西门子模块6ES7223-1PM22-0XA8参数方式
LE系列PLC产品充分考虑了大型控制系统中遇到的机器设备、子系统集成困难问题，提供了多种开放式的通讯协议和接口，包括串行通讯、Profibus-DP现场总线、工业以太网和GPRS通讯方式。
串口通讯模式
Profibus DP总线模式
以太网通讯模式
GPRS通讯模式
通过上述各种通讯方式，LE系列PLC产品可通过以太网、Profibus-DP、串口、GPRS等方式向上位组态软件或大型PLC上传数据，并接受控制命令，实现系统的远程监控。在控制层，可通过串口通讯、以太网通讯方式实现PLC间的数据交换，实现控制层的数据共享。向下可通过串口通讯的方式实现对变频器、仪表等智能控制设备数据采集与控制。
公司凭借在自动化领域多年的经验积累，充分发挥其自身技术优势，以其先进的产品及的技术服务团队为广大用户提供个性化、全方位的整体解决方案，并将先进制造技术、信息技术和智能技术进行融合，帮助用户实现智能制造。用我们的行动证明我们“真诚地为用户设想”的承诺，通过深耕行业走差异化道路，开创和利时的新篇章、创造行业的。
关于和利时
和利时集团始创于1993年，是集研发、生产、销售、技术服务为一体的自动化公司。现有员工3000多人，年经营额超过30亿元人民币。被国际的美国ARC咨询集团评为全球过程自动化50强，是中国本土唯一入选的企业。公司于2008年在美国****上市（HOLI）。
集团在北京、杭州、西安、新加坡等地设立基地，并在全国和世界各地设有服务机构60余处。集团在北京拥有建筑面积8万平米的研发和生产基地，配备3条电子装联生产线，专门用于生产高安全等级（SIL4级）的高铁产品，同时也生产核电仪控产品、DCS和PLC等产品；在杭州拥有建筑面积2.5万平米的成套制造基地；在西安设有大型研究中心。位于北京的可靠性试验中心，已获得德国TUV莱茵认证，成为符合的可靠性试验基地，可以对电子产品按进行严格的电磁兼容、电气安全、温度、湿度、腐蚀、振动等项目进行试验。
集团的主要业务有高速铁路自动化、核电站自动化、过程自动化、工厂自动化、机器自动化。
在高速铁路自动化领域，和利时是时速350公里高铁和时速250公里动车的列车安全控制系统主力供应商。郑西线、广深港350公里时速的高速铁路采用和利时的列车安全控制系统。目前国内在运行的250公里时速的动车组大部分采用了和利时的产品。2012年美国动车实验室也选用和利时自主开发的列车安全控制系统设备。
在核电站自动化领域，和利时从1997年开始为巴基斯坦300MW核电机组提供自主开发的核电仪控系统以来，业绩已经覆盖到全国在建的所有核电站，成为核电自动化领域在建业绩的厂家。当前正在建设中的红沿河、宁德、阳江等14台1000MW核电机组的仪控系统均采用和利时的产品。和利时已成为世界范围内在建核电站控制系统大的供应商。
在过程自动化领域，和利时在火力发电、石油化工、冶金建材、食品饮料等国计民生行业，成功推广自主开发的DCS控制系统12000套以上，国内外客户数量超过7000家，成为中国DCS市场主力供应商，彻底打破了长期以来我国DCS依赖进口品牌的局面。
在工厂自动化和机器自动化领域，和利时从2003年开始，先后推出自主开发的LM小型PLC、LK大型PLC、MC系列运动控制器，产品通过了CE认证和UL认证。其中LK大型PLC是国内唯一具有自主知识产权的大型PLC，并获得国家四部委联合颁发的“国家重点新产品”证书。和利时的PLC和运动控制产品已经广泛应用于地铁、矿井、油田、水处理、机器装备控制行业。
新型烟支重量控制系统:
分析原系统在核扫描器信号的读取、补偿、线性修正、数字滤波、重量换算等的处理方法；分析原系统的重量控制算法，即根据烟条重量测量值和给定值计算控制量（平准器动作量）的算法。在重量计算、调节控制等方面更加准确可靠。
在整机设计时，考虑了电气联接和机械安装的兼容性。即可以与PLC结合组成新一代的烟机控制系统，也可以直接取代老机器的SRM和IT80，实现老机组的技术改造。重新设计的接口可以方便的与多种系统相连，包括新的微波扫描装置。
