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西門子6ES7288-1SR30-0AA0性能參數(shù) 西門子6ES7288-1SR30-0AA0性能參數(shù)
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公司名稱:上海朔川電氣設(shè)備有限公司
聯(lián) 系 人:吉夢(mèng)琪
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地址:上海市金山區(qū)涇波路129號(hào)
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西門子S7-200 PLC在直流電源監(jiān)控器中的應(yīng)用
1 知道
直流電源設(shè)備是電力系統(tǒng)*的輔機(jī)設(shè)備。供給斷路器分合閘用電,后備電池充電以及二次回路的儀器儀表等低壓設(shè)備用電都采用直流電源。目前國(guó)內(nèi)發(fā)電廠及變電站使用的直流電源設(shè)備已廣泛采用高頻整流模塊為功率單元,為了對(duì)整個(gè)直流系統(tǒng)進(jìn)行合理的實(shí)時(shí)監(jiān)控、管理,本文設(shè)計(jì)了一種基于西門子s7-200plc[1]的高頻直流監(jiān)控器。其功能主要是實(shí)時(shí)采集直流系統(tǒng)的電壓、電流及供電支路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)等運(yùn)行參數(shù),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,判斷直流系統(tǒng)的運(yùn)行工況,并根據(jù)pid控制理論進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)行控制和故障處理,并對(duì)蓄電池進(jìn)行在線監(jiān)測(cè),為電力綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)提供安全、穩(wěn)定、可靠的直流電源。
2 系統(tǒng)硬件組成及工作原理
系統(tǒng)硬件組成原理框圖如圖1所示。系統(tǒng)主要由高頻直流監(jiān)控器(以下簡(jiǎn)稱監(jiān)控器)、模擬量采樣板、高頻整流模塊等組成。其中監(jiān)控器是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分,主要由西門子s7-216cpu配以em-235模擬量模塊、中國(guó)臺(tái)灣人機(jī)電子mt-510t觸摸屏等組成。
3 程序設(shè)計(jì)
3.1 程序流程圖設(shè)計(jì)
plc終端軟件采用stl語(yǔ)言編寫,程序設(shè)計(jì)采用模塊化,功能化結(jié)構(gòu),便于維護(hù)、擴(kuò)展。為提高終端的抗*力,軟件控制中采用了數(shù)字濾波、故障自檢、控制口令等措施,保證控制操作的正確性和可靠性。裝置plc主要程序流程如圖2所示,主要由初始化程序、數(shù)據(jù)采集處理子程序、時(shí)鐘處理子程序、充電轉(zhuǎn)換子程序、故障報(bào)警及保護(hù)子程序、交流中斷子程序、pid調(diào)節(jié)計(jì)算子程序、硅鏈投切控制子程序等組成。
、
主程序始終處于循環(huán)運(yùn)行狀態(tài),其中初始化程序主要完成系統(tǒng)的初始化,設(shè)定各寄存器、計(jì)數(shù)器、plc工作模式、定時(shí)器中斷、通訊方式等參數(shù)初始值等。然后不斷調(diào)用模擬量采集及處理子程序?qū)ο到y(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集;調(diào)用充電程序運(yùn)行方式子程序決定監(jiān)控器的運(yùn)行方式;調(diào)用故障報(bào)警及保護(hù)子程序判斷故障報(bào)警及保護(hù)繼電器輸出;調(diào)用時(shí)鐘處理子程序?qū)π铍姵爻潆姵绦蚋鞣N運(yùn)行時(shí)間累計(jì);調(diào)用交流電中斷子程序保證系統(tǒng)在交流中斷后自動(dòng)恢復(fù);調(diào)用硅鏈投切子程序根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的控母電壓定值對(duì)硅鏈進(jìn)行自動(dòng)投切控制;調(diào)用通訊子程序(中斷方式)實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及其它智能設(shè)備通訊。
3.2 主要子程序原理
(1)充電轉(zhuǎn)換子程序:通過(guò)判斷標(biāo)志字v152的值來(lái)決定監(jiān)控器的運(yùn)行方式。當(dāng)標(biāo)志字為0時(shí)調(diào)用浮充電子程序;當(dāng)標(biāo)志字為1時(shí)調(diào)用恒流充電子程序;當(dāng)標(biāo)志字為2時(shí)調(diào)用均充電子程序。各充電子程序之間通過(guò)程序內(nèi)部自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)初次上電后用0.1c10a給定恒流充電,電壓達(dá)到整定值(2.30-2.40)v×n(n為單體電池節(jié)數(shù))時(shí),自動(dòng)轉(zhuǎn)為恒壓均充電;當(dāng)充電電流逐漸減小,達(dá)到0.01c10a時(shí),plc開(kāi)始計(jì)時(shí),均充計(jì)時(shí)達(dá)3小時(shí)后,自動(dòng)轉(zhuǎn)為浮充電狀態(tài)運(yùn)行,充電電壓為(2.23-2.28)v×n。正常運(yùn)行浮充狀態(tài)下每隔720小時(shí),自動(dòng)轉(zhuǎn)入恒流充電狀態(tài)運(yùn)行,按閥控式密封鉛酸蓄電池正常充電程序進(jìn)行充電。
