盘锦西门子PLC总代理商

2  PLC 在我厂的运用范畴
2.1  我厂机组的顺序控制
    我厂的自动操作包括水轮发电机组各种工况转化，机组辅助设备的调整和对全厂的公用设备进行的自动化控制，这类控制在自动控制范畴内属于顺序控制系统，每个顺序控制都是按照生产流程的要求及生产设备的特点来设定。
2.2  根据操作对象可分为
2.2.1   机组自动操作
    要求以一个脉冲自动按预定的顺序完成下列操作，即机组的自动开机至空载、开机至空转、发电转空载、发电转空转、发电转停机、发电转调相、调相转发电、调相转停机等，其操作对象包括水轮发电机及调速器、励磁系统、机组冷却系统等附属设备。
2.2.2   公用设备的操作
    公用设备包括整个厂房排水系统、给排油系统、高低压压缩气系统、智能直流模块整流电源与蓄电池浮充系统、厂用电系统等，远线控制时还包括自动准同期并网装置。
2.2.3   全厂性的操作
    全厂性的操作包括消防报警系统、通讯系统、开关站开关、刀闸设备等操作。对以上这些自动操作的总体要求是运行安全可靠、维护方便、清晰明了、经济合理。
3  PLC 在我厂顺序控制中的运用
    所谓顺序控制是指生产设备及生产过程，根据工艺要求按照逻辑运算、顺序操作、定时和计算数等规则通过预先编制的程序，在现场输入信号（包括开关量、模拟量）的作用下，执行机构按预定程序动作，实现以开关量为主的自动控制。我厂 PLC 的设计安装就是根据这一原则来实现的。其输入主要是靠按钮、行程开关、限位开关、动断触点等开关量为主的控制、信号。输出为继电器、电磁阀等驱动元件。 PLC 内部控制部分有定时器、计数器、中间继电器等元器件以及许多的常开、常闭触点 。而传统的顺序控制是由继电器控制屏来实现的，由于设备体积大、功耗高、动作速度缓慢、接线复杂、通用性、灵活性差、维护工作量大、故障频发率高而导致可靠性差，没有计算和储存功能，而
PLC 控制系统克服了继电器控制的弱点，把计算机技术与继电器控制有机地结合起来，为工业自动化提供了十分完美的现代化控制装置，其优越性主要表现在：
3.1   PLC 是继电器、接触器、顺序控制器以及由中、小规模的集成电路及其它电气元件的复杂控制系统装置上发展起来的一种新型控制器，采用微电脑技术（大规模集成电路）取带了以往靠硬导线布线的逻辑控制器，具有成本低，功耗、体积小，重量轻等特点。
3.2  PLC 的配置
    一套完整的 PLC 主要由 6 个模块构成：电源模块、 CPU 模块、热备模块（可选）、开入 / 开出（ I/O ）模块、 A/O 模块、通讯模块。其中电源模块向 PLC 提供直流 24V 工作电源； CPU 是微型处理器（ PLC 的核心部位）；热备模块是在两套 PLC 均为在线方式下互为热备用，并且可以人为任意切换至工作或备用状态，提高安全可靠性；开入 / 开出（ I/O ）模块是指外围回路向 PLC 输入高电平（或低电平）和 PLC 向外围回路输出高电平（或低电平）；模数转换（ A/O ）模块是将外围设备输入的电信号转换成数字信号，以供 PLC 进行计算、判断、比较和传输。
3.3  由于 PLC 容易与工业控制系统连成一个整体，易于扩展功能，具有接口简单快捷、工作量小、适合于较为恶劣的运行环境、故障率低、可靠性好、抗电气干扰能力强，维护方便等优点。
3.4  PLC 采用扫描式的工作方式，特别适合于逻辑控制要求较高的顺序控制。
3.5 我厂的顺序控制系统流程较为复杂， 90 年代前期所用常规的继电器硬线控制方式规模庞大、维护困难、故障和事故发生机率较高，出现故障后不利于查找并消除故障，设备隐患较多，在我厂采用传统方式的继电器顺序控制方式，其安全生产记录常常打破，我厂采用 PLC 控制后，不仅提高了设备可靠性，而且对设备的检修维护都十分方便快捷，无需将机组及附属设备退出运行即可解决，大大提高了工作效率，而安全生产记录已接近 3000 天，创历史高记录。

4  我厂机组顺序控制程序的设计
    通过对已实施的进水口工作闸门、机组辅助设备 PLC 控制系统改造并结合其它电厂的成功经验，严格遵循电力生产必须安全可靠、经济使用、适合发展的原则，于 2000 年初我厂着手 2# 机组的计算机监控系统工程的调研和设计工作，并不断地派出工程技术人员与科研单位进行协作。首先根据机组整个生产控制过程的要求把程序进行分块；其次是合理利用指令，严格注意信号名称定义，利用各种方法正确地编写各个程序块的程序；然后经过单元调试，软硬件联调与系统总调，对程序进行不断修改和完善，经过不停的模拟试验后投入实际现场工作。分块结构的程序是根据工程的特点，把一个控制工程分成多个简单的、规模较小的控制任务；然后把这些控制任务分配给一个子程序块，并在子程序中编制具体任务的控制程序，后由一个主程序进行统一管理，以备流程需要时进行适时调用，如：自动开机至空转、开机至空载、发电转空载、发电转空转、发电转停机、发电转调相、调相转发电、调相转停机等就是不同的子程序块。现以停机至发电子程序块程序逻辑为例 。

