西门子模块6ES7253-1AA22-0XA0方法说明

西门子模块6ES7253-1AA22-0XA0方法说明欧姆龙PLC在舞台机械中的应用　　监控画面生动美观，符合舞台行业习惯；包含各种图形、字符、图标和位图；实现人机图形操作的个性化界面；图形元件由基本的图形原语任意组合而成。因此，可以做到界面友好、数据分类清晰、可操作性强、操作简单可靠。从而tigao舞台机械控制的质量和管理水平，加强事故处理和分析的能力，便于现场工作人员的使用。人机界面具备的基本功能如下：　　（1）各种设备单独控制：可以通过十字手柄或屏幕按扭选择需控制的设备；利用［up］、［dn］、［stop］控制电机的运行/停止和正/反转，并通过指示灯显示。　　（2）设备状态监视：显示所有幕机、吊杆的当前位置、上下停止限位开关的状态，便于监视和维修。　　（3）通过位置数据输入区设定各种幕、吊杆位置的设定值，以满足控制这些幕、吊杆位置的需要；实现舞台单景运行。　　（4）通过速度输入区可以设定吊杆电机的运行速度，可在0-的范围内选择；　　（5）全自动运行界面；通过预选设备，设定位置时间参数，彩排模式，场景选择，上演模式，操作管理，完成整台演出中舞台设备自动运行。　　（6）报警功能：对于可包括能会对系统产生不利影响的事件，系统自动生成报警，以便及时通知工作人员采取相应措施。　　（7）操作权限设定：系统管理工程师和操作人员可根据其职责及工作范围的不同给予不同的权限，防止不同级别人员越权操作，防止无关人员进入监控画面。　　2.3位置控制系统　　主控制器采用欧姆龙plc，通过基架和扩展架包括：cpu、电源模块、开关量输入/输出模块、模拟量输入/输出模块、高速计数模块；通过基板和扩张架连接，与工控机和移动台通过以太网和无线通讯。　　信号的采集采用欧姆龙npn型旋转编码器。此系列编码器可适应dc5-24v的宽电源电压范围；编码器可对系统的电机进行脉冲闭环反馈以达到jingque定位的目的。　　电机的驱动使用变频器：将电机的编码器信号经运算后，由控制器输出一定的电压给变频器，控制电机的速度和吊杆的位置。这种闭环构成tigao系统准确性和稳定性。其硬件控制框图如图2所示。欧姆龙PLC在舞台机械中的应用1引言　　舞台机械设备是现代化大型影剧院、综合性多功能演播厅、会议厅和体育馆等表演场所必不可缺少的设备。在演出舞台中，以吊杆系统与升降舞台为主要设备，配合不同的情节动作，强化舞台艺术效果和增添舞台场景。早期舞台机械设备控制系统采用继电器、接触器控制方式，控制系统故障率高，维修困难，且很难准确自动定位和管理。欧姆龙plc等自动化产品组成控制系统具有结构紧凑，功能完善，可靠性高，在舞台机械控制系统中得到广泛的应用。项目以欧姆龙的plc，触摸屏，编码器为核心的舞台机械控制系统的设计方案，舞台控制方式是在舞台上使用移动触摸屏操作的近控方式与在控制台上自动变化舞台设备的程控方式相结合。舞台控制系统主要由主控制台、现场流动台，控制柜以及现场电机和传感器等部分组成，控制系统实现对舞台机械动力系统进行控制，使其可靠、稳定、连续的运行。系统对舞台机械设备的系统数据进行实时采集，并通过工业计算机触摸屏的人性化的图形界面进行数据的实时显示，使操作人员能在时间全面掌握整个系统的运行状况和故障报警情况，还可通过触摸屏进行参数的设定，从而实现对舞台机械全面可靠的自动控制。2基于欧姆龙plc的系统配置　　本系统被控的舞台机械主要包括：大幕，天幕、二道幕、银幕架、二幕机、三幕机、边沿幕、灯杆和景杆。这些设备由变频器，交流异步电动机及与之配套的电机减速器驱动。其中有些电机的轴端需加装一套增量式旋转编码器。舞台机械电气控制系统通过它们对上述所有舞台机械进行全面的控制和定位，同时采集和显示系统的运行状态、故障报警信息并进行相应的设定及故障分析。舞台控制系统主要有现场触摸屏，主控触摸屏，可编程控制器，变频器和接触器等。其总体结构图如下图1所示。　　2.1现场移动触摸屏　　现场触摸屏采用欧姆龙ns系列触摸屏，在舞台可以和控制室plc进行有线或无线数据传输，操纵舞台上吊杆的升降移动，适合于装台时使用。