西门子6ES7221-1BH22-0XA8现货充足

随着我国轨道交通投资进程加快以及民族科技产业的发展，轨道交通关键器件国产化要求也越来越高。在地铁环境设备监控系统（BAS系统）中，可编程控制器的国产化一直受到关注，不少地铁项目的投标过程中，都要求有应用国产PLC的系统方案。 南大傲拓科技在与合作伙伴进行深入技术交流的基础上，提出了NA400系列PLC在地铁BAS中的解决方案。与国外主流PLC厂商的系统方案相比，这一方案在保证性能可靠、功能强大、方便易用的PLC总价能够节省近40%。 本方案的主要内容为冗余PLC方案和远程I/O方案。 

随着我国轨道交通投资进程加快以及民族科技产业的发展，轨道交通关键器件国产化要求也越来越高。在地铁环境设备监控系统（BAS系统）中，可编程控制器的国产化一直受到关注，不少地铁项目的投标过程中，都要求有应用国产PLC的系统方案。 

南大傲拓科技在与合作伙伴进行深入技术交流的基础上，提出了NA400系列PLC在地铁BAS中的解决方案。与国外主流PLC厂商的系统方案相比，这一方案在保证性能可靠、功能强大、方便易用的PLC总价能够节省近40%。 

本方案的主要内容为冗余PLC方案和远程I/O方案。 

一、冗余PLC方案简介 

双机热备采用双背板方式，为硬件冗余。双CPU间通过热备冗余电缆进行数据备份。任一模块不能工作或被诊断故障，所有受控设备及模式能不间断、无扰动地自动切换运行，可以通过监控软件和PLC系统的硬件按钮进行手动切换。无论何种切换方式均能保证整个系统切换的无扰动。 

双CPU切换条件：主CPU致命故障（硬件故障）、主CPU双网都中断（可通过编程控制）。PLC冗余机制：主从CPU每个扫描周期通过热备电缆将I/O状态、程序执行状态、系统状态字等信息进行备份，保证主从CPU信息的一致性。双CPU切换时间小于100ms。 

双DP主站冗余机制:每个机架上的DP主站模块，根据CPU的主从状态自动切换工作状态，两个模块只有主站上的DP模块在读取DP总线上的数据。 

网络冗余机制：主从CPU每个自带两个以太网接口，在网络1中断的情况下，主CPU会自动切换到网络2工作，如果双网中断，主CPU会自动切换成从CPU（会判断从CPU的工作状态是否正常，正常的前提下切换主从关系）。 

系统可以采用电源冗余方案也可以采用单电源方案。 

二、远程I/O方案简介 

NA PLC采用冗余的通讯链路与远程I/O模块进行通讯，通过Profibus DP现场总线，波特率可设置，大波特率12M。主CPU机架和从CPU机架上各放置一个DP主站模块，分别和远程I/O机架上的DP从站模块连接，确保通讯链路的畅通。 

双DP从站模块独立采集通讯总线上所带IO模块数据并接收DP主站的请求，确保DP主站双机切换以后通讯链路的畅通。 

三、系统结构图 

     地下车站冗余配置方案系统结构图 

                    车辆段单CPU配置系统结构图 

四、NA400PLC配置清单 

  1、概述 

　　自来水厂的制水过程是从水源地取水经输水管网至水厂，处理达标后通过配水管网送至用户。惠州市江北水厂是以东江河水为水源的水厂，从取水泵站至水厂约3KM，一期工程设计供水能力为20万吨/日，1999年9月22日正式供水。该厂采用集散测控管理系统，控制方式采用PLC+PC的监控方式，设制一个中心控制主站和四个现场分站，各PLC站之间通过三菱MELSECNET/10网通讯，中心控制室与各计算机之间用三菱通讯模块A1SJ71UC24-R2通讯，现场设备的控制方式分为手动与自动两种控制方式：手动时PLC监测设备的运行状态;自动时PLC监控设备的运行。江北水厂所有的PLC均采用三菱AnS系列，完成了逻辑控制、过程控制、PID等多种控制任务。江北水厂所涉及的变频控制采用三菱变频器，它们与PLC配合达到了优控制。上位机采用美国Inbbblution公司的FIX组态软件及国产组态王软件。 

2、江北水厂对控制系统的要求 

　　1）、分散性 

　　根据江北水厂工艺的特点，分为取水泵站、投矾车间、投氯车间、反应池、平流滤、滤池、清水池、供水泵站等。由于主体设备过于分散需要控制系统设计成几个不同功能的分站，通过网络使各个站之间既独立又关联，互不影响地进行各自的控制任务。 

