西门子6ES7231-7PB22-0XA8规格参数

西门子6ES7231-7PB22-0XA8规格参数

一简述
OPGW光缆是近几年来流行的特种光缆，其优良的使用方式和广泛的用途使其具有广泛的市场。由于生产这种光缆所需要的不锈钢管，钢丝，铝合金丝和铝包钢丝通常是散圈提供或采用1米盘包装，而OPGW生产线上所使用的线盘规格为0.63米，需要一种复绕机，将散装的原材料复绕到0.63米的小盘上。
二技术要求和系统构成
1. 技术要求
· 生产线速度：≥300m/min;
· 张力要求： 
A) 不锈钢管：10N≤F≤50N;
B) 钢丝，铝包钢丝：100N≤F≤250N;
C) 铝合金丝：50N≤F≤150N;
· 记米精度：0.2%;
· 排线速度：自动跟踪收线速度；
2. 系统构成（电气部分）：
收线，排线和防线电机均采用变频电机，驱动器采用SIEMENS的MM440系列变频器，操作和生产工艺参数显示采用SIEMENS的TP－070触摸屏，全线控制采用 SIEMENS的S7－226＋EM－231构成。S7－226的PORT0＃用于和MM440通讯 （USS4），PORT1＃用于和TP－070通讯。
三各系统简介
1. 收线速度控制
收线用于收卷钢丝，钢管。上下，开合线盘采用电动机带动丝杆的方式。电机采用普通的交流电机加接触器控制。而收线电机采用变频电机和MM440控制。
收线速度由速度电位器通过EM－231送入S7－226，再通过USS4协议由S7－226加到MM440上。由于生产线的速度较快，线盘具有较大的转动惯量。收线的加速度不宜太大，收线速度的设定采用PID运算。收线盘应采用高速动平衡盘。
驱动器类型：  MM440，7.5KW
MM440设定：P700＝5
P731＝52.3（驱动风机）
P1000＝5
P2009＝1
P2010＝6
P2011＝0
2. 线径控制
由于排线速度需根据线径自动跟踪收线速度（U＝K * ω * D）。
其中U：排线速度，K：修正系数，ω：收线速度，D：线径。排线电机驱动器的设定由以下两个因素决定。
· 收线速度通过旋转编码器测定，其信号通过S7－226的10.6和10.7送入PLC （高速计数器4），PLC编程采用定时中断，在单位时间内测量高速计数器的计数值即为收线速度。
· 线径设定通过TP－070设定，并送入PLC。
PLC将上述两个参数相乘并乘以相应的修正系数（根据机械变速比决定），即为排线速度，通过USS4协议送入MM440。
需要注意的是，由于排线电机在使用过程中需要高速换向，当收到换向信号时，电机需要高速的降速和升速过程，MM440需外接制动电阻。
排线驱动器类型：MM440，0.75KW
MM440设定：P700＝5
P731＝52.3（驱动风机）
P1000＝5
P1120＝3
P1121＝3
P1234＝
P1235＝
P1237＝
P2009＝1
P2010＝6
P2011＝1

3. 放线张力控制
在整条生产线上，收线电机决定线速度，而张力则是由放线电机决定，由于较高的张力要求，放线需采用主动工作方式。
· 当复绕不锈钢管时采用速度方式，P1000＝2，速度给定由跳舞轮电位器送入PID 板，经过PID运算由MM440模拟量输入1＃口输入。其张力的大小由舞蹈轮的配重决定。
· 当复绕钢丝，铝包钢丝，铝合金丝时采用张力方式，P1000＝5，速度给定由USS4协议设定一个反向速度，当钢丝拉紧以后，速度环饱和，根据线速度和放线焦速度即可以确定放线盘半径，根据工艺张力要求，通过设定电机电流比率（P0640）即可以控制张力。
由于在张力方式时放线电机处于发电状态，驱动器必须外接制动电阻，制动电阻必须具有足够的制动电流和功率。
放线驱动器类型：MM440，7.5KW
MM440设定：P700＝5
P0640=150（速度方式）或根据工艺设定（张力方式）
P731＝52.3（驱动风机）
P1000＝2或5（根据速度和张力的方式切换由USS4写入MM440）
P1237＝5
P2009＝1
P2010＝6
P2011＝2

