西门子6ES7223-1BL22-0XA8技术数据
随着科学技术的发展，PM在给水工程中的应用也越来越广泛，在给水工程中成功地应用计算机和PLC系统遥控小井。
下面以沈阳汇津水务有限公司小井遥控系统为例，介绍PLC在小井遥控中的应用情况。 沈阳汇津水务有限公司采用计算机系统，并以先进设备进行装备，对取水井部分实行无线四遥控制，厂区内由多台微机构成计算机网络，由中央控制室进行集中监测、分散控制，使水源生产运行实现自动化管理。小井遥控系统采用SIMATIC的S7-200和S7-300系列PIC。
1、PLC的配置
本系统的中控室和配水泵房采用S7-300系列PLC，小井采用S7-200系列PLC，共配置电源模块23个，CPU模块23个，数字量输入模块3个、输出模块10个，模拟量输入模块28个、输出模块2个，还有通信模块4个。
2、系统的功能
系统控制全厂生产过程以及井群的调度，控制管理和信息处理。采集井群检测仪表输出的数据、生产设备运行中电气量数据及开关量信号，通过CRT以动态画面显示井群及全厂生产过程、变配电系统状态及工艺设备运行情况；能进行报警、显示、记录、处理，与井群建立无线四遥系统，控制井群操作运行、打印整理汉化工作报表，绘制曲线；采集取水井的电流、电压，水泵开关箱的电源信号，采集泵房内liuliang、出口压力，清水池水位等有关工艺参数，电气量数据以及设备运行状态信号：在显示器上以动态画面显示本区域生产过程、电气系统，并在相应屏幕位置上显示实时数据。
1引言
莱钢中小型轧钢生产线于97年建成投产，主要生产圆钢、弹簧扁钢、槽钢和螺纹钢。该生产线PLC控制系统由ABB公司提供，其自动控制系统采用ABBMasterPiece 200/1PLC控制系统，实现了18架轧机以及冷床、冷剪和码垛机的自动控制。基础自动化系统采用ABB公司的RMC200轧钢控制系统，它是一个开放型集散控制系统，由一套MP200/1过程站和一套AS520操作员站组成。过程站由一个CPU机架带一个I/O机架组成，CPU机架上安装了CPU模板DSPC172、内存模板B176以及32通道的DI/DO模板，通过通讯模板DSCS140连接到MasterBus300总线上，与其它过程站进行通讯，I/O机架由总线扩展模块DSBC172实现总线扩展。
操作员站采用HP-UNIX工作站，并通过实时加速器板连接到MasterBus300的冗余接口，通过它操作人员可直接对现场设备进行监控，主要功能有1)轧钢生产设备的启停(2)设备数据设定和实时监控(3)事件与报警清单的显示与打印等。系统的主要画面有启动画面、设定画面、维护画面、事件画面和报警画面。系统配置图如图1所示。
2PLC诊断轧钢生产设备故障的基本原理
轧钢设备的故障信号有数字量和模拟量之分，PLC采用不同的方法对这两种信号对应的故障进行诊断。
2.1基于数字量信号的故障诊断
PLC对数字量信号的识别是通过其数字量输入模块完成的。PLC控制轧钢生产设备时，设备中的压力、温度、液位、行程数字及操作按钮等数字量传感器与PLC的输入端子相连，每个输入端子在PLC的数据区中分配有一个“位”，每个“位”在内存中为一个地址。读取PLC输入位的状态值可作为识别数字量故障信号的根据。诊断数字量故障的过程，实质就是将PLC正常的输入位状态值与相应的输入位的实际状态值相比较的过程。如果二者比较的结果是一致的，则表明设备处于正常工况，不一致则表明对应输入位的设备部位处于故障工况。这就是PLC诊断基于数字量信号故障的基本原理。这种诊断方法，故障定位准确，可进行实时在线诊断。通过PLC的图形功能块编程，还可将故障诊断融入过程控制，达到保护轧钢设备的目的。
