西门子模块6ES7214-1BD23-0XB8型号齐全
工控产品的要求也越来越高。对于作为现代工业自动化产品之一的可编程序控制器（PLC）而言，不仅需要其具有强大的控制功能，对其通讯能力的要求也越来越高。美国罗克韦尔自动化公司生产的SLC500系列PLC具有大型PLC的功能，小型PLC的价格，及其不断扩充的控制能力和灵活的通讯能力，可以随时满足工业控制中的各种要求。
2SLC500控制器结构及主要功能
SLC500系列PLC有固定式和模块式两种硬件结构，固定式集处理器，电源，输入/输出（I/O）于一体，由其输入/输出方式（直流、交流；电压等级；源流、汇流；继电器、可控硅、和晶体管输出等）及I/O点数的不同共有24种不同型号，固定式控制器还提供一个两槽扩展框架以增加其输入/输出的灵活性。模块式SLC系统可根据需要从5种处理器，7种电源，及50余种I/O模块或特殊功能模块中选择不同的组合，形成一个应用灵活、功能强大的控制系统。SLC500系列的所有模块都通过了CSA认证，大部分模块通过了危险环境认证，适用于很多工业应用场合。图1是模块化SLC500控制器的硬件结构。
图1 SLC 500控制器基本组成结构
2.1 SLC500系列处理器
SLC500系列模块式PLC有5种处理器模块，处理能力及运行速度不断增强，每种处理器模块都有一个内置的DH-485网络接口，可以进行编程及监控。SLC5/03及更高系列号处理器还有其它网络接口，可以连接到不同的网络中。SLC500系列处理器还具有强制输入输出、故障诊断、分级口令保护及灵活的中断等功能，有利于用户调试程序，检测故障及处理器文件的保护。表1列出了5种型号SLC500系列处理器技术参数及通讯能力。
SLC500系列处理器的程序和数据是以文件的形式在内存中存储的(如附表)。处理器文件分为程序文件和数据文件，程序文件可高达256个，包括处理器信息、梯形图主程序、中断子程序及其它用户根据需要编制的子程序（文件号3-255都可用于子程序文件）。数据文件包括与外部I/O及所有梯形图程序使用的与指令相关的数据信息。它包含输出/输入、状态、位、计时器、计数器、控制结构、整数、浮点数、字符串、ASCII码文件，用户可以根据需要定义除输出/输入和状态文件以外的数据文件个数（可达256个），及每个数据文件包含的数据数量（可达256个）。
2.2 SLC500系列输入/输出模块
SLC500控制系统提供50多种不同的I/O模块满足用户的不同需求。本地模块采用硬件寻址方式，程序逻辑可直接存取I/O数据。
（1）开关量I/O模块
包括各种输入/输出方式和不同的I/O点数，有4、8、16和32点开关量I/O模块及8、12和16点I/O混合模块等，可与不同电压等级的交流，直流和TTL电平连接。其中有负载电流达2A和2.5A的大电流继电器模块、固态输出模块和大接通信号延迟时间只有0.3ms、大关断信号延迟时间只有0.5ms的快速响应直流输入模块。为tigao工业应用的可靠性，这些模块都提供了输入滤波和光电隔离功能。16点I/O模块上还有可拆卸的接线端子排，使接线和更换模块更容易。
（2）模拟量I/O模块
SLC500系列模拟量模块有4路I/O、4路混合I/O（2路输入/2路输出）模块和高密度的8路输入模块，及快速响应模块等。输入模块都采用差分输入，每路通道可单独配置成不同等级的电流或电压输入方式，高输入分辨率可达16位精度。具有输入滤波，对电气噪声具有高度的防护能力。输出通道的精度都是14位，提供jingque的控制能力。SLC500系列模拟量I/O模块可以选择由框架的背板供电，不需外部电源。
附表 SLC500系列处理器技术参数
