西门子模块6ES7211-0BA23-0XB0接线方法
相关设备和行业：数采、供热、远程监控、交通监控、分布式控制系统（FCS）、楼宇监控
一、引言：
数采和远程监控传统以来都只有数据采集功能，在需要比较实时的控制和数据处理时，会显得力不从心。PLC作为工业控制的核心部件，其在网络、通信等方面的能力越来越强，适应能力也越来越强。
数采和远程监控系统传统以来都用不起PLC，但随着国产PLC市场占有量的tisheng，PLC的价格也比以前更加有优势，使用PLC做DAS系统或者用PLC平台开发数采系统将是大势所趋或者说相当有吸引力的选择。
德维森公司的V80小型PLC在供热、交通监控、楼宇监控等行业有相当多的成功应用，下面以V80在东北某供热网监控为例进行讲解。
二、远程监控系统：
供热网远程监控系统的示意图如下：
V80负责现场换热子站的温度、压力、liuliang采集，并根据这些采集量进行liuliang控制，以达到节能的作用。V80根据室外气温的变化通过调节一级管网电动阀门的开度来及时控制二级管网的供回水温度，通过调度给定的控制曲线，各个换热站可以独立运行，保证运行参数始终在给定的范围内运行。调度在中央调度室可以根据需要随时干预子站的运行，调度可以遥控子站的电动阀门，调整运行参数。系统配置GPRSDTU，可以实现温度的控制、补水泵变频的远程控制。
上位机可以选用组态王、FIX等商用组态软件，并与数据库结合起来，对所有数据进行存储和分析，并可以配合优化软件进行优先控制。
三、德维森的远程监控系统解决方案：
德维森公司针对前面提到的各种问题，提出了一个更为优胜的方案：
该方案的特点于下：
1、强大的网络和通信功能
德维森的所有PLC型号都可以支持2个以上的通信口，并可以利用RS485通信口进行组网，把多达128台V80小型PLC组进同一个现场总线网络内，为主的PLC上带一个GPRSDTU模块，为监控网络提供一个透明的上网的通道。
选用GPRSDTU代替无线RTU也可以在成本上大大的降低，在有电话线的地方仅可以选用Modem，使整个系统的造价达到优。
2、功能强大的CPU模块：
M32DT模块是16路数字量输入和16路晶体管输出的CPU模块，本身带有两个通信口，一个RS232和一个RS485，内部带MODBUS主从通信协议和FREE通信协议，可以与各种HMI或者各种组态软件通信，目前德维森为各吹塑成型机厂商提供的通信协议库文件也使各厂商自行开发上位机软件提供了相当多的便利。
M40DT内带FLASH存储器，可以将各种参数存储在本地，还带有掉电保持的RAM芯片，可以保证使用的可靠性和便利。
M40DT高速的运算速度和完备的数学运算能力更使其在需要大更通信和模拟量处理的环境从容应对。
3、可靠性高，抗干扰能力强
整个系统的宽温和宽电源供电设计使其可以在任何恶劣的环境中游刃有余，V80全系列产品都通过了CE认证，也为用户产品的出口打下了良好的基础。
4、编程简单方便
V80PLC支持IEC61131-3的PLC语言标准，可以简单方便的进行复杂控制编程，其支持在线编程，也就是在运行态下可以进行调试和修改程序，使监控现场的在线升级和扩展变得相当简单。
5、
一个32点经济型V80小型PLCM32DT-AC-E的价格比同样点数的数采模块还要便宜，还带有强大的图形化编程功能使其成为了一个强有力的分布式监控平台。
6、可与其它厂商的产品方便的互通
可与任何第三方厂商的数采模块、人机界面、触摸屏、文本屏、变频器、智能仪表进行通信。
7、商业的组态软件
选用商业的组态软件，使监控的灵活性和通用性得到大大tigao，并可以加挂各种数据库。
四、结论：
德维森作为国内技术力量强的国产PLC研发、生产、服务提供商为众多的数采和远程监控系统提供全面的解决方案，为客户将采集、控制、远程监控和优化合而为一。
我国拥有300万平方公里的海域、近二万多公里长的海岸线以及众多岛屿，是一个海洋大国。沿海各省不仅是我国经济发达地区，在近海蕴藏着丰富的石油和天然气资源，对通讯的需求日益增加;原来铺设的海底通信电缆，由于电缆通信容量小，抗干扰性差，老化现象严重，在大多数情况下必须使用海底光缆才能彻底解决岛屿的通信问题。早在1986年，我单位就生产出国内条海底光缆。此后，海缆的结构不断变化，设备制造工艺也在不断的更新。我单位研制的海底光缆生产线也采用了不少国内外先进技术，其中PC和西门子S7系列PLC在海底光缆护套生产线电气主控系统上的应用就是一个主要方面。
