6ES7231-7PD22-0XA8参数设置

6ES7231-7PD22-0XA8参数设置

．引言
　　工业控制已从单机控制走向集中控制、分散控制，并走入网络时代。工业控制网络为数据采集、工业控制提供了方便，节省了成本，tigao了性能。实际应用中，往往需要不同厂家控制系统的数据共享，或某集成系统不能满足控制需要而额外加系统，需要将2种不同系统进行互联。
1．系统结构
　　集气站DCS系统采用FoxBoro A2，该系统有三层结构，工厂层、控制层和I／O层。
　　I／O层：I／O层连接过程的输入和输出点。在这一层的产品是2500过程接口。
　　控制层：控制层允许对连续、顺序控制和梯形逻辑的多样化控制引擎进行编排，在控制层我们使用的产品为T940一过程监视，控制器。
　　工厂层：工厂层让用户可以使用FoxBoroA2的工具来制定控制策略，我们使用的产品为操作服务器／浏览器。
2．FoxBoro A2硬件
　　T940一过程监视控制器
　　T940下挂分散的I／O组件用于控制处理。多个T940可以用网络连在一起监控几千个I／O点。可选的冗余工作方式tigao系统可靠性。T940可以支持多个不同的通讯口，都使用不同的RJ45接口。T940以FoxBoro A2自动化系统的2500组件作为它分散的I／O系统，它的开放的网络结构使它连接其他第三方I／O设备，这种设备支持PROFIBUS DP或Modbus—RTU协议。
　　T940组件能够完成连续控制和顺序控制。单个处理在物理上分散的I／0点。
　　2500由底板、I／0控制组件（简称IOC）、I／O组件，端子头和24V DV电源等部件组成。底板插槽为2、4、8、16，我们用的底板插槽为16槽。IOC是2500控制单元，每块插槽左边槽插IOC，它为底板上其他I／O组件提供通讯和电源。
3 工作站
　　工作站包含操作员站和工程师组态站（兼操作站），工程师站完成系统管理、组态和过程监控、操作等功能。操作员站，完成过程监控、操作等功能。工作站操作权限分为操作员权限和工艺工程师权限。操作员操作权限对现场仪表检测数据进行监控，流程图画面的切换，PID控制回路的手／自动控制和PID参数的修改，两位式开关阀的手动开／关，历史数据以及报警的查看。工艺T程师操作权限不但有操作人员的权限，可以设定检测点报警类型和参数，PID参数的修改，操作参数手动输入范围限定。
4 红台集气站设备系统介绍：
　　红台集气站共有11台设备，其中包括：
　　5台原料气压缩机，采用SIEMENS一300可编程控制器，采用CP341通信卡完成与站控系统的通讯：
　　2台闪蒸气压缩机，采用SIEMENS一300可编程控制器，采用CP341通信卡完成与站控系统的通讯：
　　2台氨制冷压缩机，采用英国嘉德SCC 40控制器，采用FPWIN软件完成与站控系统的通讯：
　　1套乙二醇系统，采用MINI—UPPC300自控系统；
　　1套导热油炉系统，采用SIEMENS一200可编程控制器；
5 DCS与PLC通讯
5．1 DCS与PLC连接
　　DCS控制站上有RS一485接口，采用标准3线制，即发送、接收、逻辑地各一线。
5．2通讯协议
　　T940控制器串行通讯协议采用Modbus协议，协议规定网络中多台设备可以串行连接通讯，采用主一从技术，即网络里仅有一台设备可作为主机（称Master），其他设备作为从机（称Salve1，主机不需编号，从机必须编号。主机向从机发出请求信息，从机根据主机的请求作相应的回应（向主机发送数据或从主机接收数据）。

