6ES7223-1HF22-0XA8代理订购

6ES7223-1HF22-0XA8代理订购

　　该系统控制范围包括从冷渣器正常出口以及事故出口开始到原气力输送系统的进口之间的所有设备的控制。

系统描述
　　每台冷渣器排渣口，两个事故排渣口和正常排渣口下设一台链斗式输送机和刮板输送机将底渣送至冷渣器外，由斗式tisheng机提到位于渣斗顶部的破碎机，由破碎机破碎后，进入气力输送系统，由气力输送系统送至渣仓。
　　为保证冷渣器运行的正压以及保证热空气不会从事故排渣口排出，在冷渣器一、二室装设压差检测装置，以压差信号来控制事故排渣口插板门开关，从而控制冷渣器内底渣的料高以达到保证冷渣器内热空气不会从事故排渣口排出。
　　为保证冷渣器中底渣能从正常排渣口全部排出，将原DN420的正常排渣口扩至DN550。正常排渣口下装设中间渣斗，中间渣斗上设高、低料位计，以料位计控制中间渣斗中料高，从而保证冷渣器中热空气不会排至后续机械输送系统。中间渣斗出口装设插板门和电动给料机，以达从正常排渣口均匀给后续机械输送系统给料。
　　考虑到从事故排渣口排出的底渣温度较高，为保证斗式tisheng机的安全可靠性，每套系统斗式tisheng机设两台，一台运行，一台备用；斗式tisheng机出口设有就地事故排渣口，以保证后续气力输送系统故障时能就地排渣。
　　鉴于以上情况，通过采用PLC（可编程控制器）控制系统，解决当前存在的问题。系统的工作原理框图如下：

　　系统操作运行分别设有“远程自动”、“远程手动”、“就地手动”三种工作模式。“远程自动”模式为正常的主要运行方式，根据系统满足自动顺序运行的条件，在操作员站（控制室内的触摸屏）上操作完成整个除渣工艺流程。在自动顺序执行期间，出现任何故障或运行人员中断信号，都能使正在运行的程序中断并回到安全状态，使程序中断的故障或运行人员的指令都将在触摸屏上实时显示。当故障排除后，自动控制在确认无误后可再进行启动。系统有丰富的保护和故障界面供操作人员进行操作和分析。“远程手动”模式为运行人员在触摸屏上点触每一个被控对象。远方控制操作有许可条件，以防止运行人员误动作。在远方手动模式下，系统提供了丰富帮助操作指导和反馈信息，指引操作人员的操作，以防止误操作。“就地手动”模式是运行人员通过就地控制箱操作被控对象，就地操作与远方程控操作之间有相互连锁。

1、PLC控制系统的特点及组成
　　PLC在现代工业控制领域中早己得到了广泛的应用。以PLC的控制功能而言，具有严谨、方便、易编程、易安装、可靠性高等优点。它通用性强，适应面广,特别在数字量输入/输出等逻辑控制领域有无可比拟的优点。PLC具有丰富的逻辑控制指令和应用指令，它提供高质量的硬件、高水平的系统软件平台和易学易编程的应用软件平台。PLC即有自身的网络体系又有开放I／0及通讯接口，很容易组建网络并实现远程访问。
　　PLC采用的Siemens公司生产的S7-300系列，由于现场的PLC系统与控制室的上位机距离较远（800米左右），通讯系统需成对加装RS-485中继器，确保系统运行的稳定性。

1.1系统结构及硬件配置
　　根据控制需求，CPU模块采用CPU314、数字量输入（DI）采用SM321模块，数字量输出(DO)采用 SM322模块，模拟量输入(AI) 采用 SM331模块，模拟量输出(AO) 采用SM332模块以及IM365等模块组成，IM365实现机架扩展，上位机采用Easyview公司MT510T真彩触摸屏进行显示和控制，整个干渣系统的工艺流程及测量参数、控制方式、顺序运行状况、控制对象状态等均能够清楚地显示在触摸屏上，当参数越限报警或控制对象故障或状态发生变化时，以不同的颜色进行显示，使操作人员能够一目了然地了解到系统的运行情况，并实时地根据工艺要求进行系统参数进行调整。