2.2基于模拟量信号的故障诊断
PLC对模拟量信号的识别是通过PLC的模拟量输入输出模块来完成的。模拟量输入输出模块采用A/D转换原理，输入端接收来自传感器或变送器的模拟信号，输出端输出的模拟信号作用于PLC的控制对象。PLC诊断模拟量故障的过程，实质就是将在相应A/D通道读到的监测信号的模拟量的实际值与系统允许的极限值相比较的过程。如果比较的结果是实际值远离极限值，则表明轧钢生产设备对应的受监控部位处于正常状态，如果实际值接近或达到极限值，则为不正常状态。判断故障发生与否的极限值根据实际系统相应的参数变化范围确定，利用PLC上的模拟量设定开关可jingque设置该极限值。
当模拟量的实际值达到模拟量设定开关的设定值，PLC还能按照一定的逻辑关系启动开关量模块上的输出位，或者从PLC的通讯口主动发起通讯，从而输出故障诊断的结果，并据此实现对轧钢生产设备的控制。
2.3基于中断方式的故障诊断
PLC的中断方式有:
(1)输入中断;
(2)间隔定时器中断;
(3)高速计数器中断。其中，输入中断特别适合于轧钢生产设备的故障诊断。它对应于工业操作站的硬中断，属于外部中断，但PLC的输入中断可用PLC的外部指令来屏蔽。将轧钢生产设备的故障信号作为PLC的输入中断源，一旦出现故障信号，CPU立即响应，停止正在执行的程序，转到中断子程序中去，即可方便地对故障进行处理。它与直接利用PLC的内部逻辑完成故障诊断的不同之处在于:采用输入中断处理故障时，可停止PLC主程序的执行过程，而直接利用PLC的输入和内部逻辑处理故障时，PLC的主程序仍处于运行状态。要根据故障对轧钢生产设备的影响程度选择合适的故障诊断方式。PLC的输入中断方式对后果严重的突发故障的处理特别有用。
3 PLC在故障诊断系统中的作用
故障诊断系统是典型的人机系统，根据系统中的信息流向和功能划分的结果[1]，基于操作站智能化的故障诊断系统，如图2所示。
系统的输入模块要完成轧钢生产设备故障检测信号、控制指令和专家知识的接收工作。处理模块要求能自动实现特征参数提取、控制指令代码转换的功能。专家知识的整理和表达由领域专家和系统专家协作完成。控制模块是故障诊断系统的核心，它根据控制指令，利用专家知识，完成从故障特征到故障原因的识别工作。控制模块的功能越完善，故障诊断系统的智能化程度越高。输出模块通过声光报警装置和人机界面，给出故障定位、预报和解释的结果。其中，人机界面还能提供排除故障的技术路线。实现信息源从输入模块到输出模块的全自动流向，减少人在其中的干预作用，是轧钢生产设备对其故障诊断系统的要求。采用PLC的故障诊断系统，有助于实现故障诊断过程的自动化。
4 利用PLC和操作站实现智能化诊断的方式
实现轧钢生产设备故障诊断的智能化，可充分利用专家知识，tigao诊断效率，是故障诊断技术发展的一个重要方向。由于目前的PLC产品不具备自动获取和存储专家知识的功能，所采用的编程语言无法完成控制层中的计算推理功能，单纯采用PLC的故障诊断系统的智能程度是相当有限的。为此，可利用网络技术和通讯技术，将PLC和操作站联接成网络，互相取长补短，共同构成故障诊断的硬件系统。PLC采用并行分布式结构，作下位机使用，操作站作为上位机，可完成PLC的程序下装，实施对多台PLC的管理，进行复杂的数据运算，建立数据库，存储专家知识，其输入输出设备可用作诊断过程的人机交互。PLC与操作站通过两种方式联接成一个整体:一是通过PLC的通讯口和操作站的通讯口进行联接，二是通过PLC的输入输出端子与操作站上的开关量板和A/D板进行联接。