设计结构更为紧凑，可靠性大大提高。由于集成度的提高，功耗大幅度下降，温升下降，进一步提高了可靠性。新的重量控制系统体积相当于老SRM的一半左右，而重量仅有老SRM的三分之一左右。
改进了控制算法，增加了Fuzzy-PID算法，专家系统，对重量偏差进行修正。可以对曾经发生过的偏差事件有记忆和经验分析，带有人工智能的特性功能。提高了重量控制克服扰动的性能收敛更快。终使得烟支重量的正态分布曲线更陡，标准偏差得到改善。
通信速率更高。采用PROFIBUS总线时，高通信速率可达12Mbit/s。相比于老SRM与IT80之间9.6K bit/S的通信速率，系统的实时性更强。对109报告进行改进，动态显示烟支压实端位置分布曲线图，更加方便质量的监督和管理。
模块化设计的烟支检测系统：
采用单片机系统重新设计烟支检测系统。
应用ProfiBus-DP现场工业总线技术与PLC系统相互通信，使得数据的传输高效并为数据采
集提供了基础。
次品、废品烟支剔除更加准确。
调试维护简单。
故障率低，大大提高烟支检测系统性能。
简单实用的人机交互系统：
LuckyProtos是SRM系统的监视器，也是SRM系统进人机对话的界面。全汉化的界面更易于操作。作为PLC改行造的标准配置也可用于直接替换老的IT80。
用于替换老的IT80时，本系统对原数据进行了优化，具有更准确的数据采集报表，并增加了专家故障诊断系统，改造快捷方便，只需一个小时即可完成。
西门子高性能平板式工控机（IPC）和具有自主产权的软件系统，使得本系统运行更加稳定。
LuckyProtos专门设计了专家故障诊断系统。本系统针对不同的故障弹出不同的故障帮助窗口，方便维修。
SE没测烟支前端故障及帮助SE断纸故障及帮助
MAX滤嘴堵塞故障及帮助MAX水松纸断开故障及帮助
故障帮助窗口指示出了发生故障的具体位置，并且以红色箭头指向故障点。红色方框注明了故障点的具体状态。
增加准确的数据采集系统，可方便的显示每班所用的卷烟纸、水松纸、滤嘴棒等辅助材料的消耗及各种生产数据的统计。
LuckyProtos显示界面分为三个区域，在界面的顶端是标题区，显示报告编号、名称、机器编号、运行状态以及系统时间等信息。界面的中间部分显示YJ17-YJ27卷接机的生产信息和相关数据。
作为PLC改造的标准配置，在LuckyProtos的界面上可以任意的查看PLC模块的各个输入输出点的状态，更加方便了调试和维修，同时也可通过LuckyProtos对PLC参数进行设置。
通用触摸屏工控机直接操作,显示多种数据报告,显示各种故障并提示解决方法,显示故障报警地址、故障的原器件,功能转换的操作。
一、概述
随着计算机技术、通讯技术以及控制技术日新月异的发展，控制厂商得以研发、集成越来越先进的控制系统，为过程控制提供多种可选择的解决方案。水处理行业为了适应整个社会日益强烈的减员增效、信息化运作的发展趋势，对其过程控制也提出了越来越高的要求。越来越多的现代化水处理企业在采用当今先进的水处理工艺设备的同时，广泛采用先进的过程控制系统如DCS或者PLC以实现生产过程的有序、高效。
笔者就职的国电南瑞科技股份有限公司（简称：国电南瑞）是一家业界的高科技股份公司，主要从事电网监控、电力市场、配电网管理、变电站监控、火电厂监控、轨道交通控制以及市政环保监控等领域的技术研究、软件开发、设备制造、系统集成和工程服务。
本文介绍国电南瑞应用Schneider电气自动化产品为一大型现代化水厂提供的过程控制解决方案。
二、工艺描述
水厂位于中国西北地区一重化工基地，承担向整个重化工基地提供满足要求的工业用水和生活用水，设计规模40万m3/d，工艺流程见下图：
图1
下面介绍水厂主要工艺系统。
1、进水泵房
进水泵房规模为40万m3/d。通过轴流泵提升来自水库的原水，当水库蓄水为正常水位时，来水直接通过进水泵房自流进入配水井；当水库蓄水水位较低时，来水无法自流进入配水井，此时需要启动轴流水泵提升来水进入配水井。
