西门子6ES7223-1BF22-0XA8规格参数

西门子6ES7223-1BF22-0XA8规格参数

火力发电厂锅炉的单炉/单磨燃煤的计量准确问题一直是 影响电厂发电成本正平衡统计的顽症，更是燃煤发热量和锅炉燃烧效率统计计算尚无法解决的棘手问题，大多数早 期的火力发电厂都存在着生产成本核算方面的问题。某电厂曾委托本公司对该厂的输煤控制和入炉煤计量系统进 行全面改造，以解决生产成本核算问题。鉴于该工程要在整个电厂正常发电的情况下进行，且改造的内容比较大, 涉及的面比较广，决定分两步对该项目进行改造，先期进行输煤控制系统的改造，而后进行输煤入炉煤软测量 的改造，以期终达到单炉瞬时燃料计量及动态生产成本 核算的目的。

配置及设备特点

该电厂的输煤工艺系统比一般的火力发电厂要复杂得多, 它先后由一、二期工程来构成现在的输煤系统，两个系统之间即独立又有相互交叉的工艺连接，要为六台发电 机组供煤。本次仅涉及煤场至入炉煤斗之间的输煤控制系统设备改造，但为了安全可靠地实现改造，又不影响 所有机组的正常运行，将该项目分两步进行；步先将输煤控制系统改造，而后再将入炉煤计量部分改造, 本文所介绍就是部分的内容。其工艺布置如图：

各工艺段所包含的设备有输煤皮带机、叶轮给煤机、往复式给煤机、碎煤机、滚轴筛、带式除铁器、圆盘除铁器、精细除铁器、犁煤器、切换挡板、拉绳开关和跑扁开关等组 成。其它如撕裂，打滑，堵煤等保护开关均不进本控制系 统。

系统结构

根据现场的实际状况和输煤工艺控制的技术规范要求；我 公司推荐采用SIEMENS TIA的系统结构。以满足输煤系统狭长的输煤栈桥在一侧布置的电缆桥架，该桥架既要敷设6000VAC动力电缆，又要敷设控制和通讯电缆，电缆周围的共模和差模干扰信号必然要影响控制系统的通 讯质量，甚至于使得控制系统不能正常工作。为此我公司 选用PROFIBUS-DP现场总线来组成网络。用光电交换机 OLM来完成与主控制器之间的信号交换，因为采用了光纤传输通讯，可将电磁场对通讯设备的干扰影响降至低 程度，真正达到阻断干扰的目的。

它以主控制器AS-417-2作为主站，通过以太网交换机 ESM连接到四台安装有以太网卡CP-1613的工控机上，每台的HIM系统界面选用WIN  CC  V5.2版本，主控制器除了 自身带有的 PROFIBUS-DP接口外，又配了一块 PROFIBUS-DP模件；这样可以组成两个相对独立的光纤环网，亦便于两个输煤系统的布置；一个接口连接一期输煤系统上的六只OLM光电交换机，另一个接口连接二期输煤系统上的五只OLM光电交换机。其系统拓扑图如右图。

结束语

由于工艺控制技术规定的要求，所有控制设备都必须配置 就地控制开关按钮，这里选用了开关按钮盒作为就地控制所需。但由于按钮盒与电机启动器不能在Asi层之间 直接进行相互通讯，而必须通过主控制器方能完成它们之间的数据交换，为此这种配置不能满足就地后备控制的技 术要求。SIEMEN现场执行器MOTOR  STARTER的停产是本方案的大遗憾。

本控制系统由于当时存在经费问题，没有选用H型冗余控制器，应该是本控制系统不足的地方。该项目是老厂改造项目，有些控制设备不能作彻底改造，亦带来了些须 遗憾。对于像输煤系统的控制如果能在新建厂设计时就将控制与电气高、低压开关、变频设备、燃料计量一起整体 考虑，那将是一套很完整的TIA系统。

集散控制系统

以下对新广州水泥厂环保迁建工程项目(6000t/d)集散型控制系统的系统规模、系统功能、操作功能等性能进行介绍。西门子公司在此项目上使用的是新一代集DCS 和PLC的优点于一身的集散控制系统PCS7，系统结构如下图所示。

它的主要特点如下：
· 彻底打破了DCS 和PLC 的界限由于PCS7 AS 控制站采用的硬件与SIMATIC S7-400系列控制器相同，这样就可以使得PCS7 的控制器和S7-400 控制器在硬件上是彻底兼容的,从而彻底解决了硬件平台不一样的问题，系统的安装、维护、管理和备件的问题都得到了解决。

