6ES7317-7TK10-0AB0技术参数

近年来，由于国际市场上石化产品的竞争日趋激烈，国内石化行业的许多厂家已开始向产品的多样化、添加剂材料和配方的高科技化迈进。我们针对石化产品生产工艺的特点，我公司与北京久思亿软件公司联合开发了计算机与QPLC的集成控制系统。

1、系统组成

计算机与QPLC集成控制系统由生产系统和非生产系统二部分组成。生产系统主要由微型机、 PLC、执行机构及现场仪表等部分组成。非生产系统主要由工艺流程模拟显示屏、质量检查系统、管理信息系统等部分组成。通过计算机与PLC集成控制系统，将润滑油厂的各生产车间、附属部门以及总厂厂部联成了密不可分的整体，从而*大限度地利用了信息资源。

2、系统功能

为满足用户提出的技术要求和现场的工况，此控制系统的设计具有以下功能：

1）.根据用户提出的技术要求，按照添加剂配方的比例**地配制生产各种型号的石化产品，并且通过微型机和现场PLC控制系统实现整个生产过程的自动化。

2）.通过计算机软件，实现生产现场的动态监控。

3）.在现场生产中，为提高整个控制系统的**性，在执行机构上均设计了局部反馈功能。

4）.当系统出现压力报警或油面报警时，一方面通过PLC程序实现自动停车，在控制间的操作人员可以立即听到报警信号，及时采取相应措施。

5）.在中央控制室设置了1个大屏幕模拟显示屏，在屏幕上不仅可以显示总厂所有管道线路，而且能够动态显示油的液位、流向，让高层管理人员从宏观上掌握全厂的生产状况。

3.、硬件设计

在本系统中，工业现场控制是核心，而工业现场控制主要由QPLC系统完成，所以如何合理有效地使用PLC技术就成了设计的关键。PLC的特点是控制可靠，编程简单，但程序内存不大，不能进行非常复杂的编程;而石化产品的特点是生产工艺复杂，产品型号繁多，往往1条生产线就能够生产几十种型号的产品。这就形成了一对矛盾。如果设计时采用常规的PLC控制系统，那么1条生产线就需要20几台PLC基本模块和A/D转换模块。投资巨大，为了减少投资和增强控制的可靠性，在PLC控制系统的硬件配置上进行了多项创新。

以润滑油生产线为例，在润滑油生产车间，有搅拌温度、添加剂温度、输油泵压力、油罐的液面等共计32路模拟信号需要检测。如果按常规设计，需要8块Q64AD模块。为减少投资，设计了多路开关切换电路，只用2块Q64AD模块就完成了全部功能。Q64AD模块的多路开关切换电路的设计实质上是通过1个多路开关控制Q64AD模块分别去完成搅拌温度检测、添加剂温度检测、输油泵压力检测及油罐液面检测4项功能，其中多路开关的4个转换触点接PLC的输出触点，由PLC编程控制。这个多路开关切换电路简单实用，而且节省了大量投资，实践证明，该电路在控制精度上完全满足用户的需要。

4、软件设计

在计算机与PLC集成控制系统的软件设计中，也采用了许多新的设计思想。

仍以润滑油生产车间为例，按照用户提出的72种润滑油的生产工艺和技术要求，如果用常规方法编程，需要12个CPU模块。为节约投资，我们充分利用PLC的文件寄存器，用逐项查表的方法编写了1个72种润滑油的通用程序，用1个CPU模块带2台PLC功能模块的方式完成了过去需要12台PLC才能实现的功能。

5、结束语

控制系统采用了先进的系统集成的设计思想，该系统在工业现场控制方面，尤其在PLC控制方面，独树一帜，以其卓越的控制功能和良好的性能价格比，赢得了用户的广泛赞誉

1、系统组成

2、系统功能

为满足用户提出的技术要求和现场的工况，此控制系统的设计具有以下功能：

2）.通过计算机软件，实现生产现场的动态监控。

3）.在现场生产中，为提高整个控制系统的**性，在执行机构上均设计了局部反馈功能。

3.、硬件设计

4、软件设计

在计算机与PLC集成控制系统的软件设计中，也采用了许多新的设计思想。

5、结束语

1 引言  

近年来，随着我国自动化技术的提高，工厂自动化也上了一个新台阶。可编程逻辑控制器（PLC）作为一个从八十年代发展起来的新兴的工业控制器，是自动控制、计算机和通讯技术相结合的产物，是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备。PLC以其体积小、功能齐全，价格低廉，可靠性高等方面具有独特的优点，在各个领域获得了广泛应用。  

