西门子崇左PLC模块总代理商

1 存在的问题 

在水泥生产线上的各个控制环节，PLC作为局部工艺线核心控制单元的应用已不胜枚举，比如窑、磨的辅助控制，各类高低压电动机的控制、各类除尘设备的控制、各类仪表检测单元的控制等等。但在应用的过程中，不少企业尤其是中小企业经常遇到以下问题：一是控制装置大多是配套供应商开发的成套装置，配套的说明书都比较简陋，操作方面的内容较为详细，但对PLC的配套原始资料和梯形图（时序）则往往不予介绍提供，一旦出现问题，企业自身技术人员则往往束手无策；二是所选用的PLC基本上是进口产品，器件出现硬故障后订购周期较长，容易影响生产，而就近所能购置到的品牌又往往不是原来品牌，受自身设备水平限制难以实现自我替换；三是各企业电气维护人员水平参差不齐，中小企业的技术人员大多不具备一定的时序编制基础，没有相当的调试能力，对软故障的处理常无可奈何；四是所用PLC品牌较多，难以配齐手操编程器；五是个别供货商借机敲诈，以站不住脚的“保护知识产权”为由索要数倍的高价，企业难以承受。其实，从PLC 本身而言，只不过是一种在当今电气控制领域运用相当普遍的器件而已，已不再是不可掌握的高技术产品。以下笔者结合自身经历介绍PLC替换的一些经验和具体事例。  

2 PLC概述及替换基本原则 

工业用PLC的核心部件是CPU及内存RAM、电源板（DC12/24V）、电池、接口模块、继电器（无触点开关）等，一般还包括发光管/显示屏、I/O 输入输出端子、程序模块和PC电缆的接口、键盘等。现在水泥生产线上通常应用的PLC分为两个大类：一是功能较单一、结构简单的小型（基本型）PLC，无 I/O扩展能力；二是功能强大、点数较多、带有扩展槽的高性能的中、大型PLC，有I/O扩展能力。在中小型水泥生产线和自动化水平不是很高的自控场合，基本上采用小型PLC，特别是单机除尘器、大风机调速控制、预热器吹堵清灰等控制功能单一的环节，小型PLC的应用十分普遍。从PLC的品牌来看，西门子、三菱、欧姆龙、AB、ABB等用的比较多；从结构性能来讲，大同小异，但互换性存在一定的问题。当确定在用的PLC本体出现故障时，我们要判断出所出故障是硬件受损还是软故障，软故障可采用手操编程器和PC机依照程序（梯形图）进行诊断恢复，硬件受损必须更换受损部件甚至是整台PLC。在整台更换过程中要注意几个问题：首先要考虑选用同一品牌同型号的，PLC不同于一般开关控制电器，需将所需时序通过PLC通讯口输入后方能投入使用，这要配备OP（手操编程器）和PC机方能实现，这是普通维护人员办不到的；其次要考虑在没有同型号的情况下选用功能相近的同一品牌的替代，若没有同一品牌的则选用功能相近的不同品牌的，但要特别注意电源电压等级一致性，I/O口数量不得少于原配PLC，原来应用所编时序可在新换PLC上运行，还有必要的外围电路的相应改造等等。 

3 Φ3.5/3m×60m窑窑尾玻纤袋除尘器PLC的替换实例 

2001年5月，我厂Φ3.5/3m×60m余热发电窑窑尾玻纤大布袋除尘器控制柜内核心元件——美国AB公司生产的固定式 PLC（SLC5001747－L30C）出现故障，经有关技术人员诊断CPU板损坏，除尘器只能手动操作，经与供货商联系，因国内无现货、供货周期太长、要价太高而只能作罢。 

玻纤袋收尘控制PLC原工作顺序如下： 

1）PLC上电自检完毕后，按照卸灰1室→卸灰2→卸灰3室→卸灰4室，依次类推到8室，卸灰基准值为3min，每室工作间隔5s，卸灰完毕后，反吹风机启动，持续30s。 

2）进入清灰状态 

室排气反吹阀开启，然后零阀开启，反吹基准值为30s，零阀关闭延续1min沉降粉尘，然后室排气反吹阀关闭。 

第二室排气反吹阀开启……依此类推持续到第八室。 

3）各室清完灰后进入大间隔30min，而后进行再次循环重复以上工作。   

我们在此情况下决定选用就近可以购买得到的三菱PLC替代，重新编程并对

外围电路加以局部改造，具体改造方案概述如下： 

1）根据AB公司SLC500的结构特点、供电电压（AC120/240V双组）和除尘器控制所用实际I/O口的数量，决定选用三菱公司的MELSECF1－60MR（AC110/220V）取代，其各项指标完全能够满足要求。 

