西门子6ES7222-1HF22-0XA8产品特点

西门子6ES7222-1HF22-0XA8产品特点随着计算机工业控制技术的不断发展，计算机监控技术日趋完善，PLC（Programmable logic controllr程序逻辑控制）工业控制系统为各式各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用，其主要原因在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案。基于水电厂的自动控制及其逻辑顺序控制的特殊性，90年代初期PLC开始在电力行业中逐渐使用，现就PLC在我厂计算机监控系统中的成功应用，谈谈自己的一点感受，以供大家参考。关键词：PLC；计算机；监控；运用    1  概述    我厂建于80年代初期，位于贵州省北部、距省会贵阳105公里,距遵义45km，原电站设计装机容量为630MW，安装3台单机容量210MW水轮发电机组。电站在系统中的主要作用是调峰、调频，承担系统事故备用，是一项以发电为主的综合利用工程。早期的机组自动化及其辅助设备完全采用电磁继电器方式参与控制，盘柜庞大、臃肿，接线复杂，其安全、稳定性能低，抗干扰能力差，设备故障、事故频繁发生。我厂机组及其辅助设备PLC改造大致分为三个阶段：90年代中期开始着手机组及其辅助控制设备的改造，于1996年底成功完成机组进水口闸门的PLC改造，是我厂的一次成功尝试；1998年初对3#发电机组进行自动化元件改造，1999年完成全厂辅助设备的PLC安装调试工作；2000年底至2001年初完成三台机组及公用系统的计算机监控系统安装调试，使我厂的计算机监控系统走向完善和成熟；更为乌江公司培养出一批实力雄厚的机组计算机监控技术人才。    2  PLC的运用范畴    2.1  机组的顺序控制    我厂的自动操作包括水轮发电机组各种工况转化，机组辅助设备的调整和对全厂的公用设备进行的自动化控制，这类控制在自动控制范畴内属于顺序控制系统，每个顺序控制都是按照生产流程的要求及生产设备的特点来设定。    2.2  根据操作对象可分为    2.2.1  机组自动操作    要求以一个脉冲自动按预定的顺序完成下列操作，即机组的自动开机至空载、开机至空转、发电转空载、发电转空转、发电转停机、发电转调相、调相转发电、调相转停机等，其操作对象包括水轮发电机及调速器、励磁系统、机组冷却系统等附属设备。    2.2.2  公用设备的操作    公用设备包括整个厂房排水系统、给排油系统、高低压压缩气系统、智能直流模块整流电源与蓄电池浮充系统、厂用电系统等，远线控制时还包括自动准同期并网装置。    2.2.3  全厂性的操作    全厂性的操作包括消防报警系统、通讯系统、开关站开关、刀闸设备等操作。    对以上这些自动操作的总体要求是运行安全可靠、维护方便、清晰明了、经济合理。    3  PLC在顺序控制中的运用    所谓顺序控制是指生产设备及生产过程，根据工艺要求按照逻辑运算、顺序操作、定时和计算数等规则通过预先编制的程序，在现场输入信号（包括开关量、模拟量）的作用下，执行机构按预定程序动作，实现以开关量为主的自动控制。我厂PLC的设计安装就是根据这一原则来实现的。其输入主要是靠按钮、行程开关、限位开关、动断触点等开关量为主的控制、信号。输出为继电器、电磁阀等驱动元件。PLC内部控制部分有定时器、计数器、中间继电器等元器件以及许多的常开、常闭触点 。而传统的顺序控制是由继电器控制屏来实现的，由于设备体积大、功耗高、动作速度缓慢、接线复杂、通用性、灵活性差、维护工作量大、故障频发率高而导致可靠性差，没有计算和储存功能，而PLC控制系统克服了继电器控制的弱点，把计算机技术与继电器控制有机地结合起来，为工业自动化提供了十分完美的现代化控制装置，其优越性主要表现在：    3.1  PLC是继电器、接触器、顺序控制器以及由中、小规模的集成电路及其它电气元件的复杂控制系统装置上发展起来的一种新型控制器，采用微电脑技术（大规模集成电路）取带了以往靠硬导线布线的逻辑控制器，具有成本低，功耗、体积小，重量轻等特点。     