汕头西门子模块代理商
是西门子S5-115U,该套污水装置从1994年投入生产,至今该套系统已经连续运行十多年,按照西门子公司提供的产品元件更换周期,大部分元件(如:I/O卡,通讯卡等)均已经超过使用寿命,部分元件已出现明显老化现象,由于PLC故障引发的生产事故近年不断增加,有时会给环境带来一定的影响;原污水控制系统有部分余量,这些年来随着一些技改技措,增加了许多监视、控制点,原富余点已经基本利用上,再有新的改造或增加监视控制点已基本没有位置,这样为污水装置今后技改技措的发展带来一定的难度。还有由于该型号产品已经淘汰,备件产量较少,价钱比较高且采购周期长。
前段时间操作站与PLC通讯的通讯卡出现故障,不能通讯,加之工控机的硬盘也发生故障,工艺人员只能到现场手动操作控制现场的工况,故决定马上进行升级改造该套控制系统。经过综合考虑决定控制系统采用西门子S7-400,监控系统采用西门子WINCC监控软件,使操作安全、便捷。
2.控制系统硬件配置方案
由于PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。采用以S7-400为核心的控制系统使系统更加安全、可靠易操作、易管理、易维护,可以进行优化控制和先进控制。从价格因素考虑,改造用的的PLC控制系统可以利旧使用污水车间原来限制下来的一套控制系统,不用从新购置S7-400的硬件设备,大大节省了资金,日后维护、检修的费用都较低。
经过对该套装置的控制点数统计以及对复杂回路、联锁回路的分析决定,改造后系统由一个主机架(CPU机架)和扩展机架构成,
其中数字量输入模板为6ES7 421-1BL00-0AA0,DI32*24VDC,
数字量输出模板为6ES7 422-1BL00-0AA0,DO32*24VDC/0.5A,
模拟量输入模板为6ES7 431-1BL00-0AB0,AO8*13Bit;
模拟量输出模板为6ES7 432-1HF00-0AA0,AO8*13Bit;
PLC系统供电由一个20A的SIEMENS电源提供,以保证系统良好运行。
系统硬件组态结构如图一、图二、图三:
系统硬件组态结构如图一
系统硬件组态结构如图二
系统硬件组态结构如图三
3.控制系统软件配置方案
本系统在软件上用STEP7 V5.3用于PLC的编程和硬件及网络的组态;控制室上位机采用DELL产品,系统软件采用bbbbbbS2000,人机界面采用WINCC完成组态,中空可以完成开、停车及控制的所有操作,上位机CRT显示装置开停车状态、压力、温度、液位、等参数,显示报警状态、历史趋势图、调节阀开关状态,并具有报表打印功能。
4.控制系统网络结构及网络协议配置
本系统S7400主机架和其它机架ET200M以及触屏采用PROFIBUS-DP总线连接。PLC与上位机的通讯采用MPI网,通过主机架上的网卡连接,便于以后的网络扩展。CPU上的MPI(多点接口)用于和编程器以及其他的CPU通讯。
控制系统S7-400网络组态如图四所示:
图四控制系统S7-400网络组态图
5.此次改造的难点
软件上需要将S5-115U程序转换为S7-400的程序,一开始尝试用软件的方式将S5-115U程序转换为S7-400的程序,但转换出来的程序S7-400不能识别,没有成功,软件编写只能重新自己编写,地址需要重新定义,工期特别紧,只给了半个月的工期,工作量比较繁重。
10、综合故障监控系统
因其是全场的污水处理装置是核心生产设备,它的安全运行至关重要,其运行参数如压力、温度、液位、分析参数等必须严格监控,否则会对环境造成影响,有必要设置综合故障监控系统。
需要指出是,上述控制系统不是孤立的,它们应该相互联系起来,才能实现整个系统的协调控制。为了使该系统安全可靠,主要选用AB、SIEMENS和HONEYWELL等国际公司的产品作为系统硬件,将所有的监控点和控制回路组态成画面,组成较DCS更灵活、经济,速度更快、更安全可靠的控制系统;具备参数监视、历史记录、各控制回路调节、报警联锁、联锁切除、工作点运行状态显示:故障分析提示、与上位机通讯、自诊断(包括线路诊断)以及各种打印功能等。PLC控制和手动控制双重控制系统,即在PLC断电或不能正常工作的情况下,用手动控制系统来操纵主要系统阀门,保证污水的安全运行。
6.系统构成特点
安全可靠,系统机柜内的220V交流电源和24V直流电源都接入UPS电源,外部电源故障断电后可维持40分钟不间断供电,不会对PLC系统供电产生影响。
组态方便,可在线修改。工程师站和操作员站即可进行离线编程组态和流程图修改,也可进行在线编程组态,并采用软连接的方式对组态控制方案进行动态显示和模拟操作。所有组件可在线插拔,在线增减I/O卡件,在线修改控制组态并下装及在线修改流程图并下装。
易于维护性:组态专有功能块可对各个部件进行测试,诊断和维护,一旦卡件损坏,系统检测到以后立即以声光报警形式报警并启动打印机打印设备名称、故障类别及发生时间等。故障设备也有发光二极管亮灯提示,维护人员可及时处理。
7.结束语
该套控制系统经调试后机组于2008年7月一次开车成功运行至今,S7-400 PLC控制系统运行良好,人机界面直观,流程图美观大方,运行设备的启动条件和停机联锁一目了然,操作简单方便,控制系统合理、可靠获得了操作和管理人员的一致认可,控制系统的硬件配置和软件组态体现了很高的性价比。由上述可见当今高性能的PLC完全可以完成顺序控制、复杂回路控制和运算功能,方式灵活,安全可靠。有着广泛的应用前景