2）重新编制时序（略），并根据车间要求将PLC工作时序加以改动，具体改动如下：卸灰状态在重复4遍后再进入反吹清灰状态，清灰完毕后取消大间隔30min而直接再进入卸灰状态，如此进行工作循环。 

3）经程序调试和外部线路改造后一次试机成功。 

治理大气污染，必须有准确可靠的监测仪器和系统来保证。烟气连续监测系统CEMS在国内越来越多的满足广大用户需求。在一些大型的重点项目和企业中应用 CEMS，结合环境监测仪器、ABB PLC和杰控FameView软件，完善烟气连续监测系统，对促进高技术在监测仪器中的应用，具有很重要的意义。

CEMS中有很多种监测方法：比如烟气SO2自动分析仪的原理有电导法、非分散红外吸收法（动态范围较窄）、紫外吸收法、紫外荧光法、火焰光度法和定电位电解法。采用方式主要有：（1）直接抽气采样法（2）稀释抽气采样法（包括烟道内稀释和烟道外稀释，占85.5%，主要为欧美产品）；（3）在线直接测量法；（4）定电位电解法。

CEMS环保行业有两个典型的特点： 

　　·一是典型的SCADA应用；

　　·二是数据及报表处理比较复杂。

　　·ABB AC500 PLC 和FameView在这两方面做的为出色；

　　·ABB PLC集成有MODBUS 主、从协议，通讯灵活；

　　·可配置的开关量、模拟量模块，集成简单；

　　·AC500的模块和端子分离，预接线方便；

　　·FameView强大而简单的数据库连接功能，存储各种数据到各种数据库中；

　　·根据需求能提供各种打印报表；

　　·能通过宽带/ADSL/GPRS/CDMA/电话拨号向中心站提供实时数据和历史数据；

　　·提供中心站软件，能接收和管理100个分站的数据；

　　·FameView近三年已成功应用到900多套CEMS子站和多个中心站。

AC500 PLC的部分开关量通道可以通过软件设为输入或输出，这大大的方便了用户的使用和适应现场的变化。而模拟量模块上的每个通道都可以根据用户的需求接入：电流，电压和热电阻信号，可以在同一个模块上接入各种不同的分析信号，简化了系统。 

近年来，由于CEMS系统的要求越来越高，使得“组态软件+PLC”的组合模式在CEMS系统中的应用越来越广泛，并已逐步取代以前惯用的“上位软件+单片机+板卡”，成为CEMS系统中实现数据采集及控制的。

FameView组态软件和ABB公司的AC500系列PLC共同开发的CEMS系统，以其高效稳定的通讯能力和强大的数据处理能力，逐渐为业界所认可。

AC500系列PLC是ABB公司的产品，其中烟气上用了一款CPU是PM571，它的特点是： 

　　1、24VDC供电，64K程序内存，1K字节指令执行时间0.3mS；

　　2、用户程序密码保护，支持多任务、浮点运算；

　　3、集成RS232/RS485、以太网RJ45；

　　4、CPU面板上能显示状态、诊断信息；

　　5、串口直接支持MODBUS 主、从协议

　　6、支持多种语言编程FBD、IL、LD、ST、SFC、CFC

　　7、可以用SD卡扩展128M的数据空间

在没有上位监控子站的系统中，AC500 PLC的串口除了可以作为Modbus通讯外，还可以通过Modem 直接和GPRS 等系统相连，并可以在就地用SD卡储存高达128M 的历史数据。

系统概述： 

烟气污染物排放总量数据监测系统（CEMS），根据使用需要的不同，可以选择不同的测量参数（如：SO2、NOX、CO、CO2、O2、颗粒物、温度、压力、流速、湿度等）。这些参数数值一般由各类分析仪采集烟道中气体进行测量分析后传送到上位机，由上位机对其进行处理、运算、存储、报表等。同时，上位机还要作为服务器与环保行政主管部门进行远程通讯，向其提供数据。

污染源在线监控系统由专用数据处理软件和采集传输系统两大部分构成。系统拓朴结构如下图：