西门子6ES7221-1EF22-0XA0介绍说明
随着国民经济的发展对电力需求逐年增长,我国目前电力供应紧张现象普遍存在,在经济发达的沿海地区,每到夏季用电高峰期工业区经常出现拉闸限电现象,我国近年大力提倡节能环保,随着人们的生活质量的提高,提高空调的舒适性、经济性、可靠性,节能性十分重要。采用先进、实用、可靠的可编程控制器(PLC)来进行控制是当前空调控制系统的主流。奥越信200系列高性能小型PLC,从CPU到扩展模块等阐述了在该领域的优越性。基于目前中央空调系统控制手段的不足,利用奥越信200系列控制器来实现有效控制的方法,经实际使用表明该方案是合理可行的,使用效果优于同类控制产品。
一、引言
空调是对建筑物内空气进行调节的专用系统,它通过对风机、阀门、泵等设备的开、关及连续调节来控制室内温度、湿度,使之满足一定要求,从而提高人体的舒适度。随着人们生活水平的不断提高,越来越多的大、中型建筑采用中央空调系统,以达到夏季致冷、冬季取暖,且达到经济节能的目的。
为提高空调系统的经济性、可靠性及可维护性,需采用控制产品对空调系统的各个设备进行控制。早期的中央空调控制器多为就地式专用控制器,它们具有控制功能简单、不易联网及信息集成度不高等缺点。随着计算机技术、控制技术和网络技术的发展,现在的中央空调系统都倾向于采用先进、实用、可靠的可编程控制器(PLC)来进行控制。本文介绍用奥越信PLC产品控制中央空调的实例。
将奥越信公司200系列可编程控制器应用于空调系统中,实现联网及信息集成,提高了系统可靠性,降低了能耗,满足了工艺要求,保证了产品的质量,提高了整套机组的性价比。
二、系统介绍
某空调系统为风管式系统,风冷风管式中央空调系统与其他中央空调相比有新风的引入提高的空气的质量、温度较均衡、噪音小、可调节、安装简单、运行可靠、效率高和运行费用低等显著特点。风管机中央空调系统以空气为输送介质,其原理与大型全空气中央空调系统的原理基本相同,是一个小型化的全空气中央空调系统。它利用室外主机集中产生冷/热量,将从室内引回的回风进行冷却/加热处理后,再送入室内消除其空调冷/热负荷。风管式机组系统简单,采用制冷剂和空气直接蒸发换热的制冷循环方式,无需中间传热媒体,减少了损耗,效率高。由于引入了新风,其空气品质能得到较大的改善。原理图如下所示,图中室外主机采用风冷方式。
该系统有如下几个特点:
夏季,制冷机组运行,实现冷调节;冬季,冷机配合热源共同使用,可以实现冬季采暖。在春秋两季可以用新风直接送风,达到节能,舒适的效果。
采用集中空调的设计方法,送风量大,送风温差小,房间温度均匀。送风方式多样化,能够具体情况制定不同的送风方案,增强人体的舒适性。
采用模块化主机,根据设置自动调节制冷量。室内及分区控制,各个室内及独立运行,分别调节各个区域内的空气。
维护非常方便,对发生的故障进行报警的在文本显示器上显示,维护人员可方便快捷地根据故障显示进行维护或修理。
可单独控制,也可集中进行控制,运行更加经济、节能。
三、系统控制