4. 计米和线速度系统
计米和线速度传感器采用旋转编码器，由S7－226的10.1和10.2端（高速计数器0）送入PLC。统计数据值乘以修正系数（由计米轮径和编码器线数决定）即为计米值。单位时间内高速计数器的计数值即为全线速度。计米值和全线速度通过TP－070显示。
四调试过程中的一些需特别注意的问题
1. 变频电机的连接电缆必须采用屏蔽电缆，并且必须双端接地！在现场调试时，单端接地甚至干扰PLC与笔记本计算机的通讯。
2. 变频器与PLC的接地必须可靠，所有信号电缆的屏蔽层必须双端接地。接地线必须有足够的截面。
3. PLC的M端必须接地。
4. USS4电缆PLC端的连接必须用SIEMENS的DP网络连接器。
5. USS4电缆必须采用SIEMENS的紫色网络电缆。
6. MM440端的485连线绝不能反，否则网络口必然损坏
五设计特点
由于采用USS4协议，电气系统具有以下特点：
1. 电气硬件设计简洁、明快，给调试和维修带来很大方便。
2. 系统抗干扰能力大为tigao。
3. 改变工作方式非常方便（由于MM440用BICO技术，通过USS4改变关键参数，即可以达到目的）。
4. 由于采用USS4协议和MM440变频器，大大降低了制造成本。通常类似的系统需采用直流系统，昂贵的直流电机和驱动器，是制造成本居高不下的根本原因。而采用 MM440则可以以较低的成本，达到上述工艺目的。由于采用USS4协议可以省略D/A模块，在 一定程度上也可以降低成本。
六存在的问题
1. 当使用张力方式时，通过设定P0640设定张力，线性度不好，效果不是理想。估计所控制的电机电流不是全部用于输出扭矩，有一部分可能用于励磁。
2. MM440内部的PID单元在启动前就开始积分，当启动时，速度瞬时较大，对机械设备有冲击。
3. MM440的网络接线不是牢靠，并且一旦接错必然损坏器件。给现场调试带来很大压力。

1、工艺简介
　　轻短作为一种无色透明的液体，组分轻，易挥发，大量挥发气可使人窒息；轻经易燃易爆，在储存运输及生产过程中要严防泄漏。吐哈油田销售事业部储运工区作为油田大公路销售渠道，厂区面积达7.35公顷，库存容量达2600m3时，日装车量达到600t/d。共有四具400m3球罐，6具150m3卧罐，2具50m3卧罐，2具2000m3水罐及机泵管网若干；有日灌装6000瓶的机械化灌装线。主要承担油田轻经储藏、外运及灌瓶工作。由于厂区面积大，巡查点多，对泄漏及事故隐患难以及时发现，给安全生产留下隐患。下图是厂区巡回检查路线图：
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详细巡检一周，所用时间约为60min，平面移动近千米，且容器所带液位计夜间不易观察，厂区无可燃气体探测装置。依据相关标准和工区实际，系统共配置输入/输出点157个，具体配置见下表：
表1 I/O点数分布
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2、PLC系统组成：
　　厂区检测采用西门子公司S7-300系列PLC系统，控制器CPU为CPU315，西门子推出的CPU315较之以前的CPU312、CPU313、CPU314，数据处理能力大大增强，数字量大输入量为1024个，模拟量输入大为128个。该系统采用被采纳为之一的SIMENS PROFIBUS总线协议通讯，在视窗环境下为用户提供了有效而方便的监控手段，集回路，逻辑控制于一体，增强了绘图、显示、趋势、报警和报表多种监控功能，使组态方便，使用操作更灵活。
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系统采用二台Inbbb PIII工控机作为监控站，除具备编程，组态，系统生成功能外，还具备了操作站的所有操作及显示功能。其中l#监控站主要监控可燃气体报警和产生动态报表；2#工作站主要检测厂区内容器的生产动态。二站互为热备。系统还配备一台打印机，定时或随机打印各种报表、图形和报警信息。
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3、PLC系统软件开发
　　针对厂区检测过程中控制功能较弱，监测功能为主的状况，主要就监测组态软件作一介绍。它包括生产流程图，历史趋势图，报警系统图和参数报表等。操作画面为全中文显示。
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SIMENS S7-300PLC系统采用Sybase数据库模式，有EXCEL，Access等数据库接口，可方便外接。通过语句表语言（STL）、梯形逻辑语言（LAD）等将组态方案形成软件下装至控制器中，自动生成数据库，供生产流程图，历史趋势图，报警系统图及参数报表等监控画面调用。在定制数据库格式时，将各参数的高限、低限及故障报警各设置成相关变量，监测画面上以不同的醒目颜色标出，对操作员起到提醒，警示作用。
　　机械化灌装作业流程为：整批进入灌装线的钢瓶经过记数（N）、测重（G）分别进入大小瓶灌装线和倒残线，灌装完成进入出瓶线并记数（N2，N3），图2为其功能框图。
　　由于生产过程中liuliang信号及锅炉系统的控制信号的加入，系统功能扩展，将更加充分利用其丰富的功能。由于加入liuliang信号：液化气进站liuliang，轻油进站liuliang及水蒸气liuliang和天然气liuliang要进行考核，而硬件配置上没有liuliang积算仪和脉冲输入模板，故liuliang累积只能通过组态有关算法模块来实现。利用内置时间脉冲TP发生器，间隔PT累加一次liuliang模拟信号，从而实现liuliang累积。

