江西西門子S7-300代理商           江西西門子S7-300代理商

潯之漫智控技術(shù)有限公司  上海詩慕自動化設備有限公司
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西門子PLC,西門子觸摸屏，西門子數(shù)控系統(tǒng)，西門子軟啟動，西門子以太網(wǎng)
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　　2.2控制要求

　　以塘橋泵站為設施對象，進行整個泵站的自動化監(jiān)控和管理的改造。

　　①改造泵站的水泵控制開關柜，使之具有就地和遠程控制的功能。

　　②改造泵站的功率因素補償柜，能實現(xiàn)就地自動補償和遠程電網(wǎng)監(jiān)控。

　　③改造泵站的變壓器房對于變壓器A，B，C三相溫度進行遠程顯示，高溫報警等功能；

　　④建立泵站的控制室，對泵站實施三級控制，在控制室內(nèi)設置自動化監(jiān)控操作臺和信號處理柜。

　　⑤采用SIEMENS的S7-300系列PLC，對整個泵站實現(xiàn)自動化監(jiān)控 ，水泵將根據(jù)泵的狀態(tài) ，水位，雨量，電網(wǎng)狀況，閘門位置等工況自動投切。

　　⑥通過對水位差的檢測，提示或自動投切除污機。

　　⑦采用高性能的10英寸真彩LCD觸摸式顯示屏，對整個泵站進行動態(tài)監(jiān)控管理，故障報警，工況記錄和報表打印。

　　⑧預留通信接口，可通過電話線路或DDN網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)進行區(qū)域監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳送。

　　3.硬件系統(tǒng)構(gòu)成

　　根據(jù)以上要求，我們開發(fā)研制了下述這套塘橋泵站自動化監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見圖2。 主要 的配置如下。

　　3．1 PLC配置

　　泵站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的PLC采用SIEMENS的S7-300系列。根據(jù)系統(tǒng)要求 ，PLC總體配置如下：

　　①中央處理模塊（CPU）：選用CPU314，內(nèi)存RAM擴展到64K。

　　②數(shù)字量輸入模塊（DI）：選用SM321,共8塊（16點/塊）。處理128點輸入信號。

　　③數(shù)字量輸出模塊（DO）：選用SM322,4塊為16點/塊，4塊為8點/塊。處理96點輸出信號。

　　④模擬量輸入模塊（AI）：選用SM331,共3塊（8點/塊）。處理24點輸入信號。

　　⑤通信模塊：選用CP340,共2塊，1塊為RS232接口，1塊為RS485接口。

　　PLC采用了四個框架，在RTU信號柜內(nèi)有三個，其中一個為備用擴展框架；另一個在操作臺內(nèi)，通過IM361擴展連接，這樣簡化了接線，大大地提高可靠性。

　　3．2觸摸屏配置

　　觸摸屏采用了日本DIGTAL公司的570 HMI（當時SIEMENS還沒有此類HMI）來 實 現(xiàn)上述要求。HMI是以RS232接口與PLC的CP340連接，采用SIEMENS的3964R的協(xié)議完成 通信。

　　3．3電網(wǎng)監(jiān)控配置

　　電網(wǎng)監(jiān)控采用法國SOCOMEC公司的DIRIS M型的電量監(jiān)控器，可檢測三相四線制的相電壓，線電壓，相電流，零線電流，有功無功功率，功率因素，頻率及相應的值。監(jiān)控器以RS485接口采用MODBUS協(xié)議與PLC的CP340連接，傳送電網(wǎng)監(jiān)控數(shù)據(jù)。因為泵站是采用雙路電網(wǎng)進線，故應用了兩套電量監(jiān)控器，分別安裝兩側(cè)進線柜上。

　　其他的裝置的信號都是通過數(shù)字量或模擬量點出點入與PLC連接。

　　4．軟件監(jiān)控實現(xiàn)

　　塘橋泵站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的軟件主要有兩部分：PLC監(jiān)控軟件和觸摸屏圖控軟件。 PLC監(jiān)控 軟件由幾大模塊組成。

　　4．1系統(tǒng)檢測和故障處理模塊

6GK7243-1EX01-0XE0 通訊處理器 CP243-1，用于將 SIMATIC S7-22X 連接至工業(yè)以太網(wǎng)；FTP 客戶端通訊；HTTP 服務器；FTP 服務器； 客戶端

1.1 引言
自動化領域的當前發(fā)展主流趨勢是基于PLC集成的解決方案。在實現(xiàn)若干復雜工藝功能和運動控制的應用中，基于PLC的機電一體化1）解決方案得到了迅速的推廣，它既能為用戶提供更加靈活和更加效能的機械設備，也能大大地節(jié)約制造成本。因此，機電一體化的理念正逐漸地貫徹到越來越多的項目規(guī)劃和產(chǎn)品設計中。
在機電一體化方案中，注重運動控制的工藝功能在自動化系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。西門子的Technology CPU（或稱T CPU）實現(xiàn)了在一個SIMATIC CPU中集成工藝和運動控制功能，它不僅可*地執(zhí)行開環(huán)控制和運動控制的任務，而且能*集成在SIMATIC產(chǎn)品家族和TIA（Totally Integrated Automation，全集成自動化）環(huán)境之中。
作為新的SINAMICS驅(qū)動家族的一員，SINAMICS S120是滿足機器和工廠框架中高性能要求的模塊化驅(qū)動系統(tǒng)。S120提供了高性能的單軸和多軸驅(qū)動，憑借其擴展性和靈活性，可廣泛應用在眾多行業(yè)。

1）機電一體化（Mechatronics），結(jié)合了機械工程、計算機技術(shù)和電子技術(shù)的綜合性學科，常用于制造業(yè)的設計和開發(fā)工作。

