西门子6ES7510-1SK03-0AB0技术参数

西门子6ES7510-1SK03-0AB0技术参数

  今天，随着对工业自动化的要求越来越高，以及大量控制设备和过程监控装置之间通信的需要，"监控和数据采集系统"越来越受到用户的重视。在动力系统方面，以柴油发电机组作为应急备用电源的发电厂，在工厂、矿山、高层建筑、医院、邮电、宾馆、银行等许多部门都得到了广泛的应用。为了提高供电质量和供电可靠性，改善操作人员的工作条件，减少维护运行人员，备用发电站迫切要求实现自动化运行和管理。该监控系统由监视主机(包括通信板)和若干现场的从站(SIEMENS S7-200)组成。实现发电机组的数据采集、报警、存储、备份等服务。本文主要介绍下位机S7-200的系统原理。

2 系统的总体设计
    结合生产实际的需要，考虑该发电机组的自动化系统由5大功能部件组成(系统的硬件图如图1所示)。
(1) 发电机组的自动启动和自动停机;
(2) 工程市电和机电的自动切换;
(3) 发电机组电压和频率的自动调节;
(4) 发电机组故障自动检测，报警和故障处理;
(5) 发电机组电压、电流、频率、有功功率、启动电池电压等电量参数的自动调节。
3 系统组成
3.1 S7-200系统PLC的特性和特点
     西门子公司的S7-200系列可编程控制器，性价比高，硬件配置齐全，它的特点与性能如下:
(1)机内有高速计数器，可同时输入三路高速脉冲，并可输出频率和脉宽可调的高速脉冲信号。
(2)具有21个中断源的中断**管理，并配有RS485接口，可实现PLC 与PC机之间的远程通讯，便于上位机监控和联网。
(3)具有结构紧凑、组装灵活、编程简单，抗干扰能力强、可靠性高等特点。
    由此可见，它非常适用于工业控制中小型自动控制系统。经分析，决定采用S7-200系列可编程控制器作为发电机组自动控制系统的核心部件。
3.2 PLC 配置及I/O的分配和功能
    经过分析，本系统采用10个开关量输入，10个开关量输出和3个模拟量输入，即可满足系统控制需求，因此-
PLC配置如下:
CPU214 PC Power Supply,DC bbbbbs,DCOutputs
EM 231 Analog bbbbb,A13*12Bits
I/O的分配和功能如下:
开关量输入:
IO.0:输入中断 (配合脉宽调制使用)
IO.1:方式选择 (0-远程控制 1-自动)
IO.2:市电检测 (0-无市电 1-有市电)
IO.3:机电检测 (0-无机电 1-**电)
IO.4:油压低 (0-油压正常 1-油压偏低)
IO.5:油水温高 (0-油水温正常 1-油水温偏高)
IO.6:高速计数器HSCI (利用高速计数器启动电池电压)
IO.7:紧急停车 (0-非紧急停车状态 1-紧急停车状态)
IO.0:复位 (1-手动复位)
(利用高速计数器转速)
开关量输入:
Q0.0:高速脉冲输出 (通过控制直流电磁铁调节转速)
Q0.1:停机 (1-停机电磁阀动作)
Q0.2:启动 (1-启动马达动作)
Q0.3:市电合闸 (1-市电主开关动作)
Q0.4:机电合闸 (1-机电主开关动作)
Q0.5:三启失败 (1-三启失败信号灯亮)
Q0.6:机组故障 (1-机组故障信号灯亮)
Q0.7 警铃 (1-警铃响)
Q1.0:自动强激磁 (1-强激磁继电器动作)
Q1.1:冷启动自动辅助 (1-冷启动辅助装置电磁阀动作)
模拟量输入:
AIWO:母线电压
AIW2:母线电流
AIW4:负载功率
4 系统实现
    发电站自动化监控系统由机组自动启停控制，转速自动调节，电量参数自动检测，故障自动检测等功能模块组成。
4.1 制动启停控制
    本功能模块是根据各开关量的输入状态，自动控制机组的启动、停止和机电与市电的相互切换。这主要属于顺序控制具有较强的逻辑控制。用S7-200实现简易而可靠。
4.2 转速调节
    油机转速调节是通过CPU214中高速脉冲输出脉宽调制(PWM)功能调节可控直流电磁铁控制柴油机油门开度来实现的。用CPU214实现转速调节方法如下:转速信号由安装在柴油机上磁电式传感器获得，CPU214通过高速计数器测量油机转速，测得转速信号送入PID调节器，将调节器输出的数字量转换为脉冲宽度的时间量，再通过CPU214中的脉宽可调的高速脉冲输出(QO，0)，经过功率驱动器控制可控制直流电磁铁调节紧油机门开度大小，从而实现对油机转速的调节。
     本系统属于反馈控制和精确的数字控制，涉及到一些控制算法问题。在CPU214中，方法实现了一种转速控制的PID调节器。PID的模拟表达式:
M(t)=KC(1+1/Ti*fe(t)dt+Td*de(t)/de(t))
在CPU214中，微公和积分采用如下公式:
微分运算:[新差值E(n)-旧差值E(n-1)]÷控制周期TC
积分运算:[旧差值E(n-1)+新差值E(n)]×控制TO÷2
转速-与转速传感器频率关系的计算公式如下:
f----转速传感器信号频率
n----转速(转/分)
z----传感齿轮齿数
为更好的实现全程调速我们采用分程PID限幅
怠速时间:转速设定值 VW108=192
较小输出值 VW126=180
较大输出值 VW124=420
高速期间:转速设定值 VW108=VW212(由模拟电位器设定)
较小输出值 VW126=420
较大输出值 VW124=995
本系统中:n=1500r/mln z=128齿
       这样f>3200Hz，故采用7kHz的高速计数器HSC2测量转速。停机时，将转速设定值和网缓冲器全部置0。输出限制在VW106=5上，以使PWM能够连续工作。同时使Q0.1=1，停机磁阀动作，切断油路达到停机目的。为了使设定值作常稳定