、前言

     排水泵站所使用的水泵功率一般都比较大,为了避免水泵电机直接起动时产生的冲击电流对电网的影响一般采用间接的方法起动水泵。常用的间接起动方法有Y-D起动方法、自耦降压起动方法和软起动方法。对于这些起动方式，传统的二次控制线路通常使用多个中间继电器和时间继电器来实现。随着技术的发展，很多设备需要改造，如起动方式和元件的升级换代；很多设备在远程操作和使用方法需要调整，如就地控制改为远动控制或计算机控制等。对于这些技术的更新，传统控制回路设计方式所存在的元件数量多、接线复杂、通用性差等缺点给设备的改造、维护带来了较多的困难。

　　有必要对间接起动水泵的控制线路进行改进，使控制线路简单可靠、适应性强功能丰富，一种新型的自带编程器的微型可编程控制器可以达到这样的目的。 

2、微型可编程控制器与传统控制方式的比较

2.1微型可编程控制器的简介

　　以西门子公司生产的通用逻辑控制模块LOGO!为例，它是集控制功能、操作和显示单元、电源、程序模块的接口、可调的基本功能（如接通和断开延时继电器和脉冲继电器等）、时间开关、二进制指示器、文本显示、多种设备类型的输入/输出等功能于一体的微型可编程控制器。一个标准的控制器有8个开关量输入，4个继电器输出，其尺寸为72x90x55mm。它为节省系统占有空间、简化安装复杂度、有利与系统的制造和标准化而生产的。用户的控制程序既可以通过使用控制器本身集成的6个操作按钮和LCD面板进行输入、编制和显示，也可以在PC机上应用软件进行编制、测试、模拟和打印控制程序。

2.2 与传统控制方式的比较

　　与传统的继电器控制方式比较LOGO!有很多的优点：

　　（1）可以极大的减少继电器的使用数量和线路的复杂程度从而简化设备的安装和维护工作tigao系统的可靠性。

　　（2） 以LOGO!为核心的水泵起动控制线路的硬件连接具有极强的兼容性。Y-D起动方式、自耦降压起动方式和软起动方式的硬件仅有很小的差别，稍加改动就可以相互通用，有利于实现标准化设计和旧设备的改造。

　　（3） 起动控制系统的控制逻辑几乎全部由LOGO!内部的程序完成，在制造和运行当中，可以随时根据需要修改程序，使系统的使用和维护变得十分方便。

　　（4）具有与上位计算机通信的功能，为水泵控制系统tigao自动化程度和实现远程监控奠定了基础。

　　该控制器优点很多，它也有一些缺点。

　　（1）与传统的继电器控制比LOGO!控制方式元件的投资稍大。

　　（2）除硬件连接外，LOGO!控制器需要编程实现控制，增加了编程和调试的工作量。

　　（3）控制的输入和输出点数受LOGO!控制器自身输入输出端口的限制数量有限，对较多控制点的系统无能为力。

　　LOGO!控制器有些缺点，其所具有的优点十分适应对水泵起动的控制。

3、以软起动方式为例介绍系统的构成

3.1 系统综述

　　某泵站使用了三台软起动器分别对三台雨水泵实现一对一的软起动控制。每个 LOGO!控制器与一台软起动器安装于泵站控制室内的水泵控制柜内，操作人员可以根据安装于控制室内的超声波液位计变送器显示的液位值控制水泵的起停。每面控制柜内主要分为一次系统和二次系统两部分。

3.2 一次系统

　　参看一次系统原理图，柜内一次系统主要电气设备包括：一台西门子3RW34软起动器、一套3NP4070带有保护半导体元件熔断器的负荷开关、一组旁路交流接触器和三只电流互感器。控制侧发出命令后软起动器开始起动水泵，待起动完成后由接触器自动将软起动器旁路以实现对软起动器的保护。