1968年,美国通用汽车公司(GM)根据市场形势与生产发展的需要,提出了“多品种、小批量、不断翻新汽车品牌型号”的战略。要实现这个战略决策,依靠原有的工业控制装置显然不行,而必须有一种新的工业控制装置,它可以随着生产品种的改变,灵活方便地改变控制方案以满足对控制的不同要求。
1969年,的美国数字设备公司(DEC)根据GM的功能要求,研制出了这种新的工业控制装置,并在GM公司的一条汽车自动化生产线上运行取得成功。由于这种新型工业控制装置可以通过编程改变控制方案这一特点,以及专门用于逻辑控制的情况,人们称这种新的工业控制装置为可编程序控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC。
从1968年到现在,PLC经历了四次换代:
代PLC大多用一位机开发,用磁芯存储器存储,只有逻辑控制功能。
第二代PLC产品中存储器换成了8位微处理器及半导体,PLC产品开始系列化。
随着高性能微处理器及位片式CPU在PLC中大量使用,第三代PLC产品的处理速度大大提高,从而促使它向多功能及联网通信方向发展。
第四代PLC产品不仅全面使用16位、32位高性能微处理器,高性能位片式微处理器,RISC(Reduced instruction set computer)精简指令系统CPU等CPU,在一台PLC中配置多个处理器,进行多通道处理。大量内含微处理器的智能模板的出现,使得第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器。同一时期,由PLC组成的PLC网络也得到飞速发展。
PLC与PLC网络成为工厂企业中的工业控制装置,由PLC组成的多级分布式PLC网络成为CIMS(computer-integrated manufacturing system)系统不可或缺的基本组成部分。人们高度评价PLC及其网络的重要性,认为它是现代工业自动化的三大支柱之一。
中国可编程序控制器的发展与国际上的发展有所不同,国际上可编程序控制器的发展是从研制、开发、生产到应用,而我国则是从成套设备引进、可编程序控制器引进应用、消化移植、合资生产到广泛应用。其发展历程大致可划分为三个阶段:
一、可编程序控制器的初级认识阶段(70 年代后期到 80 年代初期)
国际上可编程序控制器的发展,引起了国内工程技术界的极大兴趣,我国对可编程序控制器的认识始于70 年代后期到 80 年代初期的成套设备引进中,当时的上海宝钢一期工程中有多项工程引进了十几种机型约200 多台可编程序控制器。这些可编程序控制器用于原料码头到高炉、轧钢、钢管等整个钢铁冶炼以及加工生产线上,取代了传统的继电器逻辑系统,并部分取代了模拟量控制和小型 DDC 系统。继宝钢一期工程后,国内许多厂家陆续引进的设备和生产线大都配备了可编程序控制器,其应用范围包括电站、石油化工、汽车制造、港口和码头等各领域。正是在成套设备引进过程中,我们打开了眼界,了解认识了可编程序控制器,这也促进了可编程序控制器在我国的发展。
二、可编程序控制器的引进应用和消化移植阶段(80 年代初期到90年代初期)
80年代初期开始,随着我国改革开放的不断深入,在成套设备引进的国外原装的可编程序控制器开始涌入。许多部门和单位相继引进可编程序控制器并自己设计组成控制系统,其应用范围也扩大到建材、轻工、煤炭、水处理、食品、制药、造纸、橡胶和精细化工等工业领域。
随着应用能力的提高和市场需求的扩大,一些部门和单位本着技贸结合、消化移植的方针,一方面进行二次开发和应用研究,一方面也在引进可编程序控制器的生产线,建立生产可编程序控制器的合资企业,积极开发自己的产品。
国内也开始研制可编程序控制器产品,当时在上海、北京、西安、广州、长春等地有约 20 多家科研单位、大专院校和工厂都在研制和生产可编程序控制器,但由于缺乏资金和后续研究力量、生产技术相对落后,只能停留在实验室阶段,没能投入实际应用和形成工业化生产。
三、可编程序控制器的广泛发展阶段(90 年代初期到现在)
进入90年代后,由于政府的重视、应用的更加广泛、研制开发生产取得成果的激励,我国的可编程序控制器进入了广泛发展阶段。
近10年来,随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大,越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制。目前国产PLC厂商众多,主要集中于台湾、北京,浙江、江苏和深圳,台湾的品牌有:永宏、台达、盟立、士林、丰炜、智国、台安。 大陆有和利时、淅大中控、淅大中自、信捷等一些品牌。
当然,由于种种原因,国产品牌的plc在国内plc市场份额所占比例很小,一直没有形成产业化规模,中国目前市场上95%以上的plc产品来自国外公司。目前中国plc市场上欧美公司在大、中型PLC领域占有优势,日本公司在小型plc领域占据十分重要的位置,韩国和中国台湾的公司在小型plc领域也有一定市场份额。那么国内PLC市场上应用多的PLC品牌有哪些呢?我们就做一个盘点。
罗克韦尔(AB)
contrologix
Controllogix基于LOGIX平台。是AB的主流产品,适用于大型系统。
compactlogix
Controllogix 基于LOGIX平台。CompactLogix为紧凑型多功能控制器,适用于中小型控制系统,典型的应用包括设备级别的控制应用。