西门子模块6ES7277-0AA22-0XA0接线图形

西门子模块6ES7277-0AA22-0XA0接线图形

一． 概述
1． 工艺概述
超低头板坯连铸机
　　近年来，由于纯净钢水生产技术的完善，为小半径连铸机生产无大型夹杂物内弧偏聚的铸坯创造了有利条件，由于多点矫直及连续矫直技术的发展，使过去必须进行全凝矫直的裂纹敏感钢可以带液心进行矫直，连铸机半径不再成为限制拉速的因素。在这种技术背景下，一种小半径（R=3.5--8米）的弧形多点矫直的板坯连铸机被认为是一种新的更有吸引力的板坯连铸机机型。由于这种机型设备高度较一般弧型板坯连铸机（R=8--12.5米）更低，钢水静压力更小，被称为超低头板坯连铸机

2． 控制概述
　　西门子PLC控制在各行业尤其是冶金行业，已经具有成熟的控制技术。在低端产品和高端产品上，都以其控制系统稳定的性能、容易扩展的网络架构、设备间的充分兼容性和适中的价格在各个领域被广泛的应用，具有很高的性价比。弧形连铸机的控制单元甚多，涉及机、电、仪、液、自动化。本文从系统的合理分区域控制、控制技术的规范以及合理可靠的控制方式上介绍系统配置和软件设计。

二． 控制系统设计
　　这套连铸机包括控制系统由马鞍山卡斯特工程技术有限公司设计、调试，实践证明该系统具有稳定性高、可操作性强、维护方便以及完善的自动化程度控制理念，系统可以从一下三个方面介绍其硬件设计思想。

1． 控制系统介绍
　　该系统设计I/O点在1000左右，PLC采用集中控制，不采用远程控制单元的方式进行配置。在控制方式的设计上分为机旁和远程控制，远程上又有手、自动控制，实现自动化操作。设计上I/O点全进PLC系统，故简化了电气设计,但对控制系统的稳定性配置和软件设计提出更高的要求。
　　分区域，单区域独立PLC控制，各PLC间采用对等网连接、profibus－DP接口、FDL协议通讯进行数据交换。两台HMI终端以及现场一台触摸屏。
　　PLC跟变频器是硬接线信号实现开关和模拟量信号控制

2． 硬件配置
　　PLC采用高性能315-2DP，结晶器PLC是314PCU。结晶器是一套独立系统，跟主系统PLC采用对等网连接、FDL协议交换数据，而结晶器控制本身有两个200的PLC，通过MPI接口构成MPI网络。
　　本配置扩展模件是IM360/361架构，配置中用到特殊的8通道脉冲计数模件FM350-2,用来跟踪流线生产长度，以达到自动跟踪控制的目的。
　　触摸屏采用韩国M2I公司的5SAD系列7.5英寸屏幕。

3． 系统配置图如下：

三． 软件设计
1． 区域控制
　　在工艺的基础，进行合理的分区域控制：二冷自动配气配水、中包联锁控制、液压站控制、流线跟踪与同步控制、切割区域辊道、引锭杆控制、结晶器控制以及辅助控制。

2． 联锁控制
1）。一个单元联锁报警的控制思想：通过反馈的运行信号经过程序处理判断该单元回路的好坏。
2）。单元间的联锁控制思想：必须从人身安全和设备寿命与安全考虑，全面的收集联锁信号，对重要和非重要的信号进行归类，实现紧急处理或是紧急停机的功能，大程度的满足生产需要。
3）。系统联锁信息的归类：要实现自动化程度的安全生产，必须全面的归类整个系统的直接和间接信息，实现系统的可操作性、完善性。
4）。跟踪与联锁控制：通过编码器的反馈量转换成即时速度并累计浇铸长度，再通过计算实现不同辊径的辊道同步运行。浇注长度实现引锭杆跟踪和辊道的联锁动作，包括二冷水调节阀和切断阀的跟踪响应。

3． 数据传输
1）。设计中用到4种方式进行数据传输：MPI、DP、RS232、IM360/361;其中触摸屏是接受RS232接口，通过315集成的DP接口下挂PCadapter适配器，其间用85信号放大器以延长通讯距离。
2）。对等DP网的数据通讯：发送数据功能块FC5 AG_SEND与接受数据功能块FC6AG_RECV配套使用，在NET_PRO里配置连接，连接类型是FDL协议。