触摸屏上可以选择需要运动的控制对象，进行运动方式的选择，按下启动便可运行吊杆。触摸屏上实时显示运动对象的位置和状况，具有故障报警等功能。这种移动操作台的使用方便装台卸台，tigao舞台运行效率，同时也为舞台演出时提供一个很好的监控点。　　2.2主控触摸屏　　主控触摸屏具有丰富的组态图形库，可在系统中用丰富的图形界面直观地反映现场的控制情况。操作人员可以方便地通过操作台对现场的各动作机构进行控制，操作台也提供了丰富的现场舞台机械动作状态的指示，使操作人员在操作过程中一目了然。此外，对需要无级调速的电机，还可以和工控机触摸屏配合实现运行速度的调节和设定，并保存在系统中，实现需要变速场合的舞台机械控制基于欧姆龙PLC的风力发电机组变桨距系统       图6为变桨距功率调节部分的梯形图程序。100.08是启动功率调节命令，当满足功率调节条件时，继电器100.08由0变为1；D2100存放的是发动机额度功率与实际功率的偏差，当偏差ΔP满足-10kW《ΔP《10kW时将0赋给D2100；60.07为1时即功率偏差为负值，D2100中的功率偏差按一定比例进行缩放，并通过LMT指令限位输出到比例阀，输出的小值对应-4.1V电压；若继电器60.07为0，即功率偏差为正值，将D2100的值通过SCL3指令按比例系数缩放，并通过LMT指令输出到比例阀，输出的电压大值为1.8V。4结束语　　采用OMRON公司的CJ1M系列PLC作为大型风力发电机变桨距系统的控制器，已经在广东南澳岛的国外某风电公司型变桨距风力机上作了实验。在现场的实验记录表明，采用这种PLC控制系统可以使风力机安全运行，在出现停机故障时可以迅速顺桨停机；运行时满足功率优的原则，在额定风速之下时桨距角保持在3°不变，在高风速时能够根据输出功率调整桨距角的位置，使输出功率维持在550kW左右，在高风速阵风时，功率波动不超过额定功率的10%，满足设计要求。由于变桨距系统中采用了PLC作为控制器，使得该系统仅用简单的软件程序就完成了复杂的逻辑控制，而且抗干扰能力强，性能可靠基于欧姆龙PLC的风力发电机组变桨距系统3变桨控制器的设计　　3.1系统的硬件构成　　本文实验中采用国外某风电公司风力发电机组作为实验对象，其额定功率550KW，采用液压变桨系统，液压变桨系统原理图如图３所示。从图３中可以看出，通过改变液压比例阀的电压可以改变进桨或退桨速度，在风力机出现故障或紧急停机时，可控制电磁阀J-B闭合、J-A和J-C打开，使储压罐1中的液压油迅速进入变桨缸，推动桨叶达到顺桨位置（90°）。　　图3 液压变桨距控制系统原理图　　本系统中采用OMRON公司的CJ1M系列PLC。发电机的功率信号由高速功率变送器以模拟量的形式（0～10V对应功率0～800KW）输入到PLC，桨距角反馈信号（0～10V对应桨距角0～90°）以模拟量的形式输入到PLC的模拟输入单元；液压传感器1、2也要以模拟量的形式输入。在这里选用了4路模拟量的输入单元CJ1W-AD041；模拟量输出单元选用CJ1W-DA021，输出信号为-10V～+10V，将信号输出到比例阀来控制进桨或退桨速度；为了测量发电机的转速，选用高速计数单元CJW-CT021，发电机的转速是通过检测与发电机相连的光电码盘，每转输出10个脉冲，输入给计数单元CJW-CT021。　　3.2系统的软件设计　　本系统的主要功能都是由PLC来实现的，当满足风力机起动条件时，PLC发出指令使叶片桨距角从90°匀速减小；当发电机并网后PLC根据反馈的功率进行功率调节，在额定风速之下保持较高的风能吸收系数，在额定风速之上，通过调整桨距角使输出功率保持在额定功率上。在有故障停机或急停信号时，PLC控制电磁阀J-A和J-C打开，J-B关闭，使得叶片迅速变到桨距角为90°的位置。　　风力机起动时变桨控制程序流程如图4所示。当风速高于起动风速时PLC通过模拟输出单元向比例阀输出1.8V电压，使叶片以0.9°/s的速度变化到15°。此时，若发电机的转速大于800r/min或者转速持续一分钟大于700r/min，则桨叶继续进桨到3°位置。PLC检测到高速计数单元的转速信号大于1000r/min时发出并网指令。