西门子宜春PLC模块总代理

西门子宜春PLC模块总代理

一、前言：
PASSIM机组是由英国MOLINS公司于九十年代初期研制的高速卷接机组，该机组按其额定生产速度可分为70K,80K,100K,120K等多种机型。机组投入使用以来，运行稳定，作业率高，一直是的主力机型之一。但是该机组的电器系统仍暴露出许多不足之处：
1、机组的电器系统的单板机及VME总线系统结构复杂，和诊断不变，电器元件发热严重，容易损坏。
2、机组使用S5系列PLC目前已全面停产，备件供应越来越困难。
3、用于盘纸和水松纸搭接的磁粉离合器使用寿命短，价格昂贵。
4、供丝系统可电动调节的摩擦式减速机因摩擦片磨损而造成供丝不匀。
5、劈相位调整装置，结构复杂，维修调整不变，紧头位置不好。
6、早期的PASSIM-70k水松纸供纸辊电机和大流量驱动电机均使用直流电机系统。直流电机系统使用寿命短、价格昂贵。
二、针对上述不足，我们提出全新的电器系统方案。
1、采用S7-400和S7-300系列PLC作为逻辑功能控制系统的核心部件，该PLC系统的CPU具有中到大型的程序存储容量，其所带的PROFIBUS接口可以建立分布式的自动化系统结构，具有高速及易于处理的特点，主站由一台S7-400构成安装在主电器柜内，可以在料机、机、接装机上建立由S7-300构成的独立子站。由于采用了DP总线结构使整个系统简单明了，抗干扰能力强。系统中选用FM 355S闭环控制模块或模拟量输入输出模块对机组加热元件进行控制，使用PT100铂电阻进行温度信号采集，通过PID算法或自优化温度控制算法进行各个加热器的温度控制，通过工控机触摸屏可以对温度参数进行设置和修改并实时显示温度数值和报警状态。
2、机组采用西门子PC670触摸式工控机对机组进行状态监控和实时数据采集与处理，内容主要包括以下几个方面：
a . 状态显示
状态显示包括运行状态如机器高速、机器低速、烟支密度、烟支质量检测等。
b . 安全联锁
安全联锁包括各种防护罩开关。当防护罩开启时，显示屏将显示相应的安全联锁信息，运转中的机器将停止运行并切断相关执行机构电源以确保操作人员及机组的安全。
c . 运行条件
运行条件包括电机保护开关、辅助装置开关等。在上述开关处于正常位置时，显示屏将显示机器准备就绪信息并允许机组运行。
d . 数据显示
数据显示包括机器运行速度、加热器温度、
e . 生产报表
生产报表包括班组信息、成品产量、有效作业率、生产时间等。
f . 故障报表
故障报表显引起机组停车的各种故障状态所发生的时间及造成停机时间等信息。
3、应用伺服控制技术，选用伺服控制单元和伺服电机对料机上的二个辊、风室、劈进行独立驱动，采用旋转编码器对主　　驱动轴进行同步跟踪处理，该信号分别控制各个伺服单元。采用德国LENZE伺服控制器驱动交流伺服电机，通过安装在运行盘纸传动机构上的增量型编码器采集运行盘纸的即时速度，并且根据机组PLC给出的斜坡电压信号，驱动备用盘纸逐渐加速，以达到与运行盘纸一致的线速度完成搭接动作。

1 概述

目前安庆石化热电厂发电所需的燃料－－煤主要由铁路和水路两条线供应。其输煤系统的铁路部分已采用PLC控制，系统设有自动和手动操作方式。而水路部分仍采用常规的继电器逻辑控制，只能通过操作台按钮进行操作。此设备陈旧，继电器数量多，动作频繁，触点易损坏故障率高，并且只能采用现场手动控制方式，控制室与现场之间需电话联系，整个系统分段启停，自动化程度低，不利于事故处理，严重影响着生产的正常运行。

为实现输煤系统的安全、稳定运行，对电厂输煤控制系统的水路部分进行了改造，以工控机为人机接口，采用PLC程序控制系统，取消原有的操作台按钮操作、继电器联锁及简易模拟盘显示的控制方式，整个操作过程绘制成动态流程图画面，通过工控机进行监视与

操作。

2 系统结构

2．1 控制范围

控制范围为自江边煤运码头经皮带机运送至煤场或煤仓层的整个工作过程的设备。控制系统的改造包括煤码头装卸监控联锁系统(见图1)和厂内输煤联锁系统（见图示）两部分，联锁关系实际上是逆煤流方向产生的，即只有后者启动并进入正常运行状态，前者才能启动。厂内输煤系统中的皮带机为双带，分别形成了甲、乙两路两种单系统独立运行方式和两种独立交叉运行方式。

1）故障率低
该控制系统采用SIEMENSS7-400PLC，同时加以INTERBUS现场总线，辅以SIEMENS触摸式工控机构成。由于PLC控制器具有防尘、防震、抗干扰等优点，所以大大提高了系统性能，平均无故障时间可达十万小时以上；INTERBUS总线具有开放的网络协议，同时强大的诊断功能是Interbus区别于其它总线所*有的。独立的诊断程序提供了详细的故障信息（故障地址、故障类型和故障历史记录），诊断寄存器提供了用户程序处理故障信息的工具，控制板3行16段LCD显示器直观醒目。故障历史记录和准确的故障为快除故障提供了**，保系统故障停机时间较短。