1.2 Technology CPU產(chǎn)品介紹
目前西門子提供了三款T CPU（如圖1）供用戶選擇：315T-2DP、317T-2DP和317TF-2DP。CPU 315T-2DP/CPU 317T-2DP應用在運動控制和標準控制相結(jié)合的典型應用中；CPU317TF-2DP除了包含了以上兩款產(chǎn)品的所有功能，還提供了額外的故障安全功能，可應用在標準控制、運動控制和安全相關控制相結(jié)合的綜合應用之中。

圖1 T CPU產(chǎn)品家族

T CPU包括以下部分：

• SIMATIC CPU 31x-2DP  電 話：（同號）
• 符合PLCopen認證的運動控制功能
• 工藝組態(tài)（工藝對象、軸組態(tài)、工藝工具等）

系統(tǒng)提供預編程的符合PLCopen認證的功能塊簡化了用戶的編程工作。STEP 7選件包S7-Technology可用于對所有的工藝功能進行編程和調(diào)試。
T CPU可同時處理多達32個（對于315T-2DP）或64個（對于317T（F）-2DP）工藝對象。
更多T CPU產(chǎn)品信息請參考支持中心提供的相關網(wǎng)頁。

1.3 SINAMICS S120產(chǎn)品介紹
Sinamics S120 是西門子公司推出的全新的集 V/F、矢量控制及伺服控制于一體的驅(qū)動控制系統(tǒng)，它不僅能控制普通的三相異步電動機，還能控制同步電機、扭矩電機及直線電機。其強大的定位功能將實現(xiàn)進給軸的、相對定位。內(nèi)部集成的 DCC(驅(qū)動控制圖表)功能，用 PLC 的 CFC 編程語言來實現(xiàn)邏輯、運算及簡單的工藝等功能。
S120分為兩種，AC/AC（單軸驅(qū)動器）和DC/AC（多軸驅(qū)動器）。
更多S120產(chǎn)品信息請參考支持中心提供的相關網(wǎng)頁。

2. 準備

2.1 環(huán)境要求

2.1.1 本文檔所述實例基于以下硬件環(huán)境：
• PS307 5A                         6ES7307-1EA00-0AA0
• CPU 317TF-2DP             6ES7317-6TF14-0AB0
• SIMATIC MMC 8M        6ES7953-8LP11-0AA0
• SIMATIC Field PG M3    6ES7715-1BB23-0AA1
• PROFIBUS電纜
• 其他S7 300模塊（如果有，如DI、DO等）
• S120 Training Case           6ZB2480-0BA0，

圖2 S120 Training Case

包括：
（1）CU320 6SL3040-0MA00-0AA1
（2）非調(diào)節(jié)型電源模塊5kW 6SL3130-6AE15-0AA0
（3）雙電機模塊3A 6SL3120-2TE13-0AA0
（4）同步電機（1FK7022-5AK71-1AG3），通過SMC20（6SL3055-0AA00-5BA1）接增量型編碼器（2048,Sin/Cos，1Vpp）
（5）同步電機（1FK7022-5AK71-1LG3），通過DRIVE-CLIQ接值編碼器（512 ppr，EnDat）
（6）CompactFlash Card 6SL3054-0CG01-1AA0

2.1.2 本文檔所述實例基于以下軟件環(huán)境：
• Window XP SP3
• STEP 7 V5.5 SP2
• S7 Technology V4.2 SP1
• S7 Distributed Safety V5.4 SP52)

2）如需使用故障安全功能，則需要此軟件。

2.2 任務

6ES7318-3EL00-0AB0

CPU319-3 PN/DP, 1.4MB

 單臺泵選擇開關設置在手動檔的泵預抽空運行。

　　⑦泵的啟動和停止要延時依次投入和退出。

　　⑧泵的基本聯(lián)鎖條件：A.一級故障，電源故障禁止所有泵運行；B.泵電機故障，泵啟動柜故障禁止對應泵運行；C.泵的不同運行要附合上述泵啟動柜，操作臺之間的正確設置；D.水位聯(lián)鎖。

　　⑨當滿足上述不同聯(lián)鎖條件，泵可進入手動，檢修,預抽空或自動運行。

　　⑩在泵自動運行時,要根據(jù)水位點和水位區(qū)來確定需運行的泵數(shù)；判斷能投入自動組態(tài)的泵是否滿足上述要求，如不滿足，則故障報警；如可組態(tài)的泵多于所需投入運行的泵，則依據(jù)這些泵運行時間累計數(shù)小的泵投入運行。隨著水位降低，逐步退出當前運行時間長的泵。

　　4．3數(shù)據(jù)處理和人機界面處理

　　①數(shù)據(jù)統(tǒng)計：泵啟動柜交流接觸器動作計數(shù)；泵運行時間累計；泵站排水量累計；降雨量累計；用電量累計。

　　②數(shù)據(jù)設置：水位值，水位差值和流量值設置；變壓器的溫度和瓦斯值設置；雨量值設置；泵電機的溫度和震動值設置；電力參數(shù)設置；防盜有效與否設置。

　　③與觸摸式顯示屏的數(shù)據(jù)通信：觸摸式顯示屏采用工業(yè)級人機介面。主要完成下列任務：泵站運行監(jiān)控；故障報警,記錄和排除提示；參數(shù)設置；模擬鍵盤操作；數(shù)據(jù)記錄處理；工藝曲線顯示；工況模擬顯示；泵站概貌顯示。

　　④打印機打印處理：故障隨機打印；運行狀態(tài)打印；參數(shù)設置打印；工作報表打印；動態(tài)曲線打印；設備狀態(tài)打印；數(shù)據(jù)統(tǒng)計打印；顯示屏幕打印。