SIMATICS7－300數(shù)控系列SIMATICS7－400機(jī)械手控制系統(tǒng)SIMATICS5-115U/H工業(yè)PC機(jī)編程器個(gè)人計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器SIMATICHMI非西門子裝置西門于S7-300系列PLC控制電機(jī)分批啟動(dòng)一、電機(jī)分批自啟動(dòng)技術(shù)在石油化工等連續(xù)生產(chǎn)企業(yè)中有著廣泛的用途。
以PLC為核心控制單元的電機(jī)分批自啟動(dòng)系統(tǒng)具有以下功能及特點(diǎn)：1、能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)控電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；2、記憶電網(wǎng)波動(dòng)前電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，只有在電網(wǎng)波動(dòng)前處于運(yùn)行狀態(tài)而且在電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)停機(jī)的電機(jī)才具備電機(jī)啟動(dòng)條件3、準(zhǔn)確及時(shí)地捕獲電網(wǎng)電壓信息。
4、分批自啟動(dòng)的電機(jī)按照工藝流程需要，在PLC中預(yù)先設(shè)置，同時(shí)為避免多臺(tái)電機(jī)在自啟動(dòng)中對(duì)電網(wǎng)的影響、電機(jī)分批自啟動(dòng)中采用分批延時(shí)處理方式；5、具有多路輸入和多路輸出功能，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電機(jī)自啟動(dòng)集中控制；6、具備遠(yuǎn)程通信接口，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)或DCS系統(tǒng)的通信，在上位機(jī)或DCS系統(tǒng)中方便地對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和維。
洛陽石油化工總廠的2套PLC電機(jī)分批自啟動(dòng)設(shè)備，采用西門于S7-300系列PLC，它以CPU313為中央處理單元，每執(zhí)行1000條二進(jìn)制指令約需0.7ms。S7—300同時(shí)具備128點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出和32路模擬量輸入/輸出，12KB的RAM，20KB的負(fù)載存儲(chǔ)器；完全能夠滿足電機(jī)狀態(tài)和系統(tǒng)電壓的實(shí)時(shí)監(jiān)控和及時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)分批自啟動(dòng)的要求。
二、系統(tǒng)組成2套PLC電機(jī)分批自啟動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)變電所供電方式，每一段低壓母線采用l臺(tái)PLC。系統(tǒng)硬件主要分為電路和核心單元2部分。電路主要完成母線電壓、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等信號(hào)的采集、處理和轉(zhuǎn)換以及電機(jī)啟動(dòng)指令的驅(qū)動(dòng)等。
核心單元(即PLC)主要完成信號(hào)處理，發(fā)出電機(jī)驅(qū)動(dòng)指令。2.1電路電路主要包括以下幾個(gè)部分：1、母線電壓采樣監(jiān)測(cè)。它通過1個(gè)電流型電壓變送器將0—380V交流母線電壓轉(zhuǎn)換為4*20mA直流信號(hào)。2、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)監(jiān)控。
電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)通過電機(jī)控制回路中的1個(gè)干接點(diǎn)輸入到PLC的輸入模塊。所有信號(hào)的輸入都經(jīng)過光藕隔離，以提高抗干擾能力。3、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元。電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)由PLC發(fā)出，輸出單元不直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，而是通過1個(gè)220V、10AAC的中間繼電器帶動(dòng)電機(jī)操作回路。