（1）扫描时间是指由简单的梯形图程序和通讯服务组成的1K程序的典型扫描时间。
2.3 SLC500系列智能模块
SLC500控制系统还提供一些适用于特殊场合的智能模块和辅助通讯模块，以满足不同的控制需求。如：热电阻（RTD）/电阻输入模块、热电耦/毫伏输入模块、高速计数模块、步进控制模块、伺服定位模块、BASIC模块和各种通讯模块等。
（1） 1746-NRX—RTD/电阻输入模块
SLC500控制系统的RTD/热电阻输入模块提供了与12种不同类型的RTD连接，如铂、镍、铜及镍铁型。并可连接如分压器等类型的电阻性设备。大大增强了SLC500系统的温度控制能力。还有两种可选择的激励电流等级（0.5mA和2.0mA），能够限制RTD自身发热并tigao温度精度。该模块也有四个可选择的滤波器，和独立的通道结构，可以分别连接RTD或直接与电阻相连。
（2）1746-NTX—热电耦/毫伏输入模块
SLC500控制系统的热电耦/毫伏输入模块接收和存储热电耦和/或直流毫伏模拟量信号所对应的转换数据，处理器可以对存入其映象表中的这些数据进行冷端补偿和线性化，提供jingque的数字化过程温度读数。该模块有四个可选的滤波器，可以根据需要改变系统响应特性以满足环境的要求。采用独立的通道结构，可以混合使用毫伏型和热电耦型。
（3）746-HSCEX—高速计数模块
高速计数模块可对来自编码器和各种高速输入开关进行双向计数。这种单通道模块接受高50Hz的输入脉冲，以对快速运动进行jingque控制。该模块还提供以Hz为单位来表示脉冲频率的速率测量功能，速率测量的功能是用在一段固定时间内所累加的输入脉冲来确定的，速率的周期范围为10ms~2.25s。
（4）746-HSP1步进控制和1746-HS IMC伺服定位模块
步进控制模块是一种可用于单轴开环的微型步进控制模块。在脉冲序列速率高达250Hz时有超过+8,000,000个定位点。运动控制模块是一个单轴闭环伺服定位模块，当与伺服驱动装置、电机和编码器一起使用时，它是一个成本低、功能强的运动控制系统的关键部件。
（5）1746-BAS—BASIC模块
BASIC模块占据系统框架的一个槽，提供两个可组态的串行通道（RS-232/423、RS-422、RS-485），一个DH-485通道。独立运行BASIC程序，对来自SLC的数据进行分析运算，有多达24K字节的电池后备RAM和一个32字节的EEPROM。该模块还可以用于提供与其相联的外部设备同SLC处理器的接口；计算复杂的数学或应用中的特殊算法；同远程设备通讯等。
3 电源
SLC500系列可编程序控制器有7种电源可供选择，有3种交流进线电压和4种直流进线电压，其中交流进线电源的标称值120V或240V，直流进线电压范围分别是19.2-28.8V、10-30V、30-60V、和90-146V。适用于世界范围的电压等级。除进线电压是24V直流的电源以外，其余电源都额外提供24V直流用户电源。
4 编程指令及编程工具
4.1 编程指令
所有SLC 500处理器具有功能强大的指令集，不仅支持通用的位指令、计时/计数、高速计数、比较、位移、立即输入/立即输出、顺序器、程序流程等标准梯形图逻辑指令，及基本算术运算和数据处理指令。5/02及更高型号处理器还支持PID、算术运算、堆栈、通讯、中断处理及ASCII等指令。
4.2 编程工具
SLC500系统有4种编程选件对处理器编程，它们是手持编程终端（HHT）、基于DOS
操作系统的APS和SLC 500A.I编程软件、及基于bbbbbbs 操作系统的RSlogix500软件。
HHT是一个功能强大的编程平台，用于对处理器进行组态；输入或修改程序；实时监控应用程序的执行；排除程序故障等。