5．3 数据格式
　　Modbus协议支持传输的数据为ASCII码和RTU （二进制）两种格式。ACSII码方式的每个字节数据分2个字节传送，RTU方式用1个字节进行传送，为了减少网络数据传输量，一般选RTU数据方式。
6 DCS软件组态及PLC通讯组态：
　　主从式：DCS为主机，PLC为从机
　　数据格式：RTU（二进制）
　　数据帧格式：波特率9600，数据位8位，停止位1位，奇校验方式。
　　以氨制冷压缩机压缩机的通讯为例，通过Modbus RTU协议来和上位通讯系统连接，例如：冰山嘉德的上位组态或用户的DCS系统。
　　压缩机系统的远程检测可以由嘉德的上位组态通过一根连接PC机COM1或COM2端口的两芯屏蔽电缆（RS485）来实现。
　　通过和PC机兼容的端口连接，可以显示当前的各个参数值、运行状态和报警、停机等状态并可以每天打印出温度和压力的图表、报警及故障信息。
　　通讯的便捷性体现在可以查询当前的各个温度、压力及控制状态，并可以修改，显示各设定值、上下限及时钟设定值。所有的通讯都可以由一个RS485串型链连接到本控制系统中所有的嘉德控制器上来实现。
　　通讯的请求及应答现在是通过ModbusRTU协议来完成的，SCC40控制器作为从站（slave），通过应答作为主站（master）的上位机的查询请求，可以传输各个温度、压力等模拟量以及控制状态及其他开关量输入和输出的状态。
　　每个嘉德SCC 4O控制器都有一个唯一的地址A nn（在Unit选项中设定），用来选择一个相应的模块进行状态应答及修改等操作。SCC40控制器必须在设定了地址后才能进行控制。
　　通过Modbus RTU协议能够为上位PLC、PC机或DCS等提供以下参数：
　　当前的各压力、温度、能级和电机电流值，各定时器、故障停机状态、输出继电器及内部状态。
结束语
　　该系统经过测试运行，已完全达到工艺控制要求，不但减小了DCS系统的控制负荷，tigao了控制精度，费用较低，起到了良好的经济效益。目前DCS在石化企业中应用相当广泛，但在一些场合，比如开关量较多、安全可靠性要求不是很高、信号比较集中等场合，DCS并不是佳选择，这时候也可以考虑PLC和DCS相结合的方法。红台集气站已经这样做了，取得的良好的效果。

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
    在某不锈钢连续退火机组项目中，我们使用了德国VIPA公司300V系列的控制系统，其主要配置为：
    1） 1个VIPA PLC 315-2DP01作为中央处理器；
    2） 4个VIPA的200V作为远程站，其中一个远程站还插了一块VIPARS485通讯接口模块CP240-2，和四块RKC温控表通讯；
    3） 16台意大利EEI公司的直流传动装置用Profibus DP通讯；
    4） 2台变频器用Profibus DP通讯；
    5） 1台触摸屏做操作员站；
    6） 1台工控机做工程师站。

系统结构方框图如图1所示。 
    

                                    图1 系统结构方框图

   该系统在现场经过不到半个月的调试，就已进入正常生产阶段。整个控制系统从控制器到远程站都使用了VIPA公司的产品。
2.1 主控站：
选用了VIPA 315-2DP01作控制器，挂接了VIPA 300系列的开关量输入模块VIPA321-1BL00两块、输出模块VIPA 322-1BL00三块、模拟量输入模块VIPA331-7KB01一块。其排列如图2所示。 

     

                                          图2
2.2 四个远程站：
    选用VIPA 253-1DP01 作为接口模块，分别选用了相应的VIPA200V系列的I/O模块插在不同的站上。每个站多可插32个VIPA 200V的I/O模块。组态示意图如图3所示。

    
                       图3 系统硬件组态图
   

   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，原则上功能模块在前，开关量模块在后。
2.3 16台意大利EEI公司的直流传动装置：
   16台由我公司和意大利EEI合资公司生产的直流调速器83B（585X版）通过其选配的Profibus DP通讯板R123挂在VIPA315-2DP01自带的DP总线接口上，实现对各电机的通讯控制。
2.4 2台西门子MM440变频器：
   2台西门子MM440变频器和EEI的直流调速器一起挂在同一DP总线上，可通过通讯设定参数和读取变频数据。
2.5 1台触摸屏做操作员站：
    1台台湾EVIEW公司生产的彩色触摸屏MT510T作为操作员界面，通过MPI电缆与VIPA315-2DP01通讯，可在现场控制柜就地监控系统的状态，并能设定部分控制参数。

2.6 1台工控机做工程师站：
    1台研华工控机做为工程师站，安装西门子组态软件WINCC作为人机界面，通过MPI电缆与VIPA315-2DP01通讯，全面监控整个机组的运行情况，并能及时做出修正。
3 应用经验
   在整个项目的调试过程中，感觉和以前用西门子控制器几乎没多少差别。使用VIPA公司的PLC，其编程平台使用西门子的STEP7V5.2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。每个远程接口多能插32个VIPA200V的模块。其扩展能力很强，性价比较高。VIPA 新的300SPLC都集成有一个以太网接口，可用于编程和与上位机通讯，不需要用MPI适配器，这就给调试维护带来很大的方便。
VIPAPLC内部集成了工作存储器，无需外加MMC卡即可运行，但其也带有标准MMC卡接口，可用于保存程序和数据。这样就带来了使用上的方便性和灵活性。