1．2控制系统的功能实现
　　PLC程序的编制直接关系着底渣系统能否正常工作，而程序设计的关键在于编程者对工艺系统的理解程度和程序编制技术的灵活应用。在程序设计中考虑了供气压力调节系统的特点，将程序设计细化，分成多个程序模块，实行模块化编程。这样既可以方便的增加或删除程序模块，便于现场对工艺的调整，又可针对配套设备可控性对不同程序模块进行完善。
　　PLC的编程软件采用SIEMENS公司的SIMATICSTEP7V6软件平台用来完成硬件组态、地址和站址的分配以及编制整个生产过程的控制程序的。上位机监控软件采用国产软件组态王，全部采用汉化界面，便于系统的开发与操作，该系统运行于bbbbbbs2000中文平台，可实现对生产过程的全面监控，对重要参数形成历史记录，以报表或曲线的形式显示给操作人员。通过VB语言脚本，可以在主控室的上位机显示重要参数的历史趋势、实时趋势，实现联锁调节的手自动切换、操作、压力的高、低限报警、liuliang数据的显示与累计，满足高生产率的调度需求。

1.3现场显示
　　现场采用MCC屏进行参数控制，触摸屏程序由组态软件来完成，人机界面采用中文菜单，界面友好，操作方便，功能较强，主要用于现场压力、liuliang、阀位的显示与操作。可作为操作人员现场操作的依据。

2系统实现排渣系统的自动控制和监控，主要包括如下功能：
　　1）灵活的操作方式以及强大的系统控制功能：
系统可以实现上位机操作、控制柜操作和就地手动操作；
　　2）报警功能：
　　当温度超过工艺要求，可在现场、就地实现越限报警；
　　3）简单、方便的参数设定：
　　压力调节的压力设定值、P、I、D等参数可以在上位机中设定。
　　2.1系统控制功能
　　（1）过程控制的功能：
　　1)系统对床压实现了PID自动调节控制；
　　2)对所采集的模拟信号进行线性化、滤波、工程单位转换处理；
　　3)实现了liuliang信号的温、压补偿，tigao了仪表的测量精度。
　　（2）逻辑控制
　　联锁逻辑控制实现开/关的控制，逻辑控制及用户自定义功能块等。系统可以实现电磁阀控制以及参数越限报警等功能
　　（3）人机接口
　　HMI系统中包含主工艺画面，分系统画面，画面直观、丰富，具备PID在线调节、在线显示功能，包括过程量变化趋势的实时趋势。

3软件设计
　　根据该系统具体情况，PLC系统软件设计过程中着重要考虑的是以下几个方面：　　　　
　　（1）数据采集及工程量转换　　
　　（2）PID算法　　　
　　（3）liuliang温压补偿计算以及liuliang的累积计算
　　对于系统中的逻辑控制选用梯形图（LADDER）编程，直观、方便；对于PID回路控制liuliang温压补偿计算以及liuliang的累积计算部分则采用语句表（STL）编程，结构紧凑而又灵活。
　　PID调节是该系统中为重要的控制程序，特将PID算法作一重点介绍。

3．1PID算法　　
　　STEP7提供了两种常用的PID算法：连续型PID（FB41）和离散型PID（FB42），根据实际要求，选用的是FB41。并在组态王中使用画图功能模拟一个PID调节器的操作面板，完成PID调节控制中的手/自动切换、给定值输入、手动输出值输入、PID参数（比例系数、积分时间）输入等功能。
　　PID算法的输出实际上是比例（P）、积分（I）、微分（D）三部分作用之和：
　　Mn＝MPn＋MIn＋MDn　　
　　MPn ＝GAIN（SPn－ PVn）　　
　　MPn ＝ GAIN TS／ TI（SPn－ PVn）＋ MX　　
　　MDn ＝ GAIN TD／ TS（PVn－1－ PVn）　　
　　Mn：第n次采样时刻的输出值。
　　MPn：第n次采样时刻的比例作用，与偏差成正比。
　　MIn：第n次采样时刻的积分作用，可以消除静差，tigao控制品质。
　　MDn：第n次采样时刻的微分作用，根据差值的变化率调节，可抑制超调。　　　
　　SPn：第n次采样时刻的设定值。
　　PVn：第n次采样时刻的过程值。
　　MX：第n－1次采样时刻的积分作用，每次采样计算后自动刷新。
　　GAIN：回路增益，P参数。
　　TI：积分时间常数，即I参数。
　　TI：微分时间常数，即D参数。
　　TS：采样时间。

