6ES7231-7PD22-0XA8接线方法

6ES7231-7PD22-0XA8接线方法

：针对泵站自动控制系统运行的一般特点, 提出了采用 ABBAC500系列可编程控制器在泵站监控系统中的应用方案，该方案成本低,管理、维护和操作简单易行。工程实践表明，采用ABBAC500系列可编程控制器组建工程项目能获得高可靠性、高性能、高性价比等优点，具有较好的经济效益。

0概述
通常泵站(如输水泵站、污水泵站、海水淡化泵站、灌溉、冲洗泵站等)配置有动力、电气、检测等机电设备系统，控制逻辑复杂，体系结构庞大，管理要求严格。泵站计算机监控系统是集监视、控制、测量、保护、管理等于一体的计算机综合自动化系统，主要对全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统进行有效监视和控制，保证泵站更加安全、可靠、经济地运行，实现泵站“无人职守、少人值班”的目标，并能通过网络实现将泵站运行数据和状态实时上传至上级主管部门。
基于ABBAC500系列PLC的泵站监控系统，实现了稳定、可靠、实时的泵站监控和管理，对整个泵站系统的控制操作、数据采集和信息的实时性、准确性、完整性和统一性。

1控制原理
由于水泵电动机的直接起动和停车都将引起转矩突变而导致水流冲击和电流冲击。水流冲击使水泵系统产生喘振和噪声，严重时使管道和管道支架振动，甚至使管道和阀门破裂；电流冲击则有可能危及接触器等电器设备安全，冲击电流可转化为冲击转矩，影响传动机械的使用寿命。采用软起动器取代常规起动装置解决上述问题，为了减少设备投资，tigao软起动器的利用率，可采用以ABB可编程控制器(PLC)为控制核心的、一台软起动器控制多台电动机的接线方式。某典型泵站的单台多机式接线如图1所示。

图1 单台多机式接线图

控制过程如下：采用ABBAC500系列PLC作控制系统核心，可灵活地控制泵站的水泵电动机组的运行，不仅可实现严格的一定顺序的机组起停控制，也可由现场值班人员根据实际需要确定起停机组、起停台数、起停次序。操作简单、快捷。

2 系统组成
本泵站监控系统采用分层分布开放式系统，设泵站级和现场控制单元组。泵站自动化监控系统由1个泵站控制室、10个现场控制单元组成。现场控制单元主要设备为ABBAC500系列PLC，分别对9泵机组及1套辅助设备的运行工况、状态、参数进行采集，并根据操作规程及经济运行工作情况进行分散控制；泵站控制室对整个泵站控制系统进行集中管理。泵站控制室监控系统与现场PLC控制站之间通过高速的、实时的工业以太网进行数据通讯。通讯速率为100Mbps，传输介质为光纤。如图2所示。

图2 泵站监控系统拓朴图

2.1 泵站中央控制室
系统泵站控制室配置2套主机兼操作员工作站、1套工程师站、1套通讯处理计算机、1套语音报警设备、网络交换机和光电转换设备、两台网络激光打印机、1套GPS时钟系统、1套中控室控制台。其中，两台操作员工作站互为热备方式工作，对整个泵站监控系统的数据库维护和管理工作（正常时，一台为主机，完成监视控制任务，另一台为备用，可进行正常监视；当主机故障或退出时，备用站可自动或手动升为主站工作，完成监视任务。）
2.2 泵站现场控制单元
暗渠泵站监控系统共有10套现场控制单元，其中泵组9套（每台泵组设置1套），公用1套。每套泵组的主要设备采用ABB公司AC500系列PLC，配置一台10.4’彩色触摸屏为人机接口设备，安装1套主泵电机微机继电保护装置，1套微机温度巡检与保护装置，1套多功能智能电度表，以上设备与PLC进行通信。
泵机组PLC设置手动、自动闭环叶角调节控制操作设备（包括空气开关和接触器等），安装手动控制按钮，电源、数字显示仪表、继电器等，数字显示仪表用于显示多个水位、压力、调角机构油温、叶角等测量值，PLC具备以太网接口，通过100Mbps工业以太网与泵站控制室上位机进行数据通信，通信介质采用光纤，泵组PLC布置在泵站主厂房。

