西门子泸州PLC模块总代理商

基于和利时LM系列PLC的气体分析预处理系统可以为气体分析系统提供符合要求的采样气体。实践证明，取样气体预处理效果良好。取样气体经预处理装置后，达到了降温、除水、除干扰组份的目的，投运后运行稳定，在线分析响应时间常量分析小于30秒，微量分析小于40秒。取样气体测量准确，能够迅速和正确反映工况，同时仪器的故障率与维修量大为下降，保证了气体分析系统的长周期稳定运行，为终客户的安全生产、稳产、高产、降耗等起到了重要作用。

1 气体分析预处理技术概述

本文介绍和利时LM系列PLC在四路巡检气体分析预处理系统中的应用。基于和利时LM系列PLC和HT6000系列触摸屏的气体预处理系统因其可靠性高、自动化水平高、预处理质量稳定、人机界面友好等特点在得到了广泛的应用。

传统的分析方法如化学分析法、气相色谱法较多采用人工采样法。人工采样法的特点是采用人工取样的方式，抽取某一时点的样气进行分析。其缺点显而易见：

（1）必须对气体进行人工取样，在实验室进行分析，其中操作者的操作技能对分析的精度有很大影响；

（2）只能单一成份地逐个进行检测分析，不具备多重输入和信号处理功能；

（3）分析费时费力，响应速度慢，效率低，难以实时地反映工况信息。

在现代气体分析仪器的设计中，主要包括两种设计方案。一种是以分离器件和小规模集成电路为基础的模拟信号处理方案，这类仪器主要应用于功能简单的小型仪器，它们一般只能进行简单的测试，由于仪器内部没有专门的功能软件，所以无法完成更进一步的数据处理和计算功能，这类产品一般都做成便携式仪器，间断的对气体进行取样检查。第二种方案是以单片机技术为基础的数字电路处理方案，这类仪器在进行信号处理和数据通讯方面具有较高的灵活性，在气体分析仪器行业中处于主流地位，已基本能够完成必要的数据处理和运算功能。对于一些具有高集成的单片机系统，它具有更全面的功能。但是对多种组份、多路通道、恶劣环境的气体测量要求，对采样气体需要进行必要的预处理的应用要求，以单片机技术为基础的气体分析仪在设计时存在着较大的难度。针对第二种方案的不足，我们把气体分析预处理系统单独分离出来，用成熟灵活的PLC系统来设计。

气体预处理系统是可靠性和稳定性要求高的气体分析子系统，其性能直接决定了采样气体的质量。基于PLC的气体预处理系统可以实现气体的自动连续采样。采用不同测量方法的气体分析系统都由采样预处理系统和分析仪表两部分组成。采样探头将被测气体从烟道或管道中引出，并送入预处理系统进行气体预处理，然后连续送入仪器的气体室中，分析仪器通过不同的方法完成气体浓度的测量。采样预处理系统完成气体的采样工作，其基本原理分为正压和负压两种，由PLC完成各管路电磁阀和电动阀的时序动作。

2 气体分析预处理控制系统硬件设计

气体分析辅助系统由以PLC为核心的控制机柜、执行机构、声光报警和一次、二次外围元件组成，控制柜里配置有PLC、报警继电器、泵、阀等。每一路输出通道都有与之相对应的流程指示灯，可以检查某一通道的当前工作情况，而且系统具有自动巡检和手动功能。

本系统的CPU模块选用和利时LM系列PLC的LM3107E模块，模块本体上集成12点数字量输入和8点继电器输出，还有2路模拟量输入和1路模拟量输出。系统采用LM3223扩展8通道继电器输出。系统中显示部件采用和利时HT7700T触摸屏，通过串口以ModbusRTU的协议与PLC的RS232串口通讯，通过触摸屏可以对气体预处理系统的各个通道进行手动和自动操作、参数设置、报警显示、气体含量显示及曲线绘制等。触摸屏的以太网口可以与上位计算机进行通信，采用ModbusTCP协议进行远程管控。

NC 编程
840D 系统的 NC 编程符合 DIN 66025标准(德国工业标准)，具有语言编程特色的程序编辑器，可进行公制、英制尺寸或混合尺寸的编程，程序编制与加工可同时进行，系统具备1.5兆字节的用户内存，用于零件程序、刀具偏置、补偿的存储。

PLC 编程
840D 的集成式 PLC *以标准 sIMAncs7模块为基础，PLC 程序和数据内存可扩展到288KB，u/o 模块可扩展副2048个输入/输出点、PLC 程序能以*的采样速率监视数据输入，向数控机床发送运动停止/起动等指令。
操作部分硬件840D 系统提供了标准的PC  软件、硬盘、奔腾处理器，用户可在Windows98/2000下开发自定义的界面。此外，2个通用接过  RS232可使主机与外设进行通信，用户还可通过磁盘驱动器接口和打印机并联接口完成程序存储、读入及打印工作。

