西门子模块6GK7243-1EX01-0XE0多仓发货

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PLC按结构形式可分为整体式和模块式。整体式PLC将电源、CPU、I/O部件都集中装在一个机箱内。模块式PLC结构是将PLC各部分分成若干个单独的模块，如CPU模快、I/O模快等。考虑到自来水厂改建(特别是节能、更换旧设备方面)、扩建和PLC故障率95%都是发生在I/O部件损坏;同时模块式PLC的配置灵活，装配和维修方便，水厂设备、工艺的改变只要将相应的I/O模快更换或扩展再经编程就可方便实现自动化。因此，从长远来看，提倡选择模块式PLC。
1.统一选择机型
在选择PLC时，要注意售后服务是否有保障，同时兼顾水厂日后维修上的便利、备用件的库存和软件编程方面。而常见的制取自来水的步骤主要分为:混凝、沉淀、过滤、消毒和储存。在功能满足要求的前提下，选择的机型好都选择同一间公司的产品。
2.根据输入和输出选择
自来水厂中的主要设备有:反应池、澄清池、滤池、清水池、加氯机、氯吸收装置、空气压缩机、鼓风机、加药设备、阀门、泵、混合设备、计量设备。根据控制系统的要求和采用的控制方法，对于每一个被控对象，所用的I/O点数不会轻易发生变化，根据需要的I/O点数选用I/O模块可与主机灵活地组合使用，但是考虑到以后工艺和设备的改动，或I/O点的损坏、故障等，一般应保留1/8的裕量。
除了I/O点的数量，还要注意输入和输出信号的性质、参数和特性要求等。如水厂中阀门是模拟量还是开关量控制;PH计、流量计、浊度计、余氯计、液位计等水质监控仪表信号源是电压输出型还是电流输出型，是有源输出还是无源输出，及其继电器输出是NPN输出型还是PNP输出型。另外，还要注意输出端点的负载特点(负载电压、电流的类型)，数量等级以及对响应速度的要求等。
据此，来选择和配置适合输入输出信号特点和要求的I/O模块。
3.根据存储器容量选择
通常，PLC的存储器容量以字为单位，如64k字等，应用程序所需存储器容量可以预先进行估算。选择和计算的种方法是:根据编程使用的节点数jingque计算存储器的实际使用容量。第二种为估算法，用户可根据控制规模和应用目的，按照附表的公式来估算。

使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型，必要时也可专门进行存储器的扩充设计。为了使用方便同时考虑到水厂工艺、设备的改动和编程时的需要，一般应该留有25％～30％的裕量。
4.根据通信要求选择
目前，PLC采用了各种工业标准，如IEC61131、IEEE802.3以太网、TCP/IP、UDP/IP等，各种事实上的工业标准，如bbbbbbsNT、OPC等，融合了IT技术，可与智能MCC马达控制中心、其它运行控制系统、电控设备、变频器和软起动器等连成系统。
而当前自来水厂自动化应用的多的是工业电脑和PLC组成控制系统，系统中一般PLC分为取水泵站、投加站、滤池站和送水泵站，站与站之间要传递监控的参数，如余氯、流量、浊度等，并且由中控室的电脑集中控制，通讯的基本要求是实时、稳定可靠、经济。水厂要根据自身的设备、投入的资金、响应速度、以后的发展，选择易于扩展、连接、发展成熟的现场总线、网络，如以太网、PROFIBUS、Modbus、FIPIO、Asi等，从而有侧重地选定PLC通讯模块。
事实证明，PLC的功能很好地满足了近90%的工业控制需要。PLC硬件和软件的形态，随着微电子技术和IT的发展而不断改进，利用PLC来实现保护和故障诊断系统，可减少故障率，提高可靠性。在应用上方便灵活，价格便宜，运行可靠，有利于保护和故障诊断、实施及维护。

