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西門子PLC模塊6ES7317-2AK14-0AB0現(xiàn)貨供應(yīng)
西門子PLC模塊6ES7317-2AK14-0AB0
在輸煤自控系統(tǒng)中，工業(yè)控制計算機作為上位機和輸煤控制PLC進行通信，對皮帶跑偏信號和設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時采樣，并在屏幕上顯示輸煤系統(tǒng)仿真畫面，可以直觀地察看設(shè)備的狀態(tài)。當(dāng)皮帶跑偏（跑偏15度）時，在屏幕上顯示報警畫面；當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障或皮帶嚴(yán)重跑偏（跑偏30度）時，在屏幕上顯示報警畫面并向PLC發(fā)送事故停車信號。
輸煤控制PLC則根據(jù)控制開關(guān)的輸入信號，執(zhí)行對應(yīng)程序塊，控制電機實現(xiàn)對應(yīng)的功能：向上級工業(yè)控制計算機發(fā)送工作組態(tài)信息，接收上級工業(yè)控制計算機發(fā)送的事故停車信號，實現(xiàn)事故停車處理功能并啟動報警設(shè)備。二者配合共同實現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的監(jiān)測和控制功能。
上級工業(yè)控制計算機同時實現(xiàn)對電廠其他系統(tǒng)的監(jiān)控，由工業(yè)控制計算機、輸煤系統(tǒng)PLC和其他系統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)備（PLC、監(jiān)控儀表）共同構(gòu)成分布式系統(tǒng)（DCS）。
2.3 運行模式
根據(jù)輸煤過程的要求，本系統(tǒng)設(shè)計了兩種運行模式。在一般情況下，采用并行模式，可根據(jù)需要單獨選用或同時運行輸煤一線和輸煤二線。交叉模式是由輸煤一線和輸煤二線的有關(guān)設(shè)備組成的，僅在特殊情況下選用。
2.3.1并行模式
并行一線：
聯(lián)鎖開車順序：10＃皮帶機→8＃皮帶機→6＃皮帶機→2＃破碎機→2＃振動篩→4＃皮帶機→2＃皮帶機→2＃（3＃）給煤機→4＃給煤機。
聯(lián)鎖停車順序：與開車順序相反，延時時間按上述要求設(shè)定。2＃、3＃給煤機某中一臺備用。
并行二線
聯(lián)鎖開車順序：9＃皮帶機→7＃皮帶機→5＃皮帶機→1＃破碎機→1＃振動篩→3＃皮帶機→1＃皮帶機→1＃給煤機。
聯(lián)鎖停車順序：與開車順序相反，延時時間按上述要求設(shè)定。
2.3.2 交叉模式
交叉線
聯(lián)鎖開車順序：9＃皮帶機→7＃皮帶機→6＃皮帶機→2＃破碎機→2＃振動篩→4＃皮帶機→2＃皮帶機→2＃（3＃）給煤機。
聯(lián)鎖停車順序：與開車順序相反，延時時間按上述要求設(shè)定。2＃、3＃給煤機其中一臺備用。
2.4 PLC程序設(shè)計
針對輸煤系統(tǒng)的控制要求以及具體控制方案的實現(xiàn)，設(shè)計程序流程如圖2所示。
2.4.1 程序說明
·子模塊0：初始化子程序。在PLC加電時根據(jù)各個開關(guān)的位置設(shè)立標(biāo)志位。僅在第一個掃描周期執(zhí)行。
·子模塊1：并行一線聯(lián)鎖啟停控制程序。根據(jù)啟動標(biāo)志位1實現(xiàn)并行一線的聯(lián)鎖啟動、聯(lián)鎖停車，并判斷事故停車信號以實現(xiàn)事故停車。
·子模塊2：并行二級聯(lián)鎖啟?？刂瞥绦?。根據(jù)啟動標(biāo)志位2和實現(xiàn)并行二線的聯(lián)鎖啟動、聯(lián)鎖停車，并判斷事故停車信號以實現(xiàn)事故停車。
·子模塊3：交叉線聯(lián)鎖啟?？刂瞥绦?，根據(jù)啟動標(biāo)志位3實現(xiàn)交叉線的聯(lián)鎖啟動、聯(lián)鎖停車，并判斷事故停車信號以實現(xiàn)事故停車。
·PLC的輸出信號控制電機的接觸器，啟動送高電平，停止送低電平。但是，1＃破碎機功率達(dá)90kW，2＃破碎機功率達(dá)110KW，需要降壓啟動，所以啟動時PLC送一個正脈沖，停車時PLC送一個負(fù)脈沖。
2.4.2 程序特點
·特殊標(biāo)志位的使用：使用特殊標(biāo)志位SM0.1，使得初始化子程序（子模塊0）僅在第一個掃描周期執(zhí)行，而在以后的掃描周期不再執(zhí)行。這樣，個別標(biāo)志位在PLC加電后不受開關(guān)變化的影響。例如，并行模式和交叉模式對應(yīng)標(biāo)志位僅在關(guān)掉主控開關(guān)后才能改變。
