西门子6ES7214-1AD23-0XB8现货充足
2.2Profibus-DP从站（远程I/O站）
远程I/O采用VIPA公司的VIPA353-1DP01接口模块，并插入VIPA公司的300V系列的6个模块。其用法和西门子ET200M类似，但要安装VIPA公司提供的专用GSD文件用于Profibus组态，每个远程站多可组32个模块配置如下图：
图4
2.3 编程及组态
采用西门子Step7-V5.3就可以配置及对VIPA的PLC编程，其使用方法与西门子完全一致。硬件配置如图5所示。
图5 系统硬件组态图
2.4 一台工控机做工程师站
1台研华工控机做为工程师站；由于VIPA300SCPU都带有内置以太网接口，工程师站通过以太网与PLC通讯；还可通过此口对PLC组态与编程（PG/PC），省去了编程用的MPI适配器。工程师站软件采用西门子PRODAVE6或免费的Libnodave通过TCP/IP与PLC通讯。如图6所示。
图6
3、应用经验
使用VIPA公司的PLC，其编程平台使用西门子的STEP7-V5.3以上版本，和西门子PLC的编程方法完全一致。对VIPA公司的远程模块挂DP总线，要安装VIPA公司提供的GSD文件，其用法和西门子的远程站类似。VIPA300SCPU带有内置CP-343-1以太网接口，采用SPEED7技术，运算速度比西门子400更快，有很高的性价比。并且通过以太网口就可对PLC编程及硬件组态，使用非常方便。
1、前言
冶金行业中大量使用西门子公司的控制产品。我公司在冶金项目中，逐步引进了和西门子产品完全兼容、高性价比的德国VIPA公司的产品，取得了很好的效果，也tigao了我公司在承接项目中的竞争力。
2、系统构成
在某电渣炉PLC控制系统中，我们使用了德国VIPA公司300S系列的控制系统，其主要配置为：
1） 1个VIPA 314-6CG03作为CPU模块；
2） VIPA 300SCPU上都带有一个以太网通讯接口，功能相当于CP-343-1EX11，可直接与工控机连接。
3） VIPA 300SCPU上都带有一个可配置的RS485通讯接口，用来和四块厦门宇电的温控表通讯；
4） 由于工艺设计要求PLCI/O模块要分别放在两个导轨上，通过西门子IM365扩充了第二个机架；
5） 1台远程的 Profibus-DP从站，从站选用VIPA353-1DP01接口模块；
6） 两个旋转编码器直接与CPU上自带的计数器接口连接，用来计算电极的位置。
7） 两台西门子的直流调速器6R7018用来控制慢速电机。
8） 两台ABB的变频器用来控制两臂的旋转。
系统结构方框图如图1所示。
图1 系统结构方框图
该系统已投入生产，满足设计要求，系统稳定可靠。整个控制系统从控制器到远程站都使用了VIPA公司的PLC产品。
2.1 主控站（机架1）
选用了VIPA 314-6CG03 CPU，它采用VIPASPEED7技术，是目前基于Step7编程的快的PLC。它与西门子（6ES7 314-6CG03-0AB0 V2.0）兼容。但扩充了8DIO，一个以太网接口模块及一个485PtP接口，而该VIPA型号在带有Profibus-DP接口的还能带有RS485PtP接口, 特别适合在该项目上的应用。挂接了VIPA 300V系列的开关量输出模块VIPA322-1BH00两块。其排列如图2所示。
图2
2.2 2.主控站（机架2）
通过西门子IM365扩充第二个机架，其它模块选用VIPA模块。由于VIPA的CPU可带32个I/O模块，VIPA公司没有西门子IM365的兼容产品。本设计由于工艺设计要求I/O模块要分别安装在两个导轨上。排列如图3所示。
图3
4.1plc的i/o口分配
循环除盐水电控系统的输入和输出信号及i/o口分配如附表所示。
附表 plc输入、输出接口图表
4.2 程序功能
控制系统的程序结构为：
main 主程序
sbr0 模拟量数据初始化子程序
sbr1 除盐水温控pid1初始化子程序
sbr2 除盐水压力pid2初始化子程序
sbr3 td400c 子程序1（报警信息）
sbr4 td400c 子程序2（参数设定）
