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西門子PLC模塊6ES7315-2EH14-0AB0現(xiàn)貨供應(yīng)
西門子PLC模塊6ES7315-2EH14-0AB0
系統(tǒng)選型及特點(diǎn)
為了滿足上面提到的換熱首站自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，我們選用西門子公司SIMATIC S7-300可編程控制器（PLC）和研華公司IPC-610工控機(jī)（IPC）構(gòu)成的自控系統(tǒng)，再配以*的WinCC監(jiān)控軟件，來實(shí)現(xiàn)換熱首站自控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。
當(dāng)前可編程控制器（PLC）是專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，已經(jīng)成為電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的核心位置，它不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，還能完成各種順序或定時的閉環(huán)控制功能，并且抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、穩(wěn)定性好、體積小，能在惡劣環(huán)境下長時間、不間斷運(yùn)行，且編程簡單，維護(hù)方便，并配有各類通訊接口與模塊處理，可方便各級連接。
S7-300采用模塊化結(jié)構(gòu)、適合密集安裝，模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合以用于擴(kuò)展。在一塊機(jī)架底板上可安裝電源、CPU、I/O模板、通信處理器CP等模塊，并且可以通過接口模塊實(shí)現(xiàn)多個機(jī)架的擴(kuò)展工作方式。根據(jù)要求本系統(tǒng)所選用的硬件產(chǎn)品，如下所示：
（1）工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（IPC）
ADVANTECH IPC-610，Pentium Ⅳ 2.8GHz處理器，512M內(nèi)存，80G硬盤；
（2）中央處理單元 (CPU)
CPU 314，24V供電，48KB工作內(nèi)存，DI/DO最大1024點(diǎn)，AI/AO最大256點(diǎn)；
（3）信號模塊 (SM)
SM 321，數(shù)字量輸入模塊3塊；
SM 322，數(shù)字量輸出模塊2塊；
SM 331，模擬量輸入模塊6塊；
SM 332，模擬量輸出模塊2塊；
（4）通訊處理器 (CP)
RS485 中繼器2塊；
（5）負(fù)載電源模塊 (PS)
PS 370，電源模塊1塊。
（6）接口模塊 (IM)
IM 365，接口模塊2塊。
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如下：
4 軟件組態(tài)過程與效果
工控組態(tài)軟件WinCC(Windows Control Center)是一個集成的人機(jī)界面（HMI）和監(jiān)控管理系統(tǒng)，它是西門子公司在過程自動化領(lǐng)域中的*技術(shù)和微軟公司強(qiáng)大軟件功能相結(jié)合的產(chǎn)物，是一個集成的人機(jī)界面（HMI）軟件系統(tǒng)。它真實(shí)的將工廠控制軟件集成到自動化過程中。HMI人機(jī)界面系統(tǒng)作為基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)重要組成部分，用于控制系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)的設(shè)定、顯示、故障報(bào)警，以及相應(yīng)操作和設(shè)備的在線調(diào)試及維護(hù)，發(fā)揮越來越重要的作用。換熱首站HMI系統(tǒng)信息以友好方式與用戶交互。通過自動化控制系統(tǒng)接收過程計(jì)算機(jī)（PCS）和操作人員通過HMI輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后再將過程數(shù)據(jù)信息、機(jī)組狀態(tài)信息和各種測量值以符號、數(shù)值、曲線、圖表及歷史記錄的形式在HMI畫面上顯示。最終實(shí)現(xiàn)了在HMI操作站（上位機(jī)）上以最少的設(shè)備數(shù)量提供最大可能的信息，幫助操作人員和設(shè)備維護(hù)人員快速準(zhǔn)確的了解系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)及其相關(guān)信息的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
在上位機(jī)上用WinCC軟件設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)的人機(jī)界面，主要包括以下幾個方面的內(nèi)容：
（1）工藝流程圖：在畫面中通過編程實(shí)現(xiàn)模擬顯示整個換熱站現(xiàn)場進(jìn)汽供水的全過程，并且在換熱器本體上實(shí)時顯示了各路汽、水的溫度與壓力，以便于操作者能及時準(zhǔn)確的掌握本體內(nèi)的換熱情況，能夠?qū)ΜF(xiàn)場設(shè)備的故障進(jìn)行實(shí)時診斷。
（2）手操器的操作與對現(xiàn)場儀表的監(jiān)控：手操器有手動和自動兩種工作方式，在設(shè)備安裝調(diào)試階段一般用手動操作方式，進(jìn)入正常運(yùn)作時常用自動方式，以實(shí)現(xiàn)對一些重要的模擬量數(shù)據(jù)的精確控制，自動調(diào)節(jié)程序由PID閉環(huán)控制回路完成。
