辽源西门子代理商

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CompactRI/O架构
I2S使用CompactRIO模拟输入模块来连接伽马级厚度传感器，以提供精确测量所需的高速计时和分辨率。由于每个I/O模块都是直接和FPGA相连的，工程师们于是能使用LabVIEWFPGA来轻松自定义CompactRIO的模拟I/O速率。
第四步：添加高级处理
从伽马传感器获得模拟数据之后，CompactRIO使用内置的NILabVIEW实时浮点功能块来在实时处理器中对数据进行处理，并将之转化成精确的厚度测量。
LabVIEW的实时功能块对数据进行确定的高级对数处理（如下面的等式1和等式2所示），以进行计算厚度测量值。由于LabVIEWReal-Time具有内置计算和分析功能，PAC能够很容易进行这一操作。
等式1：logI=（logI0）y/μ=（y/μ）logI0
等式2:y/μ=logI0/logI=log（I0-I）
CompactRIO系统在FPGA和实时处理器中进行所有的I/O和信号处理，并将高精确度厚度测量传输到相连的PLC上，又不会降低现有PLC控制系统的速率。借助于CompactRIO的性能，I2S的工程师可以为伽马级传感器添加这一自定义测量和分析功能，而不需要牺牲轧制机器的控制速度。
第五步：整合PAC
每个轧制机器都带有三个形成网络的CompactRIO系统。这三个系统都是智能节点，能利用一个工业标准Modbus/TCP、TCP/IP或UDP协议进行通信。其中有两个系统与伽马级传感器连接，并进行模拟输入测量和高级处理，来计算精确厚度测量值。 *三个CompactRIO系统则从另外两个系统中取得厚度值，并转换成模拟输出测量值，输入到正在控制轧制机器的PLC上。所有三个系统都通过以太网连接实现了互连，并使用一个UDP以太网信息协议来传输厚度测量值计算。将PAC连接到现有PLC架构上有三个基本方法：
1.基本模拟和数字I/O。模拟/数字信号能够从PAC输出到PLC中。这是将PAC整合到PLC的一个较基本的方法。I2S公
司就是运用这种方法来将处理过的数据从CompactRIOPAC传输到运行轧制机器控制系统的PLC上的。
2.工业网络。大多数PAC产品都支持工业协议，如DeviceNet、Profibus、CANopen以及基于以太网的协议如TCP/IP、UDP和ModbusTCP/IP。这使得工程师在连接PAC到PLC上时有很多网络选择。I2S公司运用的是以太网协议来在CompactRIOPAC之间传输数据，并将PAC和PLC连接到形成网络的HMI。
3.OPCConnectivityPAC还可以作为OPC客户端或者服务器，并通过OPC标签来收发网络数据到PLC或其它PAC上。OPC标准提供了一套标准的流程，让不同厂商的自动化系统之间可以很容易实现连接。
处理过的数据会以不到20毫秒的间隔在通过以太网互连的CompactRIO系统之间传输。CompactRIO测量值的获得、处理和传输速度都很快，因此，将精确厚度测量值键入到PLC控制系统的过程丝毫不会降低整个系统的速度。
I2S公司可以很容基于LAN的CompactRIO系统和10/100Mbps以太网接口将系统连接到形成网络的AllenBradleyPLC，并利用一个标准的TCP/IP协议将之连接到人机接口（HMI）系统。轧制机器中的所有仪器都通过以太网实现了连接，因此不需要在一个电器噪音嘈杂的环境下长距离地传输模拟信号了。
在未来的几年，PLC仍将继续用于自动化领域。但是随着机器的改进和自动化效率提高的需求，PLC不再是**的。PAC技术给PLC提供了很好的补充，增加了传统PLC所不能提供的高性能I/O和处理。将PAC连接到现有PLC架构中的方法有很多，所以工程师们将能够很容易地改进其基于PLC的自动化系统

水泥企业作为传统的高能耗高污染企业，节能减排一直是其转型改革的重点。随着智能制造概念的提出，加快推动新一代信息技能和制造技术融合发展，使得水泥工厂的信息化技术不断提高。在新型水泥工厂中，电能采集使用智能化电表，传输信号由传统的4～20mA信号更换为ModBus总线通讯，可传输的数据更多，并且有效保证了数据的实时性和准确性。电能管理系统将采集到的数据进行记录存储，通过数据的计算、分析、查询和整合，以报表和图形的方式展示给生产管理者。本文以国内某5000t/d水泥熟料生产线为例，介绍电能管理系统在水泥厂中的设计实施及应用。
 