sbr5 水泵控制子程序
sbr6 带式过滤器控制子程序
sbr7 板换切换子程序
int0 pid1中断处理程序
int1 pid2中断处理程序
在主程序中，扫描调用各pid初始化子程序，并进行通讯、显示使能初始化，由td400c的组态处理嵌入在消息中的温度设定值、压力设定值、pid参数值等变量并送其到既定的寄存器中；对温度进行采集、处理，报警处理；主程序后面部分根据对液位、压力值的判断调用对应的处理子程序。
程序中采用了plc内嵌的pid控制器，之前对温度和压力采集值和设定值进行转换、标准化。经转换的pid输出再控制调节阀，保证温度和压力偏差（e）即给定值和过程变量的差为零，使温度和压力达到稳定状态。
文本显示器td400c的自定义和配置也在step7-micro/winv4.0（sp6）编程软件中进行，无需其他的参数赋值软件。根据软件的向导配置完成后在程序中生成隐藏子程序、符号表和数据块，在子程序中根据配置生成的符号表进行功能分配和参数设置。
4.3 与dcs系统采用profibus-dp通讯
在dcs系统上位机中安装好em277模块的gsd文件，组态好主站的通讯地址及通讯接口数据区.软件组态的em277profibus站地址要与实际em277上的拨码开关设定的地址相一致，通讯接口区大小为32字节输入和32字节输出，在主站设定v区的偏移值为2000。设置完成后通讯接口的数据对应关系如图3。
图3 profibus-dp通讯数据对应关系
在从站s7-200侧不用编写任何通讯程序，只需提供通讯数据内容的定义。
5、结束语
循环除盐水电控系统是根据聚合物切粒对除盐水的工艺要求，通过对国内外各种小型plc的对比、分析，采用了以西门子s7-200plc为控制核心，用pid控制器、调节阀实现恒温恒压控制，整个系统组成简单，程序编制容易，控制功能完善，具有联控、联锁保护、通讯等功能，适应性很大，并且采用人机界面操作和显示，操作简单方便，具有故障自诊断功能，维修排故直观快捷。
采用可编程控制器对循环除盐水系统进行控制，保证了循环除盐水系统的可靠、安全、稳定的运行，对于聚酯化纤的连续稳定生产起着重大作用，故值得推广。
1、引言
近年来，随着我国化纤工业的飞速发展与进步，连续线聚酯生产也步入了一个全新的阶段。这就要求聚酯生产的工艺方法不断的完善及设备运行的可靠性不断tigao。冷却水循环系统在整个聚酯切粒的生产过程中必不可少的系统设备，它们对切粒生产过程中的冷却水的温度、压力按工艺所规定的要求进行恒定并可调节；使切处于佳状态下运行，并要求给中控室dcs系统进行通讯。
以前传统的循环除盐水控制系统是采用继电器控制电路，并利用pid调节仪表来控制压力及水温，随着工艺要求的不断tigao传统的控制系统已远远不能满足。根据新的工艺要求，我们充分利用可编程控制器（plc）的逻辑控制性、简便性和可靠性，将其作为主要的控制元件，设计制造出一套使用pid控制器，可控制冷却水的温度及压力，并与中控室进行profribus-dp通讯。
2、循环除盐水系统简介
循环除盐水电控系统对聚合造粒所需冷却水温度、压力、液位、过滤器报警信号等进行采集，由可编程控制器对数据进行处理运算后，运用pid控制器，再控制调节阀、电磁阀、水泵、带式过滤器等器件来实现冷却恒温等控制功能；循环除盐水电控系统可与中控室dcs系统由profribus协议通讯。图1是循环除盐水系统原理图。水箱中除盐水由浮球阀根据液位进行自动补液。由温度度传感器t检测管道中水温，运用pid控制气动调节阀v4调节冷冻水的liuliang使除盐水温度始终保持在设定温度。带式过滤器上有液位传感器h1，用来判断过滤器是否被堵，当过滤器被堵后，要启动过滤器电机拖动滤布走动，到设定的时间后停止。水箱里有低液位传感器，用于与水泵联锁。为了使除盐水到达切粒系统水压在设定值，由压力传感器p2检测管道水压，运用pid控制气动调节阀v3。由于板式换热器容易被堵，要经常清理，系统要求对板式换热器进行在线切换，当板式换热器1工作时，电磁阀v1工作，电磁阀v2关闭，当压力传感器p1值大于p2值在某设定值后，表明板书式换热器1已被堵，这时电磁阀v2工作，v1关闭，切换到板式换热器2工作。整个项目对除盐水循环系统可靠性的要求非常高，要求系统每年连续运行时间不低于8000小时，由于整个系统工艺对水温的高低也有严格的要求，也要求水温的调节精度比较高，系统的自动化程度也比较高，现场无人维护，所有数据与此中控室进行交换，使得中控室（dcs）能对设备做到全程监控。