显示部分
840D 提供了多言种的显示功能，用户只需按一下按钮.即可将用户界面从一种语自转换为一种语言，系统提供的话言有中文、英语、德语、西班牙语、法语、意大利语：显示屏上可显示程序块、电动机轴位置、操作状态等信息。

西门子数控系统的基本构成
SIEMENS 用于数控系统的 HMI 软件西门子数控系统有很多种型号，首先我们来观察一下802D   所构成的实物
图，SINUMERIK 802D 是个集成的单元，它是由 NC 以及 PLC 和人机界面(HMI)组成，通过 PROFIBUS 总线连接驱动装置以及输入输出模板，完控制功能。而在西门子的数控产品中有特点，有代表性的系统应该是840D 系统。因此，我们可以通过了解西门子840D 系统，来了解西门子数控系统的结构。首先通过以下的实物图观察840D 系统。

 · PLC采用循环执行用户程序的方式。OB1 是用于循环处理的组织块（主程序），它可以调用别的逻辑块，或被中断程序（组织块）中断。
·在起动完成后，不断地循环调用OB1，在OB1 中可以调用其它逻辑块(FB, SFB, FC 或SFC)。
·循环程序处理过程可以被某些事件中断。
·在循环程序处理过程中，CPU 并不直接访问I/O模块中的输入地址区和输出地址区，而是访问CPU 内部的输入/输出过程映像区（在CPU的系统存储区）

如果PLC通过与变频器进行通讯来进行信息交换，可以有效地解决上述问题，通讯方式使用的硬件少，传送的信息量大，速度快，等特点可以有效地解决上述问题，另外，通过网络，可以连续地对多台变频器进行监视和控制，实现多台变频器之间的联动控制和同步控制，通过网络还可以实时的调整变频器的参数。

SIMATIC HMI 基础面板的性能经过优化，旨在与这个新控制器以及强大的集成工程组态*兼容，可确保实现简化开发、快速启动、监控和i高等级的可用性。正是这些产品之间的相互协同及其创新性的功能，帮助您将小型自动化系统的效率提升到一个*的水平。 

信号模块可以连接到CPU的右侧，进一步扩展数字或模拟输入/输出能力。CPU 1212C接受两个，CPU1214C接受八个信号模块。 

大量不同的数字量和模拟量模块可提供每种任务所需的输入/输出。数字量和模拟量模块在通道数目、电压和电流范围、隔离、诊断和报警功能等方面有所不同。 对于在此列举的所有模块系列，SIPLUS 部件也可应用在扩展温度范围 -25 - +60℃ 以及腐蚀性环境/冷凝环境中。 

信号模块 

集成PROFINET接口 

SimaticS7-1200的新CPU固件2.0版本支持与作为Profinet IO控制器的Profinet IO设备之间的通信。通过集成的Web服务器，可以通过CPU调用信息，通过标准网络浏览器处理数据，也可以在运行时间从用户程序中对数据进行归档。 

利用已建立的TCP/IP标准，SIMATIC S7-1200集成的PROFINET接口可用于编程或者与HMI设备和额外的控制器之间的通信。作为PROFINET IO控制器，SIMATIC S7-1200现在支持与PROFINET IO设备之间的通信。