4.画面设计
　　具有人性化、可操作性的HMI，主要的界面设计如下：

　　在主界面设计效果和二冷水控制思想方面均具有国际性通用模式相接轨。

　在水泥生产的工艺流程里，为稳定水泥的质量，经球磨机粉磨后的水泥必须经过水泥库储存后才能出厂，而出磨水泥入库，水泥厂一般都采用仓泵输送方式来进行气力输送。用西门子LOGO控制器开发的仓泵输送自动控制系统，可以自动控制水泥输送，计量水泥输送的仓数，概算出水泥的产量，为车间生产考核提供可靠依据。
1 水泥仓泵输送系统结构和原理
　　水泥仓泵输送系统主要由泵体、进料阀、排气阀、送风阀、出料阀、音叉料位开关及电接点压力表组成。
　　仓泵输送系统开始工作时，泵体内没有物料，这时关闭送风阀和出料阀，打开排气阀和进料阀，水泥由仓泵上方水泥仓进入泵体，空气则由排气阀排出。当水泥料位达到预置位置时，关闭进料阀和排气阀，打开送风阀，吹入压缩空气，稍延时后，泵体内水泥开始沸腾并达到流化状态，泵内气压也达到预设值，此时打开出料阀，利用压缩空气的压力将水泥通过管道送入水泥库。随着水泥的流出，泵内气压逐渐下降，待低于预设值后，表明泵体内水泥已吹空，关闭送风阀和出料阀，打开排气阀和进料阀，开始下一仓的输送，仓数计数器计一个数。
2 西门子LOGO控制器介绍
　　LOGO是西门子公司开发研制的通用逻辑模块，具有丰富的逻辑控制功能，在工业现场和民用设施里都有很好的实用价值。新推出的LOGO控制器集成有下列特性：
1　控制功能丰富：基本功能：诸如逻辑“与”、“或”、“非”、“与非”、“或非”、“异或”等；特殊功能：诸如通／断延时、RS触发器、脉冲继电器、时钟、加减计数器、随机发生器等。还具有模拟量处理功能。
2　 操作和显示功能：LOGO控制器上带有液晶显示器和六个按键，可以用来编程、修改参数以及监视运行状态，这一特性优于同点数的小型可编程控制器。
3　电源：LOGO有很宽的电压等级，大体可分为小于24V级和大于24V级，前者有12VDC、24VDC及24VAC，而后者则为115V～240VAC／DC，完全适用于一般工业现场。
4　 模块化结构：每种型号的LOGO控制器本身有8路输入和4路输出，还带有扩展口，可以连接专用模块来强大其功能，其专用扩展模块有4入4出开关量模块、2入模拟量模块以及AS－I总线系统模块。
5　多种输入输出通道：输入有多种电压等级的开关量输入、高速脉冲输入和0－10V或0－20mA模拟量输入，输出有可达10A的继电器输出和晶体管输出，可以满足一般控制需求。
6　程序复制和加密功能：利用LOGO的程序模块可以方便的实现这二个功能，黄色模块用于复制和移植应用程序，红色模块用于保护程序。
3 仓泵输送自动控制系统的设计与实现
　　在本系统里，LOGO处理的输入信号有音叉料位开关信号、泵内气压上下限信号、送风压力上下限信号、来风压力下限信号共6个点，处理的控制输出有送风阀、出料阀、进料阀、排气阀、计数器、指示灯共6个点。故选用一只主机LOGO230RC和一只扩展模块LOGODm8230R组合起来完成控制任务，这种组合共可处理12个输入点8个输出点。
　　在系统接线时，音叉料位开关输入一路并接一只指示灯，有料位开关信号输入时点亮，用来指示仓泵内水泥已装满，作为手动控制信号。控制系统中手动工作方式完全脱离电气控制，用考克来控制四个阀门通断进行水泥输送，此时计数器不计数。
　　输出指示灯用来指示系统工作状态，正常吹送物料时点亮，若来风压力低于预设值，该指示灯则起到报警作用，闪烁来提醒操作人员注意，此时不宜吹送物料，应增加来风压力。
　　为节约成本，泵内气压、吹风压力和来风压力三个信号均采用电接点压力表来检测，取其上下限开关量输入来进行控制。

一、项目背景
信阳明港电厂钢铁有限责任公司明港电厂2X6MW汽轮发电机工程自控系统是依据信钢设计规划部设计思路及综合现场实际情况编制而成。本项目是利用信阳钢铁有限公司的炼焦厂产生的焦炉煤气作为能源驱动两套汽轮发电机组，系统采用母管制，两台锅炉可以交叉驱动两台汽轮机。