　　2）、集中监控 

　　为了确保供水水制，操作人员需要在中控室对整个水厂的生产情况了解，并进行集中监控。 

　　3）、可靠性、安全性 

　　水厂的安全、稳定运行直接关系到千家万户，从控制系统的结构设计、软硬件产品质量到控制程序编制等各个环节都必须是高可靠性的。 

　　4）、可维护性 

　　系统在系统软件、应用软件和硬件方面具有强大的报警和故障自诊断功能，方便工程师对系统故障进行分析和维护。 

　　5）、可扩展性 

　　系统应采用具有一定标准及应用较为广泛的软硬件产品，并考虑一定的余量，为将来水厂的扩建及系统的变更打下基础。 

　　6）、开放性 

　　开放性是用户对控制系统的普遍需求。随着计算机和网络技术的发展和应用的普及，人们越来越需要过程控制系统与管理信息系统交互信息，从而实现管理与控制一体化。终达到向管理要效率，向管理要效益。各控制系统生产厂家在现场控制器模块级还不可能完全开放或通用，但必须要求上位机监控系统具有开放性，例如：监控系统应基于微软公司的bbbbbbsNT、2000或9X平台，支持各种规范的协议如OPC、ODBC、ActiveX、DDE等。 

3、 控制系统构成 

　　1）、 控制系统硬件 

　　如图所示，江北水厂根据系统不同功能分为五个PLC站，应用三菱MELSECNET/10网组网通讯，通过A1SJ71UC24-R2与计算机通讯。利用电信局帧中继与公司调度室进行数据传输。远程测压点通过无线通讯进行数据传输。根据生产的特点五个PLC站分别为投加分站、平流池分站、滤池分站、反冲分站、主站。所有PLC站均采用三菱AnS系列PLC。 

　　A、投加分站以过程控制为主，利用仪表、变频器进行投氯、投矾的回路控制。仪表输出4-20mA标准信号。 

　　B、排泥车分站以逻辑控制为主，通过PLC发出的指令，指令通过中间继电器及变频器，对行车的电机及泵等设备进行开停、运行频率变化等控制，以达到运行的高度自动化。 

　　C、滤池分站是逻辑控制与过程控制相辅相成，并加入了PID控制。在几个站中滤池分站属于复杂繁烦，我厂有十组滤池，并且都投入运行，三菱PLC完全能达到控制要求。 

　　D、反冲分站主要是以逻辑控制为主，当PLC接受到滤池站发出的反冲要求指令时，开始按程序顺序地进行控制。 

　　E、主站以逻辑控制为主，其作用主要是加强报警功能，将各分站发生的紧急事故，时间通知值班人员。 

　　以上各站中主站CPU选用三菱A2ASCPU-S1（I/O点数1024，存储容量256K），其它各站选用A2ASCPU（I/O点数512，存储容量64K），A/D转换模块选用A1S68AD，D/A转换模块选用A1S68DAI，在网络方面选用了A1SJ71BR11模块组成的同轴电缆总线方式的MELSECNET/10网。此网络的大优点是当一个站由于电源故障或其它故障而脱网时，这个站将被分离，数据链接继续在有效的站间进行，当故障消除时，它自动返回在线状态，重新开始通信。从江北水厂投产运行至今，除了一次被雷电击坏了网络模块以外，还没有因PLC故障导致生产无法正常运行的事件发生。 

　　由于篇幅有限，这里主要讲一下PID控制，水厂涉及PID控制回路主要是滤池站，在PID控制回路中要给出一个水位的设定值（SV值），通过PID控制单元将过程值（PV值）与设定值（SV值）对比，并执行PID控制算法，送出适合于执行机构特性的命令值（MV值）。执行机构是由模拟输出控制。我厂共有10组滤池，因些组数设为10，设定执行周期为K100（1sec），P值为K1000（10），I值为K2000（200 sec），D值为K0。实际应用中能满足控制要求，达到V型滤池恒水位控制的要求，我厂PID控制可以分为自动和手动两种方式，自动控制即由PLC进行全自动控制，不需要进行人工干预。手动控制即在上位机上给定一个阀位输出值（MV值），通过PLC对阀位进行控制，手动方式时内部设定点不与测量值校准。 