2海底光缆护套生产线
海底光缆护套生产线主要用途是海底光缆用光纤松套不锈钢管护套的大长度生产，该生产线主要有Φ2500地轨龙门行走式主动放线架、主动放线张力控制装置、SJ30卧式挤出机(挤热熔胶)、SJ90挤出机、2m移动冷水冷却水槽及水箱、8m热水冷却水槽及水箱、12m温水冷却水槽及水箱、30m冷水冷却水槽、吹干装置、履带式牵引机、火花试验机、测径仪、收线张力同步器、Φ3150地轨龙门行走式收排线架和相应的电气控制系统等组成(如图1所示)。整条生产线的长度为83m。
3生产线电气控制系统结构
海底光缆护套生产线电气控制系统是一个较大的控制系统，整个系统主要控制对象为:地轨龙门的放线，SJ30的加热和护套挤出，SJ90的加热和外护套挤出，牵引同步，地轨龙门的收排线，水槽温度的控制，张力的控制，外径的控制等。系统控制点数的分类情况与统计见表1。
由于控制点数多，生产线较长，加之采用占地面积较小、承重能力较高的地轨龙门行走式主动收放线架，如果采用单PLC控制系统，不仅系统复杂，不适应于生产线的易安装、易维护和低故障率的要求，可靠性不能保证。我们经过综合分析，决定采用了分布式的PROFIBUS-DP现场总线网。
PROFIBUS是近年来国际上为流行的现场总线，也是目前数据传输率快的一种现场总线(传输率可达12M波特)，它以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持，已成为重要的现场总线标准，在很多领域内有广泛地应用。正是基于PROFIBUS现场总线技术上的成熟和开放性，以及在实际应用后的经济效果，我们在海底光缆护套生产线控制系统中选用了MPI+DP的总线控制方式。
如图2所示，整个控制系统由1台上位机、1台Profibus-DP主站和2台Profibus-DP从站及其他控制设备组成。我们之在生产线中选择使用西门子公司的S7系列PLC，是因为它具有高速、多功能、系统化、网络化、结构简单、安装方便、系统组织灵活、可靠性高、维护方便等特点。PLC的每一个I/O出现故障时，只需要调换有故障的模块，而不需长时间的停产进行设备维修，特别适合于我们当前竞争日益激烈的光缆市场。网络化和通讯强化通讯能力也是该PLC的一个重要特点。
3.1PROFIBUS
Profibus-DP主站采用SIMATICS7-300的系列模块，作为控制中心的CPU采用西门子公司新推出的CPU313C-2DP，它具有强大的数据处理能力，不仅集成了MPI通讯口，集成了Profibus-DP现场总线接口，还可插入MMC存储卡，可以有效的防止以前由于使用电池保存程序而造成的PLC程序易丢失的问题;还集成了16点的数字量输入和16点的数字量输出，具有较高的性价比。主站还配有两块SM334和一块SM321，可进行除放线和收线从站控制部件外的生产线其它部分的直接控制。
Profibus-DP从站处于经济方面考虑采用SIMATICS7-200的系列模块。CPU采用cpu224，EMM277从站模块经过I/O总线连接到CPU224中，Profibus网络经过EMM277的DP通讯口，从而将S7-224CPU连接到Profibus--DP网络中。作为DP从站，EMM277可从主站接受和发送数据，从而完成从站CPU224与主站CPU313C-2DP的数据交换。通过PROFIBUS-DP网络可使操作人员方便的、实时的掌握生产线运行状况。
在设备安装过程中，我们用Profibus网络总线连接器和Profibus电缆将3个CPU连接起来，再利用编程工具STEP7对S7-300进行硬件组态，建立一个PROFIBUS-DP网络。为将EMM277作为一个DP从站适用，用户必须通过EMM277模块上的旋转开关设定与主站组态中地址相匹配的DP端口地址。
PLC程序采用S7-300的配套编程工具STEP7完成硬件组态、参数设置、PLC程序编制，编译完成后下载到CPU313C-2DP中。用户程序由组织块(OB)、功能块(FB、FC)和数据块(DB)构成。其中，OB用于控制程序的运行，FB、FC是用户子程序，DB是用户定义的用于存储取数据的存取区，本系统中它是上位机监控软件与PLC程序的数据接口。