RSlogix500编程软件可以通过计算机对SLC500系列处理器进行编程。具有自由格式的梯形图编辑和程序校验功能，使用户在书写程序时专心于程序逻辑而不用注意语法的对错。可以对梯形图程序的每个梯级、指令、地址进行编辑和注释。的该软件也具有bbbbbbs操作系统的文件管理及拷贝、粘贴、拖放、查找和替换等功能，可在文件之间快速移动和查找梯级或地址、符号等，使编程更容易。RSlogix500软件还具有数据监控功能，可显示不连续的数据单元，也可以用趋势图来显示数据，以监控数据的运行情况。
5SLC500控制系统通讯
由表1可知SLC500控制系统中各系列处理器的通道0都可以配置成DH-485通讯，通过一个网络转换模块（AIC）与DH-485网连接，可见DH-485网络是SLC500控制系统比较典型的控制网络。DH-485网是一个多主，令牌传递的同级通讯网络，多可连接32个设备，传输速率可达19.2kb，传输距离可达2,438米。用户可以在网络上的一个工作站监控数据和处理器的状态，并可向/从网络上的任何设备下载/上载程序。在网上的SLC处理器之间可任意交换数据；网络上的操作员接口设也可以访问SLC处理器的数据。
SLC5/03及更别处理器的通道0是一个RS-232通讯口，除DH-485外，和可配置成DF1全双工（点对点）、DF1半双工（主/从）、和ASCII码协议。DF1协议可以通过调制解调器与远程设备之间进行信息传递；半双工可用于SCADA类型数据采集，ASCII协议可以与其它ASCII码设备如：条形码读入器、电子称、打印机等通讯。
SLC5/04和SLC5/05处理器的通道1还分别支持DH+网和以太网通讯。SLC500控制系统还可以通过选择适当的网络通讯模块控制远程设备，或与网上的其它处理器通讯。如通过1747-SN远程I/O扫描器模块控制远程I/O网上的设备；1747-SDN设备网络扫描器模块设备网（DeviceNet™）上的设备；1747-KFC15控制网通讯模块实现与控制网（ControlNet™）上的设备通讯。SLC500处理器之间的通讯是通过简单的通讯指令（MSG）来完成的，无须编制复杂的通讯控制程序。
SLC500系列PLC可以通过其自身的通信接口或借助于通信模块与罗克韦尔自动化的三层网络通信。这三层网络分别是：（1）信息网，采用传送信息量比较大的以太网来完成信息的管理任务；（2）控制网，通过同级对等通讯网络如DH+、DH485、或ControlNet™等将PLC、工控机以及各种操作员界面连接在一起实现信息交换，用于完成对过程控制有较高要求的系统控制；（3）设备网，通过主从网络如DeviceNet现场总线、远程I/O网等将工业现场设备与上层网络联在一起，实现对现场设备的控制，及与上层网络信息传送。
6 应用
SLC500系统在工业控制中已得到广泛应用，如在冶金、化工、轻工、电力、机械等各行业都有很多成功的应用实例。图2是SLC500系统系统在水处理中的集散控制应用实例，水处理厂的厂内控制层采用DH-485或DH+网，实现处理器之间的通讯及上位机监控，设备层采用远程I/O和设备网对厂内的远程设备进行控制。对于离水处理厂比较远的泵站（水源及用户的用水量等）采用SCADA数据采集系统，通过调制解调器采集远程泵站的数据，主控系统根据采集的数据，自动调整远程站的工作情况，实现了整个供水系统的自动控制。
图2 SLC500系统在水处理控制中的应用
