6ES7231-7PC22-0XA0接线方法
两线制变送器一般需要24伏供电,输出信号为4~20mA,采集该类信号时,需要为变送器供电,需要增加回路保险丝和250欧姆采样电阻,将4~20mA转换成1~5V,进行采集,外部电路如下图所示,外部线路复杂,故障率增加。
FCS914实现的变送器配电数据采集方案如下图所示,系统简单可靠。
FCS914数据采集模块专为多通道变送器电流采集设计,通道内部具有24V供电、自恢复保险、250欧姆采样电阻,通道端子直接连接两线制变送器,采用RS485通讯接口,MODBUS-RTU通讯协议,可以直接连接PLC和各种组态软件,适合大量变送器信号采用的应用场合,是一种低成本PLC模拟量数据采集方案,FCS914是微型数据采集模块,具有体积小、精度高的特点,参见“FCS914数据采集模块使用说明”,www.485bus.com.。应用方案参见“PLC低成本模拟量采集方案”。
随着经济的高速发展,我国车辆的保有量直线上升,但道路发展与之相比显得滞后,车路矛盾十分突出。为在有限的道路条件下,安全有效地tigao道路通行率、减少交通拥塞、减少交通事故、减少车辆违章,或在发生交通事故时,快通知相关单位和人员赶赴现场,指挥疏导交通、抢救人员伤亡和财产损失,以切实做好交通安全管理工作,确保安全畅通,有必要在各个主要交通路口,尤其是道路拥挤地段、事故多发地段、重要地段等安装交通视频监控系统。
交通视频监控系统可以作为了解交通状况和治安状况的一个窗口,是公安交通指挥系统不可缺少的子系统,也是智能交通系统的一个重要组成部分。建立视频图像监控系统目的就是及时准确地掌握所监视路口、路段周围的车辆、行人的liuliang、交通治安情况等。
对比传统交通监控系统的应用优势
1、传统交通视频监控系统组成
交通视频监控的区域主要是城区主要道路,重点是交通liuliang大的路口、路段和事故多发点,所有监控视频信息
全部送往监控中心,这一特点决定了交通视频监控网络为点对多点分散型网络结构,各点距离监控中心的距离有近有远,远点长达十几公里到几十公里。
传统的交通视频监控网络大都采用光纤传输方式,用数字多功能光端机来传输视频信号。数字光端机先将需要传输的信号按其各自的特点分别进行数字化,再采用数字同步复接技术(时分复用)将其合并成一路高速信号进行传输。数字光端机采用锁相技术获取时钟和对准相位,采用数字算法确保收发端的同步,它具有相当优良的可靠性和稳定性。传输距离可达几十到100公里,若采用中继放大,传输距离可以更远。
光纤传输具有带宽大、传输距离远、性能稳定等优点,但也具有工程量大、建设周期长、投资巨大等缺点。若采用租用基础运营商的光纤网络,则不一定保证每一点均可立即接入,且月租费用往往比较昂贵,这对于中小城市的交通部门来说,往往无力承担。
2、方正通信宽带无线交通视频监控系统解决方案
由于各交通监控点位置比较分散,铺设光纤传输系统效果好,但铺设光纤线路资源不仅费时、费力、费钱,有时候无法实现(譬如老城区、保护区等不允许挖沟、架线,或部分地点距离很远),这时候,采用宽带无线传输网络就成为唯一的、经济的、有效的选择。无线传输的优点有:
不受地域限制:无线传输由于采用无线介质,可以轻易跨越特殊障碍物,不会对市政建设、文物古迹等造成影响。
架设灵活:于没有有线线缆的限制,可以随心所欲地增加或重新配置用户端设备,也可以将设备快速拆移到需要的地方重新使用。
快速实施:线网络无需布线,安装和拆装都十分简单方便,大大节约了设备安装的时间和成本。可以用于临时场所等的监控。
移动性:线网络允许在任何时间、任何地点访问网络,而不需指定地点,甚至在移动中也能接入网络,用户还可以在网络间无缝漫游。
低使用成本:使用无线网络,可以避免安装线缆的高成本费用和租用线路的月租费用以及设备需要经常移动、增加和改变等相关的费用。
高吞吐量:一般无线系统具有高达54Mbps的无线数据传输速率,远高于T1、E1线路速率和10BaseT的有线网络速率。
在各无线通信频段(VHF/UHF/2.4GHz/3.5GHz)中,5.8GHz频段又具有以下优势:
属于非许可频段,不需频率执照;
频率资源相对充足,共125MHz;
技术成熟,设备价格低、体积小;
频段远离民用、工业干扰,频谱干净;
传输带宽大,可达108Mbps;
一体化设备,安装简单,维护费用低;
由于具有以上优点,5.8GHz宽带无线通信可以作为光纤传输的补充手段,或作为快速开通、特殊地段的主要接入手段。对于中小城市等光纤网络尚未全面铺设的地区,采用5.8GHz宽带无线通信可以作为交通视频监控的主要接入手段。
图1 “威视通”宽带无线交通视频监控系统示意图