這樣一方面提高了驅(qū)動(dòng)能力，另一方面使得電氣操作回路和PLC控制回路分隔，提高了系統(tǒng)的安全可靠性。2.2核心單元根據(jù)系統(tǒng)的要求，其核心PLC主要有以下幾部分：1、CPU313及系統(tǒng)軟件。它完成電壓和電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)進(jìn)行邏輯判斷，發(fā)出電機(jī)分批自啟動(dòng)指令。
CPU313有4種操作選擇：RUN—P、RUN、STOP和MRES運(yùn)行方式。2、模擬量輸入模塊SM331(8路輸入)。它把電壓變送器輸入的4-20mA的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)送到PI，C的控制單元，以供PLC做出電壓判斷。
3、數(shù)字量輸入模塊SM321。16路輸入2個(gè)，32路輸入1個(gè)，完成62臺(tái)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和PLC電機(jī)分批自啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行、調(diào)試狀態(tài)監(jiān)側(cè)，電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)通過電機(jī)操作回路中的接觸器輔助接點(diǎn)接至該模塊。4、數(shù)字量輸出模塊SM322(輸出8路)。
三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)電機(jī)分批自啟動(dòng)系統(tǒng)軟件主要任務(wù)為：1、完成系統(tǒng)初始化；2、正常狀態(tài)下的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)；3、電網(wǎng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)后，即電網(wǎng)電壓降至70%，所有電機(jī)都會(huì)因?yàn)殡姎獗Ｗo(hù)裝置而強(qiáng)制退出運(yùn)行，在此之前，程序已經(jīng)做出判斷并鎖存電機(jī)狀態(tài)信號(hào)；4、當(dāng)電力系統(tǒng)恢復(fù)正常（3s內(nèi)，母線電壓恢復(fù)至95%）時(shí)，程序依據(jù)故。
接受PLC控制單元的指令，完成電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出，通過出口中間繼電器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)操作回路，完成電機(jī)分批自啟動(dòng)。按照順序分批發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，使其恢復(fù)運(yùn)行；5、無論在正常狀態(tài)下或是在電機(jī)自啟動(dòng)過程中，PLC均實(shí)時(shí)監(jiān)側(cè)母線電壓；6、通信接口程序。
擴(kuò)展模塊S7-200擴(kuò)展模塊非常豐富，主要有數(shù)字量模塊，模擬量模塊，運(yùn)動(dòng)控制模塊和通訊模塊，另外，CPU擴(kuò)展卡插槽內(nèi)可擴(kuò)展存儲(chǔ)卡或電池卡或時(shí)鐘電池卡數(shù)字量模塊數(shù)字量模塊分為：數(shù)字量輸入模塊EM221，數(shù)字量輸出模塊EM222和數(shù)字量輸入/輸出模塊EM223。
西門子S7-200PLC有哪些擴(kuò)展模塊。該怎么用。數(shù)字量模塊有各種點(diǎn)數(shù)可選，如16點(diǎn)輸入，8點(diǎn)輸出，32輸入/32輸出等等，可根據(jù)實(shí)際需要選擇。對(duì)于輸入模塊，分為24VDC輸入和120/230VAC輸入；輸出模塊分為晶體管輸出，繼電器輸出和可控硅輸出。
在選型的時(shí)候，除了要計(jì)算數(shù)字量輸入輸出的點(diǎn)數(shù)以外，還要分清楚輸入輸出的類型。模擬量模塊模擬量模塊分為：模擬量輸入模塊EM231，模擬量輸出模塊EM232，模擬量輸入/輸出模塊EM235，其中模擬量輸入模塊包含了普通模擬量模塊（電流/電壓），熱電阻模塊和熱電偶模塊。
同數(shù)字量模塊，模擬量模塊有各種點(diǎn)數(shù)可選，如4點(diǎn)輸入，2點(diǎn)輸出，4點(diǎn)輸入/1點(diǎn)輸出等等，可根據(jù)實(shí)際需要選擇。按模擬量信號(hào)類型分，分為電流，電壓，熱電阻（輸入）和熱電偶（輸入）。在選型的時(shí)候，除了要計(jì)算模擬量輸入輸出的點(diǎn)數(shù)以外，還要分清楚輸入輸出信號(hào)類型。
