6ES7516-3UN00-0AB0详细说明
1、前言
排水泵站所使用的水泵功率一般都比较大,为了避免水泵电机直接起动时产生的冲击电流对电网的影响一般采用间接的方法起动水泵。常用的间接起动方法有Y-D起动方法、自耦降压起动方法和软起动方法。对于这些起动方式，传统的二次控制线路通常使用多个中间继电器和时间继电器来实现。随着技术的发展，很多设备需要改造，如起动方式和元件的升级换代；很多设备在远程操作和使用方法需要调整，如就地控制改为远动控制或计算机控制等。对于这些技术的更新，传统控制回路设计方式所存在的元件数量多、接线复杂、通用性差等缺点给设备的改造、维护带来了较多的困难。
有必要对间接起动水泵的控制线路进行改进，使控制线路简单可靠、适应性强功能丰富，一种新型的自带编程器的微型可编程控制器可以达到这样的目的。
2、微型可编程控制器与传统控制方式的比较
2.1微型可编程控制器的简介
以西门子公司生产的通用逻辑控制模块LOGO!为例，它是集控制功能、操作和显示单元、电源、程序模块的接口、可调的基本功能（如接通和断开延时继电器和脉冲继电器等）、时间开关、二进制指示器、文本显示、多种设备类型的输入/输出等功能于一体的微型可编程控制器。一个标准的控制器有8个开关量输入，4个继电器输出，其尺寸为72x90x55mm。它为节省系统占有空间、简化安装复杂度、有利与系统的制造和标准化而生产的。用户的控制程序既可以通过使用控制器本身集成的6个操作按钮和LCD面板进行输入、编制和显示，也可以在PC机上应用软件进行编制、测试、模拟和打印控制程序。
2.2 与传统控制方式的比较
与传统的继电器控制方式比较LOGO!有很多的优点：
（1）可以极大的减少继电器的使用数量和线路的复杂程度从而简化设备的安装和维护工作**系统的可靠性。
（2） 以LOGO!为核心的水泵起动控制线路的硬件连接具有极强的兼容性。Y-D起动方式、自耦降压起动方式和软起动方式的硬件仅有很小的差别，稍加改动就可以相互通用，有利于实现标准化设计和旧设备的改造。
（3） 起动控制系统的控制逻辑几乎全部由LOGO!内部的程序完成，在制造和运行当中，可以随时根据需要修改程序，使系统的使用和维护变得十分方便。
（4）具有与上位计算机通信的功能，为水泵控制系统**自动化程度和实现远程监控奠定了基础。
该控制器优点很多，它也有一些缺点。
（1）与传统的继电器控制比LOGO!控制方式元件的投资稍大。
（2）除硬件连接外，LOGO!控制器需要编程实现控制，增加了编程和调试的工作量。
（3）控制的输入和输出点数受LOGO!控制器自身输入输出端口的限制数量有限，对较多控制点的系统无能为力。
LOGO!控制器有些缺点，其所具有的优点十分适应对水泵起动的控制。
3、以软起动方式为例介绍系统的构成
3.1 系统综述
某泵站使用了三台软起动器分别对三台雨水泵实现一对一的软起动控制。每个 LOGO!控制器与一台软起动器安装于泵站控制室内的水泵控制柜内，操作人员可以根据安装于控制室内的超声波液位计变送器显示的液位值控制水泵的起停。每面控制柜内主要分为一次系统和二次系统两部分。
3.2 一次系统
参看一次系统原理图，柜内一次系统主要电气设备包括：一台西门子3RW34软起动器、一套3NP4070带有保护半导体元件熔断器的负荷开关、一组旁路交流接触器和三只电流互感器。控制侧发出命令后软起动器开始起动水泵，待起动完成后由接触器自动将软起动器旁路以实现对软起动器的保护。
3.3二次系统各回路功能
参看二次系统原理图，水泵软起动系统的控制核心为西门子公司生产的LOGO!230RC#微型控制器。它有8个开关量输入点和4个继电器输出点。应用这些输入输出点可对软起动系统进行控制，详述如下：