图1是方正通信“威视通”宽带无线交通视频监控系统整体解决方案的示意图,它采用了方正通信的SkyWay5000 5.8GHz点对多点设备来传输部分(也可以是全部)视频监控点的视频数据,它与点对点的区别是将多个5.8GHz SU设备接入同一个5.8GHz AP设备,通过同一个AP将多个SU接入监控中心局域网络,从而节约设备投资、频率资源和设备安装场地等。将点对多点的5.8GHz SU设备放置在前端摄像机的位置,5.8GHz AP设备放置在光纤就近接入点或直接放置在监控中心处。5.8GHz点对点和点对多点方式可以结合使用,也可以分别单独使用。
如图所示,远端安装的摄像头将视频通过75欧姆同轴电缆送往视频编码器,视频编码器将视频图像数字化(MPEG-4压缩),通过10BaseT接口送往5.8GHz无线设备,通过无线网络将视频数据送到管理部门局域网内的视频监控服务器,视频监控服务器通过内置的Web Server将图像在网络上发布,可以在录像服务器上进行录像。
经过授权的用户都可以通过IE浏览器随时得到监控图像,并可以远程控制摄像头的动作,包括转向、焦距、光圈等,也可以根据需要进行本地录像。也可以在监控中心通过解码器连接电视墙,通过电视墙显示各监控点的监控图像。
系统设计原则
为保证系统的稳定可靠运行,满足用户的使用需求,在整个方案的设计和实施过程中,我们将遵循以下原则:
标准性
本设计以行业标准作为设计依据,结合交通行业的具体情况,用佳设计方案体现高的性能价格比,是本方案设计的指导思想,也是本方案设计的基本出发点和追求的目标。根据交通行业监控点的分布图,并充分考虑现场实际情况,前端设计采用高清晰度彩色摄像机,由抗干扰高屏蔽同轴电缆传输给网络视频编码器,采用MPEG-4压缩标准,将数字化的视频信号通过5.8GHz无线网络传输到后端监控电脑,保证视频信号和控制信号的准确传输;还可采用电视墙实时显示各监控点的信息。
先进性
在投资费用许可的情况下,系统采用当今先进的技术和设备,一方面能反映系统所具有的先进水平,另一方面又使系统具有强大的发展潜力,以便该系统在尽可能的时间内与社会发展相适应。
可靠性
系统重要的就是可靠性,系统一旦瘫痪的后果将是难以想象的,系统必须可靠地连续运行。系统设计时在成本接受的条件下,从系统结构、设备选择、产品供应商的技术服务及维修响应能力等各方面均应严格要求,使得故障发生的可能性尽可能少。即便是出现故障时,影响面也要尽可能小。
安全性
对于安全防范系统,其本身的安全性能不可忽视,系统设计时,必须采取多种手段防止本系统遭到各种形式与途径的非法破坏。
可扩充性
系统设计时应充分考虑今后的发展需要,系统应具有预备容量的扩充与升级换代的可能。
规范性
由于本系统是一个严格的综合性系统,在系统的设计与施工过程中将参考各方面的标准与规范,严格遵从各项技术规定,做好系统的标准化设计与施工
典型配置
SIMATIC S7 PLC 是全集成自动化(TIA)的核心。在高效的操作处理、灵活的通讯扩展以及强大的控制能力的帮助下,此系统提供了控制、网络通讯、IT 服务等功能。SIMATICS7 PLC 才能成为全球市场占有率高的PLC产品。中控室采用冗余服务器软件进行监控,完成设备监控、回路调节、生产信息管理、报警、报表、权限控制等功能。所有的组态及维护工作只需在服务器端进行即可。如选用Web服务器选件,客户机端只需有浏览器软件即可完成监控功能。
全系列PLC —高度可靠,功能强大
·SIMATIC S7 PLC可以在不同的环境条件下安装和运行,例如热带干燥气候、低温气候、热带潮湿气候等等。作为全集成自动化的一部分,它们拥有很长的产品寿命。
·SIMATIC S7 PLC 满足以下标准:DIN、EN、IEC、UL认证、CSA 认证、Class FM1Sec.2;A、B、C、D 组,温度组别T4(<135°C) 以及美国、英国、法国、德国和挪威的海军分级认证。
·为了使您的生产过程能够正常运行,可以采用软件冗余( 热备),或者采用硬件冗余( 热备)。冗余的I/O 和PROFIBUS构成了高可用性功能。
·先进的PROFIBUS-DP 总线可实现的分布式控制,PROFIBUS-PA总线可连接智能仪表,只需一根总线即可完成设备供电及信息采集工作。
WinCC —过程可视化和IT 平台
WinCC 是享有盛誉的、在全球及中国有极高市场占有率的SCADA 监控软件,它提供用于SCADA监控的基本系统和相应的选件。在水泥行业中,我们推荐使用WinCC 开发版用于工程师站组态画面和开发其他功能,使用WinCC运行版用于操作员站的监控。在操作员站较多的情况下,采用冗余服务器/客户机结构;为了降低成本和更好地为领导层提供决策依据,将一台WinCC 客户机作为Web服务器,使本局域网内其他计算机可以方便的浏览生产数据和设备数据,这种应用甚至可以延伸到Internet