图1 循环除盐水系统原理图
3、控制系统硬件组成
根据整个工艺条件要求，在充分比较国内外各品牌小型plc的各种功能参数及性价比的基础上，我们控制系统选用西门子的s7-200系列可编程控制器（plc）为主要控制元件。装置采用cpu226（ac/dc/继电器），其输出可分组直接接ac220v的电磁阀、dc24v气动阀及三相固体继电器控制泵电机。由于需要采集温度压力和控制调节阀，选用了em231和em232模拟量模块，和dcs通讯采用em277profibus-dp模块。cpu226具有极高的可靠性，操作便捷，并且运行速度快，拥有很强的内部集成特殊功能；具有pid控制器，在程序中多可用8条pid指令，这些指令只要不用相同回路号，各pid运算之间就不会互相干涉，这有利于控制多个调节阀进行多点温度控制。而cpu226有2个rs485通讯/编程口，其具有ppi通讯协议、mpi通讯协议和自由方式通讯能力；这两个通讯口一个用于与显示器通讯，另一个用于电脑进行调试。em277profibus-dp 模块用于接收来自dcs指令及温度设定，并上传报警信号。运用step7-micro/winv4.0（sp6）软件，可以在bbbbbbs系列的操作系统下进行编写plc控制程序，step7-micro/winv4.0（sp6）还可在线调试并监视用户程序。
选择td400c中文文本显示器作为装置的终端显示器，用选择项确认方法td400c可显示多80条信息，拥有可编程的15个功能键，并提供密码保护功能，参数在显示器中显示并可用输入键进行修改，本装置中用来进行温度和pid参数设定及工艺参数和报警信息显示；td400c连接很简单，只需用他提供的连接电缆接到cpu226的ppi接口上即可，不需要单独的电源。
系统硬件配制如图2。
图2 系统硬件配配制图
4、plc软件设计
由于系统需做大量的数据运算处理，编程过程中只运用stl语句表进行编程，程序在编程中采用模块化结构，使各路pid互不干扰，亦便于修改和扩充。
1、引言
本工程安装2×350mw燃煤机组，飞灰系统包括电气除尘器及省煤器排灰系统，其飞灰处理采用正压浓相气力输送系统，每台炉为一单元。每台锅炉配两台双室四电场静电除尘器，每台静电除尘器设有8个灰斗，其系统出力按燃用设计煤种时排灰量的150%考虑，满足燃用校核煤种时排灰量的120%的裕度。每台锅炉设有4个(暂定)省煤器灰斗。静电除尘器和省煤器灰斗下均设有一只插板门、一个灰输送器和相关的阀门，灰斗内的灰由灰输送器收集后通过管道将其输送到设置在烟囱后的贮灰库。
两台炉共设2座储存粗灰库，公用1座储存细灰库。每座灰库的直径为12m，有效容积为1800m3。在每座灰库下设有两个(或三个)排放口，一路接干灰散装机，用于综合利用，另一路(或两路)接气力输送泵，二级输送到中转灰库(有效容积500m3)，再由气力输送泵三级输送到终端灰库(有效容积300m3)。在终端灰库灰库下设有加湿搅拌机，灰经加湿搅拌后，运至灰场碾堆放。干灰系统采用自动程序控制。
为防止库底飞灰板结，设有灰库气化风和电加热系统。每座贮灰库设有一台灰库气化风机，三座灰库公共备用一台灰库气化风机。
2、系统构成
本系统设操作室、控制室共两间，9台控制柜安放在主控制室，由一台电源柜、主plc控制柜(采用昆腾plc671系列双机热备系统作为核心系统)和1#i/o站、2#i/o站、3#i/o站组成，该站通过同轴电缆与plc站连接，对灰库区、捞渣系统、空压机所需程控的设备提供控制及反馈，在厂外安装3台控制柜，组成#4远程i/o控制柜，对厂外灰库程控所需设备提供控制及反馈，并通过光纤与主plc程控柜建立联络；空压机、冷干机、吸干机由厂内、外电源柜对电除尘区电磁阀箱及空气系统、捞渣系统电动门等设备提供控制用电。通过交换机与plc系统连接。
