西门子丽水PLC模块代理商

　　一.概述

　　在商用制冷系统中压缩机的控制大都采用机械式控制，众所周知，机械式控制存在着许多不足，如：体积庞大，接线麻烦，不易维护，同时控制精度差，致使制冷系统中制冷剂的压力波动太大，造成制冷效果差，冷藏食品解冻受损，给用户造成巨大的经济损失。

　　近年来市场上也出现了一些采用单片机，工控机控制的控制器。但是，采用单片机开发的控制器由于抗干扰能力差，人机界面不够友好，操作繁琐，给用户带来了很多麻烦，所以，也没有得到普及。而采用工控机控制的控制器由于大多是国外引进的产品，全英文界面，不仅操作繁琐，而且价格昂贵，大多数用户不能接受。因而也得不到推广，本文介绍的控制器正好填补了这一空白。它不仅体积小，接线简单，人机界面友好，维护方便;同时控制精度高，运行可靠，使制冷系统中制冷剂的压力波动很小，制冷效果好，冷藏品得到了很好的保护;近用于冷链中广泛使用的并联机组，对冷量变化的jingque调节和压缩机运行寿命的均匀调节，非常适合并联机组的实际使用情况;并且，价格适中，因而受到了广大用户的普遍欢迎。五年来全国累计四十多套投入运行，运行情况良好。

　　二.系统的控制原理

　　本控制器主机采用三菱公司的PLC,型号为：FX2N—48MR,数据采集部分采用三菱公司的数据采集模块，型号为：FX2N—4A/D,现场监视的人机界面采用三菱公司的图形操作终端，型号为：F940GOT。同时，由主机，调制解调器，公用电话网，计算机，SCADA软件组成远程监控系统。

　　系统的工作原理：首先，通过FX2N—4A/D采集系统压力，电压，温度以及设备的保护等信号，并对模拟信号进行数字滤波，抗干扰滤波，然后进行模拟量的量化和标度变换，与设定参数进行比较判断，根据比较结果和保护信号控制压缩机的启动与停止。当需要开机时，首先，根据所有压缩机的开机时间，判断哪一台压缩机开机时间短，然后，判断其保护信号是否正常?如果正常，则开机，否则判断下一台压缩机，直到后一台。反之，当需要停机时，首先根据所有压缩机的开机时间判断哪一台压缩机开机时间长，然后，输出停机控制信号。

　　正常工作情况下，任何一台压缩机的保护信号出现故障，主机一旦检测到故障信号，立即输出停机信号，停止相对应的压缩机，并发出报警信号，告诉值班人员系统出现故障，需要人工监视。同时，主机一旦检测到故障的恢复信号，也会立即输出开机信号，启动相对应的压缩机。

　　F940GOT是人机接口图形操作终端，通过它可以输入系统运行参数，可以手动操作，例如：手动启动或停止压缩机等等。它可以显示系统运行的各种参数及系统运行的各种状态。另外，压缩机的各种保护信号可以通过主机的开关量输入端输入PLC作为压缩机的开机条件。安装了SCADA软件的计算机通过调制解调器，公用电话网与PLC 连接，可以实时读取系统运行参数及设备运行状态从而进行实时的远程监控。采用本系统可以预防系统即将出现的故障，并及时采取补救措施，从而为客户挽回不必要的经济损失。

　　三.系统的硬件框图

　　插图1系统硬件组成

　　输入部分：输入部分包括模拟信号输入和开关信号输入两部分组成。

　　模拟信号包括：安装在吸气集管上的吸气压力传感器(0～200PSIG)，和安装在排气集管上的排气压力传感器(0～500PSIG)和温度传感器。还有监视系统供电电压的电压传感器。

　　开关信号包括：安装在压缩机上的电子热保护(温度探头安装在电机绕组内)，安装在压缩机吸气侧的低压开关，安装在压缩机排气侧的高压开关，油位控制器，油压差控制器. 电子热保护根据安装在电机绕组内的温度探头感知的绕组温度的高低，发出一个开关信号，当温度高于设定值时断开控制回路，反之则接通控制回路，主要防止因绕组温度过高而导致的压缩机故障。安装在压缩机吸气侧的低压开关主要用于：当系统进入机械后备状态时，根据吸气压力的高低来控制压缩机的开/停。安装在压缩机排气侧的高压开关则用于：当排气压力超过上限设定值时断开控制回路，停止压缩机的运行，防止由于排气压力过高而造成的压缩机故障。油位控制器：当压缩机的瑞滑油供应不上时(系统油位低于某一设定值时)断开控制回路，停止压缩机的运行，可以有效防止压缩机因缺油干磨导致的损坏。油压差控制器.用于监测半封闭压缩机高低压腔油压差，当油压差太小时将出现润滑油供应不上，影响压缩机的润滑，将导致压缩机干磨。还有监视系统供电电源的相序保护器。

　　输出部分：通过中间继电器控制压缩机和报警。

　　另外：一方面，主机通过RS 422接口与触模屏(图形操作终端F940GOT)连接，触模屏作为一种人机接口，可以通过它进行系统参数的设定，系统运行工况的监视等等。另一方面，主机通过RS 232接口与调制解调器连接，通过公用电话网，把系统参数，系统运行工况传送到远方的计算机以便于进行远程的监控和远程维护。

