西门子模块6GK7243-1GX00-0XE0型号大全
1引言
随着变频器技术的日益成熟，变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，在小区供水和工厂供水控制中发挥了很大的作用。
根据某洗衣机进水电磁阀生产厂家的需要，为了给该厂电磁阀性能测试生产线提供基准恒压水源，本文利用PLC控制技术和变频调速技术设计的全自动恒压供水系统,能较好地满足生产需求，水压精度较高。为了不浪费水资源，系统还具有自动水循环功能。
2系统组成及实现原理
恒压供水的基本控制策略是:采用可编程控制器（plc）与变频调速装置构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，即根据实际设定水压自动调节水泵电机的转速和水泵的数量,自动补偿用水量的变化，以保证供水管网的压力保持在设定值,既可以满足生产供水要求，还可节约电能，使系统处于可靠工作状态，实现恒压供水。
图1恒压供水系统控制原理框图
变频调速恒压供水系统由变频器、泵组电机、供水管网、储水箱、智能pid调节器、压力变送器、plc控制单元等部分组成，控制系统原理图如图1所示。 其中变频器的作用是为电机提供可变频率的电源，实现电机的无级调速，从而使管网水压连续变化，变频器还可作为电机软启动装置，限制电机的启动电流。压力变送器的作用是检测管网水压。智能pid调节器实现管网水压的pid调节。plc控制单元则是泵组管理的执行设备，还是变频器的驱动控制，根据用水量的实际变化，自动调整其它工频泵的运行台数。变频器和plc的应用为水泵转速的平滑性连续调节提供了方便。水泵电机实现变频软启动,消除了对电网、电气设备和机械设备的冲击，延长机电设备的使用寿命。
3控制系统硬件设计
本系统采用三套电机-水泵对水网进行恒压供水，每台电机均可工作在变频方式或工频方式，但每次仅有一台电机工作在变频调速状态。工作时可根据实际情况选择，变频器根据实际水压的变化,不断地调整水泵转速,通过调节liuliang达到恒定水压的目的。可编程序控制器根据当前水泵的供水情况对其进行合理切换,及时增泵和减泵，实现佳匹配。
3.1主控电路设计
电控系统的主电路由3台电机分别为m1、m2和m3。接触器km1、km2、km3分别控制电机m1、m2和m3变频或工频运行，fr1、fr2、fr3分别为3台水泵电机过载保护的热继电器，qs1、qs2、qs3、qs4分别为变频器和3台水泵电机主电路的隔离开关，fu1为主电路的熔断器，vvvf为通用变频器。
3.2智能pid调节器和变频器接线图
变频器选用三垦力达电气有限公司的shf系列，功率分别为7.5kw，1.5kw和15kw，变频器采用模拟量控制方式。通过变频器对电机水泵实现软启动功能。图2为pid调节器和变频器的接线图。变频器根据pid调节器输出信号，及时调节输出频率，改变电机和水泵的转速,调节系统供水量,使供水管网中的压力稳定在设定压力值上。
图2pid调节器和变频器接线图
3.3plc输入/输出地址分配
根据对控制系统的分析，本系统选用中达电通公司的dvp60es00t2plc实现控制，共有60点输入输出，其中36个输入点，24个晶体管输出点，交流供电，其环境温度、抗冲击、抗噪声等性能指标均能满足要求，附表为plc输入/输出地址分配表。
附表plc输入/输出地址分配表
4系统软件设计
系统的软件设计包括plc的程序设计和变频器的功能参数设定。这里主要讨论plc的程序设计。
plc的程序设计包括手动控制和自动控制的程序设计，手动部分是通过按钮控制电机在工频下运行和停止，主要考虑系统调试或检修时用。
当选择开关打到"自动"时，系统能够进入自动工作状态，由plc和变频器联合控制各台电机的投入或切除、工频或变频运行方式。供水系统共有3台泵组电机，在根据水压决定投入泵组台数后，只有初投入的电机进行变频调速，其它后投入的电机则在工频下全速运行，泵组电机的切换过程由逻辑控制单元plc实现。
图3系统控制流程图