3 系统功能
泵站自动化监控系统功能包括实现对各泵机组及辅助设备的运行参数、电气参数和设备运行状态进行监测、控制、联锁和报警，以及报表打印，通过使用在主站和远程站间的一系列通讯链，完成整个泵站所必需的数据采集、顺序控制、回路调节、数据通讯、时间控制及上位监视和管理作用。还承当泵站计算机监控系统与远方调度中心的通信连接。
 数据采集：系统自动采集整个泵站内各现场控制单元的各类实时数据；
 安全运行监视：包括泵站设备的状态、趋势分析、越限检查、事故顺序记录等；
                            机组运行工况
                            机组辅助设备运行工况
                            断路器、隔离开关及接地开关位置
                           公用设备运行工况
                           站用电运行工况
                           线路和母线运行工况
                           其它重要参数量等等
控制与调节：各泵机组起动和停机、出水阀的开启与关闭控制等；根据给定的liuliang设定值，按集水池水位和机组工况确定机组开停台数及其优组合，能实现闭环调节和开环指导等，实现全系统的优化运行。
系统自诊断与自恢复：系统具备自诊断能力，运行时对系统的硬件及软件进行自诊断，并指出故障部位的模件。并且可通过CPU上的液晶显示代码为操作者快速解决出现的问题，具有自恢复能力。

 简介
　　生物质高温空气气化技术是燃料利用和能源供应领域内的一项高新技术，对tigao资源利用率、缓解能源危机和改善环境质量具有重要意义。生物质高温空气气化系统主要由高温空气预热器、卵石床气化器、余热锅炉、气体湿式净化装置、汽轮机等动力供应装置及空气压缩机等辅助装置组成。高温低氧弥散燃烧为核心技术的高温空气发生器是生物质高温空气气化技术研究实验研究系统的关键部件之一，其主要功能是产生温度为800-1500℃的空气。四通阀的周期切换是高温空气发生器正常工作的关键，本文介绍采用可编程序控制器(HLC)实现四通阀周期切换的控制方案。

2高温空气发生器的组成及工作原理
　　高温空气发生器是获得高温空气的关键设备，其关键技术在于采用了一对蜂窝陶瓷蓄热体，该蓄热体具有比表面积大、传热性能好、阻力小、能实现极限余热回收等特点，是一种紧凑的高效换热器。高温空气发生器主要由燃烧室、燃烧器、蓄热室、四通阀、鼓风机及排烟机组成，其中燃烧室、燃烧器、蓄热室各两个，呈左右对称布置。高温空气发生器工作原理如图1所示。

　　高温空气发生器工作时，燃料在A侧燃烧室内燃烧，产生1300℃左右的高温烟气，高温烟气通过蓄热室时，与蜂窝陶瓷蓄热体进行热交换，蓄热体被加热，烟气则冷却到120℃左右经四通阀排人大气中；常温空气经四通阀后进入B侧的蓄热室，吸收蓄热室内高温蓄热体中的热量，迅速升温到1000℃以上，加热后的高温空气分成两部分，其中大部分输入到卵石床气化器中作气化剂，另一部分用于A侧燃烧室燃气的燃烧。经过一段时间后进行切换，B侧燃烧，A侧产生高温空气，切换周期为15～30s。通过这种交替运行方式，实现极限余热回收和燃烧空气的高温预热。

3 控制方案
　　四通阀的周期切换是高温空气发生器正常工作的关键，四通阀的切换采用齿轮齿条摆动气缸驱动，由压缩空气推动气缸产生旋转力矩，使四通阀在1-1，2-2位置之间进行切换，压缩空气则由电磁阀S1进行控制；A，B两侧烧嘴燃气和空气由电磁阀S2－S5进行控制，其控制系统如图1所示。

