西门子6ES7511-1CK01-0AB0现货供应

　　一、控制水平：满足工艺要求的热备系统。系统可以实现全自动控制，要求通过可编程控制器和上位计算机实现。

　　系统范围：整个系统所有的设备、仪表、电机、阀门等控制对象。

　　二、污水处理系统总要求

　　1．处理水量：Q≥400m³/h（其中工业污水：310 m³/h，生活污水：75 m³/h）

　　　2．含油 ： ≤300ppm

　　　3．供水方式：连续供水

　　　4．控制方式：全自动控制

　　三、工艺流程

　　1． 污水处理工艺流程：

　　 混凝剂

　　污水来水格栅调节池污水**泵气浮池中间水池1污水**泵

　　 混凝剂

　　澄清池中间水池2 污水**泵无阀滤池清水池

　　2．污泥处理工艺流程：

　　脱水剂

　　气浮池、澄清池来污泥污泥池污泥**泵污泥浓缩器污泥螺杆泵带式压滤机泥饼外运

　　四、控制系统概述

　　1．自动控制系统

　　本污水处理工程的控制系统采用开放式的射线式结构，主要由MCC柜、西门子PLC及中国台湾研华工控机组成

MCC柜安装在废水车间里，上位机、PLC柜放在中央控制室内。MCC柜将动力回路连接到设备，在MCC柜上可以实现对所有控制对象的现场手动控制。PLC柜里安装了控制系统的核心部分---PLC（可编程控制器），能实现整个系统的全自动控制。上位机是工业级计算机，通过以太网交换机与PLC交换数据，实施系统的远程监视和控制功能。系统中的水箱液位，水泵压力 ，阀门位置，水泵运行、故障等信号，都通过控制电缆一一对应至PLC的输入端。其中电动阀门开、关到位，水泵运行、故障信号等为数字量，水箱液位、**计等连续变量为4-20mA模拟量。全系统共设有298个数字输入点、44个模拟输入点、146个数字输出点、4个模拟输出点。

　　2．PLC控制系统

　　该系统的重要部分是PLC控制系统，它的好坏将关系到整个系统的成败，因此本系统的PLC主要选用的是西门子S7-400H系列模块，它是西门子提供的新冗余PLC，由于它是SIMATIC S7家族的一员，这意味着S7-400H拥有所有SIMATIC S7具有的**性。（需要补充）

　　根据工艺和业主的要求，PLC控制系统采用的是主、从站结构，由一个主站、三个从站和一个PC站（上位机）组成。用S7-400H系列模块做主站，S7-300系列模块作从站，主站通过PROFIBUS总线电缆和接口模块与从站通讯，这样的构架既保证了PLC系统的**性又为用户节省了成本。主站是由一个支持冗余的底板和两套S7-400H系列电源模块、CPU模块、以太网模块组成，模块支持热插拔。从站是ET200M站，ET200M是在工业现场经常使用的PROFIBUS DP分布式从站，ET200M从站由一个有源总线模板的导轨、2个IM153接口模块、若干块S7-300系列的模块（PS电源模块、I/O模块、CP通讯模块、FM功能模块）组成，从站的模块也支持热插拔。（需要补充）