其中，PLC通过通讯口传递给上位机的故障信号多达2个或2个以上时，上位机要通过编码进行识别，而通过PLC输出端子传递给上位机的故障信号，上位机要通过开关量板输入端子的地址来识别。PLC输入端子可接受来自上位机的控制信号或故障信号。网络中的PLC和操作站在故障诊断系统中各自扮演着不同的角色。通常情况下，故障诊断过程中复杂的逻辑判断、开关量故障信号的检测以及在严重故障状态下对设备进行的保护可交给PLC完成，而复杂的数值计算和人机交互可在上位机上完成。
5应用效果
整个车间自动化系统为二级控制系统，即设备控制级和信息管理级，设备控制级即一级系统为RMC200轧线控制系统，采用ABB MasterPiece系统，由10套ABB Master Piece200/1过程站、3套Master Piece90过程站、和3台AdvantStation 500系列操作站、1台VT340监控站及2台MasterAid220编程器构成。各过程站之间的网络通讯采用MasterBus300(简称MB300)，通过加热炉的过程站与二级信息管理级进行通讯。每一个MP200/1过程站通过一个DSCS140通讯板连接到MB300网络上,通过MB300网络进行数据交换，通讯板上可以设定地址开关，据此来确定该节点在网络上的位置。对于MP200/1与打捆机MP90的通讯,通过RMC7系统中的通讯板DSCS131连接至MODEM,打捆机上也分别装一MODEM和通讯板DSCS131，由MODEM来实现远程通讯。在加热炉RMC1的MP200/1系统中，通过DSCS150板与二级计算机系统IBMNetifinity 5000服务器通讯，二者通过GCOM网络进行数据交换。下面以RMC2为例，简介实现轧钢生产设备故障诊断的智能化。
RMC2实际上包括三套PLC:RMC2、RMC52、RMC62，RMC2主要完成的控制功能有:轧制程序表的设定及存储、炉前装料设备控制(包括热送和装冷坯两种情况)、炉前钢坯测长与称重、加热炉出口设备控制、粗轧机主传动控制、粗轧机微张力控制、6#剪子控制;RMC52主要完成的控制功能有:中轧机控制(包括速度级联、速度给定、跟踪)、轧线模拟轧钢测试、中轧机组的活套扫描器控制;RMC62主要完成的控制功能有:精轧机控制(包括速度级联、速度给定、跟踪)、精轧机组的活套扫描器控制。RMC2、RMC52、RMC62三者既需独立完成分配给自己的控制功能，又环环相扣，互相联锁制约着，若中轧机组的活套扫描器控制中有差错，轧钢控制系统无法正常运行，6#剪子立即碎断，防止轧线堆钢，加热炉停止出钢，直至故障解除。
所设计的故障诊断系统能完成以下功能:
(1)测试过程开始前，运行故障诊断系统，检查轧钢生产控制系统是否处于良好状态。对于开关量，这个过程是上位机通过通讯口读取PLC输入位的状态值并与其正常状态值相比较的过程;对于模拟量，这个过程可用读取模拟量起动的开关位的状态值作为判断的根据，也可将从其它站读取的模拟量与其相应的极限值相比较的结果作为判断的根据。若发现测控系统有故障，应及时处理(上位机显示屏给出具体故障的部位报警)。只有当诊断结果为良好状态时，才能进行的轧钢性能测试;
(2)如果测试结果发现不合格的设备，应重新运行故障诊断系统。
(3)如果测试过程当中，测控系统出现严重故障，则PLC通过通讯口或上位机输入输出板传递故障信号，使测控系统退出测试过程，屏幕给出故障诊断的结果和排除故障的建议。
6结束语