(2)交流電中斷子程序:當(dāng)電網(wǎng)事故停電,這時(shí)充電裝置停止工作,蓄電池通過(guò)降壓模塊,無(wú)間斷地向二次控制母線送電,同時(shí)監(jiān)控器發(fā)出告警信號(hào)。交流電源中斷超過(guò)0.5小時(shí)以上,恢復(fù)送電運(yùn)行時(shí),plc控制充電裝置自動(dòng)進(jìn)入恒流充電狀態(tài)運(yùn)行,按閥控式密封鉛酸蓄電池正常充電程序進(jìn)行充電。
(3)通訊子程序:接受命令采用中斷處理,通過(guò)atch指令使中斷事件8在接受不同特征命令下執(zhí)行不同的程序。對(duì)串行通訊的超時(shí)限制則通過(guò)內(nèi)部定時(shí)中斷來(lái)控制,其事件號(hào)為10,定時(shí)時(shí)間由smb34來(lái)確定。為減少通訊的誤碼,采用crc16校驗(yàn)措施[4]。
4 裝置功能特點(diǎn)
檢測(cè)高頻整流模塊的輸出電流和故障狀態(tài):當(dāng)模塊有故障時(shí),監(jiān)控器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào),并重新均分整流模塊負(fù)載;可本地或遠(yuǎn)端控制整流模塊的開(kāi)/關(guān)機(jī)、自動(dòng)控制電池充電均浮充轉(zhuǎn)換;可本地或遠(yuǎn)端連續(xù)設(shè)置整流模塊的輸出電壓;監(jiān)測(cè)各直流饋電輸出的電壓、電流,各饋電輸出開(kāi)關(guān)狀態(tài)、熔斷器狀態(tài)、絕緣狀態(tài),當(dāng)發(fā)生異常情況時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警;監(jiān)測(cè)電池電壓及充放電電流:當(dāng)市電中斷由蓄電池維持向負(fù)載供電時(shí),如果電池電壓降至低壓告警值,監(jiān)控模塊發(fā)出聲光報(bào)警;當(dāng)市電恢復(fù)后監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)電池進(jìn)行自動(dòng)均衡充電管理;提供硅鏈控制口,可支持5級(jí)、7級(jí)硅鏈自動(dòng)控制;支持母線分段支路絕緣監(jiān)測(cè),絕緣阻值過(guò)低報(bào)警;采用原電力部頒標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議,rs232或rs485串行通訊接口,可方便的與電力自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)接,實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的“遙信,遙測(cè),遙控,遙調(diào)”四遙功能;監(jiān)控器對(duì)重要故障信息提供繼電器輸出,故障內(nèi)容可按用戶需要自行設(shè)定;當(dāng)監(jiān)控器檢測(cè)到輸出過(guò)壓、過(guò)流等保護(hù)信號(hào)時(shí),保護(hù)繼電器動(dòng)作,跳高頻模塊交流輸入空開(kāi),從而保護(hù)高頻整流模塊。
5 結(jié)束語(yǔ)
本文利用西門子s7-200和人機(jī)電子mt-510t為核心組成高頻直流監(jiān)控器,充分利用了s7-200plc的各種智能功能,實(shí)現(xiàn)了智能化的管理、豐富的人機(jī)接口。目前,隨著高頻整流模塊的智能化,現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)整流模塊與監(jiān)控器的直接通訊,可由監(jiān)控器直接將控制量下發(fā)到整流模塊,減少了中間調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),可更快速、精準(zhǔn)、可靠地完成對(duì)整流模塊的實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)幾十套的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)踐表明,該監(jiān)控器功能強(qiáng)、可靠性高、維護(hù)量少、操作方便,同時(shí)可方便地通過(guò)通訊接入綜合自動(dòng)化系統(tǒng),可為電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)提供安全、穩(wěn)定、可靠的直流電源,有著顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
西門子S7-300 PLC和70系列變頻器位置控制應(yīng)用
一. 概述
在自動(dòng)化控制領(lǐng)域中,相同功能有不同實(shí)現(xiàn)方式,針對(duì)不同的設(shè)備對(duì)精度和響應(yīng)速度的要求,選用合適的定位控制系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)*的性價(jià)比。本文介紹的一種應(yīng)用西門子S7-300 PLC的高速計(jì)數(shù)模塊ET200S和70系列變頻器通過(guò)PROFIBUS總線通訊的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的定位控制的實(shí)際應(yīng)用。