二、解决方案
根据电厂的特点，主工艺流程采用西门子三重冗余系统（上位冗余、下位机冗余、以太网冗余），系统核心为S7-400H，燃器锅炉、汽轮机等信号采集均包含在ET200M远程从站部分，ET200M在网络上作为Profibus从站与作为主站的S7-400相连，远程变频器数据采集用Y-bbbb实现。上位机由2台服务器和6台客户端组成，两台服务器通过CP1613和S7-400H系统建立冗余系统连接，以太网部分分为A网和B网两层，其中A网为主网，B网为备用网。

一、引言
　　PLC已广泛应用于大中小型炼铁高炉。淄博金岭铁矿于2004年建造的300m3高炉采用了自动化控制技术，现已顺利投产，并达产。

二、 系统组成
　　金岭300m3炼铁高炉的自动化系统的组成主要包括：槽下上料、高炉本体、热风炉和干法除尘，这几个站决定着炼铁炉自动化的成败。之外，还有风机房信号采集，是与槽下上料PLC通过Profibus现场总线通讯。四者为各自独立的系统，以工业以太网建立联系，实现工作站之间、上位机之间数据的传递。

三、系统配置

1. 系统应用软件：
操作系统bbbbbbs 2000
监控软件WinCC 6.0
编程软件STEP 7 V5.2

2.系统硬件配置：
　　各个工作站的硬件大同小异，都是采用SIMATIC 300 CUP 和S7-300I/O模板、通讯模板、电源模板、连接模板等构成。只是根据I/O点的数量、程序量的大小、处理能力、现场信号类型和现场设备限制等，配置稍有差异。
　　高炉主站控制站采用S7-300 CPU配置为：CPU416-2DP,以太网通讯模块为CP443-1,300系列I/O模块，四个I/O机架，插有CPU模块的机架为本地机架，另四个为扩展I/O机架，通过PROFIBUS-DP协议串行连接，其中三个放在槽下值班室的一个PLC控制柜内，槽下/炉顶/卷扬各设备相应的控制信号分别引入这三个机架中的I/O模块，本体配置一个扩展I/O机架，放在高炉值班室的一个PLC控制柜内，本体各设备相应的信号分别引入这个机架中的I/O模块。热风炉配置本地一个，远程机架两个，采用S7-300CPU,配置为：CPU315-2DP,以太网通讯模块为CP343-1,300系列I/O模块进行检测和逻辑控制，干法除尘控制站设一个主站，一个I/O站，与加热炉配置相同。

　　上位机采用研华工控机:奔腾PIV2.6GHz主频，256兆内存，40G硬盘，网卡10/100M自适应/3C905；21英寸高分辨率彩色纯平显示器。

需要注意的问题：
　　1.各个机架能插入的模块数，一方面受采用的安装导轨的长度及模块的宽度总合限制，另一方面受它们从S7-300PLC背板总线取得电流值的限制。
　　2．S7-300PLC模块的排列次序为SM/FM/CP.

四、系统的软件编程
　　利用SIEMENS STEP 7编程软件对系统编程。用STEP 7软件对系统进行硬件组态，再用STEP7软件编程，允许结构化的程序，也就是说可以将程序分解为单个的自成体系的程序。我们把控制程序分解成若干个部分——控制功能块FC，后通过系统组织块OB，调用控制功能块FC，来实现整个系统的功能。

采用这样的结构的优点：
1、对大规模的复杂的程序容易理解。
2、可以对单个程序进行标准化。
3、组织程序简化，便捷。
4、有利于整套控制系统的调试、维护。

五、监控画面的设计
　　操作系统采用bbbbbbs 2000，监控软件采用功能强大的WinCC6.0软件。用户可在各操作站方便地获得实时过程信息，进行交互操作，作出更快更有效地决策。WinCC不仅包含大量图形工具，使用户能够快速简单地开发系统，提供了工业界为强大的功能，包括实时过程监控和监督控制，报警和报警管理，历史数据，统计过程控制，基于用户的安全系统，方便的系统扩展，网络等。
　　以槽下为例：该站监控系统完成的工作有:通讯配置，过程数据库产生，过程数据库构造，历史数据分配，记录及存储。可制作必要的工艺显示画面、上料系统设备动作画面、配料料单、操作画面、强制画面、历史趋势画面、数据显示画面、棒图显示画面、报警画面及声光报警功能。槽下和炉顶工艺流程尽量显示在一个工艺画面中，显示本体主要的控制参数。料单画面可进行装料程序选择及设定、炉料称量值的设定及显示、备料状态和放料状态显示及强制。所有的显示和人机对话都是汉化的。操作人员可在不影响生产的情况下调出本站的数据显示或其它站的数据显示。