·內(nèi)部標(biāo)志位的使用：在程序中，利用標(biāo)志位來表示不同的現(xiàn)場情況和程序狀態(tài)，增加了程序的可靠性和靈活性。
·程序模塊化：程序由不同子模塊構(gòu)成，各子模塊獨立完成各自功能，互不干擾，因而程序結(jié)構(gòu)清晰，便于修改。
·定時器的使用：程序中，利用不同的定時器來設(shè)定不同設(shè)備的延時時間，可以靈活地根據(jù)控制要求進行延時時間的設(shè)定。
2.5 部分程序梯形圖
圖3所示為部分聯(lián)鎖啟停控制梯形圖，T37用于控制設(shè)備的啟動延時，T40～T46用于控制相應(yīng)設(shè)備的停車延時，接收到停車信號時，經(jīng)過相應(yīng)的延時，對應(yīng)定時器置位從而實現(xiàn)聯(lián)鎖停車。Q0.3是1#破碎機的啟動控制輸出通道，啟動1＃破碎機時送出一個寬度為2s的正脈沖。Q0.7、Q1.0分別是2＃給煤機、3＃給煤機的控制輸出通道，M0.1、M0.2 是內(nèi)部標(biāo)志位，用于保證2＃、3＃給煤機始終為一臺工作，一臺備用。
總之，本系統(tǒng)中，PLC作為現(xiàn)場控制設(shè)備，能夠可靠、準(zhǔn)確地完成控制操作，并且可以通過與上級工控機通信，組成分布式系統(tǒng)共同完成輸煤系統(tǒng)的監(jiān)測、控制要求，是現(xiàn)代工業(yè)控制中比較*的控制方案，應(yīng)用前景廣泛。
目前，本系統(tǒng)已經(jīng)在內(nèi)蒙古伊化集團蘇尼特堿礦電廠投入運行，能夠可靠、準(zhǔn)確地完成控制操作，實時監(jiān)測和記錄輸煤過程運行狀況，并且能對現(xiàn)場出現(xiàn)的各種突發(fā)事件及時做出響應(yīng)，取得了良好的效果
關(guān)鍵詞 工業(yè)以太網(wǎng) PROFINET SBR工藝 SCADA
1 引言
近年來在城市污水處理的工藝中，投資少、運行靈活的SBR處理工藝得到廣泛的應(yīng)用。SBR(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)序批式活性污泥工藝早在1904年就被開發(fā)，并取得了較好的效果,只是由于當(dāng)時的自動化水平和設(shè)備制造工藝的限制，所以沒有得到推廣應(yīng)用。而近年來隨著自動化技術(shù)及在線監(jiān)測技術(shù)的飛速發(fā)展，為SBR工藝的發(fā)展和應(yīng)用提供了前提條件，因為對污水處理工藝進行自動化監(jiān)測和實時控制是提高污水處理效率、降低處理能耗的關(guān)鍵，所以SBR工藝也是各種污水處理工藝中對自動化系統(tǒng)要求較高的一種工藝。SBR反應(yīng)過程主要是在生物反應(yīng)池內(nèi)進行的，該工藝主要由進水、曝氣、沉淀、排水和閑置等五個階段組成。SBR工藝的處理效果主要取決于其運行參數(shù)，其中主要參數(shù)包括各反應(yīng)段時間以及曝氣強度。一般采用以PLC為核心的工藝過程自動監(jiān)控系統(tǒng)，實時控制鼓風(fēng)機、水泵、電動閥等設(shè)備及各反應(yīng)段時間，使水質(zhì)達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
由此可見，SBR污水處理工藝是一個多參量(如液位、流量、壓力、生物指標(biāo)等)、多任務(wù)(如污水輸送、風(fēng)量控制、水泵的啟停等)、多設(shè)備(如格柵機、水泵、鼓風(fēng)機、閥門等) 且具有隨機性 、時變性和耦合性的復(fù)雜系統(tǒng)。因此，應(yīng)由穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)信息交換網(wǎng)絡(luò)與綜合管理系統(tǒng)來進行自動化的管理，使之安全可靠地運行。
2 工業(yè)以太網(wǎng)PROFINET技術(shù)應(yīng)用
所謂工業(yè)以太網(wǎng)，一般來講是指技術(shù)上與商用以太網(wǎng)（即IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)）兼容，但在產(chǎn)品設(shè)計時，在材質(zhì)的選用、產(chǎn)品的強度、適用性以及實時性、可互操作性、可靠性、抗干擾性和本質(zhì)安全等方面能滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。