　　从上面的公式中可以看出，参数P（GAIN）与P、I、D作用都是成正比的，它决定了PID回路的灵敏度，即调节速度的快慢；I参数越大，积分作用越弱，而D参数越大，微分作用越强。不能单靠理论计算来确定PID参数，唯一的衡量标准就是被控参数（压力）的精度和稳定度，在实际调试中，都是参照被控参数的实时曲线，反复观察分析，从而达到佳的控制效果。

1.引言
随着自动化水平日新月异的发展，啤酒生产线冷冻站系统对控制和故障处理的要求也越来越高。在此系统中，使用了施耐德Micro和Twido 系列PLC,并通过Modbus总线实现协调控制，远程监控，故展处理等功能，大大tigao了生产率，降低了保养维护成本。

2.产品介绍
在此系统中，每台压缩机制冷机组都是由Twido PLC进行控制的，通过数字量模块和模拟量模块采集传感器信号，实现手自动增减载，开停机和故障检测，以及把故障信号上传至上位监控计算机。
TwidoPLC属于施耐德小型自动化产品家族中的一员，有13中本体单元，15种离散量扩展模块，8种模拟量扩展模块，多可以扩展至264个I/O，现在新型的TWDLCAE40DRF更集成了以太网接口，可以通过ModbusTCP/IP 使设备直接接入以太网，使得高速数据通信和远程监控变得更容易。Twido家族还增加了一个新成员-CANopen模块TWDNCO1M，通过该模块，可以实现对变频器和智能仪表等设备的高速数据通信。

3.系统构成及工艺简介
啤酒生产工艺以及原料成品的保存，空调系统所需要的冷量都是由冷冻站提供的。冷冻站有五台开启式压缩机组制冷，每台机组都是以TwidoPLC为核心进行控制的，可以实现根据负荷状况自动进行增减载和开停机。通过与系统PLC的通讯，还可以实现五台机组的协调工作。五台机组共用一个蒸发冷系统。氨液经过蒸发冷系统冷却后，通过三个氨分板换机组与系统冷媒丙二醇进行换热。有三台变频泵分别控制着流进每台板换机组的丙二醇的liuliang，从而保证板换机组的出口温度能够保持在-4摄氏度，达到工艺要求。从板换机组出来的-4摄氏度低温丙二醇返回PG罐（丙二醇的储存罐）。由生产现场返回的高温丙二醇在PG罐的上部，从板换机组返回的低温丙二醇在PG罐的下部。根据生产工艺对丙二醇温度的不同要求，通过调节高温和低温丙二醇的混合比例，控制终供出丙二醇的温度达到工艺要求。

4.控制系统网络结构

控制系统网络结构如上图所示。压缩机控制器选用Twido系列PLCTWDLMDA20DRT，它本身所带的一个通讯口和一个文本式人机界面相连。通过人机界面可以设定压缩机的工作方式和运行参数，手动起停压缩机组，检查压缩机的运行状况，查看机组故障情况等。每一个PLC扩展一个通讯口，做Modbus从站，连在Modbus总线上，实现和系统PLC的通讯。
系统PLC选用Micro系列PLCTSX3721001。Micro系列PLC的通讯功能非常强大，支持Modbus，UN-bbbWAY，TCP/IP等多种通讯协议。系统PLC扩展一个TSXSCP114通信卡，做Modbus主站，通过Modbus网络和TwidoPLC通讯，监控五台压缩机的运行状况。Micro PLCTSX3721本身带两个通讯口，其中一个通信口和触摸屏连接，一个通信口和施耐德工业以太网模块TSXETZ410相连。TSXETZ410模块在此起到一个网桥作用，一端通过UNI-bbbWAY总线和系统PLC交换数据，另一端通过TCP/IP协议挂在一个小型的工厂局域网上，这样局域网上的监控计算机就可以监控整个冷冻站的运行状况了（监控计算机上运行的是组态王监控软件）。触摸屏人机界面作为上位监控计算机的后备设备，同样能够实现监控计算机的功能，在上位监控计算机或局域网出现故障时，能够保证整个系统运行正常。局域网上其他系统的控制设备也可以通过局域网和系统PLC交换数据。

