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西門子SM421數(shù)字量模塊32輸入
西門子產(chǎn)品訂貨號(hào)：6ES7421-1BL01-0AA0

西門子產(chǎn)品價(jià)格：98  RMB

西門子產(chǎn)品凈重：0.370 Kg

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概述

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族功能zui為強(qiáng)大的 PLC。它可以成功實(shí)現(xiàn)全集成自動(dòng)化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個(gè)用于制造業(yè)和過程工業(yè)系統(tǒng)解決方案的自動(dòng)化平臺(tái)，其主要特點(diǎn)是具有模塊化的結(jié)構(gòu)并擁有性能儲(chǔ)備。

S7-400

• 中端到性能范圍內(nèi)功能強(qiáng)大的 PLC
• 可滿足要求極為苛刻的任務(wù)的解決方案
• 模塊和各種性能等級(jí) CPU 可針對(duì)具體自動(dòng)化任務(wù)進(jìn)行調(diào)整
• 可實(shí)現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)，適用十分靈活
• 連接方便
• *通信和聯(lián)網(wǎng)功能
• 操作方便，設(shè)計(jì)簡單，不含風(fēng)扇
• 任務(wù)增加時(shí)可順利擴(kuò)展
• 多重計(jì)算：
  多個(gè) CPU 在一個(gè) S7-400 *控制器中同時(shí)運(yùn)行。
  多重計(jì)算功能可對(duì) S7-400 的總體性能進(jìn)行分配。例如，可將復(fù)雜的技術(shù)任務(wù)（如開環(huán)控制、計(jì)算或通信）進(jìn)行拆分并分配給不同的 CPU?？梢詾槊總€(gè) CPU 分配自己的 I/O。
• 模塊化：
  通過功能強(qiáng)大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口，可實(shí)現(xiàn)許多大量通信線路的高性能操作。例如，這樣可以擁有一條用于 HMI 和編程任務(wù)的通信線路、一條用于高性能等距運(yùn)動(dòng)控制組件的通信線路和一條“正常”I/O 現(xiàn)場(chǎng)總線。另外，還可以實(shí)現(xiàn)額外需要的與 MES/ERP 系統(tǒng)或 Internet 的連接。
• 工程組態(tài)和診斷：
  結(jié)合使用 SIMATIC 工程組態(tài)工具，可極為高效地對(duì) S7-400 進(jìn)行組態(tài)和編程，尤其對(duì)于采用高性能工程組件的廣泛自動(dòng)化任務(wù)。為此，可以使用高級(jí)語言（如 SCL）以及用于順序控制、狀態(tài)圖和工藝圖的圖形化組態(tài)工具。

S7-400H

• 具有冗余設(shè)計(jì)的高可用性自動(dòng)化系統(tǒng)。
• 用于具有很高故障安全要求的應(yīng)用：
  重新啟動(dòng)成本很高、停產(chǎn)代價(jià)高昂、幾乎不需要監(jiān)視且維護(hù)選項(xiàng)較少的過程。
• 冗余設(shè)計(jì)的功能
• 提高 I/O 的可用性：切換式 I/O 配置
• 也可使用具有標(biāo)準(zhǔn)可用性的 I/O：單側(cè)配置
• 熱后備：發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切換到備用設(shè)備。
• 包含 2 個(gè)單獨(dú)機(jī)架或一個(gè)分隔式*機(jī)架的配置
• 通過冗余 PROFIBUS DP 或系統(tǒng)冗余 PROFINET I/O 來連接切換式 I/O。

S7-400F/FH

• 故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)，適用于具有很高安全要求的工廠
• 符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）
• 如果需要，也可通過冗余設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)
• 不對(duì)安全相關(guān) I/O 進(jìn)行額外接線
• 通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 實(shí)現(xiàn)安全通信
• 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
• 適用于非安全相關(guān)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)模塊也可以在自動(dòng)化系統(tǒng)中使用
• 隔離模塊用于在一個(gè) ET 200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標(biāo)準(zhǔn)模塊。