2、配水井
配水井规模为40万m3/d。采用溢流堰配水，来水通过溢流堰均匀配水后分别输送到4座沉淀池。为防止水库中细小物质、浮游生物等进入水厂，配水井中设有拦污格栅。
3、折板絮凝斜管沉淀池
折板絮凝斜管沉淀池2座，每座池规模为20万m3/d，每座池又分为独立两组，每组设计规模为10万m3/d。沉淀池为水厂的核心工艺系统，包含了水厂的核心工艺：混合、絮凝和沉淀。
4、滤池
水厂采用V型滤池作为水处理过程中过滤核心工艺的生产系统。该工艺系统还包括滤池反冲洗系统。V型滤池每座池设计规模为10.0万m3/d，正常运行9.0万m3/d，每座池分为8格，双排布置。
5、清水池、吸水井、送水泵房
清水池2座，单池有效容积为10000m3；吸水井1座，设计规模40万m3/d，分为完全独立的两格，设手动闸板连通，正常运行时各自独立运行；送水泵房1座，总设计规模40万m3/d，分为2部分，其中沉淀后水送水规模为22万m3/d，滤后水送水规模为18万m3/d，泵房均匀供水，两套系统各设5台卧式离心水泵，4用1备。
6、加药间、储液池
加药间、储药池为水处理核心工艺絮凝沉淀的加药而设置，包括固体药剂储藏区、投配池以及絮凝剂投加系统等。该部分主要工艺设备包括：原液提升泵、搅拌机，以及投配池进出口阀门和计量泵等。
7、回收水池
回收水池1座，40万ton/d规模。主要工艺流程为：滤池反冲洗废水、沉淀池排泥水经回收水池处理，上清液采用潜水泵抽送至配水井，与原水充分混合流入混合池后充分利用；回收水池内设有搅拌器以防止污泥沉淀。
三、施耐德解决方案
自动化系统解决方案采用施耐德电气自动化产品，包括其高端PLC产品MODICON系列，HMI产品XBT触摸屏。
根据水厂的工艺流程，结合DCS和PLC的工程经验，按照功能相对集中和工艺系统相对位置靠近的原则，将整个水厂水处理工艺流程分成四个相互独立的控制站，按照功能分别叫做：进水泵房控制站，加氯加药控制站，滤池控制站，送水泵房控制站。为了提高整个自动化系统的可靠性，四个控制站PLC系统均采用了热备配置。
由于施耐德电气系列产品支持更具开放性的TCP/IP以太网，因此采用100M环形光纤以太网作为自动化系统的主干网络，同时出于系统安全可靠性考虑，采用双网冗余结构。系统结构见下图：
图2
对于加氯加药控制站和滤池控制站，分别设置现场控制单元，并配置XBT触摸屏，保证运行人员现场巡检时可以实时了解各现场控制设备的状态。同时现场控制单元跟加氯加药站和滤池控制站分别进行通讯，实现各现场控制单元数据在自动化主干网络上的共享。
下面分别对四个控制站做详细介绍。
1、进水泵房控制站
进水泵房控制站设在进水泵房。该控制站的监控范围包括：进水管道阀门、进水泵房、配电间等构（建）筑物的设备及仪表。
该控制站的主要设备包括一台XBT触摸屏，用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的双机热备冗余PLC系统，包括CPU模件、电源模件、DI、DO、AI、AO模件和各种网络通讯接口适配器等。其中，XBT触摸屏的型号为：XBTG5330；热备冗余的PLC系统包括：140CPS11420电源模件，140CPU43412A主控制器模件，140CRP93100远程IO处理器模件，140NOE77100以太网模件以及140CHS21000热备套件；远程IO站包括：140CPS11420电源模件，140CRA93100远程IO适配器模件，140DDI35300数字量输入模件，140DDO84300数字量输出模件，140ACI03000模拟量输入模件，140ACO02000模拟量输出模件。
另外，辅助配套不间断电源，光纤双环网通讯的工业网络交换机，直流开关电源、信号防雷器以及各种隔离器，以保证整个系统的安全可靠工作。
该控制站完成如下控制功能：
1、监视该部分工艺系统，控制其按照工艺要求正常运行；
2、通过140CPU43412A主控制器模件上的其中一个MODBUS口，采用MODBUS协议与低压系统的多功能数显表通讯，监视低压变配电系统的电流、电压、有功功率、无功功率等信号；