　　编程梯形图软件用三菱公司的GPPW软件，在组网设置方面非常简便，在程序调试方面及在线检测方面已大大优越于老版本的GPPA。 

　　在变频器的使用中，我们接触过两款三菱公司的变频器，FR-A044-2.2K 和FR-E540-0.75K，产品均采用以微处理器核心的数字控制技术，在使用过程中都能达到很好的响应能力，具有频率设定检测、负荷选择、电流输入等，共计100多个参数选择。及对变频器过载、CPU故障、电机再生电压过大等多种故障进行监控。当设备发生故障时，该变频器可及时停止运行，防止事态恶习化，并通过参数单元显示故障代码，提高查找故障的效率。相比FR-E540-0.75K调节参数设置方面没有FR- A044-2.2K方便。使用变频器后感觉大的优点是：变速区段全由软件设置，具有柔性控制的特点。 

系统结构图 

　　2）、控制系统监控组态软件 

　　江水水厂的人机监控系统由位于中控室的两套FIX6.15组态软件及投加室一套组态王软件构成，组态软件与PLC构成了上、下位机关系。通过专用的I/O dirver将二者结合起来，实现数据采集和监控（SCADA）的任务 。组态软件支持第三方应用程序的运行，具有操作简单、管理方便、安全性、维护性、可移植性、稳定性强的特点。我们还利用FIX通过ODBC SQL实现了与调度室数据传输任务，保证了系统的开发性和可扩展性。FIX提供了报警系统生成、显示、存储报警信息等功能，使下位机PLC的事件实时地显示出来。 

    4、  

　　本系统在江北水厂已稳定运行近四年多，运行结果表明三菱自动化PLC及变频器与组态软件组成的PLC+PC系统能充分满足对水厂控制系统的要求，对水厂的安全运行、提高供水质量、节能降耗、优化管理等方面起到了至关重要的作用。

啤酒糖化绞笼吹气出槽改用LOGO！控制

我公司原糖化绞笼出槽控制采用三个时间继电器、两个中间继电器、一个接触器组成。控制线路见图1。


采用元件和接线较多，容易发生故障。为此，我们改用LOGO！逻辑控制模块，仅用一个模块，解决了上述问题。使用后，一直是免维护的，效果非好。
1. 选型根据控制需要，我们选择了LOGO！230R型逻辑控制模块。该模块供电电源为交流115V/230V，6点输入，4点继电器输出。输入电压为交流220V输出电压为直流24V或交流220V均可。

2.工作原理 接线图如图2 所示，


内部逻辑线路图如图3 所示。


当输入I1有信号（即接触器K1得电，其触点闭合），则有LOGO！内的对称时钟脉冲发生器模块?产生一个通6s（脉冲周期T时间设定）、断6s的输出信号送给LOGO！内的接通延时功能模块?，其输出经1s后变为高电位，再经5s后变为低=电位，电磁阀Y1收到的就是通5s、断7s（周期除外）的循环脉冲信号。同理Y2在输入I2有信号（即接触器K2得电，其触点闭合）时也得到一通5s、断7s的循环脉冲信号。功能模块?是一“或”门，相当于常开触点的并联电路。当Q1、Q2任一有信号时，则Q3也有信号（“X”为空信号）。如此很顺利、根方便地完成了原来的功能。

紫金桥软件时间同步

在实施项目开发工程时，常会遇到因几台计算机时间不同，而导致的一系列问题。比如在实时数据库系统的环境下，上位机的时间与服务器时间不一致，会导致上位机小时累计量在整点时，与服务器整点实时采集到的整点量不同。解决时间同步是所有实施工程师人员都要考虑的问题。

下面就介绍下紫金桥软件之间关于解决时间同步的方法。我们的工程结构如下图：

数据采集层上,有若干台用于上传数据的前置数采机。他们的作用是实时有效的为服务器提供真实数据。服务器上安装紫金桥实时数据库，数采机上安装紫金桥组态软件。但往往由于计算机时间各有不同，这样的偏差会导致服务器接收每台数采机的数据时，并非现场机器的整点时间。要解决这个问题，就要用到紫金桥软件的时间同步功能。

要明确时间同步的意思是指底层的所有数采机时间保持一致，并且还要以服务器做为标准时间。如下图，在每台数采机找到紫金桥的工程并进入组态环境。建立一个远程数据源，IP输入服务器地址。

数据源建立完成后，找到导航公共下的本机配置，如下图

       在主数据源中选择刚才建立的DataSource1并钩选时钟同步即可。

设置完成后，重新运行数采机，也要保证服务器正常运行。

这样数采机会每1小时按照指定的主数据源所对应的时间同步自己本地时间