当组态DP主站时，需要定义CPU224变量V存储器内的字节位置，从这个位置开始作为输出数据缓冲区。也要定义I/O配置，他是写入到CPU224的输出数据总量和从CPU224返回的输入数据总量。在从站与主站正常进行数据交换模式时，主站将输出数据写入到EMM277模块。EMM277响应新的CPU224的输入数据，不断更新，以便向主站CPU313C-2DP提供新的输入数据。EMM277将输出数据传送给CPU224，从主站来的输出数据放在输出缓冲区。在编程S7-200程序时，在编程时也要注意从主站来的数据必须经过传送指令，从输出缓冲区转移到其它数据区，类似的，传送到主站的数据也必须通过传送指令从各种数据区传送到输入缓冲区，进而发送到主站中。
这样在程序运行时，主站CPU313C-2DP根据存储卡存储的程序和从站PLC一样，分别通过相应的数字量和模拟量输入、输出模块采集生产线各种运行状态，控制硬件设备，并读取总线上的所有I/O模块的状态字，实现在现场总线上的数据采集和控制信号的输出，并实现一些简单的诸如张力控制等控制算法。现场的PLC把分散的数据集中到DP主站，并通过MPI通讯送到上位机，从而实现PC的直接控制生产线的运行。
3.2上位工业计算机
我们的工业计算机选用台湾研华公司的IPC-610作为上位机，因为它们在国内工业控制市场上占有较大的份额，可靠性也较高。通过MPI通讯卡CP5611使工控机与DP主站进行MPI通讯，从而实现工业PC机与DP总线的硬件连接。并可通过RS232C与生产线的外径测量仪等智能仪表进行串口通讯，从而实现生产线其它控制数据的采集。
我们在上位机采用的组态王是一个具有易用性、开放性和集成能力的通用组态软件，使我们可根据实际生产需要任意组态，快速生成应用软件，并可方便的的实现监控软件的实时数据更新、历史曲线和实时曲线显示、报警、数据存储、查询等功能，大大缩短了监控软件的开发周期，tigao了软件运行的可靠性、维护性、延续性和可扩充性。 字串5
对于本系统的PROFIBUS网络，我们定义了I/O变量后，组态软件通过MPI驱动程序软件接口获取DP主站相应的数据，我们可直接使用变量名用于系统控制、操作显示、趋势分析、数据记录和报警显示，这样就可以实现工业流程画面上动态地显示现场各过程硬件的运行状态，数据也可以按相应的顺序写回现场过程硬件，执行控制操作，实现生产线的人工控制功能。
在监控软件画面中，点击相应设备按钮就可对该设备进行单独控制;还可显示生产线各部件的当前运行状态，如当前电机速度以及一些故障信息等。对系统实时采集的数据进行判断，发出报警信号，并按技术要求进行处理并自动进行相应的设备控制，如对故障信号的解锁及其恢复等，还可利用软件的DDE功能实现报表打印功能以及实时数据和历史趋势曲线显示等功能。
4 结束语
在海底光缆护套生产线控制系统中，我们通过应用Profibus-DP现场总线取得了很好地运行效果。Profibus-DP总线不仅满足了生产线的各项功能要求，并且使用合理。由于通讯方式的实现，省去大量的电缆、桥架等安装物资，可减少设备生产成本;总线控制方式，维护简单，维护量小。在本控制系统的设计、安装和调试过程中，Profibus-DP的应用无疑是正确的，我们的经验是在现场安装过程中仍要注意对现场各类干扰因素的防范以及现场的接地系统对总线通讯的影响。
海缆的生产是一项性很强的技术工作，需要有专门的各种生产线来实现生产。通过本次Profibus-DP现场总线在海底光缆护套生产线上的应用，随着将数字信号和模拟信号混合的系统改造为全数字信号系统的发展，Profibus-DP会在光纤光缆生产线中得到越来越广泛的应用。
引言
随着我国城乡建设的迅速发展,水、电供应不足的矛盾越来越成为人们关注的问题。例如,人们日常生活中的用水量越来越大,中的用水量的波动也越来越大。以往的供水系统中,水泵的选取往往是按大供水量来确定,而实际的用水量在不断变化。高峰用水时间较短,这样水泵在很长一段时间内有较大余量,不仅水泵效率低,供水压力不稳,造成大量电力、水资源的浪费;并且以往依靠手动操作控制泵的启动、停止,也已不能满足要求。这里,介绍一种变频控制的恒压供水系统,它既能解决人工操作的繁杂劳动和精神压力,又能节约能源[5]。
一、系统介绍