代工业控制装置，其初是为了取代继电器控制系统而发明，多用顺序逻辑控制中，如：活套控制、高炉上料、电梯控制、货物存取等；随着PLC技术的不断发展，现已能实现对模拟量的控制，应用于各种闭环过程控制中及构成DCS。美国AB公司是一家的PLC制造厂家，生产MicroLogix、SLC500、PLC5、ControlLogix等多种型号、不同档次的产品，有较高的市场占有率。SLC500可编程控制器是其生产的一个不断完善的中小型可编程控制器系列，具有功能强大、处理快速的处理器，较大的存储容量（多可达64K字）和丰富的指令集，能实现多种控制任务；处理器自带多种类型的通讯接口：RS-232、DH-485、DH+、Ethernet，可实现远程控制及与上位机的远程通讯；深受工业控制领域的青睐。
2 系统原理
该活套控制系统主要由人机接口HMI监控、PLC过程控制以及AB变频器组三个部分构成，如图1所示。上位机RSVIEW组态软件主要用于系统的监控及动画显示；1756－L63完成逻辑控制及对变频器组的活套计算。
图1 系统原理
在1756 PLC中主要是进行各个活套之间的计算，图2所示为以某一活套的具体控制原理。其中：
（1）活套角度(A)：来自活套位置传感器(0-50°);
（2）平衡力函数： 为COS(A)×10;
（3）张力函数： 为33×((SIN(1.4×A)-SIN(0.64×A)-0.107);
（4）平衡力设定值：来自手动或自动设定值[相当于：7.8×大厚度×大宽度× 机架间距];
（5）张力设定值：来自手动或自动设定值[相当于：大单位面积张力×大厚度×大宽度];
（6）平衡力系数：使平衡力分量在活套角度(A)= 0度时,平衡力设定值=时,电机转矩为.427(Kg.m),相当于电枢电流117%;
（7） 张力系数：使张力分量在活套角度(A)= 50度时, 张力设定值=时，电机转矩为765(Kg.m),相当于电枢电流210%;
（8）加法器：把平衡力分量和张力分量相加;
（9）限幅器：限制大电枢电流为200%;
（10）活套臂平衡力：在平衡力设定值=0, 张力设定值=0时改变活套臂平衡力使活套臂平衡。
图2 活套计算公式
3 RSVIEW画面组态
RSView是RockWellSoftWare公司的组态软件，它提供集成的、组态化的人机接口，广泛的用来监视和控制自动化设备和过程。它除了可以方便的与ALLEN-BRADLEY PLC进行无缝的结合应用，也可以通过使用OPC的通讯方式与其它公司的设备进行连接。而ODBC(OpenDatabaseConnectivity开放式数据库互连)则是由微软推出的工业标准，一种开放的独立于厂商的API应用程序接口，可以跨平台访问各种个人计算机、小型机以及主机系统。ODBC作为一个工业标准，绝大多数数据库厂商都为自己的产品提供了ODBC接口或提供了ODBC支持，这其中就包括常用的SQLSERVER、ORACLE、INbbbbIX等。
本系统中活套设定画面采用RSVIEW编写，其中主画面如图3所示。
图3 活套设定主画面
本画面主要包括四个部分：
（1）活套运行方式选择，点击L1～L6切换状态（AUTO、SEMI、MAN、STOP），选择AUTO时表示活套张力平衡重由上位机设定(上位机投入时)；若没有上位机设定时各活套必须选择为SEMI（半自动设定）方式，选择MAN方式表示仅在停车时靠手动起套，启车后不自动起套（不推荐使用），选择STOP时表示本活套不起套（相应的，本活套的套高闭环也不会投入）。
（2）套高设定区：行为设定值输入,设定值为活套要求高度（角度）,每次输入后按回车键(Enter)确认,都设定完毕后请按画面上确定按钮.看第二行设定反馈值是否已经显示为要求值,如果不是,请重新在行设定并按确定按钮.第三行为当前活套高度反馈值显示，与其他画面同。