在硬件统一的基础上，PCS7 更实现了软件的统一。在PCS7 的工程师站可以对PCS7的控制器、操作员站进行编程和组态。可以将整个项目有关的组态信息，如I/O 点数、I/O 规范(量程范围、信号制等)、联网设备的地址、现场设备的设置参数( 如变频器)等都统一地存储在一个唯一的组态文件中，并且这些组态信息可以下载到PCS7的控制器中，当需要更换现场设备时，可以直接更换，有关的设备设置信息可以由控制器直接下载到有关的现场设备中，从而避免设备设置错误，减少停机时间。

·更加方便的组态工具

PCS7 的主要组态工具为CFC( 用于模拟控制的组态) 和SFC(用于逻辑控制的组态)，保留了语句表和梯形图的编程方式。各种不同的编程方式所做的用户程序，经过编译后生成统一的程序块，经过有关的OB块调用后即可执行。

·完全融合了现场总线技术

由于采用了目前市场占有率高的PROFIBUS 总线技术，PCS7 既可以支持I/O站又可以支持其它高速现场设备如变频器等。所有的现场设备都可以通过工程师站进行组态、参数设置、监控、诊断等。

网络结构

采用三层网络结构：监控终端网( 普通办公室以太网10/100Mbps)、系统总线(高速工业以太网10/100Mbps)和现场总线(PROFIBUS12Mbps)。通过三层网络实现监控终端、监控系统、控制器、工程师站和现场设备的连接。监控系统采用冗余服务器/客户机结构。当一台服务器故障时，客户机可以自动登录到一台服务器上。当故障的服务器修复后重新投入时，有关的历史数据可以自动更新到新投入的服务器中。这样就可以保证在任意一台服务器中时刻都可以保存着完整的整个系统的数据。在一个系统中多可以有12对互相冗余的服务器，每对服务器多32 台操作员终端。

CEMAT

CEMAT是西门子公司专门针对水泥厂设计的工艺控制软件，并且在恶劣的环境中经历多年的验证。该系统在水泥行业广受欢迎，使用厂家数量不断攀升。西门子基于对水泥生产过程工艺的深刻理解，联合世界上众多水泥生产厂家一起设计开发了CEMAT系统。开发和支持CEMAT 的工程师们在水泥行业的从事经历可以追溯到35 前。CEMAT现在是基于西门子的过程控制系统PCS7，它为现代的、面向未来的、经济型的水泥解决方案提供了独特的、开放的系统架构。

STEP7 程序管理器

STEP7 程序管理器是SIMATIC S7 系列编程语言，用来处理变量连锁控制。STEP7 可以用IEC-1131标准编程语言(STL，LAD，FBD，CFC，SFC 和SCL) 进行编程。在PCS7 中，CFC、SFC 和SCL作为主要的组态工具，用于完成传统DCS 中连续过程控制任务的组态。如果在一个项目中，有很多离散过程如联锁控制等，则可采用STEP7中其它几种编程语言，很方便地进行编程，这是对传统DCS 系统处理离散控制任务能力不强的一个补充。

CFC

CFC 是一种简洁的图形组态工具，它采用了IEC-1131 的标准。使用CFC有助于节省时间和费用，大大地简化了系统的组态和维护。用CFC进行组态时是以功能块为基础的，系统配置了很多预编程的功能块。这些功能块以库的形式体现。每个功能块都有一个参数表，可根据实际工艺要求选择不同的参数。功能块在CFC中的连接直接用鼠标点接。每个CFC 由6 页组成。功能块之间的连接可以在不同的CFC之间的不同的页面上进行，连接标记由系统自动标出。采用CFC可以完成很复杂的大型控制任务。CFC主要用于连续过程的自动化控制任务的组态。

SFC

SFC 也是一种图形组态工具，它也采用了IEC-1131 的标准。SFC主要用于小型的批量操作等顺序控制的自动化任务。这种图形化的组态工具在组态时，画出顺控的顺序图。顺序图中，可选择顺序、并行分支、交替分支和回路等局部结构。图中用大小两种方块分别表示步骤(Step)和转移条件(Transition)。顺控的顺序图一旦建立，只需把步骤中要执行的任务和转移条件中的条件写入，顺控的组态任务即得到完成。在组态时，由于很多步骤中的任务和转移条件都与CFC有关，可把CFC 中的信号引入SFC 中。CFC 与SFC 的交替使用，可以很方便地实现复杂的顺控任务。

SCL

SCL 是一种类PASCAL 的语言，它采用IEC-1131的标准。利用SCL可以很方便地编制用户功能块。用SCL生成的功能块可在CFC 中被多次调用。用户可以把过程的数学模型和优化控制策略用SCL编成功能块，直接下载到控制器中运行。这样，可以把过程的优化控制放在控制器中，实现对工艺过程的优化控制。