3.2  PLC 的配置    一套完整的PLC主要由6个模块构成：电源模块、CPU模块、热备模块（可选）、开入/开出（I/O）模块、A/O模块、通讯模块。其中电源模块向PLC提供直流24V工作电源；CPU是微型处理器（PLC的核心部位）；热备模块是在两套PLC均为在线方式下互为热备用，并且可以人为任意切换至工作或备用状态，提高安全可靠性；开入/开出（I/O）模块是指外围回路向PLC输入高电平（或低电平）和PLC向外围回路输出高电平（或低电平）；模数转换（A/O）模块是将外围设备输入的电信号转换成数字信号，以供PLC进行计算、判断、比较和传输（配置如图1所示）。    3.3  由于PLC容易与工业控制系统连成一个整体，易于扩展功能，具有接口简单快捷、工作量小、适合于较为恶劣的运行环境、故障率低、可靠性好、抗电气干扰能力强，维护方便等优点。    3.4  PLC采用扫描式的工作方式，特别适合于逻辑控制要求较高的顺序控制。    3.5  我厂的顺序控制系统流程较为复杂，90年代前期所用常规的继电器硬线控制方式规模庞大、维护困难、故障和事故发生机率较高，出现故障后不利于查找并消除故障，设备隐患较多，在我厂采用传统方式的继电器顺序控制方式，其安全生产记录常常打破，我厂采用PLC控制后，不仅提高了设备可靠性，而且对设备的检修维护都十分方便快捷，无需将机组及附属设备退出运行即可解决，大大提高了工作效率，而安全生产记录已接近3000天，创历史高记录。    4  机组顺序控制程序的设计    通过对已实施的进水口工作闸门、机组辅助设备PLC控制系统改造并结合其它电厂的成功经验，严格遵循电力生产必须安全可靠、经济使用、适合发展的原则，于2000年初我厂着手2#机组的计算机监控系统工程的调研和设计工作，并不断地派出工程技术人员与科研单位进行协作。首先根据机组整个生产控制过程的要求把程序进行分块；其次是合理利用指令，严格注意信号名称定义，利用各种方法正确地编写各个程序块的程序；然后经过单元调试，软硬件联调与系统总调，对程序进行不断修改和完善，经过不停的模拟试验后投入实际现场工作。分块结构的程序是根据工程的特点，把一个控制工程分成多个简单的、规模较小的控制任务；然后把这些控制任务分配给一个子程序块，并在子程序中编制具体任务的控制程序，后由一个主程序进行统一管理，以备流程需要时进行适时调用，如：自动开机至空转、开机至空载、发电转空载、发电转空转、发电转停机、发电转调相、调相转发电、    调相转停机等就是不同的子程序块。现以停机至发电子程序块程序逻辑为例，如图2。 1、 引言    随着社会经济的发展，工业的迅速兴起，使得一些10KV配电系统大幅度增加，配电系统的简便性、可靠性、安全性、节能性、性价比显得尤其重要。    目前，传统的10KV配电系统还是采用继电器系统和分布监测计量、分布控制方式，而采用PLC（可编程序控制器）系统集中控制和集中监测计量方式，有利于提高配电系统的运行管理自动化水平，保证配电的安全稳定，还能减少运行人员的工作强度提，安全可靠。    2、 继电器系统和PLC系统的比较    PLC（可编程序控制器）是近几十年来发展起来的一种新型工业控制器，由于它编程灵活，功能齐全，应用广泛比继电器系统的控制简单，使用方便，抗干扰力强，，工作寿命高，而其本身具有体积小，重量轻，耗电省等特点。继电器系统有明显的缺点：体积大，可靠性低，工作寿命短，查找故障困难，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成系统，所以接线复杂，对于生产工艺的变化的适应性差，不便实现集中控制；而PLC的安装和现场接线简便，可以应用其内部的软继电器简化继电器系统的繁杂中间环节，实现软接线逻辑构成系统，方便集中控制，除此之外，PLC还具有自诊断、故障报警、故障报警种类显示及网络通讯功能，便于操作和维修人员检查。    