该控制系统主要装置包括：可编程控制器（PLC）、变频器、压力传感器、PID控制器以及相关软件控制单元。该装置形成一套完整的、全自动的、智能的恒压供水控制系统，如图1所示。该系统能够以三种方式工作，分别为全自动、半自动和手动操作方式，其中后两种是在全自动方式出现故障时的弥补。
图1恒压供水系统简图
2全自动恒压供水控制原理
当主水管网压力传感器的压力信号4~20mA送给数字PID控制器，控制器根据压力设定值与实际检测值进行PID运算，并给出信号直接控制变频器的转速以使管网的压力稳定。当用水量不是很大时，一台泵在变频器的控制下稳定运行；当用水量大到变频器全速运行也不能保证管网的压力稳定时，控制器的压力下限信号与变频器的高速信号被PLC检测到，PLC自动将原工作在变频状态下的泵，投入到工频运行，以保持压力的连续性，将一台备用的泵用变频器起动后投入运行，以加大管网的供水量，保证压力稳定。若两台泵运转仍，则依次将变频工作状态下的泵投入到工频运行，而将另一台备用泵投入变频运行。当用水量减少时，表现为变频器已工作在低速信号有效，这时压力上限信号如仍出现，PLC将工频运行的泵停掉，以减少供水量。当上述两个信号仍存在时，PLC再停掉一台工频运行的电机，直到后一台泵用主频器恒压供水[4]。控制系统设两台泵为一组，每台泵的电机累计运行时间可显示，24小时轮换一次，既保证供水系统有备用泵，又保证系统的泵有相同的运行时间，确保了泵的可靠寿命。
二、系统原理图
1.PLC系统原理图，如图2所示：
图2PLC系统原理图
2.外部设备接线图，如图3所示：
三、恒压供水控制系统的编程
本程序用富士专用的FLEXPLC编程器编译[1]，利用梯形图清晰直观地展示各设备的运转状况等等。具体编程思想如下：
选择利用FLEXPLC的输入继电器、输出继电器以及内部继电器，确定本设计方案所包括的仪器仪表。即一台富士NB系列PLC、两台7.5KW水泵、一台富士G11/P11变频器、一台压力传感器、一台SR90系列PID调节器、若干个空气开关、断路器、中间继电器等。根据PLC接线原理图（如图2所示），进行详细接线，并参考FUJINB系列可编程控制器得参考手册，对PLC输入输出端子进行定义。
部分梯形图
PLC的恒压供水控制系统部分梯形图如下[2]：
四、系统操作说明
4.1自动控制
1.设定用户需要的目标压力值
系统送电之后，控制柜面板上的电源指示灯点亮，其下方的温控表将会有显示：PV---.---、SV---.---。其中PV---.---表示水管网中的实测压力值,SV---.---表示用户需要的目标压力值.用户可按动▲、▼键使SV---.--- 中的数字发生改变，直到显示用户需要的水管网的压力值时按下ENT键，结束目标压力值设定。
2.选择需要开启的泵组
自动/停/手动开关向左45度扳动一次时，泵组处于启动状态，系统将选择1号泵组启动；控制柜面板上的自动/停/手动开关扳到垂直位置时，四台泵组均处于停止状态。当将自动/停/手动开关向左45度扳动一次时，系统将选择2号泵启动；
3.变频自动工作开始
当系统检测到某台泵组的启动信号以后，便会使变频器开始升频工作，此时水管网中的压力开始上升，即PV---.---中的显示值开始上升，并不断趋向于用户设定的SV---.---中的目标压力值。当水管网中的压力和用户的设定的目标压力值相吻合（即PV---.---中的显示值和SV---.---中的显示值相吻合）时，变频器的输出频率便会稳定[3]。
4.2自动控制中的部分功能
1.自动切换至工频
2.故障泵组自动退出运行
3.定期倒换工作泵组
五、恒压供水控制系统的优点
1.采用变频恒压供水，消除了主管网压力波动，保证了供水质量，节能效果明显，并延长了主管网及其阀门的使用寿命。
2.用稳压减压阀经济地解决了不同用水压力的问题。
3.拓宽运用变频恒压控制原理，较好地解决了加压泵房与抽水泵房的远程通讯总是并达到异地连锁控制的目的。
4.在抽水泵房设置连续液位显示，并将信号传与PLC，防止泵缺水烧坏电机，设定的取水位置，确保水的质量。
5.电机既有电机保护器，又有软起动器，克服了起动时的大电流冲击，相对延长了电机制使用寿命。
6.由于采用PLC控制的压力自动控制，可以实现无人远程操作，系统的PLC预留有RS485接口，可与公司总调度室计算机网络进行连接。
7.通过采用变频器控制，可在不同季节、节假日、日夜及上下班等全面调控水量。