3.3二次系统各回路功能

　　参看二次系统原理图，水泵软起动系统的控制核心为西门子公司生产的LOGO!230RC#微型控制器。它有8个开关量输入点和4个继电器输出点。应用这些输入输出点可对软起动系统进行控制，详述如下：

　　*控制器的“L”和“N”端为工作电源输入端，输入工作电源为220VAC。为了消除线路的峰值电压对控制器内部电子元件的损害，须要在“ L”、“N”端并联一个金属氧化物压敏电阻RV，RV的工作电压应至少大于额定工作电压的20%。

　　*“I1”端为起动端，按下SA1按钮起动水泵。

　　*“I2”端为停止端，按下SA2按钮停止水泵。

　　*“I3”端引入接触器KM的工作信号，用来反应水泵进入工作状态。

　　*“I4”引入热继电器和水泵的综合保护器信号。热继电器FR指示水泵电机过负荷、堵转和缺相故障；继电器KA1指示潜水泵水下密封仓内故障情况。

　　*“I5”引入超声波液位计低液位保护开关量，当泵池内液位达到或低于设定低水位时，控制水泵停机，以达到保护潜水泵的作用。

　　*“I7”引入软起动器工作状态信息，实现对软起动器的监视。

　　*“I8”引入软起动器的故障信息。

　　*“Q1”按下SA1按钮后，如果设备无故障信息输入，“Q1”将向软起动器发出起动命令水泵起动开始。

　　*“Q2”当“I4”、“I5”和“I8”端接到故障信息时“Q2”继电器接通指示灯指示故障，“Q1”发出停泵信号。

　　*“Q3”在泵正常工作时指示水泵工作状态。

　　除上述输入、输出功能外，控制器的显示单元还可以实现对输入、输出信号的动态显示，利用文本/参数显示功能块在LCD显示单元上进行预置信息文本（如：软起动运行，运行故障）的实时显示。

4、结束语

　　以微型可编程控制器为核心水泵起动控制线路不仅实现了对水泵的起停控制、运行和故障的监视以及保护功能，减少了传统继电器的使用数量，简化了安装和接线工作量，tigao了系统的可靠性，还增加了远动和自动控制功能。这种设计方法已经在一些工程中得到应用。

Micro PAC微型可编程自动化控制器与分布式模块在(ITS)智能型交通监控系统的整合应用，是现今在远距离的交通控制系统整合应用的主要架构之一。智能型交通监控系统可分为下列三种应用架构：

道路环境监测
     透过分布式模块将远程数据(风速/雨量/浓雾/坍方侦测器)收集，再由Micro PAC(I-7188/I-8000)经过运算转换成有效的气象与环境信息，并可直接连网回传到控制中心，判断是否须关闭某路段以保证行车安全。

道路行车状况监测
    透过环形感应器可将车辆车速、车长、经过时间(单位路面拥挤程度)数据记录并透过Mirco PAC回传到控制中心，以判断车流状态是否要采取管制(限量)、开放路间或封闭交流道，并透过广播系统建议驾驶人改道。 

隧道环境安全监测
    收集隧道口辉度计的讯号值，透过Mirco PAC的运算和控制，调整隧道出入口灯光明暗变化，让驾驶人在进入隧道内时，内外灯光明暗变化不会超过眼球所能适应的状态，以确保驾驶人的安全；隧道内的测烟计可测量是否有火警发生，由Mirco PAC启动火警消防系统警报，并将抽风机依序打开保持隧道空气流通，避免行驶人吸入浓烟而产生危险。

    以往数据收集系统是以远程分布式的架构，从远程传感器收集数据给主机控制器(master)，再传给计算机完成运算后上传到中控室计算机主机，旧式架构会产生2项缺点：
1.倘若数据量过大数据直接上传给计算机容易造成数据流「瞬间堵车」现象；
2.交控系统范围大、距离长，若主机控制器无法直接连网，会造成现场端须再配备IPC上网，不仅tigao成本且易造成系统的不稳定。
 
图一 旧型三层式ITS数据收集系统

    新式架构采用可连网及可程序的主机控制器(Micro PAC)，可以将旧式架构「中央集权式」的三层式架构，把远程I/O资料全部集中在PC端，改成新架构「地方分权式」的分布式架构，由各区域现场主机(Micro PAC)实时处理远程I/O的讯号并运算转换成有效的数据后连接以太网或光纤网络，如此不但在数据收集转换时具有高效能与高灵活性，在长距离与大范围的环境可延伸扩充多个数据收集的子系统，减轻中控计算机的负担tigao系统稳定性。
 
图二 智能型分布式交控系统