3、 集中控制、集中监测计量在10KV配电一次系统中的应用举例    在一个10KV配电一次系统中，有两台1000KVA变压器并联运行。图1为该配电一次系统的原理图。    3.1 PLC在集中控制中的地位    在配电一次系统中继电器系统主要集中在总受柜和变压器配出柜内，应用PLC系统来代替继电器系统，可以减少柜与柜之间的硬连线，省去很多继电器，简化工艺，降低系统制作成本，提高配电系统的可靠性，安全性和节能性。PLC系统框图如图2所示。    PLC是整个系统的神经中枢，所有控制，保护，工作状态指示都通过PLC内部的虚拟继电器通过软连线配合外部给定开关量和信号来完成。控制电压在安全电压以下，可以提高工作的安全性，远离高压室进行操作，可以避免工作人员的误操作，一站式控制，可以提高工作效率，减少工作人员的劳动强度。用两条现场总线就可以实现整个系统的信号传输，通过PLC的工作状态和报警指示，便于工作和维修人员的故障排除。另外，与继电器相比，PLC的免维护性高，工作寿命长。    3.2 PLC的I/O分配    10KV配电一次系统中，除了上电断电控制外，还有对变压器的过流，欠压和瓦斯保护。我们以欧姆龙CAMP2AH40点的PLC为例进行I/O分配，如表1所示。上断电控制是开关量，选用控制按钮即可，过流，欠压和瓦斯保护涉及自动检测技术，选用智能传感器来实现，可以提高保护的可靠性。表1 PLCI/O分配表    3.3 10KV配电一次系统集中控制、集中监测计量的设计    配电系统是供电网的神经中枢。配电系统的正常工作和我们的生活保障及工作秩序密不可分，这就要求它有更高的可靠性；配电系统的智能化、节能、操作简便、方便维护是经济高速发展的需要；配电系统操作和维护对工作人员的安全系数要求更高、劳动强度更低和设备的性价比更高是用户所希望的。综合以上几点，我们对10KV配电一次系统作了如下改进，应用PLC对系统的总受柜、配出柜实现集中控制，应用数字仪表对系统进行集中监测计量。改进后的10KV配电一次系统框图如图3所示。    改进后，以综合柜为工作平台，在值班室，工作人员可以对高压室运行状态进行控制，既方便又安全；工作人员可以随时对监测仪表和计量仪表以及工作或报警状态进行记录，巡查，既方便又及时明了，还可以减少劳动强度。    采用微型计算机PLC实现继电保护和控制系统的操作，大大提高系统的自动化水平和可靠性，同时更加便于系统的集中控制和监测，方便了系统的信息化管理，大大降低成本，提高了工作的效率，具有一定的推广意义编者按：施耐德电气Modicon M340 PLC CPU升级，高性能20＊系列CPU V2.0版本，内存4Mb，用户数据256Kb,支持1024DI/O,256AI/O    Modicon M340系列可编程控制器暨08年6月推出8款新模块之后，于2008年9月1日再次正式推出一款高性能的CPU，以及扩展机架，PTO脉冲输出轴控模块等新模块和专用功能。自此Modicon M340 作为一款性能卓越的中型PLC平台，已经发展到了一个全新的高度。　　新增一款高性能CPU ——BMXP342000　　高性能20＊系列CPU V2.0版本，内存4Mb，用户数据256Kb,支持1024DI/O,256AI/O　　自带1个USB编程端口，同时也可以连接GT系列触摸屏　　自带1个Modbus RS232/485通讯端口，大传输速率38.2kbps　　所支持的软件：Unity Pro V4.0版本以上　　大容量128Mb“即插即载”SD卡——BMXRMS128MPF　　内存卡8Mb＋文件128Mb，用于备份用户程序和激活内置以太网Web服务器功能（Transparent Ready class B）,提供128M用户文件存储，适用于BMX P34 2000/2010/2020/2030　　新增2轴PTO脉冲轴控模块——BMXMSP0200　　2轴脉冲输出，大输出频率200KHZ，自带4入离散输入和2路离散量辅助输出　　所支持软件：Unity Pro V4.0版本以上　　CPU版本 V2.0以上　　针对该模块应用，Unity Pro V4.0中Motion PTO library新增6个EF和1个新的DFB　　每个PTO模块占用2个特殊通道，BMXP341000系列CPU多支持20个特殊通道。