PROFINET是Process Field Net的縮寫，它是PROFIBUS客戶、生產(chǎn)商與系統(tǒng)集成聯(lián)盟協(xié)會推出的在PROFIBUS與以太網(wǎng)間全開放的通信協(xié)議。PROFINET是一種基于實時工業(yè)以太網(wǎng)的自動化解決方案，它以一整套完整高性能并可升級的方式，可以為PROFIBUS及其他各種現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)提供以太網(wǎng)移植服務(wù);PROFINET標(biāo)準(zhǔn)的開放性保證了其長遠(yuǎn)的兼容性與擴展性，從而可以保護用戶的投資與利益。 PROFINET可以使工程與組態(tài)、試運行、操作和維護更為便捷，并且能夠與PROFIBUS以及其它現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無縫集成與連接。
這種跨越供應(yīng)商的開放式標(biāo)準(zhǔn)建立在工業(yè)以太網(wǎng)基礎(chǔ)之上，覆蓋了工廠自動化的所有領(lǐng)域。依賴于現(xiàn)行的IT標(biāo)準(zhǔn)，并且無條件地支持TCP/IP協(xié)議，從而確保了公司范圍內(nèi)從辦公區(qū)域到現(xiàn)場級的集成通訊。 它主要包含3方面的技術(shù)： ① 基于通用對象模型(COM)的分布式自動化系統(tǒng)； ② 規(guī)定了PROFIBUS和標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)之間的開放、透明通信； ③ 提供了一個包括設(shè)備層和系統(tǒng)層、獨立于制造商的系統(tǒng)模型。
PROFINET采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)作為連接介質(zhì)，采用TCP/IP協(xié)議加上應(yīng)用層的RPC／DCOM來完成節(jié)點之間的通信和網(wǎng)絡(luò)尋址。它可以同時掛接傳統(tǒng)PROFIBUS系統(tǒng)和新型的智能現(xiàn)場設(shè)備?，F(xiàn)有的PROFIBUS網(wǎng)段可以通過一個代理設(shè)備(proxy)連接到PROFINET網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，使整套PROFIBUS設(shè)備和協(xié)議能夠原封不動地在PROFINET中使用。傳統(tǒng)的PROFIBUS設(shè)備可通過代理proxy與PROFINET上面的COM對象進行通信，并通過OLE自動化接口實現(xiàn)COM對象之間的調(diào)用。
與其他現(xiàn)場總線相比，工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用主要有以下特點：
1) 實時通信 采用以太網(wǎng)交換技術(shù)、全雙工通信、流量控制等技術(shù)，以及確定性數(shù)據(jù)通信調(diào)度控制策略、簡化通信棧軟件層次、現(xiàn)場設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)微網(wǎng)段化等針對工業(yè)過程控制的通信實時性措施，提高了以太網(wǎng)通信的實時性。
2) 總線供電 采用直流電源耦合、電源冗余管理等技術(shù)，設(shè)計了能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)供電或總線供電的以太網(wǎng)集線器，解決了以太網(wǎng)總線的供電問題。
3) 遠(yuǎn)距離傳輸 采用網(wǎng)絡(luò)分層、控制區(qū)域微網(wǎng)段化、網(wǎng)絡(luò)超小時滯中繼以及光纖等技術(shù)實現(xiàn)了以太網(wǎng)的遠(yuǎn)距離傳輸。
4) 網(wǎng)絡(luò)安全 采用控制區(qū)域微網(wǎng)段化，各控制區(qū)域通過具有網(wǎng)絡(luò)隔離和安全過濾的現(xiàn)場控制器與系統(tǒng)主干相連，實現(xiàn)各控制區(qū)域與其他區(qū)域之間的邏輯上的網(wǎng)絡(luò)隔離。
5) 可靠性 采用分散結(jié)構(gòu)化設(shè)計、EMC設(shè)計、冗余、自診斷等可靠性設(shè)計技術(shù)等，提高基于以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場設(shè)備可靠性。
6) 一網(wǎng)到底 即它可以一直延伸到企業(yè)現(xiàn)場設(shè)備控制層，所以被人們普遍認(rèn)為是未來控制網(wǎng)絡(luò)的最佳解決方案，工業(yè)以太網(wǎng)已成為現(xiàn)場總線中的主流技術(shù)。