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图3为选择p1泵为变频泵，p2、p3泵为工频泵时的plc状态转移图。假设增泵顺序为p1、p3和p2，当供水设备开始工作时，先起动变频泵p1，当管网水压达到设定值时，变频器的输出频率则稳定在一定数值上。当用水量增加时，水压降低，压力变送器把水管出口变化了的总管实际压力信号变成4～20ma的标准信号送入智能pid调节器,pid回路调节器经运算,得出调节参数送给变频器，使变频器的输出频率上升，水泵的转速tigao，水压上升。如果用水量增加很多，使变频器的输出频率达到大值（50hz）时，若供水压力仍不能使管网水压达到设定值，延时20s后，pid调节器就发出控制信号，通过PLC控制单元起动一台工频泵p3泵，若管网水压仍不能达到设定值，则延时20s后，继续起动工频泵。当用水量减少，供水压力大于设定值时，变频器的输出频率降低，水泵转速下降，变频器的输出频率达到小值（30hz）时，延时20s后，则发出减少一台工频泵的命令，其他泵依次类推。
5结束语
自行设计的变频调速恒压供水系统实现简单,成本低廉，投入运行以来，工作可靠，具有较好的控制效果。主要体现在:
（1）系统供水压力平稳，压力变化在mpa以内;
（2）高效节能，系统有plc和变频器管理，可有效解决不同用水量时电机轻载或空载时节能问题;
（3）整个系统自动化程度高，不需人员职守，故障时可以自动保护并发出报警信号。
（4）自动水循环，实现了有效的节水。
系统采用plc控制，容易随时修改程序，以改变工作状况，满足不同控制要求，有较大的灵活性和通用性，有一定的推广应用价值。
1、引言：
塑胶设备作为加工行业量大的设备之一，因其对温控、伺服、液压等方面的要求较高，长期以来，国内的厂商都只能生产中低端的设备。
深圳市德天奥科技有限公司集多年技术开发经验为各设备厂商提供塑胶机械的 PLC和完整的自控解决方案，大力tisheng塑胶厂商自控的档次和技术水准。下面我们以吸塑机讲述V80 的应用。
2、吹塑机技术：
吹瓶机的示意图如下：
这是一台注塑吹塑成型机，相对于其它的挤出吹塑成型机在精度和光洁度各方面都要好很多。
该系统分为型坯注塑和吹塑成型两部分，大多采用液压和气动，后一部分可以采用伺服阀，保证壁厚的均匀。系统上装有两套电子尺进行反馈和控制。
在该产品中比较复杂的是在于型坯壁厚是不是均匀可控，因参数和程序量比较大目前相当多的厂商选用中型PLC 进行控制，使成本居高不下。
3、德天奥科技的吹塑成型机解决方案：
德天奥科技公司针对前面提到的各种问题，提出了一个更为优胜的方案：
一方面德天奥科技公司的 V80小型PLC有 48K 步的程序空间和 48K 的变量空间，使大程序的运行成为可能，另一方面 V80 的智能扩展模块本身带有 CPU芯片，极大的分担了 CPU模块的工作，使系统的运行更加快捷和稳定。
上图前面的是 CPU 模块M40DT-DC，它带有两个通信口，一个 RS232 口可以在线编程，或者接 DTO 触摸屏，另一个 RS485口可以用于与变频器或者其它仪表的通信。
第二个模块是E8AD2，是电压输入模块，采集电子尺送过来的电压信号，用于液压和伺服的定位闭环控制。
后面带有 E5THM是热电偶模块，但该模块不但带 5 路热电偶信号，还带 5 路 PWM信号输出，更重要的是 E5THM 模块内本身带有 CPU芯片，并内带 PID 算法，也就是说 E5THM模块本身就是一个 5 路的温控仪表，CPU 模块在上电设置好参数后，E5THM模块就可以自行控制固态继电器的通断，从而控制温度的稳定。
后面的 E4DA2输出的电压信号经变送器变为±10V 的信号供伺服控制用，用户也可以选用本体 CPU 模块上带的 50K高速脉冲输出来驱动伺服电机，这样在精度上可以更有保证。 该方案的特点于下：
1、功能强，精度高
带温控功能的热电偶模块：
不光V80的CPU模块带有PID算法，扩展的E5THM模块也带有PID算法，E5THM带有5 路热电偶输入和 5路晶体管输出，可以在一个模块内完成所有的温度控制工作。从而保证温控的精度和响应速度更高，可以轻松满足±1℃的要求。
E5THM模块支持B、E、J、K、R、S、T7 种热电偶信号，满足各种不同设备的要求。 功能强大的 CPU 模块：
M40DT 模块是 24路数字量输入和 16路晶体管输出的 CPU 模块，本身带有两个通信口，一个 RS232 和一个 RS485，内部带 MODBUS主从通信协议和 FREE 通信协议，可以与各种HMI或者各种组态软件通信，目前德天奥科技为各吹塑成型机厂商提供的通信协议库文件也使各厂商自行开发上位机软件提供了相当多的便利。