3.1 控制要求

　　根据工艺要求，四通阀切换的要求A，B两侧的烧嘴燃气和空气同步切换，当系统启动时，四通阀在1-1位置时，A侧燃烧，B侧产生高温空气；为了保证高温空气清洁，尽可以能减少空气中含烟量，燃气阀应先关闭，四通阀切换的另一侧点火燃烧；设计燃料阀供气时间为28s，四通阀的切换时间为30s。A侧烧嘴28s后关闭，2s后四通阀切换到2-2位置，B侧开始燃烧，A侧产生高温空气；B侧烧嘴28s后关闭，2s后四通阀切换到1-1位置，A侧开始燃烧，并重复上述过程，四通阀和燃料阀切换工作时序如图2所示。

3.2 PLC的选择

　　由于四通阀的切换控制是一个小型的逻辑控制系统，没有特殊的要求，选用一般小型PLC就可满足控制要求，其控制接线如图3所示。根据控制功能要求和I／0端子编号编制的四通阀切换控制梯形图如图4所示。

3.3 工作过程

　　当起动开关合上时，X400接点接通，Y430线圈得电，电磁阀S1打开，四通阀切换至1-1位置；Y431线圈得电，电磁阀S2，S4打开，高温空气发生器A侧点火燃烧。Y431常开触点闭合，T552开始计时，28s后T552常闭触点打开，Y431线圈失电，电磁阀S2，S4关闭，A侧停止燃烧。30s后，T551的常闭触点打开，T550常闭触点打开，线圈Y430失电，电磁阀S1关闭，四通阀切换至2-2位置；Y430常开触点闭合，Y432线圈接通，电磁阀S3，S5打开，B侧点火燃烧；Y432常开触点闭合，巧52开始计时，28s后T552常闭触点打开，Y432线圈失电，电磁阀S3，S5关闭，B侧停止燃烧。30s后完成一个循环过程，并周而复始地重复上述过程。其控制命令程序如表1所示。

　　如果发生A、B两侧点火，这时Y433线团接通，产生报警，作紧急处理。

4结论
　　该实验系统已进行了冷态实验，运行结果表明，四通阀和燃料阀的切换控制能按工艺要求进行，系统运行正常。随着研究工作的深入，对高温空气发生器检测、控制的研究将更加深入和完善，并终实现高温空气发生器的计算机控制。

可选PLC类型

通讯参数设置

*当选择RS-422/485口通讯时，通讯类型设置为RS-422。

注意：通讯连接时，连接在PLC一端电缆的5，7脚需要短接。

可用的存储变量

接线

1．RS-232C

2. RS-422/RS-485

一、 引言
       在焦碳生产工艺过程中，需要将气煤、肥煤、焦煤、瘦煤四种煤按一定比例配成混合煤，送入焦炉进行高温炼焦。配比的准确性以及配料系统的可靠性将直接影响焦碳产品的质量。通过tigao焦化配煤系统的可靠性、稳定性、准确性来tigao焦碳的质量具有非常重要的社会效益和经济效益。
焦化的配煤系统对焦炭的质量和焦炉生产操作具有重要意义，为了使煤料的配比更加准确，实现稳定可靠的自动配煤是可行的理想解决方案。

二、自动配煤系统的组成和主要功能
       焦化自动配煤系统主要由称重给料机、数据采集和控制系统、电气控制系统和上位机计算机、软件及网络等构成。
 

       称重给料机将经过皮带上的物料，通过称重秤架下的称重传感器进行检测重量，以确定皮带上的物料重量；装在尾部滚筒或旋转设备上的数字式测速传感器，连续测量给料速度，该速度传感器的脉冲输出正比于皮带速度；速度信号与重量信号一起送入皮带给料机控制器，产生并显示累计量/瞬时liuliang。给料控制器将该liuliang与设定liuliang进行比较,由控制器输出信号控制变频器调速，实现定量给料的要求。

　　称重给料机的核心部分是皮带秤（如图2）。皮带秤的主要组成由秤架、积算仪和速度传感器组成；而称重给料机系统的结构特点和精度通常主要由皮带秤的设计结构决定。

　　　　　　图2：皮带秤是称重给料机的核心部分
       焦化自动配煤系统中一般要求配料秤具有0.5%的精度；系统控制精度达到1%。
        焦化自动配煤系统的主要功能：
　　（1）实时地检测各秤的liuliang、累计量；
　　（2）可靠地控制各秤按给定值恒liuliang运行；
　　（3）配比和总配料量优化计算、下达；
　　（4）现场工艺流程的动态模拟画面显示、配比、柱形图、历史曲线图等；
　　（5）现场工艺、操作、过程参数的设置、改写；
　　（6）各种故障限、报警提示及登录、自动换仓处理等；
　　（7）系统配比精度评价；
　　（8）数据库、打印输出功能。