 一、 系统概述
　　FA506型细纱机是目前成纱质量好，自动化程度高，操作简单，便于管理的环锭细纱机，适用于纯棉或化纤的纯纺和混纺的细纱工序，尤其采用PLC作控制器，不但提高了控制精度，而且解决了生产管理方面存在的缺陷，大大降低操作者劳动强度；同时锭子曲线控制也提高了纱线的质量，保证了纱锭成型，提高了全机的产量。
　　系统设计特点:
　　1、 用PLC控制整个纺纱过程，具有程序开车、钢领板自动升降、中途停车后自动跟踪开车、自动落纱、自动留头等。
　　2、 设定纺丝的工艺参数，依据工艺要求自动协调控制；实现定长落纱和锭子速度曲线控制。
　　3、 显示纺纱过程的锭速、牵引倍数、细纱号数、捻度以及班产累计等。
　　4、 采用数字通信，提高了系统的抗干扰性。
　　二、 系统硬件
　　电气控制系统包括：数字量输入及数据检测部分、可编程控制器部分、执行机构、人机界面。见图一
　　1、 数字量输入及数据检测部分：
　　1） 各种数字量开关 包括开停车开关、功能开关，用于开停车与实现工艺要求的各种功能动作。
　　2） 三自动检测部分 由关主电机、下钢板、刹车传感器构成。其作用为当落纱开始后能自动适位停车、自动留头、为重新开车降低断头创造条件。
　　3） 数据检测部分 由主轴、前罗拉、后罗拉传感器组成。其作用是自动检测纺纱过程中主轴、前后罗拉的运行数据，为计算班产量、锭速、牵引倍数、细纱号数、捻度等工艺参数以及为锭子速度曲线控制提供数据。
　　2、 可编程控制器（PLC）部分：
　　该部分主要由西门子S7226主机与扩展模块构成，可编程控制器专为工业环境而设计的通用自动化装置，它吸取了微电子技术、计算机技术及自动化技术的新成果，采用可编程的存储器，实现逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算，并通过数字式、模拟式的输入和输出控制各生产过程，西门子S7226主机有16点数字量输入、24点数字量输出，可带7个扩展模块，本系统设计所有数字量输入全部由主机完成，模拟量输入由扩展模块有EM235完成
　　3、 执行机构
　　包括主电机、吸风电机、钢领板升降电机、自动润滑装置、自动清洁装置、变频器、落纱电源等，用于完成纺纱过程的全部工艺动作。其中变频器锭子速度控制由变频器、锭子传动部分、主电机构成。其作用是变频器根据PLC的指令（锭子速度控制曲线）自动调整锭子运行，提高纱线质量和产量。
　　4、 人机界面
　　采用TP27触摸显示屏做人机界面，完成参数设定、显示，可直接设定锭子运行曲线，实现控制柔性化。并能根据工艺要求修改参数。TP27与PLC 之间以PPI协议通讯。
　　
　　二、 软件设计：
　　电气控制软件分为：控制主程序、参数设定显示子程序、计算采样子程序、数字通讯子程序和锭子运行曲线子程序。
　　1、 控制主程序
　　软件主控制程序部分，依据工艺要求编制的程序，上电后自动检测各开关量和传感器输入的数据，完成整个纺纱过程自动控制和调用子程序。
　　2、 参数设定显示子程序
　　主要依据TP27配置完成参数设定显示，包括班次设定、错误设置提示，总产量、班产量累计显示、锭子速度、前罗拉速度、牵引倍数、捻度、产量、细纱号数等参数显示。
　　其中参数设定菜单程序结构见框图二
　　3、 计算采样子程序
　　主要依据主轴、前罗拉、后罗拉数据检测传感器采样结果以及设计参数完成系统计算，用以完成各类显示参数的计算及定长落纱等功能。
　　4、 数字通讯部分和锭子运行曲线子程序
　　主要采用自由口通讯协议完成与变频器的数据传输。SMB30自由口通讯控制寄存器设置为自由口通讯方式，程序通过接收中断和发出中断以及发送指令XMT控制通讯口的操作，在自由口通讯方式下通讯方式由程序梯图控制。SMB30还定义了波特率、校验方式和数据长度等。为了使锭子运行曲线平滑。在设定的点与点之间采用数学建摸的方法拟合发送参数，该部分程序框图见图三。
　　三、 通讯设计：
　　该控制系统大特点是应用数字通讯方式完成TP27与PLC以及PLC与变频器之间的数据传输。PLC的Prt0口与TP27连接，以PPI协议通讯完成参数设定显示， Port1口与变频器相连，以自由口协议通讯完成锭子运行曲线控制，以往我们进行锭子速度曲线控制时只能选用模拟量来控制变频器运行，这样硬件成本高且控制精度较低。采用数字通讯后，硬件仅为一条屏蔽线，抗干扰能力增强，为实现联网传输控制参数提供了条件，降低了控制成本;数字通讯高精度、高可靠性和低成本极大的提高了机器性能比和市场竞争能力。
　　四、应用效果
　　FA506型细纱机控制系统前身采用PLC开关量控制和协议参数仪构成，全机控制精度低，可靠性和抗干扰性能差，系统成本高。采用西门子S7-226系列PLC构成系统后，全机控制采取数字通讯方式，控制精度高，可靠性和抗干扰性能大为提高。利用“提高软件设计水平来降低硬件投入”原则，极大降低了系统成本，单机实现成本降低达控制系统的10％左右，极大提高了产品盈利能力，市场前景十分广阔。