6ES7214-1HG40-0XB0西门子可编程控制器
、项目简述
目前，热水锅炉只是利用计算机监测热水锅炉运行参数，热水锅炉运行要人工进行手动进行调节，而要真正实现热水锅炉的自动控制，只利用计算机远程监控远远不够，它一方面不可能使热水锅炉在较高的效率下运行，另一方面也不可能达到真正节能目的。
中煤金海洋能源有限公司马营矿井位于山阴县西北马营乡马营村南，东南距山阴县城约36km，该锅炉房位于马营煤业园区内。选用两台SZL7-AⅡ型燃煤热水锅炉和一台SZL4.2-AⅡ型燃煤热水锅炉。采暖期二台7MW锅炉运行，非采暖期一台4.2MW锅炉运行。如下图所示，
该系统由可编程控制器、变频器、鼓风机、引风机和水泵电机、传感器等构成。以南大傲拓NA400系列可编程控制器为核心，一方面通过操作台与PLC通讯，接收管理者的控制命令。另一方面与各变频器进行通信，分别对鼓风机、引风机、循环泵和补水泵等进行启停控制和电机的转速设定，操作人员也随时可以通过操作台，了解现场每台锅炉的运行状况，对风机、水泵等电机进行启停控制。
二、系统配置与说明
本系统包括配电系统、PLC控制系统、现场就地箱、上位机监控系统及传感器系统等组成。系统框图如下图所示。
2.1 配电系统
实现对现场鼓风机、引风机、炉排、循环泵、补水泵、上煤系统、软化水及传感器等设备供电。
配电柜如下图所示。
配电柜
2.2 PLC控制系统
采用南大傲拓公司*先进的NA-400系列控制系统和工业以太网作为锅炉房的自动化系统硬件平台。PLC控制系统实现对锅炉现场温度、压力、流量采集和对现场设备进行实时控制。
锅炉控制系统网络拓扑图如下图所示。
现场PLC柜如下图所示。
NA400冗余PLC柜
2.3 现场操作箱
完成现场对锅炉进行手动控制。通过现场的“就地/远程”切换按钮，当旋钮选择为“就地”方式时，就可以在就地状态下，对锅炉设备进行就地启动和停止。
2.4 上位机监控系统
上位机由一台操作员站和一台工程师站组成。下图所示现场设备图片。
上位机监控系统
主要画面包括
①工艺流程主界面
②手动操作界面
③历史报表查询
2.5 传感器系统
实现对压力（锅炉炉膛负压、省煤器出水压力、省煤器入水压力、锅炉出水压力、鼓风机出口压力、除尘器出口负压等）、温度(炉膛温度、省煤器入水水温、省煤器出水水温、供水总温度、回水总管温度等)、流量（供水总管流量、回水总管流量、补水流量、软化水流量等）实时监测
二、详细说明
首先，根据机器安全****ISO 13849-1“安全相关控制部分的系统设计方法 (SRP/CS)”，对应的国家标准GB/T 16855.1 2008中的规定，先对机器所有风险进行评估，评定出PLr (Perbbbbance Level re整个安全系统所需要的安全等级)，再进行安全设计，通过对使用元器件的安全性能等级的评定，来确定*终安全系统的PL等级，*终看是否达到了PLr的要求。具体流程如下图所示：
展开来说：
第一步 进行PLr的评定
其中a是低风险，e是高风险
根据上述三个条件，*终确定这个工位危险所要做的安全防护需要达到的操作性能等级PLr.(Perbbbbance Level re)，每种安全功能都要有各自的PLr来对相应的危险进行防护。
第二步 安全回路设计
评定完PLr之后，就针对不同的危险及其危险程度进行安全回路的设计，包括输入元件(急停，双手按钮，安全光幕，安全光栅，安全门锁等)，控制单元(控制器等)，输出元件(继电器，接触器，阀等)。
第三步 计算总的PL
针对不同的安全功能，计算出整个安全回路总的PL，看*终的结果是否大于等于PLr, 如果满足要求，即是一个合适的安全设计。如果不满足要求，需要重新进行设计或者更改一些元器件使系统总的PL大于等于PLr。
如果基于PL的元件结合一系列的控制系统SRC/PS，则总的PL也能够计算并考虑到以下:
a) 使用元件的*低性能等级 (PL low)
b) PL元件和元件的数量 = N low
下表给出一个简单的方法来评估整个系统可以达到的PL
即整个系统要达到某个PL值，整个系统每个元件的PL值至少都要大于等于这个值。
Sample：假设一个系统的*低性能等级为PLc, 一共有4个元件，则整个系统的PL值为PLb;如果一个系统*低性能等级为PLd,一共有3个元件，则整个系统的PL值为PLd。
三、简单举例
假设一个工位有机器人来取料，然后进入其他工位进行别的操作，人需要经常进出机器人取料的地方放置工件。
首先评定PLr 由于机器人打到人会造成重伤，所以选择S2，由于操作工需要频繁进入这个危险区域，因此选F2，如果机器人打过来，如果速度比较慢，根据操作工的熟练程度以及反应，是可以逃离这个危险的，选择P1, *终PLr=PLd。
这样，根据总系统PL 简易估算表，安全设计需要使用输入和控制元件都需要至少PLd 以上的元件才可以。
由于普通可编程控制器的PL 等级是不会超过PLc，因此，整个系统的安全等级是不能满足PLr=PLd 的要求，因此是不符合安全标准的设计，必须使用PLd 以上的安全控制器。
至于单个元件的操作性能等级PL，有些可以从元件的参数表内找到，例如安全光幕，安全扫描仪，安全PLC 等。而有些元件是要通过计算来得到的，例如接触器，安全继电器模块等。
其中，子系统的PL 值可以通过SISTEMA 软件进行计算和评估并生成相应的报告