系统设上位机两套，安放在操作室，两台计算机分别做为工程师站及操作员站，可对现场设备进行远程控制及监控，包括：电除尘下所有气动阀门；灰库布袋除尘器及分路阀；所有料位计、压力开关及压力变送器空压机系统、捞渣系统电动门控制反馈。空气系统的所有设备及灰库卸料设备则为就地操作，但可在上位机上显示；系统通过各储气罐及孔板后安装的压力变送器、压力开关及发送罐料位计等现场设备实现输灰过程的自动运行。
3、硬件plc特性要点
(1) lcu应该提供rs-485串行接口方式的，modbus或者modbusplus标准通信规约的接口，以保证方便地与励磁系统的微机调节器、调速系统的微机调速器、微机保护装置、主变冷却器控制装置、闸门控制设备、机组辅助设备控制系统、直流系统、中低压空压机控制箱、检修和渗漏排水泵控制箱、技术供水系统、厂房主通风控制箱、消防技术供水控制箱、调压井蝴蝶阀控制箱等公用设备控制系统进行通信。
(2) lcu系统中的远程通讯应采用s908rio确定性通讯规约，通讯速率恒定，不随站点数和距离的增加而衰减，保证远程i/o与本地i/o同步更新，以确保控制系统的安全性和实时性。
(3)lcu中的plc与工作站之间，采用国标gb/z19582-3规定的标准工业以太网规约modbustcp/ip，应用层采用开放的modbus协议。
(4)以太网支持i/o扫描方式，能自动识别以太网上各种设备，方便用户实时在线增减设备，方便维护。
(5)所有i/o模件与冗余cpu模件属于同一系列同一档次产品。i/o模件的长高尺寸与冗余cpu模件一致，每个分站采用统一的背板，i/o模件均由电源模件通过背板进行供电。采用统一的高速背板总线，背板速率不低于80mbps。
(6)cpu模板采用双处理器结构，程序执行和以太网通讯由不同的处理器分担，以保证系统的高度可用性。
(7) cpu集成lcd屏和键板，以便设置和诊断，随时监控cpu的运行状态。
(8) cpu上集成以太网通讯、12m的usb标准编程口、modbusplus口和modbus口。
(9) cpu主频266mhz以上。
(10) 输出模板支持故障状态预定义，增强系统的可靠性。
(11)soe精度小于等于1ms，硬件保证。(严格达到1ms精度，gps时钟直接连接到soe模板，对soe模板提供μs级别的对时精度，soe模板支持事件本地缓存，每模板支持事件存储容量4000条以上，以便出现故障时，jingque及时的查找故障原因。)
(12) 温度采集支持二、三或者四线制连接方式，精度达到0.1℃。
(13)plc系统的任何模板可位于任何位置，cpu、电源、i/o模板、智能模板和网络通讯模板均支持热插拔，以保证系统维护的方便。
(14)plc编程软件，全中文图形化界面，符合iec61131-3标准，提供ld(梯形图)、fbd(功能块图)、st(结构化文本)、sfc(顺序功能图)、il(指令表)等编程语言完成离线仿真功能。
4、系统工艺流程
每台炉16只发送罐分为3个单元进行控制。一、二单元为共用一根输灰母管。三单元为一管道单元。两条母管允许运行。在同一根输灰母管的各单元之间输灰互相锁定，即任一时候只一个单元输送；一个单元输送完毕后，另一单元才开始输送。以一单元(一电场#1～#4发送罐)为例，输灰流程如附图所示。
附图 输灰流程图
5、结束语
由于昆腾plc冗余系统下述特点：
(1)lcu应配置为双机热备系统，即双机架、双cpu、双电源、双远程i/o网络、双以太网通讯，保证系统的高度可靠性；
(2)plc系统中，冗余以太网的地址在热备系统中能够自动无扰切换，无论哪台plc切换成主机，主机和备机的ip地址总能够自动切换，使之始终保持不变；
(3)热备系统的数据交换，采用100m光纤，直接连接cpu上的光纤接口，以保证数据交换的效率；
(4) 热备切换时间严格控制在1个扫描周期以内，保证不要影响控制过程。
减轻系统维护量，减少工人劳动强度，避免了工人在恶劣环境下工作条件，也节约了大量人力，物力资源，为企业节约大量成本，降低生产成本。
在此，特别感谢华电的丁礼强、邵利祥、姜永智，以及施耐德张健芳、赵宁的大力帮助。