　　工业废水处理系统：
　　利港电厂工业废水处理系统用来处理一、二期4×350MW发电机组的工业废水，废水包括补给水系统的再生废水、化验室排水、锅内取样废水、锅炉清洗废水、锅炉排污水、空预器冲洗水，煤场冲洗废水等。各就地工业废水池通过废水输送泵将工业废水送至工业废水处理站#1-6存放池中，工业废水站废水不对外排放，经中和处理后的酸碱废水和锅炉区域的低浊度碱性废水直接利用3台工业废水处理给泵送至#2灰浆池，作为冲灰补充水。
　　工业废水分为二类：
　　类废水包括再生废水和化验室排水，贮存在#5存放池中，处理工艺流程图为：
　　 



　　第二类工业废水包括锅内取样废水、锅炉清洗废水、锅炉排污水、空预器冲洗水，煤场废水等，贮存在#1-4和#6存放池中，处理工艺流程图为：
　　 



　　原控制系统和存在缺点
　　利港电厂工业废水处理原控制系统，控制功能的实现全由继电器搭建而成，采用模拟屏显示系统流程及门和泵的运行状态，废水系统液位、liuliang是以二次显示表和记录仪方式实现，模拟量的控制通过单独的调节器实现，无法实现报表自动生成和处理水量统计功能。该套系统使用十五年时间，老化严重，已经影响生产，主要存在以下缺点：
　　1、控制系统技术落后，故障率高；
　　2、电子产品产品老化严重，维修和更换费用都比较高；
　　3、继电器硬接线回路，技术改进困难，成本也高；
　　4、无法满足系统无人值守和自动统计的要求。
　　5、原系统无趋势分析、无报警记忆功能，维护系统、分析和处理事故存在困难.
　　6、工业废水系统无法实现实时数据采集和信号进SIS信息管理系统功能。
　　改造设计思想：
　　1、拆除工业废水原模拟盘控制柜，拆除原有按钮控制板，拆除原有的单回路调节器设备。
　　2、按要求重新配置、组态一套工业废水控制系统，新系统具备无人职守的能力。
　　3、用上位机平台控制方式，在CRT上直接进行对系统运行的监视和操作系统设备，上位机的配置，采用价比较高的通用型PC机。
　　4、采用性能优越的IFIX监控软件，通过操作员站对工业废水处理系统和进行监视控制，即通过LCD画面和键盘对整个工艺系统进行监视和控制，控制室不再设常规控制仪表盘。
　　5、工业废水控制系统更改后，将该系统接进水网，主干网采用以太网络，PLC和两台操作员站均接到以太网上构成一个以太网，易于组态、易于使用、易于扩展。
　　6、控制系统不仅与下层控制设备有良好的接口，具有上层管理厂级实时监控（SIS）系统的接口，具有可扩展性。
　　设计方案：
　　本控制系统PLC设计选用GE公司PAC 7系列PLC，采用单CPU配置系统结合多台上位计算机操作员站的控制方式，控制系统不采用就地控制箱上装配开关和按钮的方式，在操作控制室通过上位计算机系统对整个废水处理流程进行集中运行监示、报警与控制。废水处理系统在自动运行方式时，具备无人职守的能力及条件，设计了多种控制模式，可在上位机上选择运行。
　　1、PH值控制程序，再生废水处理后，PH值在6-9之间送至#3存放池以便再利用，PH值〈6或
　　〉9时返回#5池重新处理。
　　2、时间控制程序，本系统严格按照时序，顺序工作，允许在工作过程中进行手动、备用和自动方式的切换。
　　3、分组工作程序，由于多台废水存放池对应多台处理给泵和气泵，采用了分组运行的方法，根据实际情况进行控制参数据选择，这样既方便对各个对象的控制，又不影响设备的检修。
　　4、工业废水处理控制系统配置：一台控制电源分配柜，控制系统中各个电压等级的电源转换及各个控制设备的配电；2台PLC柜，内装一套废水处理系统PLC装置、必须的PLC、网络保护装置、继电器（日本idec 24VDC中间继电器）、4-20mA模拟量隔离器（日本ASAHI）等；一台LCD操作员站。
　　改造后系统功能比较：
　　1、监视功能及特点
　　通过各种可选择的画面（如运行画面、事件管理画面、报警画面等）对系统进行监视控制，实现生产过程的自动化。iFIX监控软件具有与下位机系统通讯的能力，实时监控现场设备的工作状态，显示生产过和中的工作曲线，具有远程控制能力，向下位机采集数据，对历史数据进行存储、查询、显示、打印等。监控系统有如下特点：