　　四.控制软件的编制思路

　　在控制软件编制之前，首先要搞清楚影响压缩机运行的各种因素，以及各种因素本身的特性和它们之间的相互关系，结合本控制器，影响压缩机运行的各种因素如下：

　　1.系统的吸气压力，

　　2.系统的供电电压，

　　3.三相电源的相序保护，

　　4.压缩机的电子热保护，

　　5.压缩机的低压开关，

　　6.压缩机的高压开关，

　　7.压缩机的油位控制器，

　　8.压缩机的油压差控制器，

　　正常情况下，在设备安装完毕后首先应校正三相电源的相序，保证三相电源的相序是正确的;系统的供电电压应处于正常范围内(线电压为交流380V±15℅)。当压缩机的电子热保护探测到的绕组温度正常，压缩机的排气压力低于设定值，压缩机的油位正常，压缩机的油压差控制在必要的范围内，此时当系统的吸气压力高于设定值时，压缩机即可以开机运行。

　　在设备运行过程中，三相电源的相序是不变的，当系统的供电电压超出正常范围(线电压为交流380V±15℅)时，控制器将发出电压故障报警信号，同时，将停止所有正在运行的压缩机，提醒值班人员检查系统电源供电情况，直到解除故障。

　　在设备运行过程中，无论压缩机的电子热保护，压缩机的高压开关，压缩机的油位控制器，压缩机的油压差控制器那一个出现故障，都可以随时停止相应的压缩机;当故障解除后，相应的压缩机即可根据控制器的需要随时投入运行。

　　压缩机的低压开关主要用于机械后备。当主控制器故障时将让出控制权，由压缩机的低压开关控制系统继续运行，以保持制冷系统正常工作，避免因主控制器故障而导致整个制冷系统停止工作。

　　五.人机界面的设计

　　人机界面采用三菱公司的图形操作终端：F940GOT—LWD。在进行人机界面的画面设计之前应该了解系统要监视和操作的内容，这里我们要监视系统的吸气压力，压缩机的运行状况(即目前压缩机是运行状态还是停机状态，自动运行状态还是强制运行状态)，系统电源电压，各台压缩机运行时间等等。另外，还要设计运行参数设置的画面和手动操作的画面，以及系统故障后的报警画面和报警解除画面，报警记录和运行记录的清除画面。

　　在主菜单画面中，显示了系统操作的一级菜单，它包括厂商信息，运行显示，运行记录，报警记录，参数设置，系统维护等画面。

　　在厂商信息画面中，记录了本软件的研发背景和公司的简单介绍。

　　在运行显示画面中，可以监视系统的吸气压力，压缩机的运行工况，系统电源电压及系统时间，日期，还可以显示系统目前是自动运行状态还是强制运行状态。

　　在运行记录画面中，记录了低温系统和中温系统中各台压缩机详细的运行时间和本记录开始时间。本记录开始时间以 年，月，日，时，分，的形式显示，压缩机的运行时间以 时，分，的形式显示。

　　在报警记录画面中，记录了报警的历史记录和当前正在进行的报警，以及各种报警的频率和报警提示信号，在此画面中可以解除正在进行的报警的音响信号。

　　在参数设置画面中，可以对系统运行的基本参数进行设置，它包括调试阶段部报警的时间，压力和电压报警的延时时间 ，故障判断时间，压缩机的开机间隔时间;压缩机的台数，系统压力设定点，系统压力波动范围和压力上下限报警设定值等等。

　　在系统维护画面中，可以对系统运行进行人工干预(强制操作)，可以强制开启某一台压缩机，或者强制停止某一台压缩机;在系统维护画面中，还可以对系统运行记录和报警记录进行清除操作。在此画面中为了防止误操作，特意设置了防误程序。另外，还设计了三级密码，用以限制用户的越级操作。

　1、前言

　　一套比较完善的闸门自动化监控系统，是基于在线自动测量技术、自动控制技术、计算机技术、图像监控技术，由相关的专用软件和通讯网络组成，它按“无人值班、有人看护”要求进行系统设计，特别是故障自诊断程序的设计，要求系统具有更高的安全性和可靠性，才能真正实现全自动的运行。系统发生故障时，要能立即停止闸门的运行，同时在监控计算机上显示故障信息，帮助运行人员采取紧急措施，确保闸门的运行安全。

　　2、工程概况

　　新疆巴州希尼尔水库位于孔雀河流域的尉犁县境内，是巴州世界银行贷款项目塔里木盆地灌溉与环保二期工程子项目之一。水库北距库尔勒市20km，南距尉犁县城27km，地理坐标位置为东经86°13′～86°18′，北纬41°33′～41°38′。水库从孔雀河分水枢纽引水，经库塔干渠总干渠输水，是注入式大(2)型平原水库。一期设计库容为0.98×108m3、大坝高20m，相应设计水位为913.6m，死库容为0.1×108m3，死水位905.8m，一期水面面积16.74km2。

