化工儀器網(wǎng)
詳細(xì)介紹
西門子6ES7518-4AP00-0AB0*自有相應(yīng)的控制室且相距較遠(yuǎn)，給操作和管理帶來了不便。因此，在產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量方面都需要得到進(jìn)一步提高，在現(xiàn)有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不變的條件下，進(jìn)行自動(dòng)化改造可以滿足上面目的。
本文給出了基于PLC并且針對水泥工業(yè)上不同種類秤混合配料的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)已經(jīng)投入使用，實(shí)踐證明此系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、穩(wěn)定性好、運(yùn)行可靠。
2 配料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
避免啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流，電機(jī)采用變頻啟動(dòng)方式，從變頻器的輸出端得到逐漸上升的頻率和電壓。啟動(dòng)前變頻器要復(fù)位。
變頻調(diào)速:根據(jù)供水管網(wǎng)流量、壓力變化自動(dòng)控制變頻器輸出頻率，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)和水泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。如設(shè)備的輸出電壓和頻率上升到工頻仍不能滿足供水要求時(shí)，PLC發(fā)出指令1號泵自動(dòng)切換到工頻電源運(yùn)行，待1號泵*退出變頻運(yùn)行，對變頻器復(fù)位后，2號泵投入變頻運(yùn)行。
多泵切換:根據(jù)恒壓的需要，采取無主次切換，即“先開先停”的原則接入和退出。在PLC的程序中，通過設(shè)置變頻泵的工作號和工頻泵的臺(tái)數(shù)，由給定頻率是否達(dá)到上限頻率或下限頻率來判斷增泵或減泵。在用水量較小的情況下，采用輔助泵工作。
為了避免一臺(tái)泵長期工作，任一泵不能連續(xù)變頻運(yùn)行超過3小時(shí)。當(dāng)工頻泵臺(tái)數(shù)為零，有一臺(tái)運(yùn)行于變頻狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，當(dāng)達(dá)到3小時(shí)時(shí)，變頻泵的泵號改變，即切換到另一臺(tái)泵上。當(dāng)有泵運(yùn)行于工頻狀態(tài)，或輔助泵啟動(dòng)時(shí)，計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)并清零。
故障處理:能對水位下限，變頻器、PLC故障等報(bào)警。PLC故障，系統(tǒng)從自動(dòng)轉(zhuǎn)入手動(dòng)方式。
3 PLC控制電路
系統(tǒng)采用S7-200PLC作下位機(jī)。S7-200PL
本文設(shè)計(jì)的配料控制系統(tǒng)是雙層式結(jié)構(gòu)，類似一個(gè)小型的DCS系統(tǒng)。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。上層是在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)監(jiān)視管理；下層通過PLC完成配料及負(fù)荷控制。西門子PLC中的S7-200系列可以滿足多種多樣的自動(dòng)化控制需求。S7-200系列不僅穩(wěn)定可靠而且還具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、強(qiáng)大的指令，使得其可以近乎*的滿足小規(guī)模的控制系統(tǒng)要求。 
圖2 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖
根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場布局，系統(tǒng)是由2套西門子PLC S7-200和一臺(tái)工控機(jī)構(gòu)成；
因?yàn)楹俗映涌刂剖液推С涌刂剖揖嚯x較遠(yuǎn)，所以之間采用RS 485總線進(jìn)行通訊；
因?yàn)樗鄰S配料系統(tǒng)中數(shù)據(jù)量較大，實(shí)時(shí)性要求較高，所以PLC采用自由口通訊，自己定義通訊格式；
考慮整個(gè)配料系統(tǒng)的可靠性和安全性，讓S7-200_1 作為主站，主要負(fù)責(zé)7路核子秤的配料控制，讓S7-200_2作為從站，負(fù)責(zé)5路皮帶秤的配料控制，上位機(jī)作為從站，主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)監(jiān)控和管理。
3.自由口通信實(shí)現(xiàn)
S7-200 CPU內(nèi)部集成的PPI通訊接口為用戶提供了強(qiáng)大的通訊功能。PPI接口的電氣特性為RS485，可在三種方式下工作：
（1） PPI方式
（2） MPI方式
（3） 自由通訊口方式
本系統(tǒng)采用自由通訊口方式，自由口通訊是通過用戶程序可以控制S7-200 CPU通訊口的操作模式，利用自由口模式，可以實(shí)現(xiàn)用戶定義的通訊協(xié)議連接多種智能設(shè)備。通過使用接受中斷、發(fā)送中斷、發(fā)送指令（XMT）和接受指令（RCV），用戶程序控制通訊口的操作，通過SMB30（通訊口0）允許自由口模式，而且只有在CPU處于RUN模式時(shí)才能允許。當(dāng)CPU處于STOP模式時(shí)，自由口通訊停止，通訊口轉(zhuǎn)換成正常的PPI協(xié)議操作。PPI通訊協(xié)議是西門子專為S7-200系列PLC開發(fā)的一個(gè)通訊協(xié)議，可通過普通的兩芯屏蔽雙絞線電纜進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。波特率可選。
S7-200使用STEP-7 MicroWin基本編程軟件，因?yàn)闇y點(diǎn)數(shù)量較多，功能相對比較復(fù)雜，所以程序中大量使用子程序和中斷，采用結(jié)構(gòu)化編程。由于PLC采用自由口通訊，所以需要用戶自己定義數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，PLC通訊初始化子程序梯形圖：
上位機(jī)軟件采用了Borland公司出品的基于WINOOWs平臺(tái)的軟件開發(fā)工具C++ Builder 6.0，作為當(dāng)前受歡迎的R&D開發(fā)工具，C++ Builder 6.0具有以下優(yōu)點(diǎn)：
VCL可視組件庫是當(dāng)前為功能完備和高效的WINOOWs基礎(chǔ)類庫之一。提供對WINOOWs系統(tǒng)平臺(tái)上開發(fā)所需的*支持。
基于C＋＋這樣一種面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言。帶有快速C語言編譯器。
基于組件設(shè)計(jì)和可視化的開發(fā)環(huán)境。
基于組件的設(shè)計(jì)思路，豐富的屬性配置和事件驅(qū)動(dòng)的方法提供了快速開發(fā)WINOOWs應(yīng)用程序的途徑。
豐富的數(shù)據(jù)庫組件提供對各種不同西門子6ES7518-4AP00-0AB0*類型的數(shù)據(jù)庫的全面支持。*特色的BDE數(shù)據(jù)庫引擎提供多種數(shù)據(jù)庫的訪問支持。
4 結(jié)束語
該系統(tǒng)經(jīng)過現(xiàn)場的運(yùn)行，結(jié)果令人滿意，系統(tǒng)顯示畫面豐富、直觀，現(xiàn)場運(yùn)行可靠，不僅各項(xiàng)指標(biāo)滿足技術(shù)要求，同時(shí)系統(tǒng)的效益也有很大提高，主要表現(xiàn)在管理成本的降低、崗位的縮減、系統(tǒng)檢修周期的延長和檢修費(fèi)用的降低等。
另外，隨著PLC技術(shù)水平的提高，其計(jì)算能力、響應(yīng)速度、聯(lián)網(wǎng)能力、靈活性和可維護(hù)性已經(jīng)達(dá)到或超過了傳統(tǒng)的DCS，性能價(jià)格比有了更大的提高，從而
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