三、西门子全集成称重方案的设计
       一般地讲，配料所用的称重给料机的控制器分为三种模式：单机控制器、机组控制器和PLC型控制器。
单机控制器一般采用和皮带秤配套的带控制功能的积算仪或采用以单片机技术为基础的控制器来实现，优点是配置灵活，与称重给料机一一对应使用，一台设备出现故障不影响其他设备工作，属于分布式控制；缺点是能实现的功能受到限制，经常需要配其他控制系统才能实现较为复杂的控制功能。
       机组控制器是以PC总线工控机为基础，优点是功能强大，操作直观方便，属于集中控制；缺点是系统可靠性不高，目前采用这种方式的厂家并不是很多。 
       PLC型控制器是以PLC这种目前在工业生产中普遍采用的控制设备为硬件，通过软件组态实现配料的功能。其优点是：组态方式灵活、通讯方式多样、性价比很高，特别适合多台称重给料机共同组成较大型的配料系统的应用；缺点是：目前很多公司采用PLC的I/O输入功能直接接受来自称重传感器的模拟量信号，不仅精度差，抗干扰能力非常弱，在有些单位还出现过系统整体失控的严重事故。西门子公司推出了和SiemensSimatic系统完全兼容的Siwarex FTC的解决方案，就可以很好弥补这种方案的不足。

3.1、基于TIA（全集成自动化）技术的皮带秤系统
         基于西门子SIWAREXFTC全集成电子积算仪的称重系统主要由带秤桥支架的称重传感器、皮带速度传感器、SIWAREXFTC动态称重电子模块三部分组成。
西门子SIWAREXFTC动态称重电子模块可直接集成于S7-300PLC中，也可通过ET200M远程I/O方式集成于S7-400PLC/PCS7中，是一款具有高精度、高速称重功能的PLC扩展模块，具有与SIMATICS7/PCS7统一的设计平台和通讯功能，具有强大的可编程、自诊断和远程通讯功能。全集成称重系统示意图如图3：

图3：SIWAREX FTC全集成称重系统的组成

3.2、皮带秤工作原理
       西门子皮带秤采用特有的直承式原理，只测量作用在皮带上力的垂直分量。当物料随传送带移动通过皮带秤时，它通过托辊向称重传感器施加一个正比于物料重量的力，它的合力作用在每个称重传感器上，并通过应变电阻被检测到。应变电阻由SIWAREXFTC动态称重电子模块提供激励电压，产生正比于皮带负载的电信号，送给SIWAREX FTC动态称重电子模块。
       称重传感器的垂直位移受皮带秤或称重传感器含有的正向过载急停的限制，这种急停可以对称重传感器提供过载保护。