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PLC5/SLC500 在小方坯連鑄控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1　引言

　　小方坯連鑄機(jī)2004年與煉鋼轉(zhuǎn)爐配套建設(shè)，是將鋼水澆鑄成小方坯材的工藝設(shè)備，共分八流。自動(dòng)化控制核心選用了ROCKWELL公司的PLC5/SLC500系列平臺(tái)，通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為DH+網(wǎng)，它具有穩(wěn)定性好、擴(kuò)展性強(qiáng)、軟硬件功能優(yōu)及人機(jī)界面友好的特點(diǎn)，與上位機(jī)構(gòu)成了一個(gè)集中管理、分散控制、全流程生產(chǎn)的連鑄計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

2　小方坯連鑄工藝簡介

　　轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)出來的鋼水經(jīng)過精煉爐精煉以后，需要將鋼水鑄造成不同類型、不同規(guī)格的鋼坯。小方坯連鑄主要設(shè)備包括回轉(zhuǎn)臺(tái)、中間包，結(jié)晶器、拉矯機(jī)等。其原理是將裝有精煉好鋼水的鋼包運(yùn)至回轉(zhuǎn)臺(tái)，回轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到澆注位置后，將鋼水注入中間包，中間包再由水口將鋼水分配到各個(gè)結(jié)晶器中去。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的核心設(shè)備之一，它使鑄件成形并迅速凝固結(jié)晶。拉矯機(jī)與結(jié)晶振動(dòng)裝置共同作用，將結(jié)晶器內(nèi)的鑄件拉出，經(jīng)冷卻、電磁攪拌后，切割成一定長度的小方坯。

3　設(shè)計(jì)思想

　　設(shè)備控制級(jí)按照工藝控制功能要求和分散控制的設(shè)計(jì)思想，配置如下：連鑄公共設(shè)施部分（如大包、液壓站等）采用一套PLC5控制；8流連鑄鑄流部分每流包括儀控部分（從結(jié)晶器至出坯輥道全線及結(jié)晶器液位和流量控制、二冷水流量控制等）各采用一臺(tái)SLC500 控制，八流共八臺(tái)，以保證當(dāng)任*設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，不影響其它七流的正常工作；切割部分（包括出坯一切、二切）采用兩臺(tái)SIMATIC S7-300系列 PLC控制；連鑄事故水包鑄流熱裝熱送采用一臺(tái)SLC500控制，大包水口A站、B站各采用一臺(tái)SLC500 PLC控制，PLC之間通過DH+網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3.1 系統(tǒng)硬件配置

　　控制系統(tǒng)硬件配置主要包括：14個(gè)控制站、2個(gè)操作站和1個(gè)工程師站，它們之間通過DH+網(wǎng)組成總線型拓樸結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)安裝終端電阻。具體見圖1。

圖1 小方坯控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

3.2 操作站硬件配置

　　操作站主機(jī)采用研華工控機(jī)，型號(hào)IPC-610P4-30HC/ P4 2.4GB/DDR 256MB/HDD 80GB/64MB VGA/52X CD-ROM/1.44MB FDD/Keyboard+Mouse，配19″彩顯。其中兩臺(tái)工控機(jī)放在主控室，供崗位人員控制生產(chǎn)工藝，在線進(jìn)行各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)設(shè)定、控制參數(shù)修改及配水表數(shù)據(jù)的下裝等；另一臺(tái)工控機(jī)作為工程師站，主要供工程技術(shù)人員對(duì)整個(gè)自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)維護(hù)、控制參數(shù)修改和故障排查。三臺(tái)工控機(jī)均配置1784-KTX通信卡與PLC通信。

3.3 控制站硬件配置

　　控制站由連鑄公共部分控制站、1流至8流小方坯連鑄鑄流共8個(gè)控制站、連鑄事故水包控制站、連鑄一切二切控制站、鑄流熱裝熱送控制站、連鑄大包水口A站、大包水口B站控制站等十四個(gè)控制站組成。

