6ES7312-5BF04-0AB0使用手册

，现有集中供热面积1700万m2，由2个热源单位供热，分别是发电公司、泰山热电公司，另有四座事故备用锅炉房，共有2个中继泵站、270余个换热站，承担着大连市约15万户的供暖。集中供热由二个热源分别供给，二个热源的主干管已联成环状，主干管之间设隔离门，运行方式目前为双热源独立运行。该项目从2012年6月开始实施，现以对80余个换热站进行改造，原有换热站在循环泵及补水泵系统增加了变频器，并增加流量、温度、压力传感器，以西门子公司生产的PLC（可编程控制器）作为主控设备。

　　1、工作原理

　　1.1变频器工作原理

　　主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。

　　1.2PLC工作原理

　　PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

　　PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式：⑴每次扫描过程，集中采集输入信号，集中对输出信号进行刷新；⑵输入刷新过程，当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入；⑶一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷新；⑷元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。⑸扫描周期的长短由三条决定：①CPU执行指令的速度；②指本身占有的时间；③指令条数，现在的PLC扫描速度都是非常快的。⑹由于采用集中采样，集中输出的方式，存在输入/输出滞后的现象，即输入/输出响应延迟。

　　2、配置组成

　　2.1系统组成

　　该系统由可编程控制器（PLC）、输出继电器以及触摸屏监控画面组成。

　　2.2硬件组成

　　以西门子公司生产的可编程控制器（PLC）为主控设备，本系统硬件型号如下：

　　电源模块： 6ES7 307-1EA01-0AA0

　　CPU模块： 6ES7 314-1AG14-0AB0

　　以太网通讯模块： 6GK7 343-1CX10-0XE0

　　开关量输入： 6ES7 321-1BH02-4AA1

　　开关量输出： 6ES7 322-1BH01-4AA1

　　模拟量输入： 6ES7 331-1KF02-4AB1（8通道）

　　模拟量输出： 6ES7 332-5HF00-4AB1（8通道）

　　输出继电器： 欧姆龙 DC 24V

　　2.3软件组成

　　系统的软件是由编程软件STEP 7，组态软件wincc comfort。本系统触摸屏画面是用西门子公司的wincc comfort画成，系统主要由以下画面组成：主画面、一次网参数总览、二次网参数总览、循环泵补水泵操作、调节阀控制、系统画面、清零操作、巡检记录、内部参数。

3、功能介绍

　　3.1变频器功能

　　传统的换热站内二次网循环泵都是以孔板或者阀门调节来控制泵出口流量及压力，对设备损耗、电能的浪费以及人力要求很高。对外部流量的调节造成很大的困扰。

　　变频器的使用可以选择根据外部要求进行简易调节，通过设置频率达到控制循环泵的转速，进而达到控制泵出口流量及频率或者通过压差控制方式控制泵的出力，达到节能（节电）的效果。传统的换热站内二次网补水泵的控制方式都是以压力指针判断泵的启停，频繁的操作造成设备的损耗及人力的浪费。变频器对补水泵的使用是以恒压控制方式控制，当补水压力即循环泵入口压力低时进行补水，恢复需要压力时停泵。

　　以大连大发供热公司一年的采暖期为比较，使用变频前与使用后作为比较，节约电能20%—40%。

　　3.2 PLC功能

　　PLC系统主要针对换热站相关设备进行设备控制，数据采集控制，及监视等。换热站系统控制设备一般有：循环泵、补水泵，以及调节流量的调节阀等。显示温度、压力、流量等各种参数。远程控制循环泵以及补水泵的启停、手动控制调节阀的开度、自动定压补水、调节阀自动定温调节开度、循环泵自动定温调节频率、考察看站人员的工作情况。

　　PLC的选用可以实现工艺控制的自动化，由CPU、输入/输出模块接收测量信号（如温度，压力，流量等转化来的电信号）、远程扫描模块、中间继电器、光电转换模块等组成，通过专用软件编程（梯形图或语言命令），利用网络（以太网或局域网等）实现对执行元件（如阀门的开闭，马达的启停，调速等）的控制来达到供热平衡的目的。