四、 自动配煤称重控制系统的配置
       西门子自动配煤称重控制系统仪表由PS307电源模块、S7-300CPU（或ET200M远程I/O）、SIWAREXFTC称重电子积算仪模块组成。
4.1、PS307电源模块
       用于为S7-300CPU（或ET200M远程I/O）和SIWAREX FTC电子积算仪模块提供24VDC工作电源。
4.2、S7-300 CPU
       全集成自动化（TIA）称重应用，适用于中等程序处理量的应用，对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力。用于称重数据的处理、储存和远程通讯。每个中央CPU可多扩展8个SIWAREXFTC称重电子积算仪，就是8台给料机可以快速集成于S7-300CPU内。通过ET200M远程I/O方式集成，每个ET200M站可多扩展7个SIWAREXFTC称重电子积算仪。
4.3、SIWAREX FTC称重电子积算仪
        SIWAREX FTC（用于连续称重，皮带秤可编程技术）是用于皮带秤、失重秤的一种多功能灵活的电子称重模块。它还可以用来记录皮带输送物料的累积量、瞬时liuliang、载荷和皮带速度。SIWAREXFTC 功能模块集成在SIMATIC S7/PCS7 中，并具有该自动化系统的系统的各种特点，诸如集成通信、诊断和配置工具。可通过指令设置皮带的运行和显示所需要的数据。
        当新的创新出现时，现有的SIWAREXFTC动态称重电子模块可随时升级！免费的升级很简便，只需下载新的固件，节省了时间和费用，并保护您的仪表收益。
        无论何时对皮带秤提出高要求，SIWAREXFTC动态称重电子模块都是佳解决方案。它可以实现的典型应用：
　　1） 记录皮带占有情况
　　2） 记录流速和liuliang
　　3） 记录皮带累计输送量
　　4） 装料和给料控制
        SIWAREXFTC具有强大的自诊断功能，操作人员也可方便的通过诊断缓冲器里的运行时序记录来分析和测试整个称重过程。
SIWAREX FTC皮带秤技术特性一览
　 用SIMATIC统一配置
　 可直接在SIMATIC可编程控制系统中使用,全数字化通讯
　 通过ET 200M连接PROFIBUS DP,用于分布式设备方案
　 可测量重量或力，具有1600万间隔的高分辨率
 　高精度3*6000d
　 可按照OIML R-76标定
 　SIMATIC标准操作面板显示
　 可参数化的输入和输出，自带7个DI和8个DO功能
　 统一设计，通过集成在SIMATIC S7和SIMATIC PCS 7而实现全集成式通信，灵活适应不同要求
　 用SIWATOOL FTC程序简单校准配料
　 更换模块无需重新校准配料，独特的免校称技术，防止工厂停工
　 记录称重顺序
　 8个累计存储器，可存储8个数据段的数据记录
　 可用于爆炸应用场合，模块本身具有防爆2区ATEX 95认证，通过SIWAREXIS安全栅可应用于防爆1区场合

五、全集成称重系统的特点和优点
       这种基于TIA的设计，继承了西门子全集成控制系统的设计理念所提倡主要特点和优点；尤其是在用于实现数据量较大的集中控制系统时，更能体现出它的优点来。
5.1、主要特点：
       协议存储于可选择的微存储卡中。可随时、快速并安全的得到数据事件记录用印时戳记录过程和称重状态。这是工厂概念化和优化的重要工具，也可用于分析不寻常事件。大存储量达8M，保证数据yongbu丢失。
        诊断缓冲器用于文本中的后100条信息
       参数监测称重传感器和电缆的特征值，诊断可用于防止麻烦的、广泛的及昂贵的工厂停工期。真正意义上的预维护功能，防患于未然。
        皮带仿真，不需要额外的设备。
5.2、主要优点：
　　1） 唯一的固体liuliang皮带秤完全集成于PLC，并完全由PLC控制
　　2） 强大的诊断功能, 也可以预维护
　　3） 结合SIMATIC系统可以实现更多功能
　　4） 对于升级改造非常具有竞争性
      　5）西门子Milltronics机械部分和SIWAREX电子部分是完美的解决方案
 
六、
       高质量高可靠性和具竞争力的价格比是市场成功的秘诀。在称重中就意味着高度的jingque、长期的稳定性、卓越的可扩充性能及优的生产力。换而言之，大的生产速率配合高可靠性。能力和具竞争力的技术要求显现在自动化工程及称重系统中。西门子近十年在这两个领域中在全球是者。这实用的工程知识在SIWAREXFTC的发展中得到系统应用，这使其成为用于皮带秤的一种多功能灵活的称重模块。可使焦化生产工艺中煤料的配比精度更高，使自动配煤系统更加稳定可靠。

参考文献：
1, 王力,杜丽梅．微机自动配煤技术在焦化厂的应用．衡器．2000.7
2, 叶庆泰．冶金行业皮带秤的应用．综述论坛．2004.6
3, 申颖,申琍．合钢焦化厂电子皮带秤自动配料系统．冶金自动化．2001.No.6
4、方原柏．电子皮带秤．北京：冶金工业出版社．2007,8
4、潘炼,潘炜,金丕琳．焦化配煤PLC控制系统．冶金自动化．2004,No.2

图1：焦化自动配煤系统的结构组成