PLC可为轧钢生产设备的故障诊断提供强有力的技术支持。在进行故障诊断系统的设计时，根据诊断系统的功能要求，选用适当的PLC，可丰富和完善诊断系统的功能。随着PLC新产品的研制成功，它在故障诊断领域将有更广阔的应用前景。
1.概述
陶瓷机械严格来讲，是陶瓷生产线。整个生产工艺：原料加工制粉→全自动压砖机成形→自动化干燥、彩印、施釉→辊道窑烧成→自动化磨光→切边(有必要的话)→包装入库。其中涉及到球磨机械、压机、窑炉、磨光机、全自动配料系统，低压块排水组合注浆生产线、中高压注浆机、温度湿度可自动控制的快速燥器、全自动机械手施釉线和静电施釉线、宽截面隧道窑、大型梭式窑、卫生瓷烧成辊道窑、AGV自动无轨贮运系统等。
如果一条完整的陶瓷线，全长可能会有200米，甚至4、5百米。大型的陶瓷OEM机械制造商，可能生产全部机械设备，也有生产其中某些机械设备的。相应的，陶瓷机械的终用户，跟据需要，有采购整线的，也有只采购其中部分机械设备，（如压机、磨光机等），再自己进行整合的。
2.系统描述
旧方案：
通常，OEM制造商会根据终用户的订单情况，来设计整个电气系统。例如，终用户要求订购：球磨机、压机、磨光机。那么，OEM制造商会根据系统要求，设计单CPU，来控制这三个子系统。或者三个子系统各自独立。
缺点：
这种情况下，系统重复设计，成本较高，系统扩展性差，子系统增加或减少将很不灵活、不方便。
新方案：
施耐德透明工厂的概念：
透明工厂实际上是工业以太网，它可以将PLC、VSD、MOTION等设备通过工业以太网的方式相互联连在一起，其速度可达10/100M，使用方便。工业网络向开放式、透明的系统发展，传统的受供应商控制的网络不再受欢迎。可以不断升级的网络解决方案。共享以太网，快速以太网，千兆以太网。传输数据+ 视频 + 音频+ 文件。控制网络与Internet / Intranet结合。实现信息层 / 控制层 /设备层之间的数据流动。远程诊断，远程配置，自动报警，监控等。
它具有以下的优点：
低投入的具有扩展性的基于服务器的“瘦客户机环境”
tigao系统的可靠性，保证系统的正常运行
信息可在企业内任何网络级别访问
tigao吞吐率和产品率
改善工厂的信息访问，可与“群件”共享协同工作
远程监视生产过程的情况
用户可以使用施耐德透明工厂的概念，将各自的子系统独立开发成型，并预留以太网接口。根据终用户的需求及订单，采用搭积木的方式，整合成一个完整的生产线。各个子系统的数据交换通过以太网，可以达到高速响应。
例如：用户要求订制球磨机、压机、磨光机等。OEM制造商已经将这三个机型开发成型，这时只需要将相关子系统拼接在一起，就可以满足要求。
各个系统要交换的数据，可以存放在TWDIO的内部变量表（读写），这样只须知道各自的IP地址，就可以方便简单地访问了。
这样，系统的灵活大大增加，系统的开发成本也大大降低。整个生产线更加透明、更加开放。为OEM制造商及终用户带来了良好的经济效益。
此种应用方案，适用于生产线较长，机械设备众多，各机械设备相互独立又相互有联系的场合。如陶瓷机械生产线、玻璃机械生产线、包装等等。 1引言
钢铁行业煤化工厂焦处理工艺存在着操作点多，设备分布比较松散的特点，在满足工艺要求的前提下，尽量减少劳动定员和劳动强度，是自动化工程技术人员的课题。随着信息技术和网络通讯技术的飞速发展，充分利用自动化及网络技术就可以得到解决。
2 工艺描述