3、通过热备系统的以太网模件140NOE77100模件，实现该部分PLC系统的以太网通讯，实现该部分数据在光纤环网上共享，供上位机系统采集；
4、通过140CPU43412A主控制器模件上的另一个MODBUS口，采用MODBUS协议与XBT触摸屏通讯，在触摸屏上显示该部分系统的生产信息。
系统结构见图2。
2、加氯加药控制站
加氯加药控制站设在加药间，监控范围包括：加药间、加氯间、回收水池、配水井、沉淀池等，其中在沉淀池上设4个现场控制单元站，各现场控制单元与加氯加药控制站之间通过MODBUSPLUS通讯连接。
该控制站的主要设备包括一台XBT触摸屏，用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的双机热备冗余PLC系统，包括CPU模件、电源模件、DI、DO、AI、AO模件和各种网络通讯接口适配器等。其中，XBT触摸屏的型号为：XBTG5330；热备冗余的PLC系统包括：140CPS11420电源模件，140CPU43412A主控制器模件，140CRP93100远程IO处理器模件，140NOE77100以太网模件以及140CHS21000热备套件；远程IO站包括：140CPS11420电源模件，140CRA93100远程IO适配器模件，140DDI35300数字量输入模件，140DDO35300数字量输出模件，140ACI03000模拟量输入模件，140ACO02000模拟量输出模件。对于现场控制单元，采用具有更高性价比的140CPU11302模件作为主控制器模件。
另外，辅助配套爱默生不间断电源、光纤双环网通讯的赫斯曼工业网络交换机、直流开关电源、变频器、信号防雷器以及各种隔离器，以保证整个系统的安全可靠工作。
该控制站完成如下控制功能：
1、监视该部分工艺系统，控制其按照工艺要求正常运行；
2、通过热备系统的以太网模件140NOE77100模件，实现该部分PLC系统的以太网通讯，实现该部分数据在光纤环网上共享，供上位机系统采集；
3、通过140CPU43412A主控制器模件上的其中一个MODBUS口，采用MODBUS协议与XBT触摸屏通讯，在触摸屏上显示该部分系统的生产信息；
4、通过140CPU43412A主控制器模件上的MODBUSPLUS口，采用MODBUSPLUS协议与现场控制单元主控制器模件140CPU11302通讯，实现现场控制单元数据在光纤环网上的数据共享。
现场控制单元完成如下功能：
1、监视沉淀池部分工艺系统，控制其按照工艺要求正常运行；
2、通过140CPU11302主控制器模件上的MODBUS口，采用MODBUS协议与XBT触摸屏通讯，在触摸屏上显示该部分系统的生产信息；
3、通过140CPU11302主控制器模件上的MODBUSPLUS口，采用MODBUSPLUS协议与加氯加药控制站主控制器模件140CPU43412A通讯，实现现场控制单元数据在光纤环网上的数据共享。
系统结构见图2。
3、滤池控制站
滤池控制站设在鼓风机房及反冲洗泵房，监控范围包括：鼓风机房及反冲洗泵房、滤池等构（建）筑物的设备及仪表，其中在16个单格滤池上共设16个现场控制单元站，各现场控制单元与滤池控制站之间通过MODBUSPLUS通讯连接。
该控制站的主要设备包括一台XBT触摸屏，用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的双机热备冗余PLC系统，包括CPU模件、电源模件、DI、DO、AI、AO模件和各种网络通讯接口适配器等。其中，XBT触摸屏的型号为：XBTG5330；热备冗余的PLC系统包括：140CPS11420电源模件，140CPU43412A主控制器模件，140CRP93100远程IO处理器模件，140NOE77100以太网模件以及140CHS21000热备套件；远程IO站包括：140CPS11420电源模件，140CRA93100远程IO适配器模件，140DDI35300数字量输入模件，140DDO35300数字量输出模件，140ACI03000模拟量输入模件，140ACO02000模拟量输出模件。对于现场控制单元，采用具有更高性价比的140CPU11302模件作为主控制器模件。