二. 控制思路
橫移車是鋼管生產(chǎn)線中*的輔機(jī)設(shè)備,它主要完成將前一工序生產(chǎn)的鋼管搬運(yùn)到下一工序,或有序地暫放在臺(tái)架的每個(gè)工位上。隨著對(duì)生產(chǎn)線自動(dòng)化程度要求的日益提高,減輕操作人員的工作量和操作失誤。要求對(duì)橫移車實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)準(zhǔn)確定位控制。
其控制核心就是利用裝在橫移車車輪上的編碼器采集的位置信號(hào),通過(guò)PLC的高速計(jì)數(shù)模塊讀取,CPU經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理與設(shè)定位置作比較,控制變頻器的多段速度,從而實(shí)現(xiàn)橫移車的準(zhǔn)確 定位控制。因?yàn)榭紤]到控制成本和操作方便,采用PROFIBUS總線控制方式,減少了布線,控制方便,靈活。
三.系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn)
1.PLC作為控制的核心,主要用來(lái)接收編碼器的反饋信號(hào),與設(shè)定的位置信號(hào)作比較,通過(guò)通訊功能來(lái)控制變頻器的輸出頻率減小,提前減速,到位前低速運(yùn)轉(zhuǎn),到位時(shí)準(zhǔn)確停止。為了實(shí)現(xiàn)精確定位還設(shè)有零位置傳感器,到零位時(shí)將計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值清零,消除累積誤差,保證定位的準(zhǔn)確,使橫移車能平穩(wěn)地放下和舉起鋼管。
由于放置主站CPU和變頻器的控制柜與橫移車比較遠(yuǎn),在橫移車上放置了遠(yuǎn)程I/O模塊和高速計(jì)數(shù)器模塊ET200S,通過(guò)PROFIBUS總線相連,將現(xiàn)場(chǎng)的傳感器,編碼器信號(hào)直接連接在遠(yuǎn)程I/O和計(jì)數(shù)模塊上,減少了現(xiàn)場(chǎng)的走線和故障的發(fā)生,維護(hù)方便。通訊速率可過(guò)1.5M,整個(gè)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如1。
由于使用通訊功能,可以省去用于控制變頻器的幾個(gè)輸出點(diǎn),PLC的輸出點(diǎn)也減少了。
2.高速計(jì)數(shù)器模塊ET200S的控制系統(tǒng)中所選的編碼器分辨率為2048P/R,輪徑φ250,齒輪比3,可計(jì)算出脈沖精度:250×3.14/2048×3=0.127mm/脈。能*橫移車的準(zhǔn)確定位精度。
精確定位過(guò)程如下:
首先設(shè)定好橫移車運(yùn)行的一個(gè)方向?yàn)檎较颍用}沖),當(dāng)橫移車向設(shè)定的位置運(yùn)行時(shí)(工作運(yùn)行速度),高速計(jì)數(shù)器自動(dòng)進(jìn)行加/減速計(jì)數(shù),在距離設(shè)定位置300—400mm時(shí),控制變頻器的輸出頻率,以低速運(yùn)行,在到達(dá)設(shè)定的位置時(shí),停止變頻器的輸出,同時(shí)實(shí)施機(jī)械抱閘,完成了準(zhǔn)確定位。
讀取高數(shù)計(jì)數(shù)模塊的程序段如下:
L PID 272 //模塊開(kāi)始地址,將計(jì)數(shù)器模塊狀態(tài)值存放到MD20~MD27
T MD 20 //當(dāng)前計(jì)數(shù)值
L PID 276
T MD 24
L 123 //裝載比較值
T MD 30
SET
= M 34.0 //打開(kāi)軟件門
A M 10.0 //使能傳送比較值功能
= M35.2
L MD 30
T PQD 272
L MD 34
T PQD 276
3.PLC和變頻器通訊
在CPU進(jìn)行硬件配置時(shí),對(duì)掛在總線PROFIBUS 站點(diǎn)都分配了物理地址,PLC與變頻器進(jìn)行通訊也有相應(yīng)的物理地址,CPU內(nèi)部有通訊功能塊SFC14,SFC15,使用內(nèi)部的寄存器DB塊存放數(shù)據(jù),當(dāng)PLC對(duì)變頻器進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入和讀出時(shí),就需知道PLC和變頻器定義的相關(guān)功能的地址,然后依據(jù)這些地址進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入和讀出,才能實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的控制。
此控制系統(tǒng)變頻器需設(shè)定的參數(shù)介紹如下:
P60=1,P53=6,P554=3100,P571=3101
P572=3102,P443=3002,P566=3107
P734.1=32,,P734.2=148
其它的參數(shù)可以按出廠默認(rèn)值即可
四.結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)這次的電氣改進(jìn),現(xiàn)場(chǎng)布線減少,自動(dòng)化程度提高了,人為參與減少了,加強(qiáng)了安全生產(chǎn)。生產(chǎn)效率有了很大的提高,通訊控制替代了硬接線的端子控制,不僅降低了成本,面且操作更方便,性價(jià)比更優(yōu)異。也證明了西門子PLC和變頻器的通訊功能非常強(qiáng)大和好用。
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