在该方案中,包含了1个主机、2张网络和N个HiLink生态产品。其中,主机拥有高集成、模块化、智慧化、可扩展的特性,堪称华为全屋智能的智慧大脑。从上图可以看出,两张网络分别指PLC-IoT家庭总线以及家庭**宽带骨干网,两个层面的网络通过华为智能主机整合,用户使用华为智慧生活APP就能对其进行管理。

华为PLC-IoT点亮智能家居“最后一公里”

随着AI、IoT等技术的升级发展,智能家居将面向全屋智能体验与智慧场景**结合的智慧家庭阶段持续演进,海量智能设备的“最后一公里”问题日益浮出水面。

于是,早在去年,华为便开创了PLC-IoT,这是基于HPLC/IEEE 1901．1结合华为特有技术,且面向物联网场景的中频带电力线载波通信技术。其工作频段范围在0．7-12MHz,噪声低且相对稳定,信道质量好;采用正交频分复用(OFDM)技术,频带利用率高,抗干扰能力强;通过将数字信号调制在高频载波上,实现数据在电力线介质的高速长距离传输。PLC-IoT应用层通信速率在100Kbps到2Mbps,通过多级组网可将传输距离扩展至数公里,基于IPv6可承载丰富的物联网协议,使能末端设备智能化、实现设备全联接。

同时,PLC-IoT精确有效地建立了电力线通信信道传输模型,根据频率选择特性确定较佳信号传输频率,并通过大量的实测数据分析获得电力线的信道特性。可将其优势可以总结为:

一、基于开放标准的IPv6技术,不同类型的末端设备可以共享PLC网络,物联网关主机侧应用和容器内多个应用也可共享同一个PLC网络,独立访问各自管理的末端设备而互不影响,提升PLC网络的并发能力和通信效率。

二、基于华为主推的新一代台区识别技术,*任何外加设备,根据宽带载波技术特点和电网及信号特性,仅通过软件分析处理,在模块本地自动分析出末端设备所归属的变压器区域。利用无扰台区识别的结果,可免除白名单配置,从而减少现场配置,提升设备部署效率。

三、PLC-IoT+RF双模通信采用宽带电力线载波与微功率无线通信技术融合,在高频次采集的场景下,PLC-IoT与RF双通道并行采集不同节点的数据,提升效率40%左右。关键信息交互时,双通道可同时传输关键信息,形成冗余通道,实现可靠通信。并且当设备发生停电故障、PLC链路断开时,可通过RF通信及时上报停电事件。

四、PLC-IoT模块配合旁路耦合电路,为PLC-IoT通信提供了又一种逃生通道。当电力线开关断开后,PLC-IoT模块可通过旁路耦合单元继续通信,将停电事件等重要信息上报给物联网关,实现停电主动抢修,提升运营效率和客户满意度,解决停电后如何将信息上报并及时进行处理的问题。

五、PLC-IoT模块结合边缘计算网关,提供即插即用框架,PLC-IoT尾端模块开放SDK,第三方应用通过简单函数调用,即可实现自身末端设备的自动发现,以及向容器中业务APP与远端物联网平台的注册,使能物联网关与末端设备快速建立业务通道,有效解决传统末端设备上线流程复杂,安装部署耗时的问题。

Zigbee遭华为抛弃,

PLC-IoT风口会不会来?

余承东在本次发布会上称,华为全屋智能PLC-loT碾压ZigBee方案,通过海思芯片**场景优化,HiLink生态合作有800+合作伙伴共同发展。华为联合产业伙伴,推进PLC-IoT家庭总线标准化,在基础设施、方案服务商、HiLink生态、认证平台、地产/渠道方面都在稳步推进,宣布其全屋智能已宣布将与中海、绿地、华润等地产公司,以及居然之家、欧派等家装渠道合作,并将于明年正式商用。