若桨距角在到达3°后2分钟未并网则由模拟输出单元给比例阀输出-4.1V电压，使桨距角退到15°位置。　　图4风力机起动变桨控制程序流图　　发电机并上电网后通过调节桨距角来调节发电机输出功率，功率调节程序流程图如图5所示。当实际功率大于额定功率时，PLC的模拟输出单元CJ1W-DA021输出与功率偏差成比例的电压信号，并采用LMT指令使输出电压限制在-4.1V（对应变桨速度4.6°/s）以内。当功率偏差小于零时需要进桨来增大功率，进桨时给比例阀输出的大电压为1.8V（对应变桨速度0.9°/s）。为了防止频繁的往复变桨，在功率偏差在±10kW时不进行变桨。　　图5变桨调功程序流程图　　在变桨距控制系统中，高风速段的变桨距调节功率是非常重要的部分，若退桨速度过慢则会出现过功率或过电流现象，甚至会烧毁发电机；若桨距调节速度过快，不但会出现过调节现象，使输出功率波动较大，而且会缩短变桨缸和变桨轴承的使用寿命。会影响发电机的输出功率，使发电量降低。在本系统中在过功率退桨和欠功率进桨时采用不同的变桨速度。退桨速度较进桨速度大，这样可以防止在大的阵风时出现发电机功率过高现象。刚刚写完这个题目，就觉得有点问题。对于水处理设备，我是熟悉的，但是技术达人的称号，实在是不敢当。但是参加活动，咱们自然要根据活动要求来做，于是有了上面这个题目，且当抛砖引玉，期待同行有好的佳作。　　水处理是个大行业，也是个朝阳行业，更是一个对人民有益的行业。大的水处理工程，造价千万或过亿，也是常事，其中的自动化设备或产品，也算得上种类繁多。对于咱工控人来说，熟悉一下其中的仪器仪表，通讯组态等等，还是很有意义的。　　笔者给大家呈现的不是什么大的水处理工程，而仅仅是一套水处理设备。设备使用方为马来西亚，户外使用，采用的是集装箱式的超滤系统。整个系统的外观如下图。虽然说设备不大，但是其中的电气控制部分还是很有代表性的。其中的技术点有以下部分。1、子程序的调用　　由于工艺原因决定了设备需要分16个流程进行，正好对于咱16进制的数据，因此采用123…..CDF的步骤分别进行子程序的调用。正常工作流程为1-2-3-4-5-1，循环进行，当达到设定的要求后，启动6-F的工作流程，对应的子程序被调用。程序框架如下。子程序定义和返回如下：2、模拟量处理及PID调试　　水处理行业中的模拟量一般就是压力，liuliang，液位等仪器仪表的信号处理了。标定一下测量范围，对应的仪器仪表设置正确，一般都会正常使用。如果统一管路中有对应的物理仪表，那就更好了。可以方便的校对我们的电气仪表，使他们做到数据统一。　　PID的调试一直是个饱受争议的话题。技术牛人们会觉得这个东西没什么，自己可以轻松搞定。而新手小白又无从下手，看了好多资料依旧是不能调试好，影响了设备的稳定运行。　　我自己也曾经找过网上的很多资料。比如各种口诀，还有各参数对系统的影响等等。终也在同行便宜的帮忙下入了门。　　PID的调节，重要的是参数。这里要推荐一下欧姆龙的PID自整定功能，这个指令可以根据实际工况，调整PID参数到合适的数值，使系统能够尽快稳定下来。如下图为带自动调节的PID控制。这个指令使用的过程中要注意数据范围的统一，不在规定范围的数据，需要用转换指令变为合理的数据，用到的指令如下：程序的编制可以参照如下的实例：3、欧姆龙的自由口通讯　　由于现场的使用环境比较恶劣，不能人工值守，所以我们系统里面加了一套优盘记录数据的仪表。欧姆龙PLC通过自由口发送数据至这台数据记录仪，当需要查看的时候，取下优盘，可以查看PLC在过去一定时间内，经历了哪些报警，liuliang，压力等数据是多少。下图为数据记录仪：仪表只是被动的接收，所以PLC只要根据情况实时发送就行。命令如下：后记：　　集装箱内部施工过程中：集装箱内部：空调、配电柜、电源箱　　设备发至马来西亚，PLC源程序移交给当地工程师。反馈回来的信息是，触摸屏为英文操作，可以看懂，但是PLC程序中文的注释为乱码，打开也看不懂意思。抱歉了当地现场的工程师。在此提醒，国外的设备，不仅触摸屏是要搞英文操作，程序好也是英文注释，方便交流和理解。