　　希尼尔水库工程包括：主、付坝、引水闸、引水渠、放水闸、分水闸(东干渠与西干渠)及附属设施等。坝体为砂砾石均质坝，坝顶宽6m，上游坝坡1∶2.5，下游坝坡1∶2;坝体坝体防渗采取斜铺复合膜(两布一膜)结构，其中膜厚0.75mm，无纺布规格为200g/m2;坝上游护坡设计为砼板护坡，砼板厚15-22cm，混凝土设计标准为C30 W8 F300。坝基防渗，根据地质情况的不同，分别采取PE塑膜、塑性混凝土防渗墙、水泥土防渗墙三种不同形式的防渗方式。

　　3、希尼尔水库闸门自动监控系统设计

　　3.1系统设计目标

　　(1)实现3孔闸门的远程控制和现地控制相结合;

　　(2)完成实时数据采集、水文数据整编、定时打印报表和运行参数;

　　(3)闸门开度控制精度为±1cm;

　　(4)具有闸门防卡死、越位、启闭机过负荷等保护报警功能;

　　(5)系统故障自诊断。

　　3.2系统概况

　　系统以PLC可编程序控制器作为现地控制中心，采用原有的常规手动操作启闭机功能，同时增设远程接口控制电气回路，接受PLC可编程程序控制器的动作。系统高层为计算机监控系统，它包括监控计算机、服务器、集线器、以太局域网，实现各计算机之间的通讯。控制层内由一台PLC可编程序控制器来完成，它负责闸门开启度、水位(东干渠、西干渠与放水渠)等水文数据的实时采集，由于水闸的自动化控制系统在距离水闸大约700m的水库中心调度室监控，系统的现地PLC控制单元与上位监控计算机的通讯采用光纤通讯，采用直接与Modbus Plus网中的PLC通讯存取信息的方式，将采集数据传输给监控计算机，输出模块控制闸门的动作。这种结构的系统更可靠，在上位机出现故障时，也不影响现地控制的操作。

　　3.3控制模式

　　3.3.1远程手动方式

　　当控制模式选择远程点动方式，在监控计算机选择点动操作，在工控机或上位机上用鼠标单击所需要动作的闸门，进行上、下、停操作。

　　3.3.2现场手动操作方式

　　当控制模式选择为现场手动操作方式，则在任何情况下现场控制箱选择现场手动操作时，远程对此闸门的操作无效，现场测控屏上可以进行常规的手动按钮操作方式。

　　3.4 PLC选型

　　系统控制对象为闸门，由于远程控制，操作人员不在启闭机现场，为确保系统安全，实现闸门启闭机的上、下、停操作以及显示工作状态，根据系统的要求，PLC主要使用的模块有：

　　①DI模块用于闸门启闭机的数字量采集，监控系统的运行状态;②DO模块用于继电器输出，控制闸门的运行;③AI模块监控闸门开度以及启闭电动机电压、电流。

　　根据3孔闸门实现远程控制系统数据采集和监控的特点，选用Modicon Tsx Micro可编程系列控制器，采用模块化结构设计，CPU单元型号可选用TSX37-22，此PLC可编程系控制器是专为OEM而设计的高性能PLC，具有加固性、紧凑性及可扩展性等特点。其开关量I/O大可至256点，同时具备模拟量I/O、高速计数以及网络通讯等扩展模板。

　　3.5编程及程序运行

　　采用施耐德公司的PL7编程软件，用梯形图方式，对闸门控制进行编程，从程序的内容上分2种形式的程序设计。

　　3.5.1开环程序设计

　　对闸门的点动操作、手动操作、定位操作都采用开环程序设计。点动操作、手动操作作为非定量操作，定位操作为给定闸门上、下运行时，闸门的惯性及闸门的刹车性能不一样，所以编程时，要考虑定位控制的补偿问题。

　　3.5.2故障自诊设计

　　由于本系统为远程集中控制，闸门操作人员不在现场，如闸门故障发生，要及时停止启闭机的运行，并能够对故障信号、事故信号实时报警显示，否则将发生严重事故。启闭机主要有以下的故障类型：①闸门卡死故障。当闸门下降时，水闸下有杂物顶住平板钢板闸门，闸门不能继续下降。②闸门运行超限故障。闸门一般有闸门槽，不能超过此高度，否则闸门出槽，此为超限故障。③闸门过载故障。通过对电机电流的监测，当出现比较大电流时，说明电机过载。

　　4.结束语

　　，PLC是现在应用较多的一种控制装置，不但可代替继电器系统使硬件软化，而且具有运算、通讯、联网等功能。希尼尔水库闸门启闭原来靠人工来控制闸门运行，水闸实现自动化改造后，即由常规在控制箱控制改造为计算机监控，它按照“无人值班、有人看护”原则要求，在系统中应用PLC控制技术进行设计，实现闸门自动化监控，投入的资金少，既减少值班人员，又减轻值班人员的工作强度，实现闸门管理的科学化、现代化，对提高闸门控制的安全性、可靠性、充分发挥水库工程效益，有着重要而又积极的意义。

　　(由新疆博河流域管理处和巴州希尼尔水库管理处供稿)