運(yùn)動(dòng)控制模塊晶體管輸出類型的S7-200CPU集成了兩路高速脈沖輸出，可以作運(yùn)動(dòng)控制。除此以外，還可擴(kuò)展專門的運(yùn)動(dòng)控制模塊EM253。EM253是一個(gè)單軸的開環(huán)運(yùn)動(dòng)控制模塊，輸出高頻率達(dá)200KHz，支持絕對(duì)定位，相對(duì)定位，回參考點(diǎn)等功能，集成急停，限位，參考點(diǎn)開關(guān)等I/O點(diǎn)。
通訊模塊S7-200支持的網(wǎng)絡(luò)通訊，除了集成的通訊接口以外，還可以擴(kuò)展通訊模塊Modem模塊EM241：EM241是一個(gè)支持V.34標(biāo)準(zhǔn)（33.6K）的10位調(diào)制解調(diào)器，作為S7-200CPU的擴(kuò)展模塊。
EM241必須用在模擬的音頻電話系統(tǒng)中，可以是公共電話網(wǎng)，也可以是小交換機(jī)系統(tǒng)，但不支持?jǐn)?shù)字系統(tǒng)如ISDN。EM241上設(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)的RJ11電話接口。EM241模塊主要用在通過電話網(wǎng)對(duì)CPU進(jìn)行遠(yuǎn)程的編程、診斷等工作；通過電話網(wǎng)進(jìn)行S7-200CPU之間的數(shù)據(jù)通信和通過電話網(wǎng)進(jìn)行S7-200CPU與上位計(jì)算機(jī)軟件間的通信等。
?Profibus從站模塊EM277：S7-200CPU可以通過擴(kuò)展EM277Profibus-DP從站模塊連入Profibus網(wǎng)絡(luò)，主站（如S7-300/400等）可以通過EM277對(duì)S7-200CPU進(jìn)行讀/寫數(shù)據(jù)。
EM241模塊支持PPI和ModbusRTU從中協(xié)議。EM277除了支持Profibus協(xié)議以外，同時(shí)還支持MPI和PPI協(xié)議。?AS-i主站模塊CP243-2：CP243-2可作為AS-i網(wǎng)絡(luò)主站，多可連接62個(gè)從站。
?以太網(wǎng)模塊CP243-1：通過CP243-1模塊，可以將S7-200系統(tǒng)連接到工業(yè)以太網(wǎng)中。CP243-1模塊只支持S7協(xié)議，可以與西門子S7控制器進(jìn)行通信。也可以通過工業(yè)以太網(wǎng)和STEP7-Micro/WIN，實(shí)現(xiàn)S7-200系統(tǒng)的遠(yuǎn)程編程、配置和診斷。
在以太網(wǎng)通訊中，CP243-1既可以作為客戶機(jī)（Client），也可以作為服務(wù)器（Server）。其中CP243-1IT除了具有CP243-1的功能外，還支持一些IT功能，如FTP（文件傳送）、E-mail、HTML網(wǎng)頁等。
存儲(chǔ)卡模塊存儲(chǔ)卡可選，有兩個(gè)版本：?32K：僅用于儲(chǔ)存和傳遞程序、數(shù)據(jù)塊和強(qiáng)制值。?64K/256K：可用于新版CPU（23版）保存程序、數(shù)據(jù)塊和強(qiáng)制值、配方、數(shù)據(jù)記錄和其他文件（如項(xiàng)目文件、圖片等）。
電池卡模塊可選，為CPU數(shù)據(jù)保持提供電源。用于CPU224/224XP/226保持?jǐn)?shù)據(jù)和實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)。如果沒有電池卡，內(nèi)部數(shù)據(jù)掉電后靠CPU內(nèi)部電容保持，一般能保持50-100小時(shí)；如果選配電池卡，掉電在電容耗盡后，可以繼續(xù)為CPU的數(shù)據(jù)保持約200天。
時(shí)鐘電池卡模塊可選，內(nèi)部兼有實(shí)時(shí)時(shí)鐘和備份電池，專用于CPU221/CPU222。由于CPU221/222內(nèi)部沒有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，如果要使用時(shí)間如期信息，需為CPU選配時(shí)鐘電池卡模塊，該卡具備時(shí)鐘和電兩種特性。
編程設(shè)備S7-200常用的編程設(shè)備是RS232/PPI電纜（訂貨號(hào)6ES7901-3CB30-0XA0，如圖1-11）或USB/PPI電纜（訂貨號(hào)6ES7901-3DB30-0XA0，。
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