另外，辅助配套爱默生不间断电源、光纤双环网通讯的赫斯曼工业网络交换机、直流开关电源、信号防雷器以及各种隔离器，以保证整个系统的安全可靠工作。
该控制站完成如下控制功能：
1、监视该部分工艺系统，控制其按照工艺要求正常运行；
2、通过热备系统的以太网模件140NOE77100模件，实现该部分PLC系统的以太网通讯，实现该部分数据在光纤环网上共享，供上位机系统采集；
3、通过140CPU43412A主控制器模件上的其中一个MODBUS口，采用MODBUS协议与低压系统的多功能数显表通讯，监视低压变配电系统的电流、电压、有功功率、无功功率等信号；
4、通过140CPU43412A主控制器模件上的另一个MODBUS口，采用MODBUS协议与XBT触摸屏通讯，在触摸屏上显示该部分系统的生产信息；
5、通过140CPU43412A主控制器模件上的MODBUSPLUS口，采用MODBUSPLUS协议与现场控制单元主制器模件140CPU11302通讯，实现现场控制单元数据在光纤环网上的数据共享。
现场控制单元完成如下控制功能：
1、监视滤池部分工艺系统，控制其按照工艺要求正常运行；
2、通过140CPU11302主控制器模件上的MODBUS口，采用MODBUS协议与XBT触摸屏通讯，在触摸屏上显示该部分系统的生产信息；
3、通过140CPU11302主控制器模件上的MODBUSPLUS口，采用MODBUSPLUS协议与滤池控制站主控制器模件140CPU43412A通讯，实现现场控制单元数据在光纤环网上的数据共享。
系统结构见图2。
4、送水泵房控制站
送水泵房控制站设在送水泵房，监控范围包括：监控范围包括：送水泵房、清水池、吸水井、变配电间、锅炉房等构（建）筑物的设备及仪表。
该控制站的主要设备为用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的双机热备冗余PLC系统，包括CPU模件、电源模件、DI、DO、AI、AO、RI模件和各种网络通讯接口适配器等。其中热备冗余的PLC系统包括：140CPS11420电源模件，140CPU43412A主控制器模件，140CRP93100远程IO处理器模件，140NOE77100以太网模件以及140CHS21000热备套件；远程IO站包括：140CPS11420电源模件，140CRA93100远程IO适配器模件，140DDI35300数字量输入模件，140DDO35300数字量输出模件，140ACI03000模拟量输入模件，140ACO02000模拟量输出模件。
另外，辅助配套爱默生不间断电源、光纤双环网通讯的赫斯曼工业网络交换机、直流开关电源、信号防雷器以及各种隔离器，以保证整个系统的安全可靠工作。
该控制站完成如下控制功能：
1、监视该部分工艺系统，控制其按照工艺要求正常运行；
2、通过热备系统的以太网模件140NOE77100模件，实现该部分PLC系统的以太网通讯，实现该部分数据在光纤环网上共享，供上位机系统采集；
3、通过140CPU43412A主控制器模件上的其中一个MODBUS口，采用MODBUS协议与低压系统的多功能数显表通讯，监视低压变配电系统的电流、电压、有功功率、无功功率等信号；
系统结构见图2。
四、小结
整个方案结构简单，综合运用了系列PLC的高端产品、低端产品以及XBT触摸屏人机界面等，同时还包括跟第三方系统的通讯，当然也涵盖了CONCEPT以及VijeoDesigner的应用。
目前该自动化解决方案已经在水厂成功应用，实现了水处理工艺的自动化运行，从而大大减少了运行人员数量，降低了运行维护的工作量；解决方案采用了开放的网络设计，为该水厂以后的信息化管理提供了物理基础。