西门子6ES7341-1BH02-0AE0功能介绍

1  引言
液位控制是工业生产过程中常见环节。
通过基于NetLinx网络的水箱液位控制系统,搭建了以ControlLogix系统为中心,以ControlLogix5561 PLC为控制器,以THJ-2水箱为控制对象,通过Ethernet上的PC机进行远程监控的系统。并针对实际应用,利用RSView32对上位机的人机监控进行设计,实验结果表明,该系统可为研究水箱液位控制系统的网络化控制提供实验基础。

2  系统NetLinx网络架构
现场总线技术是指把单个分散的测量控制设备变成网络节点,以现场总线为纽带,把它们连接成可以相互沟通讯息、共同完成自控任务的网络系统与控制系统。在众现场总线中,具有代表性之一的是罗克韦尔自动化公司推出的工业网络体系:Netlinx三层网络架构,NetLinx体系结构中的各层网络的顶层协议均采用面向对象的控制与信息协议CIP。

NetLinx网络通过设备网网络、控制网网络、以太网网络以及这些网络的节点提供各种连接。本设计利用罗克韦尔三层网络体系建立了系统总体结构:Zui上层是工厂管理级监控系统,采用以Ethernet/IP为基础的通信网络;中间层是车间级监控系统,采用以ControlNet为基础的通信网络;Zui底层是现场设备级控制系统,采用以DeviceNet为基础的通信网络,实现了从顶层到车间层的无缝集成策略[2]。

3  水箱液位控制系统的实现
3.1  系统硬件总体设计基于Netlinx网络的水箱液位控制系统如图2所示。采用了ControlLogix系列PLC,它由处理器1756-L61模块、以太网通讯模块1756-ENBT、模拟量输入模块1756-IF8、模拟量输出模块1756-OF8、电源模块1756-PA72/C、1756-A10机架组成。液位控制系统的液位信号、电动调节阀输入信号以及电磁阀输入信号分别通过模拟量输入模块1756-IF、模拟量输出模块1756-OF和数字量输出模块1756-OW16I与1756-L61控制器模块建立连接,ControlLogix5561的以太网通信通过金浪KN-S1016P+系列交换机与上位机建立。
3.1.1  控制器
本系统采用的ControlLogix PLC控制器。ControlLogix系统是一个模块化系统,超出了传统意义上的可编程逻辑控制器,采用全新的设计理念和技术,将NetLinx通信架构中的生产者/消费者通信模式应用到它的背板总线(ControlBus),使得插槽上的每个模块甚至是处理器都可以视为ControlBu背板总线上的节点。又由于EtherNet/IP网络、Control-Net网络和DeviceNet网络,都采用了CIP(通用工业协议)作为其网络应用层协议,使得 ControlBus背板总线在连接不同网络的通讯模块后,实现了网络之间的信息路由和无缝连接。
3.1.2  控制对象
水箱:包括下水箱和储水箱。水箱底部均接有扩散硅压力变送器(带数显),可对水箱的压力和液位进行变送。
3.2  系统软件总体设计
软件设计包括以下四个方面:通过RSLinx软件建立通信通道;通过RSLogix 5000软件对控制器进行逻辑编程;通过RSNetworx软件对控制网进行设定和配置;通过RSView32软件设计人机监控界面。1)  建立通信通道:罗克韦尔自动化实验室的所有PLC和上位机都通过交换机连接在同一个局域网中,通过RSLinx软件建立通信通道,上位机可以通过以太网访问局域网中的任何一台PLC。
(2)  逻辑编程:本设计通过RSLogix 5000软件编写电机控制梯形图程序。RSLogix5000软件符合IEC61131-3标准,是一个包含编程、诊断、在线监控等功能的集成系统开发平台。系统的主要功能是为控制工程师和系统编程人员提供一个可以把他们的程序概念转变成一系列的程序图和定义用于快速地创建可执行程序。 
(3)  网络规划:变频器和测速发电机等硬件设备均是通过远程I/O就扣挂接在控制网上,通过RSNetworx软件对控制网进行设定和配置,可以激活PLC上的网络模块。
(4)  组态人机监控界面:本文采用RSView32软件组态人机监控界面,以实现整套控制系统得远程监控。组态监控画面图4所示

4  参数设定与仿真
本设计中使用RSLogix5000 PIDE Faceplate Control面板进行PID参数的整定。RSLogix5000 PIDE自动整定提供了一个简易的开回路的自动整定,它固定在PIDE指令中,可以通过设置和读取控制器中合适的自动调节数据结构值来进行自动调节,观察响应曲线的变化,直至响应曲线达到令人满意的效果。

5  结束语
本设计利用罗克韦尔开放式网络平台,设计和构建了基于NetLinx网络的水箱液位控制系统。实现了不同层次上设备间的网络通信,设计了水箱液位系统人机监控界面,并进行了PIDE参数的自整定,通过运行和实验证明该系统能达到较好的控制效果。Zui终实现水箱液位系统的网络化控制。罗克韦尔多层网络是基于Netlinx的开放式网络架构,ControlLogix可以作为网关实现不同网络和多个节点的连接,可以同时实现多台设备和多个节点的复杂监控,以实现复杂的流程控制或多设备的协同工作。而本设计只是利用网络构架实现了对一个水箱的控制。实现多节点水箱是进一步研究的方向。

引言

随着城市地产建筑行业的迅猛发展，电梯的安装使用率越来越高。据统计，目前全国在使用的电梯数量达到50万台以上，年耗电量超过300亿千瓦时。因此如何采用高效节能的电梯控制技术，已成为电梯商家及用户十分关注的话题。