洪门水电厂是一个投产30多年老电厂，原有的自动化设备无法满足安全生产的需要。溢洪道是水电厂*重要的水工建筑物之一，因此对于该建筑物日常运行维护特别重要，消力池排水廊道自动抽水系统的更新改造正是为了满足这要求。考虑到水工建筑物自然环境因素，根据可靠性第一，选用性价比较高的产品的原则，我们重点对AB、GE、三菱、OMRON（欧姆龙）、MODICON（莫迪康）、SIEMENS（西门子）等公司的PLC系列产品进行了综合的比较、选择，*后选用了三菱公司的产品，这是因为三菱公司产品除具有上述优点外，还具有维护方便及操作简单直观易掌握的特点。PLC采用三菱 FX2N-48MR+2A/D+2D/A,主要负责水位的数据采集，控制潜水泵的启动/停止等。同时选用了一台三菱5.7寸触摸屏，主要负责参数显示和修改参数以及显示详细的故障信息等。  

2 系统结构  

洪门水电厂溢洪道消力池排水廊道排水系统主要由三部分组成。①一级堰廊道自动排水系统；②二级堰廊道自动排水系统；③人机对话系统。其中主控制系统安装在二级堰廊道它由水位变送器、液位开关、可编程控制器、接触器、控制开关等构成。除具有现地控制功能外，还具有通过远方的液晶触摸显示器完成水位检测、实时显示、传感器整定、实时控制、保护等功能。一级堰廊道只安装了水位变送器和接触器等水泵起动设备。液晶触摸屏也就是人机对话系统安装在溢洪道维护人员的办公地点，离主控中心有100米左右。  

3 各部分工作元器件特性

3.1 PLC  

PLC（FX2N-48MR）是整个控制系统的核心控制部件，其丰富齐备的控制运算指令、优越的性能、现场编程调试的方便已使其成为深受现场技术人员欢迎的控制设备。主要性能指标为：24点输入/24点继电器输出，内置8000步RAM可使用存储盒，运算速度为1.52цs～数100цs/步（应用指令）；其输出接点的*大负载为80VA或100KW，输出接点的寿命为20VA/300万次，35VA/100万次，80VA/20万次。  

3.2 2A/D及2D/A  

FX2N-2A/D转换模块用于接收水位变送器输出的4～20 mA电流信号，并将其变为PLC程序可用的十进制数。（即将模拟量转换成数值量）FX2N-2D/A转换模块用于将PLC运算得到的控制量数值转换为-10V～+10V电压信号，通过RS485或RS422接口连接将电流模拟量信号输入到远方监控系统。  

3.3液位变送器和液位开关  

液位变送器采用高精度、高可靠性美国麦克产品，型号为MPM426W液位开关 采用台湾凡宜LTB产品，当水位达到设定值时，给可编程一个动作信号。  

3.4 触摸屏  

作为一种新型的人机界面，从一出现就受到关注，它的简单易用，强大的功能及优异的稳定性使它非常适合用于工业环境。用户可以自由地组合文字，按钮，图形，数字等来处理或监控管理随时可能变化的信息。随着工业设备的飞速发展，以往的操作界面需由熟练的操作员才能操作，无法提高效率。但使用人机界面，能明确指示并告知操作员机器设备目前的状况，使操作变得简单生动。使用触摸屏，还可以使机器配线标准化、简单化，同时也能减少PLC控制所需的I/O点数，降低生产成本，也相对提高整套设备的附加价值。本系统选用三菱公司的GOT930触摸屏，它和三菱PLC有很好的通用性，能在线监视并修改程序，不必很麻烦的重复插拔接口。

4 本装置系统实现的主要功能  

4.1具有三种运行方式:自动、手动和退出，采用操作把手手动切换。  

4.2在“自动”运动方式下，根据液位开关（或液位变送器）提供的液位信号启动和停止潜水泵；在“手动”运行方式下，可以直接通过手动操作把手起动/停止潜水泵。在“退出”运行方式下，自动和手动操作均不起作用。  

4.3自动定时切换各潜水泵间的主用/备用状态，也可以人为进行切换各泵间的主用/备用状态。  

4.4采用发光二极管指示装置的运行状态和系统故障。  

4.5采用液晶显示屏来进行参数显示（如：水位等）和修改参数（如：水泵启动和停止水位整定值、水泵切换时间参数、）以及显示详细的故障信息。  

4.6具有故障报警功能，报警信息包括：电源故障、水泵故障、变送器故障、水位过高、水位过低、PLC故障等。  

4.7具有自检功能和较强的容错能力。  

4.8控制电源采用交直流两路输入的UPS电源。  

4.9具有通信联网功能，将报警信号和模拟量信号等传送到远方计算机监控系统。  

5 软件设计  

根据溢洪道消力池排水廊道排水系统控制的要求，利用三菱公司PLC丰富的指令编制控制程序，并结合现场调试及优化控制程序的原则，本控制系统主要有以下几个控制程序模块。   

5.1 二级堰廊道自动排水控制过程  

5.1.1当两台水泵处于“自动”状态时，若液位开关达到“水位高”位置时，主用水泵起动；若液位开关达到“水位过高”或“水位很高”位置时，备用水泵也起动，并且同时发出“水位过高”告警信号。  