控制系统采用奥越信224C主机系列PLC,扩展用200系列模拟量模块和231热电阻模块。 1、OYES200系列是可以完全兼容西门子S7-200 的编程软件,原应用程序无需任何改动, 224C系列CPU集成两个通讯口,其中一个PPI通讯口,另一个自由通信口(FPORT)内部集成MODBUS协议,14DI/10DO共24个数字量I/O,程序空间为24K,数据空间10K,可掉电保持三年,4个5KHZ高速计数器。
空调应用环境相对比较潮湿,奥越信200系列产品可靠性高,可采用三防处理,适用各种恶劣环境。
主机系统控制要求
1)根据当前出水温度及设定值对系统采取加载、卸载和保持相应控制措施;
2)具有故障检测与报警功能,能查询当前故障和历史故障记录;
3)定时控制功能,能自动开关机组;
4)系统和压机的保护功能齐全。
3.3 冷冻水系统控制
将实际回水温度减去实际出水温度,并与实际温差做比较进行PID控制。冷冻水系统逻辑控制:PLC主机控制冷冻水出水和回水阀门,延时5秒钟启动冷冻水循环泵,冷冻水泵由变频器控制运行(主电路分开,变频器频率信号一样),变频器频率由模拟量EM232模块输出电流信号控制。当设定温差大于实际温差时,表明实际供冷量不足以满足空调房间需要,需要增加冷量,PLC控制模拟量输出电流增加,从而提高冷冻泵转速以使实际供冷量增加,则实际温差会逐渐减小直至接近设定温差;当设定温差小于实际温差时,表明实际供冷量有富余超过空调房间的需要,需要减小冷量,PLC控制输出电流减小,从而降低冷冻泵转速以使实际供冷量减小,则实际温差会逐渐减小直至接近设定温差。
一.引言
随着现代控制技术的不断发展,照明控制的智能化要求也越来越高。采用智能照明控制系统不仅能为照明提供多种艺术效果,更能带来节约能源和降低运行费用的好处控制要求;某商场在的不间段,灯光的照射强度是不同的,下面给大家介绍一下PLC是如何运用在商场照明中的。
二.控制要求
某大型商场照明总功率为100KW,为了达到照明自动控制的目的,采用奥越信PLC进行控制,商场照明负荷分为五组,每组20KW,并设初始状态为早上7:30按下启动按钮。其全天的照明度要求随时间变化如下:
1.7:30--8:00,过渡暗光,照明功率为20KW。
2.8:00--9:30,客少减光,照明功率为60KW。
3.9:30--16:00,稍减光,照明功率为80KW。
4.16:00--20:30,客多全点灯,照明功率为100KW。
5.20:30--21:00,客少减光,照明功率为60KW。
6.21:00--21:30,过渡暗光,照明功率为20KW。
7.21:30--第二天7:30,停止营业,灯灭。 三.控制I/O分配表
四.PLC控制梯形图及部分说明
下图是按照上述要求编写的程序,如时间或者控制方式不一样,可根据现场进行修改,达到控制要求。
1.当I0.0接通时,组接触器闭合,开启20KW的照明灯光,所有计时器都启动。
2.当C0计时完毕时,第二、三组接触器也闭合,再增加40KW的照明强度。
3.当C1计时完毕时,第四组接触器闭合,再增加20KW照明。
4.当C2计时完毕时,第五组接触器闭合,开启大灯光强度。
5.当C3计时完毕时,第四、五组接触器断开,减光到60KW。
6.当C4计时完毕时,第二、三组接触器断开,减光到20KW。
7.当C5计时完毕时,组接触器断开,灯光全灭。
8当C6计时完毕时,复位所有计时,并且开启新一轮的循环计时。
五.