M40DT 内带FLASH存储器，可以将各种参数存储在本地，还带有掉电保持的 RAM 芯片可以保证使用的可靠性和便利。
M40DT高速的运算速度和完备的数学运算能力更使其在需要大更通信和模拟量处理的环境从容应对。
2、可靠性高，抗干扰能力强
整个系统的宽温和宽电源供电设计使其可以在任何恶劣的环境中游刃有余，V80系列产品都通过了 CE 认证，也为用户产品的出口打下了良好的基础。
3、
一方面因为热电偶模块的整合，使整个系统的点数需求减至少，另一方面德天奥科技作为国内厂商，在人力成本和品牌成本方面有进口产品的优势，该方案相对于使用其它PLC 或者工控机加板卡的方案，性价比更高
0 引言
水电站溢洪门监控系统采用计算机监控的模式，实现闸门监控系统与电站计算机监控系统、水情测报系统、水务管理系统进行通信，上传电站闸门系统的详细监控信息并接受电站计算机监控系统、水情测报系统、水务管理系统对闸门的远控指令。
为保证电站运行过程的安全性，可靠性，tigao电站的自动化水平，控制系统采用目前广泛应用并取得良好效果的基于可编程逻辑控制器（PLC）的控制系统。其中PLC选用的是某公司的S7-400H及S7-300系列产品，以实现对弧形闸门以及其相关辅助设备的控制。
1 系统综述
溢洪门监控系统采用开放性的分层分布式系统结构，当系统中任何一部分设备发生故障时，系统整体以及系统内的其他设备仍能继续正常工作且功能不会额外减少。溢洪门监控系统在满足可靠性和实用性的前提下体现先进性，采用成熟、可靠、标准化的硬件、软件设备，满足响应速度快、可靠性和可用率高、可维护性好以及先进、经济、灵活和便于扩充等要求。具有逐步向无人值班阶段过渡的良好基础和平台。
系统有以下特点：1）本系统高度可靠、冗余，其本身的局部故障不影响现场设备的正常运行。2）系统为全分布、全开放系统，既便与功能和硬件的扩充，又能充分保护应用资源和投资，分布式数据库及软件模块化、结构化设计，使系统能适应功能的增加和规模的扩充，并能自诊断。3）实时性好、抗干扰能力强。4）人机接口界面友好，操作方便。5）监控系统自动或根据运行人员的命令，通过屏幕显示器实时显示电站主要系统的运行状态，有关运行水力参数，主要设备的操作流程，事故、故障报警信号及有关参数和画面。
2 系统组成
电站溢洪门监控系统设备由溢洪门主控级和现地控制设备层二部分组成。其网络结构如图1所示。
2.1闸门自动监控系统主控级
闸门主控级设备主要负责集中监视、集中控制、运行记录和指导、自诊断、培训及开发、通信等方面的功能实现。通过主控级这些功能达到集中控制溢洪门的各现地设备的目的。
主控级设备配置如下：溢洪门主控级计算机及外围设备；报警装置；网络设备；安全隔离装置；UPS电源；黑白喷墨式打印机；彩色激光打印机；监控系统所有设备之间所需的连接屏蔽电缆、光缆、适配器、光电转换器以及其他附件。主控制级上位机设备均采用品牌。主控级计算机采用高性能DELL工作站。网络交换机采用某INS-801以太网交换机，用于连接溢洪门LCU和主控级计算机。
主控级功能：自动监控系统能迅速、准确有效地完成对被控对象的安全监控。主控级具有数据采集与处理，实时控制、参数设定、监视、记录、报表、运行参数计算、通信控制、系统诊断、软件开发和画面生成、系统扩充（包括硬件、软件）、运行管理和操作指导等功能。
2.2现地控制设备层
系统配置溢洪门LCU单元，LCU单元与溢洪门现地控制设备连接，将各现地控制柜采集的电机运行状态、故障报警、机械限位和闸门开度值等数据上送至上位机，进行监视。并下发上位机的集中控制命令，对闸门进行开启/关闭/停止控制。
溢洪门LCU单元PLC采用某S7-412H系列PLC和7.5″TFT彩色液晶触摸屏作为系统的核心控制器件，PLC含冗余电源、冗余CPU，高度可靠的保障系统安全稳定运行。溢洪门LCU单元功能有数据采集；自动采集各现地控制设备的实时数据。自动接收来自主控级的命令信息和数据。数据处理；控制和监视。操作人员可以通过LCU控制单元配置的触摸屏对监控对象进行控制。
2.3系统结构