在攀钢煤化工厂1#焦炉易地大修项目中，整个焦处理按工艺流程可分为运焦、筛焦和储焦、放焦、焦处理除尘等几部分，运焦主要是完成从新1#焦炉生产处理的焦炭及时运送出来;筛焦主要是将焦炭进行筛选分为小于5mm、5mm～10mm、10～25mm、25～80mm、大于80mm等几种不同规格的焦炭;储焦主要是对筛选后的焦炭按照不同大小分别储存放在不同的储焦仓内，放焦主要是根据炼铁厂的需要，把焦炭从储焦仓内放到皮带运输机上运送到不同的目的地，或者把焦炭从储焦仓内放到火车或汽车等运输工具将不同规格的焦碳输送给客户。由于焦炭在使用皮带运送过程中粉尘较大，为了保护环境和现场工人的身心健康，该系统设计了一套除尘系统。
3 系统配置
攀钢煤化工焦处理工艺采用了施耐德电气公司的Quantum系列控制柜作为过程控制系统。各控制分站负责现场设备的数据采集和控制，并通过操作员站对现场设备的运行情况进行实时监控管理，可对整个系统的设备进行监视和集中控制。
3.1 系统硬件配置
（1） PLC控制柜
施耐德电气公司ModiconQuantum系列I/O架构可用于三种主要体系结构，以满足控制系统的要求:本地I/O、远程I/O（RIO）和分布式I/O（DIO），本系统采用远程I/O结构。由于所控制的设备比较分散、距离较远，系统还采用光纤中继器的点对点RIO通信方式，这样可以增强整个网络的抗杂波干扰能力，tigao整个控制系统数据交换的稳定性。
攀钢煤化工厂的焦处理控制系统共有5套PLC柜，其中1#主站安装有一块CPU板，其余均为I/O柜，并且1#、2#、5#柜内各有2个分站，本系统共有一个主站和7个分站。
主站有一块CPU板，它可与Concept软件兼容。为了便于与其他设备进行通讯，安装有一块以太网模块是140 NOE 77111，它使用Ethernet TCP/IP协议与操作员站、工程师站进行通讯，它的传输速率为10/100Mbps。
系统上的每个分站都安装有一个MA-0185-100分支器进行，由于4＃站和5#之间的距离较远，为了确保通讯顺畅，我们采用光纤、光纤中继器进行通讯。
（2） 操作员工作站
考虑到现场情况，本系统为实时监控网络结构，在中控室配有一台操作员站，具体配置如下:
CPU: pentium4处理器，主频2.4GHz。硬盘:80G，内存:512Mb，网卡:100M，底板BP-13L4工业底板PW-300W，显示器:三星21CRT纯平，52X光驱，1.44M软驱，带键盘和光电鼠标。
它与控制系统、工程师站组成以太网，可通过TCP/IP协议与INTERNET网络互连，使用户可以在任何地方，通过INTERNET对监控设备进行维护。
（3） 工程师站
工程师站的硬件配置与操作员站完全相同。当操作员站发生故障时，可以马上通过设定操作人员权限，将工程师站转换成为操作员工作站。
3.2 系统软件配置
（1） PLC控制系统软件
本系统采用ConceptV2.6版本的软件包，它是基于bbbbbbs2000平台的工业软件系统，具有功能强大的编程组态功能。Concept非常易于组态，所有地I/O模块均可通过Concept进行配置，在软件中为每个模块指定I/O地址，使得在配置中添加和更改模块极为简单，不必因物理位置更改应用程序。具有所有5种IEC61131-3编程语言，分别为顺序功能图表、功能块图、梯形图、结构化文本、指令表。根据工艺需要，我们采用功能块图语言编制应用程序。
（2） 操作员站软件
本系统采用悉雅特公司的1500tag服务器版监控软件（带有Schneider QuantumIOServer）制作操作员监控画面。它是基于bbbbbbs2000平台的工业软件，直接从PLC程序级输入标签定义，可以有效的缩短开发时间，达到快速、便捷、准确的目的，它可以自动更新标签，确保与控制系统同步进行，并保护数据的完整性，并支持当前所有的网络通讯协议，使得站与站之间的过程数据交换畅通无阻。
