西门子模块6ES7235-0KD22-0XA8详细资料
纯水系统、CDA系统等。系统是以设备所在位置和所属子系统两条线索来管理的。分三个主站,5个从站,1#和2#两个PLC站设触模屏，中心控制室设两台上位机,一用一备。见系统拓扑图。
空调机组的调节对象是相应区域的温、湿度，送入 装置的输入信号还包括被调区域内的温湿度信号。本厂房的空调通风系统主要包括有空调机组、新风机组、送/排风机等。空调通风系统一方面用作空气冷热交换的工具，确保大楼室内温度满足用户使用要求；另一方面用来平衡整栋大楼的进出风量，新风机组补充室内空气，空调机组调控室内空气品质，而各类排风机则排出较污浊的空气。
一、 机群冷热水系统
冷热源主要包括冷却水及热水制备系统。
冷却水系统
冷却水系统的作用是通过冷却塔和冷却水泵及管道系统向制冷机提供冷水，监控的目的主要是保证冷却塔风机、冷却水泵安全运行；确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过；根据室外气候情况及冷负荷调整冷却水运行工况，使冷却水温度在要求的设定范围内。
该系统有冰水主机、冷去塔、泵、阀门和检测设备等，主要有冷却塔的运行模式设定、设备的启停。阀门开启采用PID控制等。
热水制备系统
热水制备系统以热交换器为主要设备，其作用是产生生活、空调及供暖用热水。对这一系统进行监控的主要目的是监测水力工况以保证热水系统的正常循环，控制热交换过程以保证要求的供热水参数温度Limit报警设定：设定热水温度报警的上下限值.
二．新风空调系统
新风机组的监控新风机组中空气——水换热器，夏季通入冷水对新风降温除湿，冬季通入热水对空气加热，加湿器用于冬季对新风加湿。控制主要是新风的温湿度控制，及PID运行参数设置，报警设置等
三．RAU系统
RAU系统进行风机启停控制，修改水阀的PID运行参数等。
四．AHU系统
空气处理器主要监控三个个电动水阀运行状况及其相关PID参数，风机的启停、手自动切换和状态监视，报警等。
五．EXHAUST 排气风机
根据设定压力可自动调节风机频率，也可在画面手动设置频率，修改风机自动运行的PID整定参数等。
六．CDA系统
CDA系统放于二楼，有6组交换器和6台空压泵。主要监控其运行状况及其相关参数，设定CDA二次侧出水温度可自动控制一次侧三通调节阀开度，并可设定PID参数。
七．PV系统
主要监控两个电动蝶阀运行状况及其相关参数。报警设定等。
八．超纯水系统
纯水系统主要监视水泵、阀门运行状况及其相关参数。
九．温控盘
温控盘采用触模屏控制，装在PLC控制柜上，可以就地控制各个区域的温度，方便实用。触模屏通过RS485总线和PLC相连，走MODBUS RTU协议，配置方便。
结束语：
工程投入运行近三年，状态良好。20块PID模块一直在进行jingque的温湿度的控制
一、简述
多年来，可编程控制器（以下简称PLC）从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。
二、PLC的应用领域
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类：
1．开关量逻辑控制
取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机qunkong及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
2．工业过程控制
在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量），PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
3．运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
4．数据处理
PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
5．通信及联网
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
三、PLC的应用特点
1．可靠性高，抗干扰能力强
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。
2．配套齐全，功能完善，适用性强
PLC发展到，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
3．易学易用，深受工程技术人员欢迎
PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。
4．系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。
四、PLC应用中需要注意的问题
PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行，要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。在使用中应注意以下问题：
1．工作环境
（1）温度
PLC要求环境温度在0~55oC，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。
（2）湿度
为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85%（无凝露）。
（3）震动
应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。
（4）空气
避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。
（5）电源
PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都有直流24V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息。
2．控制系统中干扰及其来源
现场电磁干扰是PLC控制系统中常见也是易影响系统可靠性的因素之一，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法。必须知道现场干扰的源头。（1）干扰源及一般分类
影响PLC控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压叠加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流，亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。
（2）PLC系统中干扰的主要来源及途径
强电干扰
PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。尤其是电网内部的变化，刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。
柜内干扰
控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。
来自信号线引入的干扰
与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。
来自接地系统混乱时的干扰
接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。
来自PLC系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。
变频器干扰
一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。
3．主要抗干扰措施
（1）电源的合理处理，抑制电网引入的干扰
对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路。如图1所示
（2）安装与布线
● 动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双胶线连接。将PLC的IO线和大功率线分开走线，如必须在同一线槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件允许，分槽走线好，这不仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到低限度。
● PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。在柜内PLC应远离动力线（二者之间距离应大于200mm）。与PLC装在同一个柜子内的电感性负载，如功率较大的继电器、接触器的线圈，应并联RC消弧电路。
● PLC的输入与输出好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。
● 交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。
（3）I/O端的接线
输入接线
● 输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。
● 输入/输出线不能用同一根电缆，输入/输出线要分开。
● 尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。
输出连接
● 输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。
● 由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板。
● 采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的使用寿命，使用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器。
● PLC的输出负载可能产生干扰，要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。
（4）正确选择接地点，完善接地系统
良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。
PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。
屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。
● 安全地或电源接地
将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地。如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人造成伤害。
● 系统接地
PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地，叫系统接地。接地电阻值不得大于4Ω，一般需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作为控制系统地。
● 信号与屏蔽接地
一般要求信号线必须要有唯一的参考地，屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地环路”。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接点。
（5）对变频器干扰的抑制
变频器的干扰处理一般有下面几种方式：
加隔离变压器，主要是针对来自电源的传导干扰，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。
使用滤波器，滤波器具有较强的抗干扰能力，还具有防止将设备本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能。
使用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射，影响其它设备正常工作。
五、结束语
PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，才能够使PLC控制系统正常工作。随着PLC应用领域的不断拓宽，如何高效可靠的使用PLC也成为其发展的重要因素。21世纪，PLC会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用。
1.前言
在空分生产装置中，空压透平机是重要的单体设备，是空分生产的，设备性能和过程控制的好坏，将直接影响生产的顺行。生产中我们选用西门子SIMATIC S7-300对其进行控制。SIMATIC S7-300是中小型PLC系统，它的模块化、无排风扇结构和易于实现分布特点很好满足了控制的要求。本文简述了工艺过程、西门子PLC系统配置及功能特点、过程通讯等，并详细阐述了防喘振功能功能的实现。
2.工艺概述
空压透平机为GT078L3K3型离心式三级压缩机，传动装置为西门子高压无刷同步电机。空气经过吸气塔消音除尘处理后，进入一级压缩机，一级吸入压力正常值为100Kpa。压缩后的气体经过水冷却后，以正常37℃进入二级压缩机，再经水冷却和三级压缩后排出，排出气体的正常温度和压力分别为95℃和410Kpa。工艺流程示意图如图1：
3.系统配置及功能特点
SIMATIC S7-300可编程控制器模块化设计结构，使各种独立的模块之间可以进行广泛的组合，易于扩展。空压透平机控制系统结构示意图如图2：
3.1硬件系统
（1）中央处理单元选用CPU315-2DP,1块，它具有大型的程序存储容量，并有PROFIBUS-DP主/从接口，可以配制成分布的自动化结构，易于今后的系统扩展。智能化的诊断功能连续监控系统工作是否正常，并记录错误和特殊系统事件。
（2）接口模块采用IM360,共2块，用于多机架配置中主机架和扩展机架之间的连接，可扩展3个机架，各机架之间的大距离为10米。
（3）SM为信号模块，其中数字量输入模块7块、输出模块3块，模拟量输入模块2块、出模块2块。数字量输入/输出模块能自动诊断无编码器电源、无内外部辅助电压、模块参数错误、看门狗错误、EPROM故障、过程报警信息丢失等；模拟量输入模块能自动诊断无外部电压、组态参数错误、共模故障、短线、测量范围溢出等故障；模拟量输出模块能自动诊断无外部电压、组态参数错误、对地短路等故障。
（4）人机界面选用OP27,用于实现用户对生产过程的监控和操作。人机界面服务已集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程工作大大降低。
3.2软件系统
（1）编程器PG是人机界面的组态工具，组态软件选用bbbbbbs下的SIMATIC ProTool/Lite和ProTool软件，对OP27操作面板进行组态。由于是在标准的bbbbbbs操作系统下运行，又有在线帮助功能，学习掌握方便。
（2）口令保护，多机口令保护可以使用户高度、有效的保护其技术秘密，防止未经允许的复制和修改。
4.系统通讯
过程通讯采用多点接口MPI数据通讯方式，MPI通讯口集成在S7-300 CPU上，实现简单数据联网，通讯配置图如图3：
MPI能连接编程器、人机界面（HMI）,互联的CPU可以利用全局数据服务，周期性地相互进行数据交换。任意两个给定的MPI节点之间可串联多10个中继器，使通讯距离大大加长。
5.系统应用
5.1控制功能
空压透平机控制主要包括入口导叶开度及限位控制、旁通阀开度及限位控制、轴承震动控制、轴位移控制、温度控制、防喘振控制等，使用STEP7提供的语句表和梯形图编程语言方便的实现了以上控制功能。
5.2防喘振控制
防喘振控制是空压透平机控制的核心部分。压缩机产生喘振的直接原因是由于压缩机进口流量与出口压力不匹配，造成压缩机轴向低频大振幅周期性气流震荡。喘振使压缩机的性能恶化，气流参数（压力、流量）产生大幅波动，噪声和震动加剧，严重时足以损坏压缩机。防喘振系统就是通过调节入口导叶开度和旁通阀开度来控制压缩机的流量和出口压力，使之在正常的工作区内运行。喘振曲线示意图如图4：
图中虚线喘振线为理论喘振曲线，实际程序设计中采用“三线法”计算喘振曲线值，三线如图a、b、c所示，数学模型分别为：
y1=k1*x1+a
y2=k2*x2+b
y3=k3*x3+c
控制中，当压力一定时，即y值一定时，取三方程式中x小值为喘振流量值；当流量一定时，即x值一定时，取三方程式中y大值为喘振压力值，并由喘振压力值计算得到喘振报警值。喘振曲线由控制程序根据设备实际运行状况动态计算得到。
防喘振控制程序流程图如图5：
6、结束语
空压透平机投运到现在运行状况良好。SIMATIC S7-300控制设备性能稳定，维护方便，既降低了维护人员的劳动强度，又保证了生产的稳定畅行，收到了很好的经济效益和社会效益。