工程师站

工程师站用于对整个PCS7 系统进行组态，采用了集成的全局数据管理和统一的组态工具。这个组态工具就是SIMATIC程序管理器，它采用了现代化的软件体系结构，对项目进行管理、处理、归档和建立文件。在软件开发方面，采用了面向对象的技术。与传统DCS系统相比，西门子PCS7 的组态直接面向工艺过程。在SIMATIC程序管理器下，有多种组态工具可以使用，无论采用何种组态工具，生成的组态数据都自动存到一个同一的数据库中。这些组态工具是：水泥行业专用工艺控制软件CEMAT、CFC(连续功能图)、SFC( 顺序功能图) 和WinCC 视窗控制中心等。

操作员站( 简称OS)

所有OS 专用的组态是用在SIMATIC程序管理器中的相应工具完成的。流程图是用图形编辑程序建立的，动作、文档、记录和曲线是用组态方式完成的。报警功能是通过组态实现的，不必多重输入，CFC/SFC功能块中已隐含了报警功能。将AS 的组态链接到OS 中时，AS中的图象块之间的连接、功能块的报警和文档变量都可隐含产生，不需任何附加的配置工作。

功能块库

采用现成的功能块库，可以大大减少工程费用。为了适合各种不同工业领域的要求，PCS7预先编制了大量实用的功能块，以供用户选择。这些功能块包括：I/O卡件、PID回路、驱动、传动、电机和阀门等。功能块包括了在ES中的CFC 图形和OS 中显示的面板。

数据库

SIEMENS PCS7系统采用具有标准化、开放性、性能、功能强大的关系型分布式数据库平台作为数据采集、数据处理、数据分析和制造执行系统的数据库支撑系统。关系型、分布式数据库平台不同于一般的数据库支撑系统，它能保证系统数据的完整性、一致性和系统各个部分数据的同步性，具备多种形式的数据查询、数据关联和数据索引方式。SIEMENSPCS7 系统采用了微软的SQL SERVER关系型数据库管理系统，该系统能实现完整的数据管理功能，包括能支持在异种网上提供透明的数据管理，应用软件开发包所集成的SQL_Anywhere与SQL_SERVER 有着非常好的整合性，确保了数据库的数据完整性。

视窗控制中心(简称WinCC)

操作员站用于对整个PCS7 进行监控。服务器与控制站之间通过西门子工业以太网通讯，服务器与客户机之间通过普通办公室以太网通讯。

操作员站是通过WinCC 人机界面软件对系统进行监控。WinCC是西门子公司在自动化领域采用先进的技术、与微软公司共同开发的、居于地位的工控软件。系统带有标准用户界面(概貌区，画面区，按钮区，趋势，报警行，面板)，具有分层结构和简单导航以及固定区域的多窗口设计，方便用户操作，还可以防止概貌区与按钮区重叠。

具有丰富的标准面板，用以控制各种设备和控制策略，如电机，阀门，PID 控制，步进控制等等。

报警管理具有屏幕层次及组显示、回路显示功能。可以通过一次鼠标点击，直接从概貌区跳到报警画面，由操作员决定哪个报警重要。

强大的趋势显示功能，每一趋势多显示10 个标签，可以缩放，有标尺(在表格显示数值)、时间刻度可调整，趋势显示可暂停。显示画面可滚动( 前/ 后)，单一Y轴可显示所有标签值(%)，也可选择使用几个Y 轴分别显示各自标签值，趋势图能显示和合并在线过程值和归档( 历史)数值。

灵活的用户管理。每一操作员/ 组可被分配自定义授权，报警过滤/ 访问控制由过程区域划分，共享自定义功能，可锁定/共享工厂分区，授权访问使用口令或者智能卡，安全功能可应用至每个操作或者对象。

其它一些特殊功能，如智能卡阅读器用于简单和安全的用户识别；在过程画面中加入视频输入；每个操作员/组能被分配给单独的功能、区域等的操作授权；带有DCF 77或者GPS接收器的中央时钟同步；信号模块报警声光提示；在线语言切换。

本工程采用了西门子公司专门为水泥行业开发的CEMAT软件，使用了融合DCS 和PLC 技术的PCS7过程控制系统，在全厂安装了分布式现场总线，系统总线采用高速光纤以太环网。这些先进的产品和技术保证了工程的先进性，并大大缩短了工程实施中编程和调试的时间，使工厂得以顺利投产并取得了良好的效果。