（3）報(bào)警記錄：對于如進(jìn)汽流量、供水壓力等一些重要的模擬量輸入?yún)?shù)進(jìn)行實(shí)時報(bào)警，當(dāng)處于監(jiān)控下的任何一個變量超出預(yù)先設(shè)定的安全值時，報(bào)警燈就會立即閃爍，同時通過報(bào)警一覽表對話框可以檢查報(bào)警超出的范圍以及錯誤的出處，并對此采取相應(yīng)的措施。
（4）歷史趨勢：在此畫面中除了實(shí)時顯示變量的變化趨勢，操作員還可以檢查過去的過程數(shù)據(jù)記錄，通過對過去歷史趨勢的比較進(jìn)而可以對變量未來的發(fā)展趨勢做進(jìn)一步的預(yù)測。另外，還具有報(bào)警或變量記錄檔案庫數(shù)據(jù)的運(yùn)行報(bào)表。
（5）攝像監(jiān)控：通過攝像及圖像采集設(shè)備對圖像的處理，使操作人員通過視頻窗口實(shí)時監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況。
可編程邏輯控制器（PLC）是八十年代發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝置，是自動控制、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種專門用于工業(yè)生產(chǎn)過程控制的現(xiàn)場設(shè)備。
由于控制對象的復(fù)雜性，使用環(huán)境的特殊性和運(yùn)行的長期連續(xù)性，使PLC在設(shè)計(jì)上有自己明顯的特點(diǎn)：可靠性高，適應(yīng)性廣，具有通信功能，編程方便，結(jié)構(gòu)模塊化。
在現(xiàn)代集散控制系統(tǒng)中，PLC已經(jīng)成為一種重要的基本控制單元，在工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用前景極其廣泛。在筆者參與開發(fā)的某電廠輸煤自控系統(tǒng)中，系統(tǒng)要求在遠(yuǎn)離輸煤廊的主廠房控制室里，對兩條輸煤線的18臺設(shè)備進(jìn)行控制，并實(shí)時監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及皮帶跑偏的情況。
鑒于電廠輸煤系統(tǒng)的重要性，我們采用PLC實(shí)現(xiàn)輸煤設(shè)備的聯(lián)鎖控制以保證其可靠性和特殊性，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)則作為上位機(jī)與PLC互相配合，共同完成輸煤系統(tǒng)的監(jiān)控功能。本文將主要介紹PLC的控制應(yīng)用。
1輸煤系統(tǒng)控制要求
輸煤系統(tǒng)有兩條輸煤線，包括給煤機(jī)、皮帶機(jī)、振動篩、破碎機(jī)等共18臺設(shè)備，在電廠中有著極為重要的地位，一旦不能正常工作，發(fā)電就會受到影響。為了保證生產(chǎn)運(yùn)行的可靠性，輸煤系統(tǒng)采用自動（聯(lián)鎖）、手動（單機(jī)）兩種控制方式，自動、手動方式由開關(guān)進(jìn)行切換。由于輸煤廊環(huán)境惡劣，全部操作控制都在主廠房的主控制室里進(jìn)行，儀表盤上設(shè)有各個設(shè)備的啟、停按鈕，還有為PLC提供輸入信號的控制開關(guān)。輸煤設(shè)備控制功能由PLC實(shí)現(xiàn)，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和皮帶跑偏監(jiān)測以及事故紀(jì)錄功能則由上級工業(yè)控制計(jì)算機(jī)完成。
為了保證輸煤系統(tǒng)的正常、可靠運(yùn)行，該系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：
· 供煤時，各設(shè)備的啟動、停止必須遵循特定的順序，即對各設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖控制；
·各設(shè)備啟動和停止過程中，要合理設(shè)置時間間隔（延時）。啟動延時統(tǒng)一設(shè)定為12s。停車延時按設(shè)備的不同要求而設(shè)定，分為10s、20s、30s、40s、60s幾種，以保證停車時破碎機(jī)為空載狀態(tài)，各輸煤皮帶上無剩余煤；
·運(yùn)行過程中，某一臺設(shè)備發(fā)生故障時，應(yīng)立即發(fā)出報(bào)警并自動停車，其前方（指供料方向）設(shè)備也立即停車。其后方的設(shè)備按一定順序及延時聯(lián)鎖停車；
·各輸煤皮帶設(shè)有雙向跑偏開關(guān)，跑偏15度時發(fā)出告警信號，跑偏30度時告警并自動停車；
·可在線選擇啟動備用設(shè)備。在特殊情況下可由兩條輸煤線的有關(guān)設(shè)備組成交叉供煤方式；
·可在線選擇啟動備用設(shè)備。在特殊情況下可由兩條輸煤線的有關(guān)設(shè)備組成交叉供煤方式；
·可顯示各機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀況，并對輸煤過程有關(guān)情況（報(bào)警、自動停機(jī)等）做出實(shí)時紀(jì)錄。
2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 PLC選型
根據(jù)輸煤系統(tǒng)的自控要求，我們選用了德國SIEMENS 公司新推出的S7-200型PLC，具有可靠性高、體積小、擴(kuò)展方便，使用靈活的特點(diǎn)?；?/span>CPU單元選用的是CPU214，性能如下：2048程序存儲器；2048數(shù)據(jù)存儲器；14點(diǎn)輸入，10點(diǎn)輸出；可擴(kuò)展7個模塊；128個定時器；128個計(jì)數(shù)器；4個硬件中斷、1個定時器中斷；實(shí)時時鐘；高速計(jì)數(shù)器；可利用PPI協(xié)議或自由口進(jìn)行通信；3級密碼保護(hù)。擴(kuò)展模塊選用EM221,8個輸入點(diǎn)；EM223,16個輸入點(diǎn)，16個輸出點(diǎn)