西门子6ES7231-7PD22-0XA8千万库存
一、引言
随着国民经济的不断发展和人民生活水平的日益tigao，城市居民对居住环境的要求越来越高。集中供热是近年来国家提倡和要求的一项节能和环保工程，集中供热改变了过去由单位锅炉供热造成的烟尘污染、供热效率低下和难于管理等缺点；改由城市周边的热电厂的供热机组提供热源，在城市中建设热交换站统一向用户供热。集中供热系统具有热惯性大、滞后明显以及受温度、天气因素干扰较大等特点，使得整个系统调节控制难度增大，并且传统的换热控制大多数采用继电器、变频器等进行简单控制，系统调节完全凭以往积累的经验，运行维护的成本过高，效率低下。针对热网调节中上述的状况，采用计算机监控管理系统对热网实行集中监控是一种行之有效的方法。
由我公司承担设计和调试的华北及东北地区近百个生活小区换热站控制系统均采用了目前自控行业的新产品“一体化控制器”和GPRS技术，使该控制系统的各项功能指标得到了显著的tisheng，该系统的特点如下：
Ø 监控中心计算机通过各现场控制设备实时采集现场数据，监控整个供热系统的关键数据，对热网的水力工况和热力工况进行综合分析，根据热力缝补状况及时调整供热温度等参数，协调整个系统稳定、可靠的运行，充分发挥系统的大效能，降低成本。
Ø 在地理位置相对分散的各换热站中采用美国HORNER公司的一体化控制器（OCS）进行现场控制，通过先进的PID算法，克服了传统PID控制器时间常数过大，调节惯性大，容易超调产生大幅度振荡等缺点，通过一体化的人机界面现场显示和操作十分方便。
Ø 通过串行通信协议与现场多台变频器进行实时通讯，采集变频器的关键参数并不断进行调整，使水泵工作在佳状态下。
Ø 在数据传输方面，通过先进的GPRS网络与中心计算机实时通讯，节约了大量布有线网络所造成的时间、人力、资金的消耗。下面就针对上述几部分内容进行详细的说明。
二、高度集成的一体化控制-“ALL IN ONE”新理念
在本换热系统中主要采用了美国HORNER公司XL系列的两款主流产品，小巧的紧凑型HEXE103控制器，和具有5.7寸真彩色触摸屏的HEXL103控制器。这些产品的特点都是把传统的PLC控制器、人机界面HMI、输入输出点I/O和网络Network集成到一起，称之为“一体化控制器（OCS）”，仅用一套编程软件就可以对整个系统的硬件配置、逻辑程序、网络连接和人机界面进行配置和编程，并且该软件是免费的。系统配置图如下，其中HEXE103带有一个小的操作员界面（128x64背光显示，带有16个功能键），可显示图形或曲线，HEXL103带有5.7寸真彩色触摸屏界面，这两款控制器均带有内置I/O：12点直流输入（正/负逻辑）兼容12/24伏，12点直流输出（每通道大0.5A),2通道10-bit模拟输入（0-10V/4-20mA).2路脉冲/PWM输出功能，还可配置4路高速计数器（10kHz），内置2个的RS232/485接口，支持PLC/Drive通讯协议和一个大容量可移动存储器插槽（支持miniSD卡）。内置的CsCAN网络端口用于高速通讯和I/O扩展。每个控制器都是直流供电。它们可以面板安装或DIN导轨安装。新增加的内置以太网功能可支持Web浏览和FTP功能，该功能可以轻松实现远程维护和监控。
三、换热站一体化控制器的配置图
四、 在小区供热领域的功能特点和优势：
1. 集成两个485串口，支持ModbusRTU主从方式和多种通讯协议。
2. 支持邮件发送功能。
3. Webserver功能，网页监控。
4. 梯形图和画面组态由一个软件包来完成，省时方便。
5. 本体集成22-42个IO点，可扩展IO模块。
6. 多支持32路PID调节，支持自学习功能。
7. 支持TF卡存储，可实现数据记录。
五、灵活的PID控制功能和丰富的运算能力
现代化的换热站需要实现全自动的恒压恒温供水，PLC要根据现场变送器反馈回来的温度压力等参数来调整比例调节阀和变频器。通过控制一次网比例阀的开度和二次网循环泵和补水泵的转速，从而控制二次供热的温度和压力。