5.1.2当液位开关低于“水位低”位置时，所有运行的水泵都停止工作；若“水位过低”时，除水泵停止运行外，还发“水位过低” 告警信号。  

5.1.3当PLC发出某台水泵的运行指示后2秒内该台水泵的磁力起动器未动作，则该台水泵主/备用状态改变至备用状态，并同时发出告警信号。  

一、概述

在现代工业控制系统中，PLC和变频器的综合应用*为普遍。比较传统的应用一般是使用PLC的输出接点驱动中间继电器来控制变频器的启动、停止或是多段速，采用PLC加D/A扩展模块控制变频器的频率。采用D/A扩展模块控制变频器的频率时，容易受到模拟量信号的波动和因距离不一致而造成的模拟量信号衰减不一致的影响，使整个系统的工作稳定性和可靠性降低。从经济的角度来考虑，当需要控制多台变频器时，如果采用D/A扩展模块，成本将是使用RS-485通讯的多倍，例如：一块FX2N-2DA（两路模拟量输出模块）价格在1000元以上，而一块FX2N-485BD（FX系列的485通讯板）价格在200元左右。而使用RS-485通讯控制，很容易实现多变频器之间的同步和比例联动运行。该系统具有成本低、信号精度高（可达变频器*高分辨率）、传输距离远、抗干扰性强等特点。

二、系统配置

胶辊机械控制系统共使用3台变频器，分别控制行走小车，主轴，挤出机的速度。要求分为自动/手动控制，触摸屏界面为开机界面手动、自动和手动/自动选择四个界面；自动状态时通过在触摸屏上选择不同的比例来控制3台变频器的频率和起停；手动状态时可以单独操作三台变频器的正反转和频率。

三、系统硬件组成和连接

根据该系统的控制要求，选用以下器件

1、PLC选用日本三菱公司FX1N-14MR；

2、PLC485通讯扩展板FX1N-485-BD（同变频器作通讯用）；

3、触摸屏为WEINVIEWMT5005.7寸256色触摸屏；

4、触摸屏同的PLC连接电缆；

5、变频器采用我公司自主研发的正弦SINE303系列变频器，具有低频转距大，带载能力强，保护功能完善等特点；

四、触摸屏控制界面示意图

五、通讯协议

正弦变频器内置标准RS-485通讯接口，其通讯协议格式如下表：

协议格式解释

数据包头：02H（数据包头的起始字节）

从机地址：变频器为从机，变频器的本机地址即为PLC通讯的从机地址，由变频器的参数设定（主机为工控计算机或PLC可编程序控制器等）。

状态代码：从机变频器的状态代码。即参数设定状态、运行状态、停车状态、故障状态和工厂测试状态。

状态代码：主机发送的命令代码，对从机进行相应的操作，如点动、启动、停车、读数据、写数据、清除故障等。。

数据地址：即变频器功能代码的地址（通讯）编号。

数据信息：数据信息的定义，范围：0-32000。无小数点，如：若功能代码内容为10.00，发送的数据为1000，若为50.0则为500。发送方式：先发高字节，再发低字节，将数据信息双字节的高4位和低4位拆分并转换为ASCII码，先高后低发送。

异或校验：数据含义：数据帧从机地址至数据信息的异或结果。既第2字节第3字节异或的结果与，再与第4字节异或，以此类推至第13字节。处理结果：当校验结果小于等于1FH，则校验结果加20H。

数据包尾：03H（数据包的结束字节）

（从机地址、状态代码、状态代码、异或校验的发送方式：将命令代码的高4位和低4位拆分并转换为ASCII码，先高后低发送）

六、变频器参数设定

1、控制小车的变频器

F0.05=1F0.04=1（端子控制，RUN端子ON/OFF控制正转/停止，F/R端子控制反转/停止）。

F0.06=2（485计算机输入有效），F5.28=1（本机通讯站号设为1#）

2、控制主轴的变频器

F0.06=2（485计算机输入有效），F5.28=2（本机通讯站号设为2#）

3、控制小车的变频器

F0.06=2（485计算机输入有效），F5.28=3（本机通讯站号设为3#）

七、小结

采用PLC同变频器通讯，具有接线简单，控制精度高，成本低等特点，特别适合对多台变频器的同步、比例联动以及对变频器频率精度要求比较高的场合。