　　(1)公共部分控制站為ROCKWELL公司 PLC5系列產(chǎn)品，具體配置見表1。

表1公共部用PLC5清單

　　(2)8流連鑄鑄流控制站均為ROCKWELL公司 SLC5系列產(chǎn)品，具體配置見表2。

表2鑄流控制站用SLC5清單

　　(3)一切二切控制站為SIEMENS公司S7-300系列產(chǎn)品，具體配置見表3。

表3二切控制站用S7-300清單

　　因該崗位使用利舊設(shè)備，獨(dú)成系統(tǒng)，未與其它PLC進(jìn)行通訊。

　　(4)熱裝熱送控制站為ROCKWELL公司 SLC5系列產(chǎn)品，具體配置見表4。

表4 熱裝熱送控制站用SLC5清單

　　(5)大包水口控制站為ROCKWELL公司 SLC5系列產(chǎn)品，具體配置見表5。

表5大包水口控制站用SLC5清單

　　(6)事故水控制站為ROCKWELL公司 SLC5系列產(chǎn)品，具體配置見表6。

表6 事故水控制站用SLC5清單

3.4 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

　　本系統(tǒng)采用總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，各個(gè)PLC控制站使用屏蔽DH+網(wǎng)線作為通信介質(zhì)，通過CPU模板上的接口接入DH+網(wǎng)。操作站通過1784-KTX網(wǎng)卡連接到DH+網(wǎng)上。站與站之間通過1770-SC站連接器連接，在網(wǎng)絡(luò)的首、尾兩端加裝終端電阻。DH+網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為115.2Kbps，各站之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和交換。

　　PLC5主機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架之間使用1771-CP1電纜作為通信介質(zhì)，SLC500 PLC主機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架之間使用1746-C9電纜線作為通信介質(zhì)。兩者均通過DH+接口，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)通信。

4　應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)
　應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)包括PLC程序編制、操作員站和工程師站上位畫面組態(tài)及網(wǎng)絡(luò)通信配置等部分。

4.1 程序編制

　　編程軟件采用ROCKWELL 的RSlogix5和RSlogix500標(biāo)準(zhǔn)軟件包。小方坯連鑄工程項(xiàng)目程序?qū)?yīng)上述控制器由十三個(gè)子項(xiàng)目組成。每個(gè)子項(xiàng)目使用梯形圖等結(jié)構(gòu)化的編程語言實(shí)現(xiàn)控制、顯示、計(jì)算功能，程序內(nèi)容包括系統(tǒng)初始化、參數(shù)量程變換、參數(shù)監(jiān)視、設(shè)備控制及異常情況處理等。

4.2 上位畫面組態(tài)

　　上位畫面組態(tài)基于Windows 2000+SP4操作系統(tǒng)，采用ROCKWELL公司的RSview32軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)過程的監(jiān)視、控制及報(bào)警，內(nèi)容包括畫面設(shè)計(jì)、過程數(shù)據(jù)庫建立、節(jié)點(diǎn)配置、監(jiān)控軟件功能塊、趨勢(shì)記錄以及報(bào)警記錄等。

4.3 網(wǎng)絡(luò)通信配置

　　網(wǎng)絡(luò)通信采用RSLinx通訊軟件，設(shè)置相應(yīng)各控制站的1784-KTX網(wǎng)卡的設(shè)備類型、網(wǎng)絡(luò)站名、站地址、中斷請(qǐng)求、通訊速率等，通過TOPIC子項(xiàng)實(shí)現(xiàn)操作站與控制站的對(duì)接。

5　主要控制功能

　　(1) 8流結(jié)晶器鋼水液位及電磁攪拌檢測(cè)控制；

　　(2) 中間包鋼水液位檢測(cè)控制；

　　(3) 8流拉矯機(jī)速度和8流結(jié)晶器振動(dòng)控制；

　　(4)8流二冷水（足輥、一段、二段）流量控制；

　　(5)定尺切割和火焰切割自動(dòng)控制；

　　(6)引錠桿、傳送輥道控制；

　　(7)熱裝熱送傳送輥道控制。