5.系统PLC实现的控制功能
系统PLC除了实现如上所述的通讯功能外，还要实现对整个系统的控制。

1.对丙二醇系统的控制。丙二醇系统流程如下图：

利用MicroPLC集成的PID功能块，实现对6个回路的自动控制，包括三个氨分板换出口温度，一个0摄氏度，一个－1摄氏度供液温度控制，一个恒压供液控制。利用PLC的模拟量采集模块，采集过程信号（五个温度信号，一个压力信号），与设定值进行比较（设定值在操作界面上可设定），根据偏差值运算出结果，通过模拟量输出模块，转换成标准信号控制变频器的频率和调节阀的开度。对PG罐液位的控制是通过检测丙二醇系统压力，决定是否打开放空阀和是否进行补水。

2.对蒸发冷系统的控制。蒸发冷系统流程如下图：

蒸发冷系统包括3组蒸发冷凝器，每组包括两台风机和一台循环水泵。蒸发冷系统有自动和手动两种工作方式，手动方式下，可以手动分别起停每一台风机和水泵。自动方式下，根据冷凝压力的大小，按设定的顺序开启一定数量的风机和水泵。

3.五台压缩机的协调工作。五台压缩机组既能够独立运行，也能够根据负荷情况自动投入运行和退出，这种情况下，压缩机组的投入和退出是由系统PLC决定的。系统PLC通过通讯获得每台压缩机组的工作状况，再根据负荷情况决定哪一台压缩机组投入或退出。

4.故障处理。通过数字量输入模块或通讯，采集系统内所有设备的故障状态，并根据故障等级，进行报警提示和停止相关设备等处理。通过通讯，把所有故障情况上传监控计算机。

脉动真空灭菌是国内九十年代中期发展的一种新型灭菌设备，由于采用了脉动真空技术，灭菌效果好，广泛应用于医院供应室、手术室、制药厂及科研部门。基于PLC的控制系统具有运行可靠、操作简单、维护简便等特点，随着触摸屏的推广应用，使得其介面越来越人性化和个性化，逐渐成为医疗器械行业灭菌器的主流产品。

湖南某医疗器械公司顺应世界电气发展潮流，用PLC和触模屏控制系统替代原有的电气控制系统，经过反复试验及推广应用，取得了良好的使用效果，深得用户满意。

1．脉动真空灭菌器的基本特点
脉动真空灭菌器是采用饱和蒸汽灭菌的设备。所谓脉动真空，就是将灭菌器夹套进蒸汽至额定压力，用真空泵将灭菌器内室抽到一个较高的真空度（脉动下限），再充蒸汽到设定正压（脉动上限），如此一负一正的过程即为一次脉动循环。经过几次脉动后，基本抽尽器体内的冷空气，接着进饱和蒸汽达到不同灭菌物品对应的灭菌温度，开始累计灭菌计时，计时结束后，抽真空干燥，使灭菌物品达到较好的干燥度，灭菌后可直接使用。从而达到很好的灭菌效果，符合药品生产GMP规范。

2．控制系统

2.1控制部分的硬件构成

根据脉动真空灭菌器的控制要求，控制系统采用日本三菱公司的FX2N-16M可编程、F940GOT-LWD触摸屏、FX2N-2AD模拟量输入单元、FX0N-8EYR输出扩展模块。外围设备有SP-E4004迅普微型打印机，水环式真空泵，德国宝得公司的气动角座阀及压力变送器、一体式温度变送器、门电机等。