　　（1） 界面显示：具有全中文显示，界面友好，操作方便，系统流程画面采用主菜单的形式，在每幅画面下都可以通过按钮切换。在中心控制室对能全系统被控设备进行实理控制。
　　（2） 实时画面显示功能：用图型实时地的显示各现场的状态参数。用模拟仪表、趋势曲线显示参数的实时变化情况。根据阀门的开闭及水泵的启停状态。
　　（3） 参数修改画面和故障诊断画面等各种监视画面，便于生产人员能够快速、清晰地了解整个系统的生产情况。
　　（4） 安全功能：设定不同权限的口令，限定不同人员进入系统的权限，计算机启动后直接进入运行画面。
　　（5） 数据管理：数据库存储生产数据和操作记录，供统计分析使用。便于对历史数据的的记录和事件分析。
　　2、系统实现的功能
　　（1）所有设备操作均以窗口的方式实现，采用弹出式窗口操作的有：阀门、马达（泵或风机）的启停或/和调节，窗口的上方显示该设备的名称及EAM编码，下面该设备的操作按钮和检修挂牌按钮。操作窗口弹出后，可以方便地在窗口内对设备的参数进行修改，或改变设备的运行状态，泵和阀门采用不同的颜色表示设备的不同状态，。
　　（2）自动运行方式说明
　　工业废水系统在自动运行方式状态下，跟据水池的液位实现自动运行和泵的自动加药处理，从而实现无人值守。当就地设备或系统出现异常，对自动控制造成无法正常运行时，例如阀门的开启和信号反馈有误仪表故障等，通过修改分组工作程序重亲新保证系统的正常自动运行。
　　（3）PID调节
　　酸碱加药部分的PH调节采用PID方式进行调节，PID调节是指调节器根据被调参数的给定值（SP）和过程值（PV）之间的偏差，通过比例P、积分I、微分D运算，改变调节器输出使过程值跟踪给定值从而达到无差调节的目的。PID调节有手动和自动两种调节方式：自动时PLC根据SP和PV间的偏差，按照PID算法自动改变控制输出，直到过程值等于给定值；手动时通过运行人员人为改变控制输出达到调节目的。酸碱加药部分调节中，自动时变频器的频率由控制系统计算值决定；自动解除后，变频器频率有操作员直接输出值。画面上有变频泵出力大小的数字显示，点击显示数字会弹出一画面，上面会显示泵出力大小的输出值和反馈值，其中输出值在非自动状态下操作员可以设定和改变。
　　3、方便维护
　　 采用Proficy(TM) Machine Edition V5.50版本的专用编程软件，该软件提供了简单友好的用户界面，可重复使用的程序、强劲的搜索功能、自由格式的图形编辑器、完善的在线帮助。很方便的进行程序编写、软件调试、系统维护完全依照bbbbbbs环境的操作习惯设计，易学易用，可以极有效率之方式来操作。采用项目(project)观念，以可视化之方法将程序的开发内容以阶层化的方式加以呈现，令相关之工作内容一目了然，不论是程序的开发或维护皆能以极为直觉的方式进行。多样化的联机方式，提供直接联机、调制解调器联机及因特网联机等，并可自行将不同的联机设定内容，提供联机(on-line)的程序编辑功能，编辑完后可立即执行不必重新下载程序，可大幅缩短程序的开发与修改时间。 提供多窗口的阶梯程序画面，可将不同区段之程序呈现以便加以对照、复制与编辑 。 提供弹性之阶梯程序编辑功能可执行程序网络的插入、复制、贴上、删除等高效能操作，以加速程序之输入。 多窗口的阶梯程序高亮度显示画面，除将各开关组件闭合状态以红色直接在组件上显示外各应用指令内的缓存器其现在值亦直接在窗口内一起显示此对程序测试有极大之帮助，在窗口内亦可直接点选开关组件并对其加以抑能、致能或强制设定，被抑能之接点与线圈在显示上有别于正常之组件，以助于组件状况之掌握。
　　4、实现厂级管理的联网
　　 通过发电厂厂级监控信息系统（SIS）是处于火电厂控制系统（DCS等）与管理信息系统（MIS）之间的，主要为火电厂全厂实时生产过程综合优化服务的，对生产过程进行实时管理和监控的信息系统。
　　结束语
　　 通过工业废水PLC控制系统更新改造，tigao系统控制水平，系统运行更稳定性，可靠性，实现过程自动化和无人值守，自投用以来，节省了大量的人力，具有较好的经济效益。