*控制器的“L”和“N”端为工作电源输入端，输入工作电源为220VAC。为了消除线路的峰值电压对控制器内部电子元件的损害，须要在“ L”、“N”端并联一个金属氧化物压敏电阻RV，RV的工作电压应至少大于额定工作电压的20%。
*“I1”端为起动端，按下SA1按钮起动水泵。
*“I2”端为停止端，按下SA2按钮停止水泵。
*“I3”端引入接触器KM的工作信号，用来反应水泵进入工作状态。
*“I4”引入热继电器和水泵的综合保护器信号。热继电器FR指示水泵电机过负荷、堵转和缺相故障；继电器KA1指示潜水泵水下密封仓内故障情况。
*“I5”引入超声波液位计低液位保护开关量，当泵池内液位达到或低于设定低水位时，控制水泵停机，以达到保护潜水泵的作用。
*“I7”引入软起动器工作状态信息，实现对软起动器的监视。
*“I8”引入软起动器的故障信息。
*“Q1”按下SA1按钮后，如果设备无故障信息输入，“Q1”将向软起动器发出起动命令水泵起动开始。
*“Q2”当“I4”、“I5”和“I8”端接到故障信息时“Q2”继电器接通指示灯指示故障，“Q1”发出停泵信号。
*“Q3”在泵正常工作时指示水泵工作状态。
除上述输入、输出功能外，控制器的显示单元还可以实现对输入、输出信号的动态显示，利用文本/参数显示功能块在LCD显示单元上进行预置信息文本（如：软起动运行，运行故障）的实时显示。
4、结束语
以微型可编程控制器为核心水泵起动控制线路不仅实现了对水泵的起停控制、运行和故障的监视以及保护功能，减少了传统继电器的使用数量，简化了安装和接线工作量，**了系统的可靠性，还增加了远动和自动控制功能。这种设计方法已经在一些工程中得到应用。
高速公路收费站，在庞大的道路交通网上有着至关重要的作用。我们经常会遇到这样的情况：由于公路收费站处理速度的缓慢造成堵车。如何使高速公路收费站的信号系统聪明起来，能够及时处理信息和思考呢？如果能够快速处理收费事务，并及时的监测并作出反映和处理，将会大大减少由此造成的堵车困扰，**收费站的工作效率。
河北远东电子有限公司是一家专门从事高速公路信息控制软件研发和系统集成的公司。目前他们接手了一个重要的项目：石家庄机场高速公路信息收费和监控系统的改进。该项目要求为收费站提供一种快速、有效的系统解决方案，把收费站的各种设备（如：天棚灯、警灯、栏杆、线圈等）整合起来，从而达到管理设施之间的信息交换实时和高效，控制中心对执行系统的控制更加高效。
该项目需要用一种优质、稳定的串口通讯控制设备将控制中心与各种设备（如：天棚灯、警灯、栏杆、线圈等）连接。这种串口通讯控制设备必须具备大量、快速传输数据的能力以及超强的稳定性。从连接的设备数量、操作系统和设备的工作环境等方面来看，SUNIX公司的4066R正好可以满足此需求。具体应用方式如下图：
SUNIX 4066R 通用PCI多串口卡可支持8个独立的RS-232串口，满足客户对不同应用的需要,如工业控制，商业控制与工业自动化应用系统,为多串口通讯提供了可靠和高性能的解决方案. 4066R 支持32/64位 3.3/5V PCI总线插槽,它可以安装在任何的PC系统中并支持当前的主流操作系统.所有的设置都能通过软件来完成,无开关和跳线,无需调整I/O 地址和 IRQ中断号. 4066R 通用PCI多串口卡8个独立的RS-232串口,每一个串口传输速率高可达921.6Kbps, SUNIX自有品牌芯片内建硬体自动**控制,保证数据传输完整性. 超大128KFIFO**系统效能. 全系列RS-232通讯控制产品硬件通过FCC/CE认证,驱动软件通过微软bbbbbbs微软硬件质量标志认证, 提供系统集成商或终端使用者一个高品质、高兼容性及高性能的三高优势,成为您运用于工业控制/工业自动化的佳解决方案.