　　2．1系统要求：

　　系统可利用率不低于 99.9%。

　　系统精度：输入信号为±0.1%(高电平), ±0.2%(低电平)；输出信号为±0.2%。

　　抗干扰能力：共模电压为250V；共模抑制比90dB；差模电压为60V；差摸抑制比为60dB。

　　数据库刷新周期≤1s。

　　CRT画面刷新周期≤1s(复杂画面≤2s)。

　　CRT画面及数据对键盘指令响时间≤1s。

　　从键盘发出操作指令到通道板输出或返回信号从通道板输入至CRT上显示的总时间为2.5s。

　　控制器工作周期，模拟量控制≤0.25s；开关量控制≤0.1s。

　　忙时，控制器CPU负荷率≤60% ，操作员站CPU负荷率≤40%。

　　内部存储器占用容量≤50%，外部存储器占用容量≤40%。

　　I/O点裕量为15%。I/O卡槽裕量为15%。

　　 PLC内部通讯总线的负荷率≤30%。

　　电气模拟量输入采样周期≤50ms, 非电气模拟量输入采样周期≤200ms，开关量采样周期≤100ms。

　　2．2硬件配置：

　　（1）配备有一个主机架，主机架上有电源模块 PS 407 10A 2块、CPU模块 CPU 414-4H 2块、以太网模块 CP 443-1 2块。CPU模块具有大型的程序存储容量，考虑了40%的备用量，存贮器采用闪存（FLASH RAM）技术；模块上有PROFIBUS-DP主/从接口，可以配置成分布的自动化结构，易于今后的系统扩展。过程控制、监视和用所需的故障诊断等，所有功能设置于可编程控制器内。这些功能包括下列内容: 实时钟和日历、继电器和锁存继电器、过渡触点、计时器、计数器、算术运算、逻辑功能、移位寄存器等。智能化的诊断功能连续监控系统工作是否正常，并记录错误和特殊系统事件。

　Modbus地址实际上分为两种情况即plc作Modbus主站，Modbus地址和PLC手册里的地址一与PLC作从站，PLC不用管什么Modbus地址。
　　Modbus地址实际上分为两种情况。下面以西门子S7-200/S7-200SMART为例来说明：
　　种情况：PLC作Modbus主站，Modbus地址和PLC手册里的地址一致，例如作主站的S7-200的MBUS_MSG指令用于向Modbus从站发送请求消息，和处理从站返回的响应消息。要读取从站（另一台S7-200）的I0.0开始的地址区时，它的输入参数Addr（Modbus地址）为10001。S7-200从站保持寄存器的V区起始地址为VB200时，要读取从站VW200开始的V存储区时，保持寄存器的地址是40001。
　　第二种情况：PLC作从站，PLC不用管什么Modbus地址，等着主站来读写它的地址区就是了。
　　主站的计算机软件（例如dcs或组态软件）的编程人员需要编写实现Modbus通信的程序，首先需要确定ModbusRTU的报文结构。他们一般不熟悉PLC，因此PLC的编程人员往往需要和上位机软件的编程人员一起来讨论Modbus的报文结构。
　　容易出问题的就是报文里Modbus地址与PLC存储区地址的对应关系。曾经有工作人员做过的一个系统的上位机是专用的组态软件，通过分析GEPLC手册给出的CRC的循环异或计算实例每一步的中间数据，编写出了CRC计算的C语言程序。通过实验验证了Modbus报文结构和CRC的计算的可行性。
　　S7 PLC手册给出的Modbus地址与Modicon公司和GE公司PLC使用的地址相同，是基于1的地址，即同类元件的首地址为1。而西门子plc采用的是基于0的地址，即同类元件的首地址为0。Modbus报文中西门子PLC的Modbus地址也采用基于0的地址。
　　PLC系统手册中的Modbus地址的高位用来表示地址区的类型，例如I0.0的Modbus地址为10001。因为地址区类型的信息已经包含在报文的功能码中了，报文中S7-200的I0.0的Modbus地址不是10001，而是0。报文中其他地址区的Modbus地址也应按相同的原则处理。例如当S7-200从站保持寄存器的V区起始地址为VB200时，VW200对应的保持寄存器在报文中的Modbus地址为0，而不是40001。

plc常见的输入设备有按钮、行程开关、接近开关、转换开关、拨码器、各种传感器等，输出设备有继电器、接触器、电磁阀等。正确地连接输入和输出电路，是保证PLC安全可靠工作的前提。
1、PLC与主令电器类设备的连接
图1是与按钮、行程开关、转换开关等主令电器类输入设备的接线示意图。图中的PLC为直流汇点式输入，即所有输入点共用一个公共端COM，同时COM端内带有DC24V电源。若是分组式输入，也可参照图下图的方法进行分组连接。

图1 PLC与主令电器类输入设备的连接
2、 PLC与旋转编码器的连接
旋转编码器是一种光电式旋转测量装置，它将被测的角位移直接转换成数字信号（高速脉冲信号）。因些可将旋转编码器的输出脉冲信号直接输入给PLC，利用PLC的高速计数器对其脉冲信号进行计数，以获得测量结果。不同型号的旋转编码器，其输出脉冲的相数也不同，有的旋转编码器输出A、B、Z三相脉冲，有的只有A、B相两相，简单的只有A相。