2）操作直观、方便
上位机采用SIEMENS触摸式工控机，加以INTOUCH7.1工控组态软件设计成全汉化的计算机人机界面，方便操作人员了解设备状况，修改工艺参数，查询产量和材料消耗等，同时有故障显示、报警功能。

3）维修方便
由于PLC系统采用的都是国际上通用的软、硬件，便于工厂技术人员掌握，同时备品备件可在国内选购。不再象原机备件一样受制于人。

4）开放性好
由于新控制系统软硬件均采用国际通用产品，具有很强的开放网络接口，可支持INTERBUS总线、PROFIBUS总线、CAN总线、D-NET总线等国际标准协议，大大方便数据采集联网功能。

5）软件仪表增强可靠性
温度控制采用PLC-PID控制模块软件算法控制，大大加强可靠性、准确性，使操作更直观。用轴编码器装置替代原凸轮相位控制，使系统更加稳定、维修更加方便。

6）主电机采用变频调速
用SEW公司三相异步电动机代替原直流主电机，同时用英国CT公司变频器进行调速，使系统运行更可靠、操作更方便。

7）系统总线
采用高性能的西门子S7-400 PLC作为控制系统的核心部分，用INTERBUS总线或PROFIBUS总线作为整个现场与控制器之间的数据枢纽，并采用SIEMENS液晶彩色触摸屏作为上位机，完成整个机组的故障、速度及生产数据显示。改造后整机控制功能达到或部分**过原设计指标，整机总体性能优于改造前。

在输入、输出设计方面，各种传感器和操作按钮等检测信号根据现场情况一部分经INTERBUS或PROFIBUSI/O 模块组到PLC，一部分直接送至PLC电柜。执行机构的控制信号同样根据现场情况一部分由INTERBUS或PROFIBUS I/O 模块组输出，一部分由PLC直接控制。继电器、断路器等低压电器安装在主动电柜中。功能完善，安装方便 。凸轮控制将原来的凸轮相位系统与凸轮定位装置改为轴编码器装置，采用**型编码器，信号由PLC 直接读取，对机械动作的要求相位可以精确控制。盘车时显示当前相位，方便维护操作

 三、中央空调变频系统具体改造方案

    现将淅江省嘉兴市某集团公司办公楼的中央空调系统的变频节能改造方案做一具体介绍。

    1．中央空调原系统简介：

    1.1该集团中央空调系统改造前的主要设备和控制方式：450冷吨冷气主机2台，型号为特灵二较式离心机，两台并联运行；冷冻水泵2台，扬程28米配有功率45KW，冷却水泵有2台，扬程35米，配用功率75KW。均采用两用一备的方式运行。冷却塔2台，风扇电机11KW，并联运行。室内风机4台，5.5KW，并联运行。

    1.2原系统的运行及存在问题：该集团是一家合资企业，为了给员工营造一个良好的工作环境，办公楼大部空间采用全封密的，且公司大部分空间自然通风效果不好，所以对夏季冷气质量的要求较高。所以除了一些节日外，其它时间中央空调都是全开的。由于中央空调系统设计时必须按天气较热、负荷较大时设计，且留有10%-20%左右的设计余量。其中冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应的调节。这样，冷冻水、冷却水系统几乎长期在大流量、小温差的状态下运行，造成了能量的较大浪费。而且冷冻、冷却水泵采用的均是Y—△起动方式，电机的起动电流均为其额定电流的3—4倍，在如此大的电流冲击下，接触器的使用寿命大大下降；同时，启动时的机械冲击和停泵时的水锤现象，容易对机械器件、轴承、阀门和管道等造成破坏，从而增加维修工作量、维修费用、设备也容易老化。另外由于冷冻泵轴输送的冷量不能跟随系统实际负荷的变化，其热力工况的平衡只能由人工调整冷冻主机出水温度，以及大流量小温差来。这样，不仅浪费能量，也恶化了系统的运行环境、运行质量。特别是在环境温度偏低、某些末端设备温控稍有失灵或灵敏度不高时，将会导致大面积空调室温偏冷，感觉不适，严重干扰中央空调系统的运行质量。因为空调偏冷的问题经常接到员工的，处理这些造成不少的浪费。

    根据实际情况，我们向该集团负责人提出：利用变频器、人机界面、PLC、数模转换模块、温度模块、温度传感器等构成的温差闭环自动调速系统。对冷冻、冷却水泵进行改造，以节约电能、稳定系统、延长设备寿命。

    2．中央空调系统节能改造的具体方案

    2．1该中央空调节能系统具体装机清单如表二：

    2．2介绍变频节电原理：

    变频节能原理：由流体（水泵、风机）的工作原理可知：水泵、风机的流量（风量）与其转速成正比；水泵、风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）。变频器节能的效果是十分显著的，这种节能回报是看到见的。特别是调节范围大、启动电流大的系统及设备，通过图三可以直观的看出在流量变化时只要对转速（频率）稍作改变就会使水泵轴功率有更大程度上的改变，就因此特点使得变频调速装置成为一种趋势，而且不断深入并应用于各行各业的调速领域。

    根据上述原理可知：改变水泵、风机的转速就可改变水泵、风机的输出功率