1、引言
智能型低压配电系统是采用先进的计算机技术、电力电子控制技术、微电子技术以及网络通信等技术设计制造的具有运行状态和电量参数自动检测、自动控制和自动故障应急处理能力，并具有网络通信能力的高性能、高可靠性的低压配电系统。智能型低压配电系统一般由若干面通过通信网络联接的智能型低压开关柜或非智能型低压开关柜组成。现代科技的发展对低压配电系统运行的可靠性及其智能化管理提出了更高的要求，而计算机技术、通信技术、微电子技术的飞速发展，促使了智能化低压电气管理系统应运而生，并成为未来低压配电系统的发展趋势。把PLC应用在低压配电监控系统中，为低压配电控制系统的遥控、遥测、遥信提供了可靠的平台，提高了低压配电监控系统的智能化水平。
2、PLC概述
PLC（可编程序控制器）是近几十年来发展起来的，专为在工业环境应用而设计的一种新型工业控制器，它由于编程灵活，功能齐全而得到广泛应用。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程[1]。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。在运行时PLC以循环扫描方式来执行内部程序，每一次循环时间极短，近似于同步执行，因此能够及时响应外部变化，提高系统准确性与稳定性。现代的PLC产品集数据处理、程序控制、参数调节和数据通信为一体，可以满足对工业生产绝大多数应用场合进行监视和控制的需要。
用PLC实现中低压配电网自动化的远程终端设备（RTU）功能，能够很好地满足RTU的特有的要求：使用PLC的离散输出点来实现遥控、用PLC的模拟采样输入来实现遥测、用PLC的离散输入点来实现遥信、用PLC的通信功能来实现和主机的通信。完成这些功能，只需相应的模块再根据开关量的实际情况，对PLC进行编程即可。这种基于PLC的中低压配电网自动化的RTU实现方案具有硬件结构简单、维护方便的特点，而且如果将PLC的扩展模块连接在一起，就可以实现遥控点、遥测点、遥信点的增加。下面本文将以某工厂的低压配电监控系统为例，论述PLC在低压配电柜中的应用。
3、PLC应用
3.1、设计配电主回路
某工厂通过低压电缆将低压侧的380/220V市电，经隔离开关和断路器后引至开关柜的低压铜母线，然后由低压断路器分成若干支路，每个分支回路配置普通三相交流接触器和电流互感器，后到单相或三相用电负载。每个配电柜共计14个三相配电回路，单个配电柜的容量约150KVA，各分支三相回路约10KW，其配电柜的配电系统图如图1所示。
3.2、选择PLC
目前国内应用的PLC品种繁多，选择合适的PLC非常关键。选择的原则是：在功能满足要求的前提下，保证使用可靠、维修方便，性价比好。即首先需要了解配电网的基本情况、自动化的具体要求，以确定系统需要进行遥控、遥信、遥测、甚至遥调的设备，统计各处配电房需要这4种信

图1配电柜的配电系统图
号的具体点数；接着根据配电网的规模和分布状况，确定通信方案的设计和选择；后根据各处各种操作的点数以及所确定的通信方案，选择恰当型号的PLC来实现RTU功能。该项目选用了GEFanuc推出的新一代控制系统Versa MaxPLC，该产品为模块化结构，构成的系统可大可小，而且使用简单。所以在应用时，不但节约了设备的安装空间，而且也节省了用户的时间和费用。VersaMax既可以作为单独的PLC，又可以作为I/O组站，通过现场总线受控于其它主控设备；还可以由多台PLC组成的分布式大型控制系统，支持Modbus，DeviceNet，Profibus-DP，Ethernet，ASI，Genius总线等通信协议。

图2接线原理框图
3.3、应用PLC
该项目每两台配电柜选用一台PLC的CPU单元，2个32路I/0模块，分别控制28个接触器的吸合，并采集接触器的吸合状态，剩余的I/O可以作为手动转换开关的状态检测、配电柜门开的检测、总电源停电或总开关跳闸的检测等。每个PLC可以通过RS-485与两个配电柜的30个EDA9033连接。PLC的接线原理框图如图2所示，当接触器的触点因故障而动作时PLC就会马上监测到输入触点的变化，从而根据程序来确定输出触点的动作。
该项目在中央控制室设计两台工业级PC机，分别作为数据库服务器和操作监控服务器，并选用GE公司的iFixPlus UnlimitedVer3.0版本作为监控软件。iFix工控组态软件是一套具有远程监控、现场数据采集、数据分析、过程可视化等功能的高性能自动化软件，它的优越性能为实现低压配电系统监控提供了可能。利用软件全真模拟PLC控制对象可以监测所编程序的正确与否和执行结果。该项目把整个厂区的低压配电系统的日常操作、管理及维护的主要工作集中在控制中心站。PLC将采集到的数据传递给计算机并通过组态软件实时显示出来，同时可以直接通过软件对PLC进行远程控制。调度系统部分的各种画面及功能模块按照显示和使用的处所驻留在本地的计算机上，在网络上流动的主要是实时生产数据和各种报警和消息。整个系统通过企业局域网的TCP/IP协议实现中央控制室与现场控制站PLC的交换数据，2台计算机和组成在逻辑意义上独立的一个功能子网。
4、结束语
结果表明采用微型计算机PLC实现继电保护和控制系统的操作，大大提高系统的自动化水平和可靠性，同时更加便于系统的集中控制和监测，方便了系统的信息化管理，大大降低成本，提高了工作的效率，具有一定的推广意义。
随着社会对自动化程度要求的不断提高，各种智能型的系统设备也不断出现，而供配电系统是一切自动化和智能型系统设备的基础。通过实际的项目案例分析，把PLC应用在低压配电监控系统，为低压配电控制系统遥控、遥测、遥信提供了可靠的平台，符合未来智能型低压配电系统的发展方向。