东北某多媒体查询机制造商,是电信自动化终端设备公司。公司成立至今十几年来,自主研发了一系列适用于各大电信运营商需求的自动化终端设备。其中客户信息查询终端（多媒体触摸查询一体机、详单打印机、空号查询打印一体机）完善的满足了客户对多媒体的需求。 自助售卡机的研发及应用满足了各大电信运营商对充值卡销售业务的需求。二○○二年根据电信运营商的需求，天和公司又推出了将缴费、查询、打印发票、打印详单、售充值卡、补SIM卡集成为一体的自助综合营业机。已在全国各大城市进行了应用，得到了广泛的好评。
当今世界是信息化和数字化社会，信息的及时了解和及时或许是必不可少的。该公司又推出了一种新型的多媒体查询机，可以整合多种设备和仪器进行联合作业。对于串口、并口的数量和性能提出了更高的要求，急需一种高效、稳定地解决方案。
该公司通过对当今市面上的串并口卡进行对比，决定采用SUNIX多功能卡4096A。该卡是PCI带4个RS232口和2个IEE1284并口。RS232 口主要是连接查询机的外连设备。如小键盘，触摸屏等设备。并口突出是标准并口可以联系打印机丰登设备。这样就一次性解决了该项目的所有接口问题。
Sunix's4096A是一种多功能串并口控制卡，可提供4个DM9M或者 DB25M 串口并为用户设备连接提供2个并口，每个串口传输速度高达到921.6KBS，每个并口的传输速度高达到2.7MB/sec.此扩展卡理想的被用于商业POS机、自动监测系统以及终端设备等等。4089A具有即插即用的功能,并且容易安装,提供客户32byte硬体FIFO外更是增加独特的128kbyte软件FIFO,大大**您的工作上的效能.
产品特性：
通用PCI规格
支持32/64位PCI总线
3.3/5V 插槽
WHQL 微软硬体质量标志认证
支持64位操作系统
串口
‧ 串口传输速度高可达921.6 Kbps
‧ 超大缓冲区域 128K byte FIFO
‧ 友好的用户界面
并口
‧ IEEE 1284C 标准规格
‧ 支持 ECP / EPP / BPP / SPP 模式
‧ 重定址到ISA位置378, 278
‧ 传输速率高可达2.7 MB/sec
（一） 绪论
在现今的自动化工程中，可编程控制器（PLC）与上位机的结合仍然占据主流，随着总线技术和通信技术的飞速发展，各种计量仪器都具备了智能通信功能，控制器与智能仪表的通信也逐渐成为工程中不可缺少的一部分，各个控制器厂家也相应的扩展了自己产品的接口，使得控制器具有了更广泛的应用性。当前流行的现场总线主要有MODBUS、PROFIBUS、CAN、LonWorks等，由于各个总线的接口技术以及通信协议的差异，使得其传输介质也不同，例如常见的MODBUS接口采用了RS485，通过分极性的双绞线传输数据。80年代后期，美国埃施朗公司（Echelon）开始开发LonWorks技术平台，确信它将成为控制网的通用标准。
（二） Lonworks总线简介
LonWorks控制网在某些方面相似于被成为局域网或LAN的数据网。数据网由结合各种通信介质以路由器连接的计算机组成，它们使用公用协议相互通信。控制网包含类似的、就控制的成本、规模、性能和响应特征优化的部件。实现理想的控制功能的专用网络就叫局部操作网络LON（Local Operating Network）。它的特征使网络系统能扩展到数据组网技术无能为力的一类应用中，控制系统和装置的制造商能通过在他们产品中组合LonWorks的设计缩短开发和设计的时间。LonWorks控制网的复杂程度不一样，可以由几个节点的机器内装小网到几千个节点的楼宇控制系统。
LonTalk通信协议是LonWorks技术的核心。该协议提供一套通信服务，使装置中的应用程序能在网络中对其他装置接受或发送数据而无需知道网络拓扑、名称、地址或其他装置的功能。该协议能有选择的提供端对端的报文确认、报文证实和优先级确认，是一个分层的以数据包为基础的对等的通信协议，使用类似于以太网所用的“CSMA”算法来处理网上报文冲突。