一、系统概述

     污水处理厂监控系统是在原控制系统基础上的改造。它由两台TIPLC、Profibus现场总线、西门子工控机、WinCC工控软件、100兆快速以太网及10台客户PC机组成。它实现并完善了从进水格栅到污泥浓缩等工艺各级控制设备集中监视和控制功能，并在原有基础上增加了一些新型控制功能。

    该系统现场泵、阀等设备现场信号直接采集进入PLC，通过PLC完成设备的手动及自动程序运行及本地、远程控制。PLC上安装西门子Profibus通讯模板，通过Profibus总线、FMS协议与中控室的WinCC监控工控机相连。Profibus总线是目前世界上速度快的一种现场总线，其高速度可达12Mbit/s。现场设备控制状态及数据通过Profibus网送到西门子WinCC工控软件进行显示、存储，并完成报警及报表打印等管理功能。中控室操作人员通过操作员终端了解设备运行状况、能耗等数据统计及污水处理情况，下达调度指令，并可直接控制现场设备。WinCC工控机和办公室计算机通过100兆快速以太网连接，组成小型企业内部局域网。办公室管理人员利用办公室计算机的标准网络浏览器IE5.0联接WinCC软件，并可根据权限监视全厂运行情况和控制现场设备。现场摄像头的活动视频图像集成在中控室WinCC监控系统内，并利用活动视频图像的网络传输技术，将图像传送到办公室管理人员计算机上。

二、系统结构

三、控制模式

1.远程控制
----当控制柜上方式选择开关被切换到远程控制后，操作人员可选择自动或手动控制方式。在自动方式下，PLC按联动、联锁各种逻辑关系控制设备的启动停止。中控室操作人员可根据现场情况向下发出调度控制指令，调整设备运行状态达到工艺要求。中控室操作人员也可以选择远程手动方式，直接手动控制单个现场设备。

2.就地控制
----就地控制级别高于远程控制。当控制柜上方式选择开关被切换到就地自动控制，控制中心的调度控制指令被封锁，设备在PLC的控制下自动运行。在就地手动方式下，现场操作人员通过控制柜上手动按钮启动停止设备，控制柜提供基本控制联锁。

四、系统功能

1.显示功能
----监控系统以图形或图像的方式形象显示工艺流程、各设备状态以及厂区概貌、工艺布置图。通过I/O输入输出域、棒图、曲线、数据表格等方式监视液位、liuliang等监控点。视频摄像头的图像集成到监控画面成为一个整体。并通过标准IE浏览器在客户机上浏览监控画面，降低工程造价。系统还提供了操作提示，误操作自动封锁等功能。画面切换速度小于3秒。

2.报警功能
----系统自动进行报警和事件处理。当报警发生时，如液位超高或风机超温，系统可快速检测并通过画面状态变化提示，并显示、打印相应报警文本，发出声音报警提醒监控人员注意。报警到达时间、确认时间及排除时间、报警值、限位值、当前操作员等相应信息自动进入存档。报警到达以及报警确认但未排除，采用两种声音提示。报警可手动消音。报警信息存储半年，以便进行故障分析和查讯。操作事件等状态变化也自动进行存储归档。

3.数据归档
----liuliang、污水处理量、耗电量等数值按定义周期自动进行存储。存储的数据可按曲线或数据列表的方式进行显示。并提供历史数据查询、ZOOM显示、观察线、在线关闭打开曲线、在线调整时间范围、在线修整显示模式等功能。存储数据保存13个月。

4.报表功能
----报表打印可按定义时间自动进行。也可通过按钮人工打印。事故报警可随时打印，并可根据需要将近1000条或30天的归档全部输出。月报数据自动累计计算并打印到月报报表上。报表文件在打印的自动在硬盘上存储，以便重新输出。存储的报表可在系统中打开浏览。

5.用户管理
----操作人员操作设备必需进行登录。根据不同操作人员的级别，系统自动判断封锁操作人员所能进行的操作。当报警发生时，当前操作员被记录存档。当客户机用户使用IE浏览时，系统根据用户名和密码显示和控制屏幕上的画面及操作。无权限的用户只能浏览画面，不能修改参数机设备控制