圆网印花机是一种使用圆形镍网在白色坯布上可连续印制各色图案专用加工设备，工作原理类似套色印刷机，整机包括进布、主机、烘房、落布这四大部分，主机部分是由主电机经蜗轮蜗杆减速机后带动一直径约450毫米（长由1.8米到3米不等）辊子,辊子带动厚两毫米多的聚氨脂导带转动,由直径较小的被动辊拉紧导带,使与辊子导带间无打滑,导带在两辊间形成一平面,坯布被贴紧导带经由色网到后一色网位而进入烘房将布烘干。只要网子与导带严格同步，且网子间任意时刻相位没有误差，则可以在高速运动中（高速为120米/分）严格保持0.1毫米的印花精度(这也是印花导带的高精度)。与数控技术在机床中应用一样，先进的圆网印花机用网头单电机驱动技术淘汰了落后的机械减速箱长轴传动的方式，克服了原机械传动间隙和磨损对印花的影响。与数控加工技术相比，他是一种高速高精度同步技术，升降速不能有明显的速度和位置误差。而不能象数控那样有时需降低进给速度来保证较小的误差。全伺服圆网印花机是指主电机与网头独立传动电机均采用伺服电机，而进、出布电机是采用变频电机拖动。
德高的圆网印花机电控系统由两大部分组成，基于底层开发的先进电子技术实现的高速高精度同步运动控制，使网头电机（步进或伺服驱动）jingque跟踪布速（通过高分辩率编码器测主辊角速度间接得到）。实现套色印花。变化的位置信息因快10微秒系统就可在线处理。因此可使一秒内车速由80米/分降为零都不会产生多大位置误差，这一点在国内是唯一能同国外先进系统相比的。另一大部分是由通用PLC实现的整机由进布到出布同步拖动控制及操作控制，以触摸屏完成速度模拟条显示，升降速的不同速度段快捷键一键操作，及故障滚动显示。界面如图1所示。

图1
系统的逻辑动作较为简单，PLC程序没什么难度，此处只举一例，供大家参考，整机除可用触摸屏操作外，仍保留按扭操作，按扭中常用的为启/停按扭，为了减少外部连线并节约PLC的输入口，我们在如停车状态时需要操作的圆网自转开/停按扭，采用了单按钮操作，即次按下为开，在按一次为停。现以FX系列PLC为例说明实现方法，此处是采用计数器法。假设输入按钮接在X001，输出为Y001，梯图为图2示：

图2
其中PLSY发脉冲指令在FX系列PLC中只能从Y0输出，此一点因PLC不同而不同。

图3
系统的同步控制我们采用了两种方式；种方式较为简单，技术要求低用模拟电压为给定控制主伺服电机和进落布烘房变频器的给定（原理如图3示），为使线速度一致采用数字式同步控制器实现同一主给定下各路不同比例输出（价格比PLC专用D/A模块便宜，输出模拟电压为12位D/A，精度也足够，除主电机外，进落布取调节布张力的松紧架信号（实质为±5V供电的电位器），因此同步器的数学表达式可描述为：Ui=Um*Ki+Uf*Kfi（输出高电压为10V，其中：Ui为第i路输出，Um为主令电压，Ki为第i路输出比例系数，Uf为该路反馈电压，Kfi为反馈系数）,实际调试中为使布受的张力均匀，特别是升降速时同步效果好，除松紧架反馈系数合适外，还要注意变频器的升降速时间参数设不可太长，以免反馈信号作用后反应时间太慢造成同步不好。我们选用的同步器带外部升、降数字信号输入，即UP与DOWN与其相应的地接通可使输出电压升高和降低，因给定为内部数字给定，使输出模拟电压稳定性很好，再采用伺服电机驱动从而保证了主传动的稳定。这里值得一提的是我们采用了主伺服电机驱动器上编码器输出差分信号，来测量主电机的速度，实现自动按设定速度升降速，自动停车，自动判断导布速等功能，所有参数可通过触摸屏进行参数的修改，如升降速时间，导布速调节。伺服驱动编码器接口到PLC的接口电路如图4示，不仅实现了隔离，且完成信号类型和电平转换。
FX2N系列有高速脉冲输入口，用SPD指令可以完成对速度的测量，要注意的是用于速度控制要留有误差带，不然会引起速度的振荡。