此系统的PID完全由软件编程实现，不需要添加任何外围设备，多可以实现32路独立的PID控制。并且CPU的扫描速率在0.2ms左右，对PID的响应速度很快。其中具优势的是其具有参数自整定的功能，使终用户不具备PID理论知识也能快速进行PID调节，用户只需开启PID的自学习功能，PLC就可以根据工作状况自动找出比例系数、积分时间、微分时间等参数。等到PID参数找到后就自动切入控制程序，其PID调节的具体画面如下所示：
此换热系统共需要3路PID控制：
1、实现室外温度补偿，自动控制二次供水温度功能，控制器既可以根据设定的供暖曲线和室外温度的变化自动控制二次侧出水温度，又可以根据设定的固定出水温度维持二次侧出水温度恒定，以满足用户佳的节能效果需求。
2、二次侧循环变liuliang调节功能，控制器可以根据系统热负荷的变化，调整循环泵的转速，维持二次供、回水压差（可以调整）恒定，达到佳的供热效率和节能效果。新启动前有一段时间（可以调整）的延时警报，用以提醒可能在现场维护的工作人员注意自身安全。
3、根据二次回水的压力调节补水泵转速，保证二次供水的恒压。
六、OCS控制器与变频器的通讯
在工业自动化控制系统中，为常见的是PLC和变频器的组合应用，并且产生了多种多样的PLC控制变频器的方法，其中采用RS-485通讯方式实施控制的方案得到广泛的应用：因为它抗干扰能力强、传输速率高、传输距离远且造价低廉。RS-485的通讯必须解决数据编码、求取校验和、成帧、发送数据、接收数据的奇偶校验、超时处理和出错重发等一系列技术问题，一条简单的变频器操作指令，有时要编写数十条PLC梯形图指令才能实现，编程工作量大繁琐，令设计者望而生畏。
在OCS中这一切都变得非常简单，我们只需要一个功能块就可以实现Modbus所有的功能，即保留了RS485通讯的优点，又省去了复杂的编程工作。以下是一段通讯程序的例子，可以看到OCS非常简单的就从变频器取得了想要的参数：
七、GPRS与OCS的完美结合
DTU是指数据终端设备（Data Terminateunit),可以理解为下位GPRS发射终端。使用GPRS的优点是实时在线，当有数据传输时才按liuliang收费。可以省去大量的布线、调试、维护工作，对于地理位置相对很远的数据传输有很明显的优势。其本身也存在着一些弱点，比如说系统延时时间长（10秒左右），信号受周围环境影响较大、运营商支持等。
对于此换热系统，计算中心要求的数据实时性不高（1分钟左右），各个换热站地理位置相对很远，特别适合应用此种传输方式进行PLC和上位机的通讯。
换热控制中心监控画面如下：
八、 系统的其他保护及报警功能
保护功能包括常规的过压保护、欠压保护、缺项保护、漏电保护、过流保护等功能。报警功能包括循环泵故障报警、补水泵故障报警、补水超压报警、补水箱水位过低、二次网回水压力过低报警、换热站故障停机报警等功能。
HORNEROCS产品采用了移动存储技术，支持miniSD卡或CF卡（大可到2G），用于存储历史数据和报警信息。在本系统中我们采用了2G内存的SD卡实时存储报警信息和进行数据备份，当需要查看时，只需将SD卡拔出并插到计算机上就可以打开全部文件，所有文件均可以存为EXCEL格式。
如果现场控制器可以连接互联网且拥有固定IP地址或动态域名，则可利用OCS控制器内置的Web访问功能，轻松地实现异地的远程访问，远端客户只需通过IE浏览页面即可实时监控现场设备的工作状态，或对设备进行远程维护和调试。
1 引言
立体仓库是一种集信息、储存、管理于一体的高技术机电一体化产品，随着现代化生产规模的不断扩大和深化，它将为工业、企业带来巨大的经济效益。本文中所设计的系统利用工业控制计算机作调度、管理、完成了工业控制计算机与plc之间以及plc与plc之间的监视和控制参数的传递，tigao了立体仓库的自动化管理水平。经过在现场的实际应用证明,这种管理和控制系统结构具有很高的可靠性和稳定性。
2立库工艺流程
某企业的配料车间有144个品种的粉体原料，根据工艺要求，每次取n种，相应的重量为m1~mn。要求操作人员在人机界面(触摸屏)上设置目标的料仓号和料位号后，系统能够根据目标料仓号与当前料仓号的差值，按照短路径原则来确定传动系统的运行方向，启动变频电动机，并根据料仓号差值的变化自动改变料仓运行速度，防止料仓的摆动。