自动扶梯和电梯一样都是公共场所运送乘客的典型设备，已在商场、机场、地铁、火车站等场所广泛应用。传统的扶梯通常由普通继电器控制，采用三相异步电动机拖动。现在由于扶梯自动化及安全性能的逐步tigao，仍采用传统的继电器控制方式已不能满足更高性能的要求，由于继电器控制方式的固有缺点，如：控制烦琐、布线杂多、占用空间大、故障率高、不易检修等缺点，随着电子逻辑器件、大规模集成电路的出现；诸如像单片机、PLC在控制系统上的应用也越来越多。在自动扶梯中有些厂家也采用PLC做为控制核心。但PLC 有其应用的局限性，比如说输入输出对电源电压的要求、价格高等因素，在自动扶梯的控制上采用PLC并不是理想的。
针对一些控制要求输入输出点数较少、控制要求不是很复杂的场合，我公司开发出一款具有很强的逻辑控制功能，可现场编程，有输入输出功能、体积很小、性价比很高的智能控制单元——SG2，正好能实现对像自动扶梯系统这类产品的核心控制。

控制系统构成

扶梯采用11KW三相异步电动机拖动，要求具有电动机降压启动电路、电动机正反转电路、安全急停电路、检修电路、照明电路。如果要完成上述功能还要考虑控制柜的控制性能、体积、价格，显然智能控制继电器SG2是理想的控制单元。
(一)硬件部分
在此选择台安SG2-20HR-A，8路数字量输入、4路模拟量输入（可以当作数字量输入使用）、8路数字量输出，均为继电器输出方式。SG2是一种具有可编程的逻辑模块。在控制系统中起到逻辑控制功能。
统硬件组成：平行按扭、转换开关、急停按扭、交流接触器、热继电器、SG2-20HR-A、继电器、变压器、断路器等组成。　　
----SG2的接线：SG2的电源电压范围为110～240VAC。它可以直接输入交流220V电压做为输入电源。输入端子分别为I1～I8、A1～A4。输出端子为Q1～Q8，在此自动扶梯控制系统中只用了输入I1-I5（与按扭接点连接），输出Q1～Q7（与接触器线圈连接）。

图1

-图1 中各元件表示：　　
------SB1：上行按扭　　
------SB2：下行按扭　　
------SB3：检修转换开关　　
------SA1：急停按扭　　
------SA2：急停继电器触点　　
------KM1：电动机星型启动接触器　　
------KM2：电动机角运行接触器　　
------KM3：电动机正转接触器　　
------KM4：电动机反转接触器　　
------KM5：运行接触器　　
------KM6：抱闸继电器　　
------T10：照明继电器　　
------（二）软件部分 　　
----在设计扶梯控制程序之前，要确定电路的输入量和输出量（见图1）。根据输入、输出端子的规划及扶梯系统的动作流程编写相应程序。　　
----台安SG2程序编写相当简单方便，用户可以用电脑或PDA编写程序通过编程电缆PL01下载到SG2，也可在现场使用SG2自带的的操作面板（带按键和液晶显示）输入。根据用户的使用习惯及操作方法SG2的编程语言有SFB（顺序功能块）和LAD（梯形图）两种供用户选择，即都是我们在数学上学的“或”“与”“非”等逻辑符号来表达实际的电路逻辑关系，对于具体的编写操作方法可参考SG2的使用手册。　　
------现将自动扶梯程序流程图表示如下：

图2

------备注：图2 中的粗线粗字表示当在I3 输入有效时的输出流程。

动作过程
----当按下SB1 按钮上行（I1 输入信号有效），输出主Q2、主Q4、扩展Q5、扩展Q6、扩展Q7、延时2.5秒后输出主Q1。即当按下上行按钮SB1 时，电动机星型启动接触器K1.1、上行接触器K2.2、正常运行接触器K10、制动继电器MD、照明继电器K25吸合，延时2.5秒后电动机角运行接触器吸合(星启动接触器断开)。这一过程是电动机的星三角启动，打开扶梯照明，打开制动器，使之上行的过程。当按下SA急停按钮时，以上输出除Q7（照明继电器）外其他全部停止输出。由于扶梯停止后还须照明，而不能立即停止，故扶梯停止后延时25秒后自动停止扶梯照明。
----当按下SB2 按钮下行（I2 输入信号有效）时输出主Q3，连锁停止Q4，其它与上相同。（Q3 与Q4 和Q1 与Q2的输出是互锁的）
-----当按下SA 检修按钮时（I3输入信号有效），扶梯进入检修状态，按下SB1 或SB2 按钮，扶梯只能运行在星启动模式下（Q3或Q4 输出），不能进入正常电动机角运行模式（Q1 不能输出）。其他同上。
----当扶梯在任何运行状态，若I4 或I5中由一个信号输入有效时，SG2将停止一切输出，K25（Q7）延时25秒后停止输出。


　　台安SG2在自动扶梯控制上的应用是非常成功的！在应用的过程中出如下几点：
⑴ 体积相对小　
⑵ 性能价格比高　
⑶ 编程方便（适用于控制不是很复杂的场合）