图4
第二种方案是采用总线通过通讯控制完成坯布输送的同步，从而省去同步控制器。完全的数字化控制，不仅减少了连线，系统的可靠性和抗干能力都大大提高。而且伺服或变频器的故障原因可直接在触摸屏显示出来。系统框图如图5示。其中松紧架的反馈信号则送入变频器，实现对主令速度的微调整，反馈系数可直接在变频器设置或在触摸屏设置，用485总线送入变频器。不管采用什么品牌的PLC为得到良好的实时特性和同步的一致性，避免因通讯的延迟在升降速过程对电机同步的影响，我们采用中断控制的方法，效果是很好的。欧母龙的通讯有专用指令很简单，在此不再赘述。

图5
后再谈谈系统中的另外一个特色，先推出独立传动系统时采用的是单片机作为主机，已经有了彩色触摸屏了，整机拖动部分采用PLC后，刚开始的改造我们采用了增加一个PLC专用的触摸屏。随后为了使整机能够合二为一，我们选用了两种方案。主要区别是用谁来做主机。是单片机还是PLC，不管用什么方法，都要完成单片机同PLC的通讯。如用单片机作为主机，易于大量参数的存储，这样PLC就成了下位机了，在主机上增加有关PLC操作及参数设置的画面，信息参数经单片机通讯至PLC就可以了。当然这一技术的关键是要清楚所使用PLC的通讯协议，欧母龙的通讯协议是开放的。直接可从编程手册中获得。以三菱FX2N系列PLC为例：表1为PLC专用专用协议通信的指令。
表1
指令 注释
BR以1点为单位，读出位元件的状态
WR以16点为单位，读出位元件的状态；或以1为单位，读出字元件的值
BW以1点为单位，写入位元件的状态
WW以16点为单位，写入位元件的状态；或以1为单位，写入值到字元件
BT以1点为单位，置位/复位（SET/RESET）位元件
WT以16点为单位，置位/复位（SET/RESET）位元件，或写入值到字元件
RR控制PLC运行（RUN）
RS控制PLC停止（STOP）
PC读出PLC设备类型
TT连接测试
注：位元件包括X、Y、M、S以及T、C的线圈等；字元件包括D、T、C、KnX、KnY、KnM等
FX系列PLC通讯协议规定PLC无论在运行还是在停止时，都可以接收上位机的4种监控命令，每种命令用唯一的命令码标识，如表2示
表2
监 控 命 令 命令码 目 标单 元 说 明
读取单元 30HX、Y、M、S、T、C、D 成组读取目标单元的状态
写入单元 31HX、Y、M、S、T、C、D 成组写入数据到目标单元
单元置位 37HX、Y、M、S、T、C 置位目标单元的映像寄存器
单元复位 38HX、Y、M、S、T、C 复位目标单元的映像寄存器
PLC与单片机之间是以报文方式进行数据传输的，数据传输单位为帧。表3给出了通讯中所用到的控制字符。
表3
控 制 字 符 ASCII 说明
ENQ 02H询问：主机向PLC发送的请求通信信号
ACK 06H确认：PLC对主机返回的肯定应答信号
NAK 12H否认：PLC对主机返回的否定应答信号
STX 02H文始：表示报文正文开始
ETX 03H文终：表示报文正文结束
命令帧采用和校验（SumCheck）方式检错，格式如图6示
起始标志 命令码 数据区结束标志 和校验值
STX CMD DATA ETXSUM
UPPERSUM
LOWER
1个字符
1个字符
多个字符
1个字符
1个字符
1个字符
图6
通讯时，单片机先向PLC发送询问（ENQ）信号，请求通讯并等PLC响应。PLC接收到该字符后，若通讯正常，PLC应答信号为确认（ACK），否为（NCK）。单片机收到确认信号便可发送相应命令并等PLC应答，如此可以完成单片机对PLC的控制。
我们用PLC和自主开发的运动控制系统组成的全伺服圆网电控系统，在国内使用多套，用户反映良好，把先进电子技术应用到传统印染装备行业，提高了装备水平，也使我国色布出口提高了竞争力，且与国外系统比，价格低廉，非常适合国情。