LonTalk控制网中每个节点都分配有自己的逻辑地址，该地址有两部分组成，部分是指定域的域ID，第二部分是节点地址。节点和节点之间的通信要知道逻辑地址，通过绑定的网络变量来实现。网络变量（NV）是任何数据项（温度、压力或者调节阀开度给定等），它们是一个特定装置的应用程序期望从网上其它装置得到的（输入NV）或者提供给其它装置的（输出NV）。装置中应用程序根本不用知道输入NV来自何处或者输出NV走向何处，因为在网络设计和安装期间会有一个变量“捆绑”的过程，这样在一个装置的输入NV和另一个装置的输出NV之间建立了逻辑连接，可以理解成为建立了“虚拟线路”。逻辑地址和每个节点提供的网络变量都固化在神经元芯片中。
LonTalk协议在设计上是独立于介质的，这使LonWorks系统可以在任何物理传输介质上通信，常用的信道类型有TP/XF –1250、 TP/XF –78、TP/FL –10、PL-2X（电力线）等，传输的大速率可达1.25Mbps。
（三） STEC2000控制器简介
STEC2000控制器是北京硕人时代科技有限公司自主研发的嵌入式控制器，是以嵌入式技术为基础，采用Motorola 32位高速CPU和嵌入式实时LINUX操作系统，集现场采集、显示操作、控制、通讯为一体，可广泛应用于市政（热力、自来水、煤气等）、楼宇自动化（空调、安防等）等领域。STEC2000控制器采用模块化体系结构，可根据需求灵活组配几个点到上百个点的现场控制设备。
CPU主控模块采用32位主频为66MHz的CPU，内部嵌入公司自主裁减的实时Linux操作系统，并且带有8M的FLASH芯片，以及16M的电子盘，在背扳上带有8个扩展槽，可根据需要配置不同的I/O模块；模拟输入（AI）模块带有8路模拟量输入通道，每一通道采用差分输入电路，可有效的抑制共模干扰，可接受电流4-20mA电压0-10V等多种常用的模拟输入信号；模拟输出（AO）模块带有4路模拟量输出通道，可以通过跳线选择输出电流或者电压信号，来控制现场的各种设备；数字输入（DI）模块带有12路数字量输入通道，接受现场的干结点开关状态，其中前三路可以当作脉冲计数器；数字输出（DO）模块带有8路继电器输出通道，继电器容量 130VAC/1A 、125VDC/1A；液晶和键盘操作模块带有5寸256色液晶显示器以及薄膜键盘，用于现场人机交互。
4.3.2.1 测量功能
STEC2000控制器采集温度、压力、热量等一次仪表参数并进行坏数过滤。本控制器支持按用户定义的方式将采集的电流电压数据变换为相应物理量。数据扫描周期可以在0.05-2秒之间进行设定。
4.3.2.2 存储功能
物理量数据每隔一段时间如1分钟（可组态设定）保存一次，掉电后不会丢失。具有不小于8M的存储空间。
4.3.2.3 显示功能
STEC2000控制器支持一个5寸的彩色液晶屏。用户可以其对显示画面和参数进行自由组态。
4.3.2.4 通讯功能
STEC2000控制器内置Socket Server, 标准串口（9针）、RJ45以太网接口、RJ11电话接口等硬件设施。控制器支持TCP/IP、ModBus、PPP等协议，Soket连接，232/484通讯，以太网通讯，电话拨号通讯及无线通讯连接（GSM、GPRS等）。
4.3.2.5 自检功能
STEC2000控制器上电后，自动检查主板、外围设备和I/O设备是否正常，如有异常给出报警。
4.3.2.6 控制功能
STEC2000控制器支持PID控制、逻辑控制、模糊控制等多种控制方式，可通过简单的组态进行选择。控制器还支持用户以脚本语言方式进行二次开发。
控制扫描周期小于200ms（可定义扫描周期）。
4.3.2.7 故障报警