一、前言
用无线电台方式实现远程数据采集、监视与控制，相对于架设专用电缆（或光缆）、租用电信专线等，具有造价低廉、施工快捷、运行可靠、维护简单等优点。
深圳华夏盛公司SCADA系列数字电台采用数字信号处理、纠错编码、软件无线电、数字调制解调和表面贴片一体化设计等技术，具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点，电台提供标准RS232数据口可直接与计算机、RTU、PLC、GPS接收机、数码相机、数据终端等连接，传输速率达19200bps，误码低于10E-6（接收电平-110dBm时），发射功率0.5-25瓦可调节，任何型号电台可设置为主站或远程站使用，无中转通信距离达50公里以上，能适应室内或室外的恶劣工作环境。电台数据和话音兼容，可工作于单工、半双工、时分双工TDD、全双工方式，收发同频或异频中转组网，并具有远程诊断、测试、监管功能，满足各行业调度或控制中心与众多远方站之间的数据采集和控制。

二、系统结构
用数字电台与西门子PLC实现点对点或点对多点通信组网有如下几种结构：
1、上位机（或昆仑通态等触摸屏）与PLC

上位机主站运行西门子WINCC或通用组态软件，通过电脑的RS-232口与WDS2510/2710电台数据口连接。从站PLC（如S7-200224/226或S7-300）的485输入输出口通过232/485接口转换器与WDS2510/2710电台的数据接口连接。主站电台与从站之间实现点对多点透明数据传输。
西门子PLC与上位机之间可以采用PPI、MPI或自由口协议（9600，8E1格式）。
2、主从PLC