4 系统功能
4.1 控制功能
本系统由运输皮带机、振动筛、翻板等基本设备组成，利用控制设备、通讯模块、监控站等装置,达到皮带机、振动筛、翻板集中控制与监控的目的。具体实现的功能如下:
（1）控制方式分集控自动、集控手动、就地三种方式可切换。正常生产时，使用集控自动方式，设备按工艺要求的顺序和流程由操作员站自动启停;集控手动时，可在操作员站操作各设备，有联锁和联动关系;在检修设备时采用就地方式，每台设备旁边均设有就地操作控制箱，有工作方式转换开关和就地起停钮便于在现场操作;
（2）启动设备前由集控台发预警信号，预警30s后，若现场均满足集控自动启动条件，设备按顺序自动启动。现场可用停车钮停止启动过程;设备启动前发出预警信号，提示有关人员应立即远离设备;
（3）按工艺要求，整个焦处理控制系统有22条料线，操作员可以根据来料的情况选择不同的料线，翻板自动切换到位，方便快捷。
（4）皮带运输机装设拉线开关、跑偏保护、低速保护等，这些信号均接入集控系统，参加设备的紧急停车和联锁停车;以保证设备和人身安全;
（5）对设备故障和工艺参数的异常实时报警，并进行声光提示。一般故障只报警，现场非正常停车或严重故障时，故障设备及其下游设备紧急停车，上游设备顺煤流延时联锁停车。
（6）可根据皮带机系统的故障性质，进行紧急停机、顺序停机或发出报警声光信号;
4.2 监控功能
为了确保人员及设备的安全，操作员可在中控室的操作员站上集中监控整个焦处理的生产过程，完成对生产及相关环节的“遥测、遥信和遥控”，实现运输焦处理生产的综合自动化。具体实现的功能如下:
（1）提供交互式全中文界面的操作平台，实时显示各条料线的设备设备运行状态;
（2）根据工艺流程及联锁关系实现各条料线的自动/手动控制;
（3）实时监测所有电机的电流、温度等参数。可以让维护人员及时发现一些机械设备的潜在故障隐患;
（4）在操作员站上按照故障发生的时间顺序，集中显示所有控制设备的故障状态、故障类型、故障地点、等信息，便于维护人员查找故障，及时快速的处理故障;
（5）为了保证人身安全，对故障报警信息进行安全确认，只有确认故障后，才能重新启动设备。
5 控制系统的特点
该系列的PLC是施耐德公司推出的综合自动化平台，具有模块化的、可扩充的结构，并且所有的模块都能带电插拔，任何模块没有槽位的限制，它特别适合工业及生产过程的实时控制。具体的特点如下:
（1）选用的控制器较先进，系统的实时性好，可靠性高，数据处理速度快;
（2）采用基于同轴电缆方案的远程I/O的体系结构，系统具有较高的安全性。系统扩展方便，可随时增加节点;
（3）Quantum系列控制柜内的通讯网络速度快，传输速率为1544Mbps，可靠性高;
（4）操作员站界面直观友好，操作简便，功能齐全;
（5）减少布线成本，由于采用远距离通讯网络，使布线更加方便，并大大减少电缆用量;
（6）多种操作方式。控制方式有:集中联动、集中手动、就地手动方式，使系统操作灵活、可靠。在集中方式下，所有设备由中控室操作员通过操作员站进行操作;
（7）多种流程选择。在联动方式下，可根据工艺选择运输流程，皮带启动按逆流方向，并根据皮带速度、长度延时开车，以免发生堆积焦炭的现象;
（8）具有实时报警监视、安全确认机制和数据记录功能。对操作员素质无特殊要求，培训简单。
6 结束语
该控制系统在焦处理工艺的实际应用中，性能稳定可靠，网络技术较成熟，能够满足生产的需要。自今年8月投入运行以来，系统运行稳定可靠，抗干扰能力强，操作维护方便，为焦炉的正常生产提供了可靠的保证。