目标料仓到达操作人员工作位置时应准确停车且无摆动，专用照明灯应点亮，指示目标料桶。操作人员根据工艺单进行人工称量，计量装置监视粉料的实际重量，当达到设定值时，发出提示信号，进行下一个料仓和料位的操作。以上是项目阶段的任务，第二阶段的任务是实现自动称量。实现阶段任务的立体仓库示意图如图1所示。
图1 立体仓库示意图
在图1(a)中，11kw变频电动机、减速比为20/1的减速箱、主动链轮，前后两条链条及悬挂其上的24个料仓构成了立体仓库传动系统。1#料仓的正视图如图1(b)所示，6种粉料的编号依次是1-1、1-2、1-3、1-4、1-5和1-6。
3控制系统设计
3.1系统架构
立体仓库控制系统由pws6a00型触摸屏、cj1w-cpu22系列plc、vlt5000型变频器、变频电动机、减速接近开关、到位接近开关以及周边电器元件等组成。控制系统框图如图2所示。立体仓库控制系统由pws6a00型触摸屏、cj1w-cpu22系列plc、vlt5000型变频器、变频电动机、减速接近开关、到位接近开关以及周边电器元件等组成。控制系统框图如图6-2所示。
图2 立体仓库控制系统框图
在本项目中，用pws6a00型触摸屏专用电缆将触摸屏与cpu22的rs232c端口连接起来，用触摸屏进行操作。cpu22的外围端口经cs1w-cn114连接电缆与手持编程器连接，在现场进行必要的参数修改或数据监视。在离线编程时，用cs1w-cn226连接电缆将外围端口与pc机连接起来，进行离线编程或离线模拟。
3.2系统控制
(1)定位控制：在立体仓库控制系统中，根据操作位置确定料仓的定位位置后，当目标料仓号与当前料仓号之差小于12时，plc发出指令，传动链条顺时针运行，每当料仓经过减速接近开关时，链条运行速度减速；当料仓到达定位位置时，计数器加1。当期望料仓号与当前料仓号之差大于12时，plc发出指令，传动链条逆时针运行，则计数器减1。根据工艺要求，料仓的单步移动速度是1步/3秒，对于这样的速度，可以使用程序中的可逆计数器来进行加/减计数。当以链条的每个节点来进行位置计数时，则使用cj1w-cpu22的内置高速计数器和内置快速输入点。
(2)正反向运行料仓计数：料仓通过铰链悬挂在左右链条上，考虑到车间的环境，传感器选用行程开关，用于对料仓进行计数，行程开关摆臂的滚轮靠在铰链的圆柱体表面上，当料仓到达检测位置时，行程开关的常开触电闭合，由plc的可逆计数器进行加或减计数。
(3)自动判断正反向运行：在触摸屏上设置目标料仓号之后，程序自动判断目标料仓号与当前料仓号之差，若差值小于12，链条正向运行；若差值大于12，链条反向运行，从而实现短路径运行，节省时间和降低能耗。无论链条正转或反转，当目标料仓到达操作位置时，变频电动机停止，链条停止。
(4)正反向点动运行：根据工艺要求，除了在触摸屏上设置目标料仓号进行自动控制之外，还要求在设备上安装正反向点动按钮，对料仓进行步进手动控制，利用二进制比较指令用于正向点动的上限保护和反向点动的下限保护。
(5)目标料仓号及料位号的设置：为便于现场操作工使用，24个料仓及每个料仓的料位号均以图形和文字显示在触摸屏上，为此，1#~24#料仓的地址对应plc的内部保持继电器，每个保持继电有16位，即00位~15位，料仓的料位号用01位~06位来表示。以2#料仓为例，当在触摸屏上触摸按钮时,接点接通,执行传送指令“mov(021) #1d91”，d91中的数据为1，即目标料仓号是2#。若当前位于操作位置的料仓号是8#，则通过程序判别，电动机反转，链条反向运行，直到2#料仓到达操作位置时，电动机停止运行。
(6)料位灯光指示：每个料仓有6个料位，24个料仓共有144个料位，多可存放144种原料。工艺上要求目标料仓到达操作位置时，选定料位正上方的聚光灯应点亮，指示操作。6个聚光灯是公用的，由继电器输出单元来控制相应的聚光灯。
(7)链条电机传动控制系统：前面介绍了料仓的短路径控制，目标料仓移动到操作位置的远距离是12个料仓的距离。对链条传动电机的控制要求是根据目标料仓的距离设置不同的运行速度曲线，既要求运行稳定又要求缩短运行时间。为此，设计了根据目标料仓号与当前料仓号之差的变化自动设置速度的控制算法，利用表比较指令用于实现自动速度设置。