目前，国内安装的自动扶梯多采用单速交流电机作为主机，链轮链条式传动，梯级额定速度大多为0.5m/s。这种扶梯即使在无乘客使用时仍以额定速度运行，具有耗能大、机械磨损严重、使用寿命低等缺点。下面将针对这种电梯的不足之处提出具体节能方案。

  全自动扶梯节能改造

在不对扶梯的正常使用产生任何负面影响的前提下，引入无速度传感器矢量变频调速的概念。即变频器根据传感器产生的信号，在有人乘坐时，扶梯以原有速度运行（50Hz）；当无人时，扶梯减速到低速或停止运行。

系统要求变频器启动运行平稳，加速性能好，启动转矩大，过载能力强，同时应具备当变频器调速系统出现故障时，控制系统自动切换到工频运行，保障扶梯输送功能的正常实施。所以选择了深圳市英威腾电气有限公司的矢量控制技术的CHV110系列一体化节电柜（扶梯专用），该控制柜内部设计了工/变频切换，同时，集成了扶梯节能运行的专用控制功能模块，方便用户的使用。

对于客用自动扶梯，一般使用高峰期出现在下午及晚间时段，其余时段使用率较低，具有相当节能空间。根据以上改造原则，从投资成本及自动化水平两方面考虑，拟使用以下变频拖动方案：采用英威腾CHV110一体化变频节能柜（扶梯专用）驱动电梯主机，变频器采用多段速控制模式，并设置主频率（低速）、多段速频率1（高速）两种运行频率；

● 在电梯首尾处各安装一支红外传感器开关，乘客通过电梯时，红外传感器开关被触发并发出开关信号给变频器；

● 有客流时，红外传感开关被触发，变频器立即加速到多段速频率2，并使电梯高速运行；

● 电梯高速运行时，变频器内置计时器开始计时，若在计时的时间段内再无乘客通过电梯，计时结束后变频器将自动切换到多段速频率1，进行低速运行；

● 若在计时器计时期间，有乘客重新触发光电开关，计时器将重新计时；

● 对电梯上行和下行，外围控制采用开关互锁，保证扶梯系统的正常工作；

● 为消耗下行，或者制动过程产生的多余能量，需在变频器上加装制动电阻。

该方案示意图如下，可做上行，也可做下行，二者互锁控制：

机房噪声故障监测系统

空调压缩机运行状态监控

（一）项目概况

1.1系统概述

本项目---机房噪声监测系统的工作内容是按照上海万千信息技术有限公司的要求在一栋楼监控室对500米远外的另外一栋楼的远端空调和压缩机运行状态监控，通过对机房现场噪声的实施在线监测，分析现场的噪声信息，从而更好地了解其运行或故障情况，维护人员为设备故障提前做出处理。

1.2重点监控工艺参数

使用成都金士利自动化技术有限公司的机房噪声故障监测模块HX-SLM3工业监测仪在现场进行监控。

（二）控制设计方案

1.1系统方案分析

机房噪声监测系统采用智能数据采集模块，将采集到的数据通过工业局域网传输到远端监控室，通过上位机监控，显示出现场的实时状况，工作人员可以根据监控数据采取相应措施。

工业噪声监测仪/传感器HX-SLM3是一款工业标准输出（4～20mA）的积分噪声测试仪。支持现场分贝值读取，性能稳定、测试精度高，兼容用户环境检测监控系统，广泛用于自动化系统中的噪声变送单元。

【实时性】工业噪声监测仪/传感器HX-SLM3对噪声实时监测，监测数据具有代表性强，能够反映噪声的真实平。

【兼容性高】工业标准输出（4～20mA/1～5V），兼容现有监测或控制系统，实现噪声单元的监测，备选RS485。

【适应性强】全铝制外壳设计，内置传声器，坚固结实，使用寿命更长。

【一致性好】噪声测试仪HX-SLM3独有标准电流信号，线形度高，灵敏度系数一致性好。

1.2项目控制系统图

1.3性能和特点

Ø       通过光纤收发器，交换机，计算机，组成工业以太网络，采用光纤网络传输距离远，实现了远距离数据监控。

Ø       相比使用plc，ad模块组成的系统，使用以太网数据采集模块，成本低，质量可靠。

Ø       实现结构简单，工程进度快。

1.4噪声监测仪技术指标

测量范围：30～130分贝

频率范围：20Hz～12.5kHz

频率计权：A（计权）

时间计权：F（快）

输出接口：4—20mA/RS485

Zui大误差：0.5dB;

供   电：220V市电或24V DC 。

尺寸大小：200mmx104mmx50mm

外形材质：铝合金外壳，坚固防腐

1.5组态软件监控画面

Ø       智能型人机接口（HMI）软件系统，运行于 bbbbbbs 98/2000/NT/XP 中文操作系统平台，全中文界面。 

Ø       开发系统具有先进完善的图形生成功能；数据库中有多种数据类型，对应于控制对象的特性，对数据的报警、趋势曲线、历史数据记录、安全防范等重要功能有简单的操作方法。

Ø       《世纪星组态软件》运行系统是实时运行环境，用于显示开发系统中建立的动画图形画面，并负责数据库与I/O 服务程序的数据交换。它通过实时数据库管理从工业控制对象采集到的各种数据，并把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成报警、历史数据记录、趋势曲线等监视功能。