BMXP3420＊系列CPU多支持36个特殊通道　　机架扩展　　通过机架扩展模块BMX XBE1000和扩展电缆BMXXBC×××K连接相邻的两个机架，机架分4，6，8，12槽，任意选择。　　机架扩展模块BMXXBE1000，安装于机架右侧，不占槽位. BMXP341000的CPU只支持1个扩展机架（机架0－1）, BMXP3420××系列的CPU多支持3个扩展机架，加上主机架，共四个机架（机架0－3），总长度为30M。　　机架扩展所支持的软件必须使用Unity Pro V4.0版本以上　　Modicon M340可编程控制器集各种强劲功能和创新设计于一身，地满足复杂设备制造商和中小型项目的要求，提供各种自动化功能的佳技术和高效、灵活、经济性的解决方案。Modicon M340充分支持工业和基础设施自动化控制系统的“透明就绪”架构，成为Modicon Premium 和Quantum系列产品线的佳拓展。　　功能强劲 Modicon M340具有卓越的运算能力，能jingque进行整数或浮点数运算，每毫秒可处理7K条指令。CPU拥有高达4MB程序空间，多处理70K条指令，自带8MB存储卡，方便程序备份。Modicon M340继承了Modicon在计数，位置控制和回路控制方面的优点和大量成功经验，能有效和方便地实现各种特殊的应用要求。　　维护便捷 Modicon M340采用全新的内存管理，独创的“即插即载”SD卡，使系统升级、维护更加便捷。应用程序存储在SD卡上，断电时CPU自动备份用户数据到CPU内部FLASH中，因此无需使用备份电池。同时，Modicon M340也可作为外部存储设备，容量可达16MB，简单通过PC访问或FTP服务可存取任意格式的文件。内置标准网页，可进行系统诊断和参数调整，也可以定制人机界面，通过浏览器即可本地或远程访问。　　工作轻松  强大的Unity软件平台，使Modicon M340更如虎添翼。Unity Pro中文版的编程软件，不仅提供5种IEC编程语言，图形化的编程工具，诊断工具等，还支持中文变量名，使您从设计到维护各个环节都受益匪浅。　　Modicon M340通信功能也令人刮目相看，除集成USB口外，CPU模块还内置了2个通讯接口（CANopen，Ethernet 或 Modbus），方便高速地连接。另外，还提供全方位的远程访问服务，方便又安全地通过MODEM或者ADSL访问，进行在线编程，传输，访问数据文件，服务器远程诊断等。　　外形精巧 Modicon M340结构紧凑，安装灵活。支持4，6，8及12个槽机架，多可带3个扩展机架，64通道高密度单元宽度仅32mm，多种电源可供选择。每个模块支持“热插拔”，便于维护。　　稳定可靠 Modicon M340能够适应严峻的工业环境，耐环境能力大大超出了IEC标准要求。在环境保护方面遵从ROHS 欧洲标准。而且，Modicon M340符合所有国际认证和海事认证，方便您的设备使用在各种场合。　　从控制到管理，从监控到设备数据的获取，Modicon M340能够真正实现与所有施耐德电气自动化产品间的协同工作。通过以太网和CANopen总线、Modbus总线技术，Modicon M340能够与Altivar 变频器，Lexium和ICIA运动控制产品，Magelis触摸屏和工控机，Vijeo Citect配置和管理软件，Advantys I/O，Ois传感器和安全防护产品实现简单方便的整合。　　稳定可靠的解决方案，优化的性能，Modicon M340满足复杂机械和中小型项目的应用。特别适用于纺织机械、包装和印刷机械、塑料橡胶机械、建筑和建材机械、起重机械、食品加工和机床等复杂设备，同时也广泛适用于风电、船舶、煤碳、自来水和污水处理、水电、隧道、地铁等基础设施建设。