热压机是胶合板生产的关键设备,直接决定胶合板生产的产量和产品质量。传统胶合板热压机的控制系统是以继电器为主控元件,很难满足热压工艺所需的压力和liuliang的控制,也直接影响热压机的可靠性和安全性。为此,笔者提出采用可编程控制器(PLC)替代现有控制线路,使之系统设计尽量简化,满足企业生产的需求。
1、PLC在热压机控制系统中的应用
国内胶合板生产一般都采用多层框架式热压机,为使压制的胶合板板面平整、厚度均匀,热压板需采用多只油缸tisheng,压板过程的闭合、加压、保压及装板机的升降,都是通过液压系统和油缸得以实现,使得控制油路的电磁阀增多;设备中的温度、压力、liuliang均采用中间继电器、接触器、时间继电器等控制,使控制线路更为复杂。由于胶合板的热压板采用蒸汽加热,难免有蒸汽泄漏,使车间内湿度增大,造成控制线路故障率高。
为tigao生产效益,保证胶合板的质量,必须要求热压机控制系统的自动化程度高、可靠性强、安全性好。在热压机控制系统中采用PLC控制,可省去几乎全部的时间继电器、中间继电器,接触器之间的触点联锁也可由PLC内部实现。PLC采用了现代大规模集成电路,及技术严格的生产制造工艺,内部电路采用了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性,平均无故障时间高达30万h。PLC的使用,使得热压机控制系统的可靠性大为tigao。
2、PLC控制系统的设计思路
要满足设备在生产中的可靠性。因原设备控制部分元件多,控制线复杂,排查故障非常困难,为此,可以考虑热压机油缸升降的控制部分采用PLC控制,在满足要求的情况下,尽量减少输入点和输出点,使得整体设备可靠性tigao;考虑到设备检修、保养和对新的板种的试生产,需要在控制线路中加入手动、自动转换开关;在检修时,为防止升起的压板因误操作发生位移,加装了保护开关,当开关置于保护状态,发生误操作,因有电气互锁,也不至于使压板发生下移。基于以上设计思路,根据压机工作流程,确定了17个输入点和14个输出点,共31个点,采用欧姆龙C40P产品(该型产品有24个输入点,16个输出点)Ez3。图1示出胶合板热压机的PLC输人输出点分配情况。
图1 PLC 输入输出点分配
结合该系列压机特点,设计了控制线路,并编制了控制程序;输入和输出量编址见表1。
表1 胶合板热压机各输入输出编址
3、工作原理与控制过程
以快速贴面压机为例。该系列热压机共装有4个油缸,油缸顶置,液压油路需用6只电磁阀控制,因设计的热压机规格不同,油泵电机的功率从10~22kW不等,为减小电机起动电流,设计为Y/△起动。胶合板板坯采用小车载入,小车承载部分可单方向运动,小车退出时板坯自动滑落在压板上。小车驱动电机由变频器控制,可实现小车快进、慢出。
图2为快速贴面胶合板热压机工艺流程,图3为 PLC控制的部分梯形图。
图2 快速贴面热压机工艺流程
图3 PLC控制梯形图
控制油缸的电磁阀有6只,其中1只1DT为总进油阀;每2个油缸上部、下部油路各自并联,分2组,每组各有1只上部进油阀3DT、5DT和1只下部进油阀2DT、4DT,还有一只总回油阀6DT。
油缸下部进油,柱塞上移;其上部进油,柱塞下移。即当1DT、2DT、4DT工作时,压板上升,1DT、3DT、5DT工作,压板下降并加压;6DT工作时,油缸卸荷。液压油泵用三相交流异步电动机驱动,为降低起动电流需要降压,采用Y/△方式起动,转换时间为2~5s。油泵工作正常3s时,压板上升到位(设上限位开关)后,压板停止上升;此时装板小车载板坯快速进入,到达设定位置后,小车卸板坯并开始后退,碰到后退限位开关后停止后退。
在小车卸板后退的压板开始下降,当碰到下限位开关后,停止下降,开始保压并计时,随着油压的升高,动、定压板之间压力增大,当达到设定上限压力时,电接点压力表上限开关断开,停止加压。由各组电磁阀自动控制热压时所需压力,实现保压直到热压结束,开始卸荷,3s后压板上升。由人工完成卸板。
为了安全起见,在控制线路中加装转换开关,在压机上升控制电路中要加入保护装置,当压板上升到位时,手动合上此开关,检修设备时不会因误动作而使动压板下降伤人。在加压保压控制电路中,加入了超压保护开关,目的是防止油压达到压力上限后继续加压。若超压,此开关自动断开,电磁阀失电关闭,停止加压。当压力下降到许可值时,此开关重新闭合,系统控制恢复正常。