图2 旋转编码器与PLC的连接
如图2所示是输出两相脉冲的旋转编码器与FX系列PLC的连接示意图。编码器有4条引线，其中2条是脉冲输出线，1条是COM端线，1条是电源线。编码器的电源可以是外接电源，也可直接使用PLC的DC24V电源。电源“-”端要与编码器的COM端连接，“+ ”与编码器的电源端连接。编码器的COM端与PLC输入COM端连接，A、B两相脉冲输出线直接与PLC的输入端连接，连接时要注意PLC输入的响应时间。有的旋转编码器还有一条屏蔽线，使用时要将屏蔽线接地。
3、 PLC与传感器的连接
传感器的种类很多，其输出方式也各不相同。当采用接近开关、光电开关等两线式传感器时，由于传感器的漏电流较大，可能出现错误的输入信号而导致PLC的误动作，此时可在PLC输入端并联旁路电阻R，如图3所示。当漏电流不足lmA时可以不考虑其影响。

图3 PLC与两线式传感器的连接

式中：I为传感器的漏电流（mA），UOFF为PLC输入电压低电平的上限值（V），RC为PLC的输入阻抗（KΩ），RC的值根据输入点不同有差异。
4、PLC与多位拨码开关的连接
如果PLC控制系统中的某些数据需要经常修改，可使用多位拨码开关与PLC连接，在PLC外部进行数据设定。如图4所示，为一位拨码开关的示意图，一位拨码开关能输入一位十进制数的0～9，或一位十六进制数的0～F。

图4 一位拨码开关的示意图
如图5所示，4位拨码开关组装在一起，把各位拨码开关的COM端连在一起，接在PLC输入侧的COM端子上。每位拨码开关的4条数据线按一定顺序接在PLC的4个输入点上。由图可见，使用拨码开关要占用许多PLC 输入点，所以不是十分必要的场合，一般不要采用这种方法。

图5 4位拨码开关与PLC的连接
5、PLC与输出设备开关的连接
PLC与输出设备连接时，不同组（不同公共端）的输出点，其对应输出设备（负载）的电压类型、等级可以不同，但同组（相同公共端）的输出点，其电压类型和等级应该相同。要根据输出设备电压的类型和等级来决定是否分组连接。如图6所示以FX2N为例说明PLC与输出设备的连接方法。图中接法是输出设备具有相同电源的情况，所以各组的公共端连在一起，否则要分组连接。图中只画出Y0-Y7输出点与输出设备的连接，其它输出点的连接方法相似。

图6 PLC与输出设备的连接
6、 PLC与感性负载的连接
PLC的输出端经常连接的是感性输出设备（感性负载），为了抑制感性电路断开时产生的电压使PLC内部输出元件造成损坏。因此当PLC与感性输出设备连接时，如果是直流感性负载，应在其两端并联续流二极管；如果是交流感性负载，应在其两端并联阻容吸收电路。如图6-10所示。

图7 PLC与感性输出设备的连接
图中，续流二极管可选用额定电流为1A、额定电压大于电源电压的3倍；电阻值可取50~120Ω，电容值可取0.1~0.47μF，电容的额定电压应大于电源的峰值电压。接线时要注意续流二极管的极性。
7、PLC与七段LED显示器的连接
PLC可直接用开关量输出与七段LED显示器的连接，但如果PLC控制的是多位LED七段显示器，所需的输出点是很多的。

图8 PLC与两位七段LED灯显示器的连接
如图8所示，电路中，采用具有锁存、译码、驱动功能的芯片CD4513驱动共阴极LED七段显示器，两只CD4513的数据输入端A～D共用PLC的4个输出瑞，其中A为低位，D为高位。LE是锁存使能输入端，在LE信号的上升沿将数据输入端输入的BCD数锁存在片内的寄存器中，并将该数译码后显示出来。如果输入的不是十进制数，显示器熄灭。LE为高电平时，显示的数不受数据输入信号的影响。显然，N个显示器占用的输出点数为P=4＋N。
如果PLC使用继电器输出模块，应在与CD4513相连的PLC各输出端接一下拉电阻，以避免在输出继电器的触点断开时CD4513的输入端悬空。PLC输出继电器的状态变化时，其触点可能抖动，因此应先送数据输出信号，待该信号稳定后，再用LE信号的上升沿将数据锁存进CD4513。