（3）张力平衡重设定区：由于张力平衡重是靠带钢厚度宽度张力值等计算得来的,每次换规格都要进行重新设定L1~L6对应的分别是出口厚度分别是F1~F6的出口厚度,输入厚度单位为10um，比如F1出口厚度为16.4，请输入1640。输入后请按回车确认。带钢宽度单位为0.1mm，比如轧450mm宽的带钢，请输入4500。输入后按回车确认。带钢张力设定值单位为0.1Mp，比如3.0Mpa，请输入30，输入后按回车确认。平衡力设定（%）及张力设定（%）为程序中经过运算所得出的平衡立及张力百分比。
（4）画面的后两行是起套瞬间电流限幅（一般可不必更改，但必须保证同本画面上所给数值接近）和由张力平衡重给定计算出的电流限幅给定值，不可更改。
（5）画面切换区，功能同其它画面。
4 结束语
在本系统中，制作监控系统的关键是设置与PLC的通信和建立数据库，RSView提供的OPC通信设置十分方便易行，PLC数据库导入功能，大大减小了建库的工作量，足见该软件的实用性。而对PLC控制算法而言，了解活套工艺是必不可少的
活性污泥回流电磁liuliang计、1套出水电磁liuliang计、2套带式脱水机、1套絮凝剂配制设备、2套泥饼输送设备等等。
控制系统采用AB SLC500系列PLC及AB E3 PLUS为主组成，由SLC500和Intouch组成“客户机/服务器”模式的SCADA系统，计有6套由SLC500PLC构成的现场控制站、2台热备份冗余主计算机(SCADAServer)及1台数据服务器、3台现场操作员站(OS：SCADAClient)，系统通讯网络为快速工业以太网(100Mbps)，光纤环网拓朴结构，通讯通道冗余。该SCADA系统可以自动化程度很高的主体工艺设备(鼓风机，采用S7－300PLC)交换各种数据。所有电动设备的控制及数据采集采用具有DeviceNet总线接口的固态智能过载继电器模块E3 Plus,共86套，电磁liuliang计采用Porfibus与PLC通讯，其他仪表采用4－20mA信号送到模量输入模块。
二、 控制系统构成
系统结构如图《凤凰污水处理厂自动控制系统》，分布于1个中央控制室和1个分控制室。1个分控室设在污泥脱水车间，对污泥脱水生产过程进行自动监控。
1。 现场控制站
现场控制站主控制器为AB SLC500，编程环境为Logix500；
6个现场站分别为：
PLC1：I系列细格栅、进水系统控制站；
PLC2：I系列配电系统、氧化沟控制站；
PLC3：I系列二沉池、污泥回流系统控制站；
PLC4：污泥脱水系统及出水控制站；
PLC5：II系列污水预处理、鼓风机系统外围设备控制站；
PLC6：II系列氧化沟、二沉池控制站；
PLC7：鼓风机控制站（设备厂家成套，控制器为S7－300）。
2.部分固态智能过载控制器及Device地址的分配
3. 监控管理系统
现场操作员站(OS)为IBM商用机西门子一体化工控机，操作系统为bbbbbbsXPProfessional，数据库管理系统为SQL ，运行软件为Intouch9.5；
SCADA服务器为Dell服务器(PIV3.0G/1G/160G/100M网卡)，服务器操作系统为bbbbbbs 2003Server，数据库管理系统为SQL，组态及运行软件为Inouch，WEB服务器系统为Internet InbbbbationServer ( IIS ) 及SuiteVoyager；
鼓风机设备为西门子S7－300，——西门子快速工业以太网支持这种系列的控制器，可以作为SCADA系统快速工业以太网的一个TCP/IP节点直接连到系统的光纤环网中；
二、 控制系统功能和特点
1.系统主要功能
湖州凤凰污水处理厂SCADA系统主要是对厂区生产过程实施常规控制、先进控制、生产过程监视和管理。主要有：