在许多应用项目中，控制中心有许多现场设备需根据远端从站状态由PLC控制，主从PLC组网，系统采用自由口协议（9600，8E1格式）。
三、电台技术指标
华夏盛数字电台为PLC与上位机之间提供双向透明高速可靠传输通道，电台配有电源、天线、馈线、避雷器（天线架在室外时）。电台及相应配套设备，根据地形和通讯范围及应用档次要求，有多种型号供选择。
有关技术指标如下：
1、WDS2710型电台
1.1、工作频率：华夏盛SCADA系列电台可工作于所有可用频段，包括
130~174MHz(WDS1710型)/220~240MHz(WDS2710型)/330~512MHz(WDS4710型)/800~960 MHz(WDS97
10型)/2.4~2.4835GHz(WDS 24810型)。
1.2、传输速率：19200bps。
1.3、工作方式：支持单工,半双工,全双工等方式,话音和数据兼容,提供对讲通话。
1.4、传输距离：50公里以上(开阔无阻挡)。
1.5、物理接口：标准RS-232，通信速率可从300到38400bps可调，完全透明传输，无需专用的通信软件。
1.6、系统结构：支持点对点,点对多点传输，一级或多级中转组网。
1.7、调制方式：CPFSK。
1.8、信道间隔：12.5KHz/25KHz。
1.9、发射功率：100mW~5W连续可调，有用25瓦发射功率可选择。
1.10、误码灵敏度：-111dBm以上（误码率BER≤10E-6）。
1.11、收发转换时间：3ms。
1.12、休眠电流：小于18mA。
1.13、频率稳定度：±1.5ppm。
1.14、状态和错误指示：LED状态指示，包括电源，载波，发射数据，接收数据和各种故障报警。
1.15、短路保护：有。
1.16、工作温度：-30℃~+60℃，工作时：-40℃~+70℃。
1.17、相对湿度：95%，40℃，无冷凝。
1.18、供电方式：电台工作时电压为10.5~16VDC,发射电流为1.5A,接收电流为125mA。配开关稳压电源220VAC工作。
1.19、尺寸:5.08*14.29*18.4CM。
1.20、重量:约1公斤。
1.21、免费提供电台参数,诊断设置软件。
2、WDS2510型电台
2.1、工作频率：华夏盛DATA系列电台可工作于130~174MHz(WDS 1510型) /220~240MHz(WDS2510型)/330~512MHz(WDS 4510型)常规频段。
2.2、传输速率：9600bps。
2.3、工作方式：支持单工,半双工等方式。
2.4、传输距离：30公里以上(开阔无阻挡)。
2.5、物理接口：标准RS-232，通信速率可从300到38400bps可调，完全透明传输，无需专用的通信软件。
2.6、系统结构：支持点对点,点对多点传输，一级或多级中转组网。
2.7、调制方式：4级CPFSK。
2.8、信道间隔：12.5KHz。
2.9、发射功率：100mW、1W、2W可调，有用25瓦发射功率可选择。
2.10、误码灵敏度：-108dBm以上（误码率BER≤10E-6）。
2.11、收发转换时间：小于15ms。
2.12、休眠电流：小于18mA。
2.13、频率稳定度：±1.5ppm。
2.14、状态和错误指示：LED状态指示，包括电源，载波，发射数据，接收数据和各种故障报警。
2.15、短路保护：有。
2.16、工作温度：-30℃~+60℃，工作时：-40℃~+70℃。
2.17、相对湿度：95%，40℃，无冷凝。
2.18、供电方式：电台工作时电压为10.5~30VDC,发射电流为575mA(2W功率，13.8VDC)，接收电流为75mA。配开关稳压电源220VAC工作。
2.19、免费提供电台参数,诊断设置软件。
2.20、外形尺寸：
集成板产品：110*19*95。
整机产品：165*44*120。
2.21、重量：
集成板产品：约0.13KG。
整机产品：约0.45KG。
3、开关电源（台湾名纬）
3.1、环境条件
3.1.1、工作温度：-20℃～+55℃
3.1.2、贮存温度：-40℃～+80℃
3.1.3、相对湿度：5%～95%
3.1.4、海拔高度：≤3000m
3.1.5、大气压力：70～106KPa
3.1.6、散热方式：自然传导散热
3.2、输入特性
3.2.1、输入额定电压值：220Vac
3.2.2、输入电压范围：165Vac～285Vac
3.3、输出电气特性
3.3.1、输出额定直流电压：+13.8Vdc
3.3.2、输出电流范围：+13.8Vdc / 0A～6A
3.3.3、稳压精度： ≤±2%
3.3.4、负载调整率：≤±2%
3.3.5、源调整率： ≤±1%
3.3.6、输出纹波：+13.8Vdc / ≤100mV
4、主站全向天线（广东冠华）
频率范围：220～290MHz
带宽：9MHz
增益：8.5dBi
电压驻波比：≤1.5
标称阻抗：50Ω
极化：垂直
大功率：150W
接头型号：SL16或N座
垂直面波瓣宽度：14.5°
长度：4.4m
重量：3.5kg
抗风强度：60m/s
注：玻璃钢分上下两段。
5、从站定向天线（广东冠华）
频率范围：220～290MHz
带宽：16MHz
增益：9dBi
电压驻波比：≤1.5
标称阻抗：50Ω
极化：垂直或水平
大功率：100W
接头型号：SL16或N座
波瓣宽度：E面：48° H面：54°
前后比：≥14dB
长度：1m
重量：2kg
抗风强度：60m/s
6、从站简易天线（广东冠华）
频率范围：220～290MHz
带宽：9MHz
增益：3.5dBi
电压驻波比：≤1.5
标称阻抗：50Ω
极化：垂直
大功率：100W
接头型号：引出电缆头由用户指定
长度：80cm
重量：120g
注：天线配M110大磁吸座或其它。
7、馈线（珠海汉胜）

8、避雷器（天线架在室外时）
产品型号： CA-23RS
产品说明：
主要参数： 频率范围：DC～2500MHz
电压驻波比：
标称阻抗：50Ω
接头型号：N-J
峰值功率:200W
放电开始电压:DC230V
插入损耗:0.1dB
外形尺寸:74×4.25×20（mm）
重量:100g
四、与国内外各厂家PLC组网及各行业应用
深圳华夏盛数字电台除方便地与西门子各系列PLC实现无线组网外，大量地可与AB、GE、施耐德、MODICON、LG、国产（和利时、安控、永宏、台达、台安、泓格、光洋）及日本三菱、OMRON、松下等PLC实现多种协议的无线数据通信，组建了数百个水处理、石油天然气、供热供气管网监测、生产过程控制等自动化项目。详情请浏览华夏盛网站（www.sinosun.cn）

附河北某县自来水厂取水系统测控示意图：