 该接口包含一个具有自动交叉功能的抗噪声的RJ45连接器，它支持以太网网络，其数据传输速率高达10/100 Mbit/s。 

 S7- 400的许多器件也可用于外部环境条件SIPLUS版本，例如：扩展温度范围（-25+60°C）和在恶劣环境/冷凝条件下使用。
S7- 400的高速背板总线确保集中式I/ O模块的高速通讯。
设计和功能
模块化
S7 - 400的一个重要特点是它的模块化。S7- 400的高速通讯背板总线和允许直接插入CPU集成的DP接口，允许多条通讯线路的高性能运行。例如，把一根总线用于HMI通讯和编程任务，一根总线用于高性能运动控制，一根总线用于普通I / O现场总线通讯。
此外，也可以实现另外连接到MES-/ERP系统或通过SIMATIC IT连接到互联网的需要。根据任务情况，可对S7 – 400进行集中扩展或分布式配置。附加设备和接口模块也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可实现分布式扩展。如果需要，也可以使用通讯处理器（CP）。
设计
设计一个S7 - 400系统基本上包括机架，电源，和中央处理单元。它可以以一个模块化的方式安装和扩展。所有的模块都可以自由地放置在左侧插入的电源旁边。S7- 400具有无风扇的坚固设计。信号模块可以热插拔。一个多层面的模块范围可用于中央扩展以及具有ET200的分布式拓扑结构的简单配置。
在集中式扩展中，额外安装机架直接连接到中央控制器。
除了标准的安装机架，也提供9槽和18槽铝合金安装机架。这些铝机架可以很高地耐受不利环境条件，紧固耐用，重量轻25％左右。
多值计算
多值计算，也就是在一个S7- 400中央控制器中的几个CPU的同时操作，为用户提供不同的益处：
可通过多值计算共享的S7 - 400的整体性能。例如，在技术复杂的任务中，如开环控制，可以将计算机或通讯分割和分配给不同的CPU每个CPU分配给自己的，用于此目的本地输入/输出。
有些任务也可以从每个多值计算方式中断开，一个CPU处理关键时间的处理任务，另一个处理非关键时间的任务。
在多值计算操作中，所有的CPU的运行行为像一个CPU，也就是说，当一个CPU进入STOP状态，其他的也停止。几个CPU的动作可以通过同步指令选择性地协调调用。此外，CPU之间的数据交换通过高速的全局数据通讯机制。
数据/程序存储器
从精细分级的各种CPU中选择合适的CPU取决于集成工作存储区的大小。集成装载存储器（RAM）足以满足中小型企业方案。对于大型程序，通过插入RAM或FEPROM存储卡增大装载内存（64 KB到64 MB）。
特殊功能
S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能：
从工程工作站通过网络更新固件实现更简单和快速的升级
通过一个系统功能实现额外的写保护（例如没有从PC器件下载到CPU）
集成的路由功能允许在不同总线系统和网络访问数据记录，例如控制级PC可以通过S7 -400控制器与连接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的现场设备进行通讯。
通过读取存储卡的序列号获得保护，因此，保证了程序只与特定的存储卡一起运行
集成的路由功能允许在不同总线系统和网络访问数据记录，例如控制级PC可以通过S7 -400控制器与连接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的现场设备进行通讯。
S7-400 信号模块
SIMATIC S7-400 信号模块
描述
信号模块是控制器进行过程操作的接口。许多不同的数字量和模拟量模块根据每一项任务的要求，准确提供输入/输出。数字量和模拟量模块在通道数量、电压和电流范围、电绝缘、诊断和警报功能等方面都存在着差别。S7-400 信号模块不仅是能够在中央机架扩展，而且可以通过 PROFIBUS DP 连接到 S7-400 中央控制器。支持热插拔，这使更换模块变得极其简单。
设计和功能
安装简便
通过前连接器连接传感器/执行器。更换模块后，只需将前连接器插入相同类型的新模块中，并保留原来的布线。前连接器带自动编码功能可避免发生错误。S7-400 也可以检测前连接器是否已插入。
快速连接
SIMATIC TOP 连接使连接变得更加简单、快速。可使用预先装配的带有单个电缆芯的前连接器，和带有前连接器模块、连接线缆和端子盒的完整插件模块化系统。
高组装密度
模块中为数众多的通道实现了节省空间的设计。例如，可使用带有 16 至 32 个数字通道和 8 至 16 个模拟通道的模块。
简单参数设置
使用 STEP 7 对这些模块进行组态和参数设置，并且不需要进行不便的转换设置。数据进行集中存储，如果更换了模块，数据会自动传输到全新模块，避免发生任何设置错误。使用新模块时，无需进行软件升级。可根据需要复制组态信息，例如用于标准机器。
诊断、中断
许多模块还会监控信号采集（诊断）和从过程（过程中断，例如边沿检测）中传回的信号。这样便可对过程中出现的错误（例如断线或短路）以及任何过程事件（例如数字量输入时的上升沿或下降沿）立刻做出反应。使用 STEP 7，即可轻松对控制器的响应进行编程。在数字量输入模块上，每个模块可以触发多次中断。
S7-400 功能模板
功能模板
描述：
多种S7-400 系列 功能模板可以进行模块定制来满足多变的任务。
除了带有集成功能和接口的 CPU，还有丰富的采用 S7-400 设计的特殊模块供技术使用。

它完成电压和电机运行状态监测，实时进行逻辑判断，发出电机分批自启动指令。CPU313有4种操作选择：RUN—P、RUN、STOP和MRES运行方式。
2、模拟量输入模块SM331(8路输入)。它把电压变送器输入的4-20mA的模拟量转换为数字信号，并将数字信号送到PI，C的控制单元，以供PLC做出电压判断。
3、数字量输入模块SM321。16路输入2个，32路输入1个，完成62台电机运行状态监测和PLC电机分批自启动系统运行、调试状态监侧，电机运行状态信号通过电机操作回路中的接触器辅助接点接至该模块。
4、数字量输出模块SM322(输出8路)。接受PLC控制单元的指令，完成电机驱动信号输出，通过出口中间继电器，驱动电机操作回路，完成电机分批自启动。
 

算机与可编程控制器建立起在线连接后，即可以利用软件检查、设置和修改PLC的通信参数。步骤如下：

（1）单击浏览条中的系统块图标，或从“视图（View）”菜单中选择“系统块（System Block）”选项，将出现系统块对话框。

（2）单击“通信口”选项卡，检查各参数，确认无误后单击确定。若须修改某些参数，可以*行有关的修改，再单击“确认”。