以下几个需要注意、影响整个系统平稳运行的关键问题点：
　　2.4.1 实现系统设备在线切换控制
　　根据工艺设计要求，两套筛分系统、两个分料挡板和两台斗式tisheng机必须可以在线切换控制，即如果其中一套（台）设备出现故障，操作人员可以在不停料的情况下，立即把另外一套（台）设备加入流程控制，出故障的设备退出流程检修。
　　设计的程序中考虑了在切换系统时，系统上、下游流程继续运行，新进入流程的和即将退出流程的设备有一个时间段是同时运行，具体的参数需要根据实际情况进行整定。这样能确保退出流程的设备里的物料能够完全排出，新进入流程的设备不会造成堵料。
　　2.4.2 自动停车保护
　　从安全角度考虑，在输送皮带两侧安装了拉绳开关。在斗式tisheng机的入口和出口处，安装了堵料报警开关。在设计程序时，编制了如下的保护。
　　如果有人不小心摔到皮带上或者违犯规定穿越（跨、钻）正在运行的皮带碰到拉绳开关，系统会立即停车，并发出声光报警，提示操作人员前往检查、处理。处理完毕后，按压复位按钮清除故障，系统方可重新启动。
　　一旦斗式tisheng机的入口或者出口出现堵料，堵料开关动作，系统会立即停车，并发出声光报警，提示操作人员前往检查、处理。处理完毕后，按压复位按钮清除故障，系统方可重新启动。
　　在设计plc程序时，把两个煅前日用料仓的高限报警信号引到plc程序，一旦煅前日用料仓料位超过高限报警，操作人员没有发现，程序会自动保护性的停止系统。
　　2.4.3 收尘器的脉冲振打控制
　　石油焦转运系统中有三个收尘器，为了延长脉冲阀的使用寿命，在咨询厂家技术参数的基础上，设计了收尘器收尘布袋脉冲振打控制的plc程序。根据生产厂家提供的数据，在设计的plc程序中采用定时器和计数器，jingque地控制收尘器收尘布袋的脉冲振打时间和振打间隔时间，让脉冲阀按照固定的顺序依次振打。
　　3 上位机监控系统的设计
　　3.1 rsview supervisory edition（rsview -se）的特点
　　rsview-se作为rockwellsoftware人机界面软件产品家族的一员，支持诸如安全、画面、报警、操作和报警记录、趋势等等hmi的核心功能，为企业提供集成的一体化的监控方案，为目前市场主流的上位机监控软件之一，广泛应用于冶金、化工、石油、食品、建材、水处理等领域，深受广大用户喜爱。它主要有如下特点：
　　基于网络的分布式监控、共用的开发环境- rsviewstudio、增强的罗克韦尔自动化优选连接方案、直接i/o数据关联、透明的数据集成、画面对象的vba支持、数据通讯的冗余热备、集成了bbbbbbs安全。
　　3.2 监控系统设计
　　正是看中了rsview-se的上述优点，本设计选用rsview-se上位机监控软件来实现石油焦转运系统的操作员上位机监控。rsview-se提供了强大的项目组态功能，项目设计者可以利用现有的图形库，建立自己的图形对象，其模块化的设计方法，大大tigao了项目开发效率。
上位机监控系统包括系统工艺流程图画面和pc操作台画面。在操作台界面上，设计了所有的操作按钮，防止误操作，相关的按钮进行了集中放置；考虑到操作的方便性，部分设备设计了单动按钮。在工艺流程图界面上，为了能形象的反映现场设备的运行状况，采用动、静结合，不同的颜色表示不同的状态以及平面和立体相结合的方式，建立上位机画面。操作人员可以实时监视和控制整个工艺流程的设备运行状况、主要工艺参数，并可方便的在画面间切换。
　　在画面上设计了设备的状态，系统启动前，按压试灯按钮，不满足启动条件的设备会出现红灯闪烁，这样检修人员就直接到对应的设备出检查处理，节约故障查找时间，tigao效率。
　　4 结束语
　　该系统自2004年8月设计调试完成并投入运行至今，系统稳定，运行可靠，使用方便，自动化程度高，降低了定岗人员编制，tigao了企业的工作效率；而且该系统具有一定的安全保护能力，受到了用户的好评。同时该系统在现场维护，设备调整和程序修改方便都体现了较强的优越性，因此具有很好的推广应用价值。

1、项目简介
　　1.1简述某钢铁集团是年产钢超千万吨的大型国有企业，近几年产量增幅连年位居同类企业首位，同时产业结构日趋合理。产量的大幅tisheng，要求辅助配套能力及时跟上。集团的万立方米高位水池就是在这种形势下建设的。水泵房是保证水池向各生产单位正常供水的关键所在。
　　1.2简要工艺。

图1： 工艺图

　　1.3 系统组成简介：系统中共有模拟量输入33点，模拟量输出3点，数字量输入56点，数字量输出48点，属于中小型控制系统，故采用西门子s7-300。画面采用wincc6.0，编程采用step7 v5.3，为保证通讯的快速及时准确，上位机与plc的通讯采用以太网。
　　1.4主要设备照片

图2、plc照片

图3、现场主体设备照片

　　2.控制系统构成
　　2.1项目硬件配置及其他主要设备

表1、设备表

　　2.2主要监视画面。

图4、主要监视画面

　　2.3网络结构图

图5、网络图

　　3功能和调试情况介绍
　　3.1控制系统完成的主要功能
　　　　1)高位水池，清水池，过滤间等液位，水压力的显示。
　　　　2)水的酸碱度，硬度，含氯量等参数的显示。
　　　　3)高、低压泵的启停控制，运行状态，电流电压的监视。
　　　　4)变频器的启停控制，运行状态，可远程手自动改变频率等参数。
　　　　5)调节阀的位置显示与控制。
　　　　6)水泵与阀门的控制关系：正常情况下，水泵无负荷运行，水泵启动后阀门打开，当水泵故障停机时，应自动关闭电动阀门 。
　　　　7)当水泵故障，母线压力和水位低于规定值时，工作泵跳闸，电动阀门自动关闭。
　　　　8)电动阀门可根据泵的启停情况自动开关，可以画面手动操作，也可以画面设定开度自动运行。
　　　　9)数据的实时与历史趋势。
　　　　10)报警的实时与历史记录、报警的显示与声光输出。
　　　　11)水压稳定在设定数值上。
　　　　12)liuliang的累积与按周期打印统计报表。
　　3.2项目实施的比较顺利，难度主要在调节阀的开度控制上：
　　调节阀的行程由于质量问题连杆游移松动，无法准确的定位，不容易实现自动控制。在程序中增加死区范围修正。另外阀位信号受变频干扰严重，用电容并接信号，并将plc系统电源用净化电源隔离后正常。
　　4、应用总结
　　系统于2005年9月投入使用，运行情况良好，结合系统特点，参与制定操作规程并要求认真执行，从技术上和制度上保证了系统的良好运行（例如水压一直运行在要求的压力上）。