1)总进水泵池水位自动化常规控制；
2)鼓风机自动化编组控制
3)生化反应池曝气量自动化常规控制；
4)生化反应池DO自动化常规控制；
5)活性污泥回liuliang自动化常规控制；
6)剩余污泥排放量自动化常规控制；
7)出水紫外线消毒槽水位及紫外线强度自动化常规控制；
8)污泥浓缩脱水一体化机自动化编组控制；
9)生化反应池除磷脱氮先进控制(APC)；
10)污泥浓缩脱水先进控制(APC)；
11)对所有设备运行工况——运行/故障/备机、现场/远方、远方手动/远方自动、累计运行时间等等进行监控；
12)对工艺过程参数——水质水量、曝气量等等进行监控；
13)对电力能耗参数——电流、电压、功率因数、有功、无功等等进行监视；
14)对全厂水质水量进行全面计算机管理；
15)对全厂能耗进行全面计算机管理；
16)对全厂设备进行全面计算机管理；
2.系统主要特点
湖州凤凰污水处理厂SCADA系统按照目前先进的控制系统标准设计，立足于生产现场无人值守的理念，自动化程度代表了目前国内外先进水平，主要有如下特点：
1)主体机电设备——总进水控制闸、格栅机、进水泵、气提式砂水分离机、内回流泵、水下搅拌器、鼓风机、刮泥机、活性污泥回流泵、剩余污泥泵、脱水化机、絮凝剂配制设备、泥饼输送设备等等基本上代表了目前国内外先进制造水平，其控制是按“无人值守”的理念来配置的，自动化程度很高，其可控性完全满足生产过程自动化的要求，特别是格栅机、气提式砂水分离机、鼓风机、刮泥机、浓缩脱水化机、絮凝剂配制设备等基本上也代表了目前国际先进水平；
2)全面使用AB固态智能过载控制器E3 Plus——节省了现场电缆的敷设、保证电气控制的可靠性；
3)SCADA系统集成了能源管理(主要指电耗)系统，方便了生产管理；
3.系统主要控制难点
1)生化反应池DO自动化常规控制
除磷脱氮对生化反应池的DO值要求是比较严格的。本系统由鼓风机、气体调节阀、气体liuliang计、DO测量仪和生化反应池处理工段现场控制站构成双闭环前馈补偿控制系统，通过对气体调节阀的自动调节和4台鼓风机的自动编组且调压运行，基本实现了生化反应池DO的自动控制。
2)生化反应池除磷脱氮先进控制(APC)
生化反应池的除磷脱氮与反应池的DO值、曝气量、总进水量、进水分配率、内回liuliang、活性污泥回liuliang等等直接可控量都有较强的关系，一般只有应用除磷脱氮先进控制(APC)软件包才能有效地实现生化反应池的除磷脱氮自动化控制。当然要在生化反应池应用除磷脱氮先进控制(APC)软件包要求对其DO值、曝气量、总进水量、进水分配率、内回liuliang、活性污泥回liuliang等等直接可控量能够实现自动化控制。本系统基本实现了对DO值、曝气量、总进水量、活性污泥回liuliang等主要参数的自动控制，为在生化反应池应用除磷脱氮先进控制(APC)软件包奠定了基础。
3)污泥浓缩脱水先进控制(APC)
污泥浓缩脱水的效果与进泥量、进泥SS值、药质、药质浓度及其配比、浓缩机带速带压、浓缩机冲洗水压、压滤机带速带压、压滤机冲洗水压等等直接可控量都有较强的关系，一般只有应用污泥浓缩脱水先进控制(APC)软件包才能较好地实现污泥浓缩脱水系统的自动化控制。当然要在污泥浓缩脱水一体化机设备应用污泥浓缩脱水先进控制(APC)软件包要求对其上述直接可控量能够实现自动化控制。本系统结合自动化控制水平先进的浓缩脱水一体化机和絮凝剂配制设备，基本实现了对上述各种参数的自动控制，为在污泥浓缩脱水一体化机设备应用污泥浓缩脱水先进控制(APC)软件包奠定了基础。
三、 结束语
湖州凤凰污水处理厂SCADA系统于2007年8月开始全面投入运行，运行情况总体还是令人满意的