西门子来宾PLC模块总代理

　　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”。

　　1.2 PLC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。

近年来，PLC在工业自动化领域发展很火爆。作为控制系统和现场设备之间的接口，来自菲尼克斯电气的PLC系列接口继电器产品系列，型号齐全、体积超薄、可插拔，有电磁式和固态式两种，并提供完善的附件以简化安装和接线。

　　1）PLC继电器的厚度只有6.2mm（1副转换触点或单触点，触点容量6A）和14mm（2副转换触点，或触点容量为10A时，），导轨安装，这就意味着可以节省控制柜中大量的安装空间；
　　2） 插头可插拔，同电压等级电磁式继电器和光耦继电器的底座通用，便于现场改型；
　　3）插头IP67防护等级（触点容量为10A时或抗冲击型的插头的防护等级为IP40），有效避免现场的灰尘、潮气和腐蚀性气体进入线圈和触点，使继电器工作更为可靠；
　　4）等电位分配采用可插拔桥接片，大大缩短了接线时间；且桥接片有多种颜色设计，可以根据需要选择不同颜色，机柜内部更加美观；
　　5） 底座有保护电路设计，可使继电器寿命更长，工作更稳定；
　　6） 有的继电器底座有桥式整流器，交直流通用；有的底座有专为抗干扰设计的回路；
　　7） 有输入型继电器和输出型继电器，可不用端子，更大程度节省空间和接线；
　　8） 方便进行系统布线（加V8插头后用1根预制电缆可以接8只继电器），快速布线。
　　9） 隔离电压小2.5kV，多数是4kV，安全隔离。
　　10）新直插式连接技术，接线快速、方便并且可靠。

　PLC在自动化领域中占据着核心位置，不管是以前还行现在，PLC行业总体上而言在向前发展，40余年的发展历史，积淀了许多技术；随着半导体技术、计算机技术和通信技术的发展，工业控制领域已有翻天覆地的变化，PLC亦再不断的发展，挣朝着新的技术发展。随着自动化程度的快速普及，PLC也在进入了稳步发展时代，但是我国PLC市场长期被国外品牌占据着，国产PLC仅占的1%左右；从目前发展形势来看，PLC主要有以下三个发展趋势：
　　一是PLC网络化技术的发展，其中有两个趋势：一方面，PLC网络系统已经不再是自成体系的封闭系统，而是迅速向开放式系统发展，各PLC除外形成自己各具特色的PLC网络系统，完成设备控制任务之外，还可以与上位计算机管理系统联网，实现信息交流，成为整个信息管理系统的一部分；另一方面，现场总线技术得到广泛的采用，PLC与其他安装在现场的智能化设备，比如智能仪表、传感器、智能型电磁阀、智能型驱动执行机构等，通过一根传输介质（比如双绞线、同轴电缆、光缆）链接起来，并按照同一通信规约互相传输信息，由此构成一个现场工业控制网络，这种网络与单纯的PLC远程网络相比，配置更灵活，扩展更方便，造价更低，性能价格比更好，也更具开放意义。
　　二是PLC向高性能小型化方向发展，PLC的功能正越来越丰富，而体积则越来越小。比如三菱的FX-IS系列PLC，小的机种，体积仅为60×90×75mm，相当于一个继电器，但却具有高速计数、斜坡、交替输出及16位四则运算等能力，还具有可调电位器时间设定功能。PLC已不再是早期那种只能进行开关量逻辑运算的产品了，而是具有越来越强的模拟量处理能力，以及其他过去只有在计算机上才能具有的处理能力，如浮点数运算、PID调节、温度控制、定位、步进驱动、报表统计等。从这种意义上说，PLC系统与DCS（集散控制系统）的差别越来越小了，用PLC同样可以构成一个过程控制系统。
　　三是PLC操作向简易化方向发展。目前PLC推广的难度之一就是复杂的编程使得用户望而却步，而且不同厂商PLC所有编程的语言也不尽相同，用户往往需要掌握更多种编程语言，难度较大。PID控制、网络通信、高速计数器、位置控制、数据记录、配方和文本显示器等编程和应用也是PLC程序设计中的难点，用普通的方法对它们编程时，需要熟悉有关的特殊存储器的意义，在编程时对它们赋值，运行时通过访问它们来实现对应的功能。这些程序往往还与中断有关，编程的过程既繁琐又容易出错，阻碍了PLC的进一步推广应用。PLC的发展必然朝着操作简化对复杂任务的编程，在这一点上西门子就充当了先行者，西门子S7-200的编程软件设计了大量的编程向导，只需要在对话框中输入一些参数，就可以自动生成包括中断程序在内的用户程序，大大方便了用户的使用。
　　PLC走高端方向是大势所趋，也是时代发展的需求，制造业市场选择，我国PLC应该逐渐转变低端制造，重点开发更高端的PLC产品，扭转国内PLC市场分配，国产PLC之所以没有竞争力，就是一直停留在中低端制造，捡一些国外品牌剩下的市场残羹冷炙。