智能照明控制系统在确保灯具能够正常工作的条件下,给灯具输出一个佳的照明功率,既可减少由于过压所造成的照明眩光,使灯光所发出的光线更加柔和,照明分布更加均匀,又可大幅度节省电能,智能照明控制系统节电率可达20%-40%。智能照明控制系统它可在照明及混合电路中使用,适应性强,能在各种恶劣的电网环境和复杂的负载情况下连续稳定地工作,还将有效地延长灯具寿命和减少维护成本。采用奥越信PLC和触摸屏实现照明控制,抗干扰性能强,可靠性高,结构简单,实现方便
冗余设计其实是一个很宽泛的技术概念,而不是大家理解中的技术方法,冗余原始概念是重复配置系统的一些部件,当系统发生故障时,冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作,由此减少系统的故障时间。冗余按类型分为主动和被动形式,所谓主动和被动主要是主从切换的能动性上来分析,主动冗余是可以主动切换,就是可以随时自行切换;被动冗余是指当正在运行的组件坏掉或者不正常的时候才会切换到备用组件,其中也包括用户手动或者用户程序切换方式,按照功能来分又分成Hotstandby、Warm standby 和 Coldstandby,整理以后见下图:
1、 clod standby
冷备用,其实说白了就是backup,他是通过备份所有正常运行的组件放在一旁或者仓库里,等运行的组件坏了以后更换新的组件来完成系统的正常运行,这个冗余时间和更换时间息息相关。这种冷备用方式很少去关注响应时间,并且需要运维人员干预操作。举个例子,一套PLC运行系统,在做备件时做了完全的配置备件,当PLC在运行时因为夜晚雷电发现有一块AI卡件烧毁了,运维人员马上把系统断电,更换卡件,在上电运行,这就是一个完整的coldstandby的过程,至于其中耽误的时间,只能视运维人员的对系统的熟练程度而定并且必须被动接受。
2、 warm standby
温备用,是两套完全一样的配置组件,一个正常运行被视为主,另一个带机并不运行备用被视为从,每隔一段时间,主从的内容相互交换一次,当运行组件出现故障,备用组件才会运行承担工作。举个例子,西门子的300软冗余系统,两台微处理器的冗余方式就是温备,主处理器控制系统的输入和输出(I/ O),而备用处理器上电和主处理器停止控制过程中的等待时间。当发生这种情况,备用处理器承担的I / O控制,并采取指定的主处理器,处理器允许脱机成为次要处理器,并可以在不牺牲过程控制维护。
在正常操作中,主处理器提供定期更新的备用处理器。这些更新通常发生在每个程序扫描结束,并可能在任何时间只涉及了部分数据。当转换发生时,备用处理器可以工作过的数据不完整,因为它可能会采取一些备用处理器程序扫描追上来这里的主要是前转换。这可能有助于在转换过程中颠簸。
从硬件的角度来看,温,热冗余系统几乎相同,很容易混淆。
3、 hot standby
热备用,是两套完全一样的组件,全部都是上电并运行的状态,两个组件进行数据采集、数据处理和计算,只是主组件担任输出控制任务,两个组件实时交互,当主从切换的时候必须完成无扰动切换。热备组件系统是随时切换检测组件状态并报告。
热备系统在一瞬间也不能让系统godown,当主从切换的时候,需要完成系统通讯消息和数据更新以及堆栈的同步,从而苛刻实现程序执行的速度和堆栈段内容都是一致的,为了确保热备系统的操作正确性,全部数据需要实时主从交互,其交互方法有两种,种就是常规的扫描和传输方法,这种技术早期被施耐德的PLC广泛使用,先是在程序扫描结束后传输所改变的内容,程序扫描时间是程序执行和传输的时间组合,这也就是PLC的执行周期为什么有时间周期定义之说了,这样就不是每次把PLC内全部程序进行交互,减少同步任务复合,但当从plc内没有程序的时候,主plc会把全部内容同步过去,但这个过程只是上电或者运行时候做一次比较。这种热备方式是一种经典和准确的热备方法,并且这种方法延续至今。
第二种方法就是异步传输方法,在异步传输,主系统中在其电路有两个独立的微处理器。个微处理器执行程序。在执行结束,所有数据被传递给第二个微处理器。这第二个微处理器处理所有的传输任务,而个微处理器执行下一个程序扫描。一个微处理器是执行,而另一种是传输到备用处理器的数据。 由于这种从主处理器辅助处理器的数据传输是异步的程序扫描,它随时的数据传输,而不会影响程序执行和系统负荷。这种热备异步传输的方式是AB的Contrologix一项技术,他的冗余配置中主从系统各有三个CPU,个就是执行程序的CPU,第二个就是起到数据总线的背板CPU,第三个就是同步模块RM的CPU,他的任务被分配在多个CPU当中。
后还是要说一下,其实大家理解中的冗余技术其实就是热备的方法,因为传统DCS进入大家视野比较早,DCS厂家把冗余概念做到了,它把两套物理硬件在逻辑上封装成为一个独立体,造成很多技术人员认为只有物理上两个组件但在逻辑上是一个组件被称为冗余,逻辑上是两个组件的叫做热备。