控制系统结构示意图如下：

主要元件功能：

1）主机FX2N-16MR可编程序控制器是三菱公司FX系列的高产品。内置8K步的RAM存储器，辅助继电器3072点，8000点数据寄存器，100ms、10ms、1ms等256点定时器，256点计数器。基本指令27种，应用指令128种。运算处理速度：本指令0.08μs/指令，应用指令1.52～数100μs/指令。

2）FX2N-2AD模拟量输入单元，可以输入两路模拟量信号，接受4～20mA电流信号或0～10V电压信号。

3）F940GOT-LWD为6吋单色触摸屏，功能强大，操作简单。

显示功能：多可显示500个用户制作画面。除了显示英文、汉字、数字等外，还能显示直线、圆、四边形等简单图形。

监示功能：可用数值或条形图监示并显示可编程序控制器字元件的设定值或现在值。

程序清单：可在指令清单程序方式下进行程序的读出/写入/监示。

数据采样功能：在特定周期或起动条件成立时收集指定数据寄存器的当前值，用清单形式或图表形式显示、打印采样数据。

报警功能：可使多256点的可编程序控制器的连续元件与报警信息对应。

4）FX0N-8EYR为8点继电器输出扩展模块。

5）D50-BGD开关电源为触摸屏提供24V、打印机提供5V电源。

2.2控制系统的应用软件

可编程序控制器的编程软件为SWOPC-FXGP/WIN-C[1]，是一个应用于FX系列可编程控制器的编程软件，可在bbbbbbS介面下运行。可用阶梯图、程序语句来创建顺控指令程序，建立注释数据及设置寄存器数据；该程序可在串行系统中与可编程序控制器进行通迅、文件传送、操作监控以及各种测试功能。

触摸屏的编写软件为FX-PCS-DU/WIN-C[2]，具有字串库、图形库、数据文件、系统设定、项目检查、蜂鸣器等功能。可给画面15级加密，让不同级别的操作者拥有不同权限。

3．控制程序

为了适应用户的多种需要，设置了四种工作程序：织物灭菌程序；器械灭菌程序；液体灭菌程序；B－D试验程序。

3.1织物灭菌程序

织物灭菌程序适宜用于纺织品、布类、手术包、卫生敷料的消毒灭菌。出厂设定参数为脉动3次、灭菌温度134℃。程序运行过程：脉动—升温—灭菌—排汽—干燥—回气—结束。

3.2器械灭菌程序

器械灭菌程序适用于金属类手术器械、工器具、无菌器皿等物品的灭菌。出厂设定参数为脉动2次、灭菌温度126℃。

3.3液体灭菌程序

为防止在高温下因液体沸腾而产生溅溢，液体灭菌程序特地采取了灭菌后缓慢排汽的技术措施，特别适用于非密封装载的医用液体消毒灭菌。出厂设定参数为脉动1次、灭菌温度121℃。

在液体灭菌程序中特设温度时间控制/F0值控制供用户选择。

F0值是将被灭菌物品不同受热温度折算到与湿热121℃灭菌时热效力相当的灭菌时间。F0值的计算对验证灭菌效果极为有用。在程序中设计每6秒采样一次，灭菌温度数据进行浮点运算，计算出F0值。

3.4B－D试验程序

B－D试验是为检验本设备灭菌效果而设置的程序。固定参数为灭菌温度135℃，灭菌3.5分钟。用于判断灭菌运行是否正常，是否能进行彻底的灭菌。

3.5其它功能

1）手动操作画面：系统为了安装、调试及维护的需要特设置了手动操作画面，对应每个执行元件均有一按键交替控制，即按一下启动，再按则停止，且对应指示灯显示。

2）帮助菜单：在系统画面中除了产品简介外，更添加了详细的操作说明及故障处理介绍，让用户直接面对触摸屏即可对产品有一个全面的了解。

3）数据打印：灭菌完毕后，可以打印灭菌温度、灭菌压力、F0值等参数。

4．系统改进后的优点

1）本控制系统将设备的整个工艺流程图显示在屏幕上，每个执行元件都有对应指示，介面直观明了、不易出错；

2）可在线修改参数、程序，维护方便；

3）设有帮助菜单，使得后续操作培训更为轻松；

4）控制电路简洁明了，增强了可靠性。

5）系统有很高的稳定性和抗干扰能力。