　　4、结束语

　　变频器结合PLC在换热站的应用，在集中供热行业已经形成一种趋势，并且日趋完善。这种自动控制系统的应用，在节约电能、降低运行成本的同时，依靠其简易、稳定的运行已经慢慢为广大供热企业所接受。

PLC应用知识问答：继电器电路图移植为梯形图的方法
本文介绍了将继电器电路图直接转换为PLC的梯形图，PLC的输入电路与梯形图的关系，用PLC的定时器实现时间继电器功能的方法，和在PLC 外部设置硬件互锁的问题。
问：怎样将继电器电路图直接转换为PLC的梯形图？
答：继电器电路图是一个纯粹的硬件电路图，改为 PLC 控制时，需要用 PLC 的外部接线图和梯形图来等效继电器电路图。在“一变二”的转换过程中，可以将PLC想象成一个继电器控制系统中的控制箱，其外部接线图描述了这个控制箱的外部接线，梯形图是这个控制箱的内部“电路图”，梯形图中的输入继电器和输出继电器是这个控制箱与外部世界联系的“接口继电器”，这样就可以用分析继电器电路图的方法来分析 PLC 控制系统。在分析梯形图时可以将梯形图中输入继电器的触点想象成对应的外部输入器件的触点或电路，将输出继电器的线圈想象成对应的外部负载的线圈。外部负载的线圈除了受梯形图的控制外，还可能受外部触点的控制。
首先应了解和掌握被控设备的工作原理、工艺过程和机械的动作情况，设计的步是定PLC的输入信号和输出负载，在此基础上画出 PLC 的外部接线图。
继电器电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构用PLC 的输出继电器来控制。按纽、操作开关和行程开关、压力继电器等的触点接在PLC的输入端。继电器电路图中的中间继电器对应梯形图中的辅助继电器，时间继电器对应梯形图中的定时器。
画出PLC的外部接线图后，同时也确定了PLC 的各输入信号和输出负载对应的输入继电器和输出继电器的元件号，为梯形图的设计打下了基础。 
问：将继电器电路图转换为梯形图时，PLC的输入电路与梯形图有什么关系？
答：在 PLC 的外部输入电路中，各输入端可以接常开触点或常闭触点，也可以接触点组成的串并联电路。PLC不能识别外部电路的结构和触点类型，只能识别外部电路的通断，外部电路接通时对应的输入继电器为ON，梯形图中的常开触点闭合，常闭触点断开，反之亦反。如果将继电器电路中的触点或触点组成的电路接到PLC 的输入端，在梯形图中它们与对应的输入继电器的常开触点相对应（见图1～图3）。
假设图1中的SB1和SB2的常开触点在继电器电路图中只出现了一次，可以将它们并联后作为PLC的一个输入信号。在梯形图中，X0的常开触点对应该并联电路，X1的常开触点对应SB3的常闭触点。如果在继电器电路中还有SB3的常开触点，在梯形图中它对应X1的常闭触点。
设计输入电路时，应尽量采用常开触点，如果只能使用常闭触点，梯形图中对应触点的常开/常闭类型应与继电器电路图中的相反。
在设计梯形图时应遵守梯形图语言中的语法规定，例如在继电器电路图中，触点可以放在线圈的左边，也可以放在线圈的右边，但是在梯形图中，线圈和输出类指令（如RST、SET指令等）必须放在电路的右边。
问：继电器电路中的时间继电器与PLC的定时器有什么区别？
答：时间继电器是用硬件实现的，其费用与个数成正比。PLC的定时器主要是用软件实现的，硬件时钟只提供几种时基（基准时间脉冲列），通过对时钟脉冲的软件计数，达到定时的目的。现代的小型 PLC 一般都可以提供上百个定时器。与时间继电器相比，定时器具有硬件费用低、可靠性高、定时准确、重复精度高等优点。