闸门监控系统采用分层、分布开放式系统结构，数据库实行分布管理方式。分层控制系统具有以下的优点：1）是适合于电力系统结构的系统；2）易于保证自动化系统的可靠性；3）可灵活地适应系统的扩大和变更；4）可tigao投资效率；5）能更好地适应现代技术水平的发展[1]。系统结构按功能分布要求可分为两层：集中控制层和现地控制层。系统结构按主要设备配置状况可分为两级：集中控制级设备和现地控制级设备。
2.3.1系统设备层次
整个闸门计算机监控系统设备分现地控制级、集中控制级二层：现地控制级由各有关设备的现地控制柜和现地控制箱构成，完成指定设备的现地监控任务；集中控制级完成全厂闸门设备的实时信息采集处理、监视与控制任务，由主控级计算机、溢洪门LCU等构成；二个层次功能各有侧重，相互协调配合，完成电站闸门计算机监控系统的全部功能。
2.3.2网络层次
网络分电站控制网和外部通信网两层。电站控制网：主要连接现地控制层和集中控制层有关设备。与现场实时监控有关的信息主要由电站控制网传输，如LCU上行信息和控制命令等；外部通信网：主要连接外部系统；闸门监控系统采用星形以太网，集中控制级和现地控制级中的各计算机智能设备通过交换机进行相互连接实现数据通信，采用TCP／IP协议，传输介质光纤。
采用上述分层结构，使不同性质的信息分类在不同的网络通道上传输，避免相互之间的干扰，确保系统控制的实时性、安全性和可靠性。对于溢洪门LCU与其它智能装置通信，则可根据具体需要和选择的设备情况，采用串行通信接口。
3系统功能
整个闸门监控系统的功能分布在不同层次的不同设备之中，各设备的协调配合，完成全厂闸门监控功能。具体功能分布情况如下：
1）主控级计算机
系统主机主要负责运行档案管理、事故故障信号的分析处理、测点定义及限值存储、各类运行报表生成和储存、历史数据库的生成、转储、系统时钟管理等。作为操作员人机接口工作站则负责监视、控制及调节命令发出、报表打印等人机界面（MMI）功能。并兼备通讯计算机的功能，用于处理闸门监控系统与电站计算机监控系统、水情测报系统、水务管理系统等其它系统进行信息交换。
2）溢洪门LCU单元
主要负责各闸门的集中运行监视、数据采集、控制和调节等任务，通过计算机网络向集中控制设备上送各种信息和数据，接受集中控制设备下发的各种控制和调节指令并执行，并能单独对闸门进行集中控制。
3）溢洪门现地控制箱
现地控制箱的操作独立于PLC，可直接对闸门进行操作。闸门的现地控制箱内设有“现地/远方”选择开关，在“现地”位置时可进行一对一操作，且远方命令不起作用。通过功能的合理分布，确保系统各节点的负荷率满足设计的要求，当局部设备的故障时，不影响系统其余部分功能正常运行。
4方案特点
本方案充分考虑设计的安全性、可靠性和先进型，其主要器件均选择西门子原装进口产品，系统的使用寿命长将大大延长。
4.1冗余
溢洪门LCU单元选用某S7-400H系列PLC，PLC具备冗余电源、冗余CPU、冗余通讯模块，从而保证系统的可靠性和安全程度[2]。
为了确保监控系统安全可靠运行，监控系统主要环节采用各种有效的冗余措施，tigao系统的可靠性。主要冗余措施包括：1）溢洪门LCU单元PLC采用某系列的S7-400H，PLC含双CPU、双电源模块、双通讯模块的冗余配置，冗余模件的工作方式为在线热备用，切换无扰动。两个CPU以热备用方式运行，确保系统安全可靠的不间断运行。2）系统设备双网络（互为冗余），保证网络系统的可靠程度。3）现地控制柜配置冗余开关电源，在一块故障时另一块仍能够提供全部负载电源，tigao供电可靠性，确保系统安全可靠地运行[3]。
4.2高可靠性
系统器件、部件性能优越、通用性强；系统具备远方和现地操作、监控等功能：能对整个电站的启闭机进行单机操作、成组操作、选孔操作等；能接收电站监控系统、调度中心下发的开启、关闭闸门命令；能在电站监控系统、溢洪门监控系统、调度中心对整个溢洪门进行监视，能实是观察到各启闭机的运行状态及开度位置；系统运行参数设有出厂默认设定值，可根据现场的具体情况通过显示面板或远方通讯方式进行调整和设定；若系统出现故障，系统能发出声光报警信号，并通过现地显示面板显示和远方报警，以提示运行及维护人员；系统设有足裕量的I/O接口，用户可根据需要进行扩展，不需修改任何硬件；柜体采用全框架结构，内部结构可以根据要求随意进行组合；具有机械强度高、电气防护等级高、抗电磁干扰能力强。