发生报警事件时，STEC2000控制器会通过相应的通讯方式向上位机报警直至收到上位机的确认信息，报警内容包括：故障发生时间、故障内容、故障参数值（或状态）等信息。会在液晶的报警信息栏显示此故障信息，当多个报警存在时，报警信息会滚动显示。
4.3.2.8 人机交互
用户可以通过STEC2000控制器的键盘进行人机交互：选择控制方式，设定参数值，取消报警等。
4.3.2.9 Web访问
STEC2000控制器内置Web Server对控制器运行状态进行网页发布，用户可从任何地方通过电话线或以太网等方式登陆浏浏览网页以了解控制器运行情况。本功能受用户密码保护。
4.3.2.10 远程配置
STEC2000控制器支持远程配置更新和程序控制。例如，用户可以通过电话、以太网等方式与控制器建立连接，就如同本地一样对控制器进行组态。本功能受用户密码保护。
4.3.2.11 灵活配置
1个CPU主控模块多可以支持8个扩展模块。用户可以根据所要采集数据的类型自由配置I/O模块。
4.3.2.12 完善的组态功能
STEC2000控制器提供bbbbbbs操作平台下运行的可视化图形组态环境以支持数据、控制程序、显示操作、报警、通讯管理、数据存储等各种功能的组态。
（一） 实际工程应用
宁夏哈纳斯天然气热电有限公司宁夏哈纳斯天然气热电有限公司在银川市内兴建60座（暂定）天然气锅炉房，为了实现无人值守，需在每一个锅炉房内建立本地控制室，并建立一座中心主控机房，对这60个本地控制室进行集中监控。
为了实现集中监控，除了现场的温度、压力以及各个水泵的控制外，需要同燃气**计以及锅炉控制器进行通讯。燃气**计采用了浙江天信仪表，具体的通信协议同厂家联系，这里不再赘述。锅炉采用德国菲斯曼的锅炉，锅炉控制器是Victronic 333，采用Lonworks通讯总线，STEC2000没有哪个神经元芯片，要想办法转换总线接口，现把实现方法介绍如下。Modbus总线是常用的，可以用一个网关实现Lonworks总线与Modbus总线的转换。网关里面嵌入神经元芯片，使用专门的软件可以实现锅炉控制器与网关变量的绑定，比如说室外温度可以绑定在网关中的第25、26个字节，系统供水温度绑定在第7、8个字节等，网关的一个接口是RS485接口，可以实现与STEC2000的通讯，具体的编码如下所示：
…..
send 0x01,0x03,0x00,0x00,0x00,0x0c,0x45,0xcf
loop(300)
6*6
endl
recv(29)
if(db(2) :: 0x18)
outdoorT = (db(25)*256 + db(26))/100
PM1 = (db(11)*256 + db(12))/100
PM2 = (db(13)*256 + db(14))/100
PM3 = (db(15)*256 + db(16))/100
SystemT = (db(7)*256 + db(8))/100
HCCT = (db(19)*256 + db(20))/100
trace outdoorT=,%f,outdoorT,PM1=,%f,PM1,PM2=,%f,PM2
trace PM3=,%f,PM3,SystemT=,%f,SystemT,HCCT=,%f,HCCT
sxv(200,outdoorT)
sxv(201,PM1)
sxv(202,PM2)
sxv(203,PM3)
sxv(204,SystemT)
sxv(205,HCCT)
…..
系统的液晶屏显示画面如下：
锅炉的控制数据采集到STEC2000控制器后，经过宽带送到监控中心的上位机软件，实现远程监控锅炉。
（五） 工程
STEC2000控制器支持多种通讯方式，可以应用于不同的环境中，实现与多种总线的通讯，并且通讯脚本开发简单，得到了甲方技术人员的认可。有了与Lonworks总线的稳定通讯，再加上原有的热网监控经验，比较完美的实现了甲方的设计。