1 项目概况
      本项目是从石灰石破碎至水泥磨的整个水泥熟料工艺生产线。全厂共设计150多块智能电表，分布在石灰石破碎电气室、原料处理电气室、原料磨电气室、窑尾电气室、窑头电气室、煤磨电气室和水泥磨电气室共七个电气室中。智能电表采用标准ModBus-RTU总线通讯，将至DCS系统。电能管理系统通过OPC协议与DCS控制系统通讯，获取相关数据，进行数据存储，通过数据的计算、分析、查询和整合，以报表和图形的形式展示给生产管理层，管理层通过对数值的对比分析，获取不同工况或不同的操作方式产生的能耗差别，去指导生产从而达到节能降耗的目的。
 
2 电气设计 
2.1　电表设计
      根据工艺生产车间分布，全厂设七个电气室，电表根据对应设备或电源所属车间，统一安装在各电气室中。电表的主要目的是为计算电耗参数提供数据，因此，电表的设计应满足工厂生产时所需的各项电耗指标。以原料磨电气室为例，高压总进线柜设计一块电表，用来测量整个原料磨车间的总用电量。车间内重要设备如原料磨主电机、高温风机、窑尾排风机等单独设计电表，用来计算单个设备的电耗。车间照明、检修电源和维修用电动葫芦等统一设置一块电表，在计算生产电耗时，可以将这类数据减去。其它电气室也遵循这一原则来设计。
2.2　电表选型
      根据国家标准《电力装置的电测量仪表装置设计规范》，电表应按其所计量对象的重要程度和计量电能的多少分类。如表1所示，水泥厂的电表准确度应不低于三类标准。中性点有效接地系统的电表应采用三相四线的接线方式，中性点非有效接地系统的电表宜采用三相三线的接线方式。根据电能管理系统以及水泥厂DCS控制系统的需求，多功能电表可测量各种常用电力参数、有功电能、无功电能，并具有数字通讯、越限报警、监测开关状态、电能脉冲输出和模拟量输出等功能，能够完成工控系统不同PLC，工业控制计算机通信软件的组网。
功能效果
       以南京凯盛工程有限公司自主开发的水泥工厂电能管理系统为例，详细介绍其主要功能和运行效果。通常来说，水泥工厂电能绩效指标，包括厂区内各关键设备电耗、工序电耗、综合电耗、单位熟料发电量、单位煤耗发电量等[1]。根据这些关键指标，结合生产过程中影响各指标的重要因素，电能管理系统通过内部分析计算，以报表和图表形式，发布电能统计报告，并针对各工艺车间段，各主要设备，各班次提供能耗分析，从而帮助工厂管理人员及时发现能耗异常，解决问题，降低生产成本。表2为熟料烧成工艺车间的月电耗报表，图１为原料磨车间及相关设备的电耗柱状图。电能分析管理主要包括以下几方面：（1）用电量管理：系统自动统计各工艺段以及整个工厂的用电量，当总用电量到达上，系统会自动发出预警，生产管理者可以根据预警信息，选择相应的措施，保证用电量控制在要求范围内。（2）电能异常管理：长期连续正常生产时的各项数据，智能分析并建立一整套电能消耗规则，当出现电能使用异常情况时，系统会自动发出预警，并标识出与此异常相关的设备，帮助管理者和操作人员及时调整生产参数，保证生产的正常和连续性。（3）重要设备负荷管理：全厂重要的大型电机设备，例如窑尾排风机、高温风机等，通过采集电机的各项运行数据，建立一套以负荷率和运转率为基础的数据模型，以直观的图形展现给生产管理者，对今后的生产改造具有积极的指导意义。目前该套系统已在生产线成功投入运行，其实际运行效果主要体现在以下几个方面：（1）通过对生产数据的采集、分析和量化，客观呈现了各生产环节的能耗情况，为全厂的进一步节能降耗措施，提供了科学、实际的指导作用。（2）可定制的各种数据报表和图形界面，自动生成和推送，替代了传统的人工抄写记录工作，节约了人工成本，也提高了数据的准确性和实时性。（3）智能化分析和预警，实时**识出能耗异常情况以及相关的设备，保证了正常连续的生产，避免因设备或者工艺原因造成生产损失。（4）提高了操作人员的工作效率，通过长期大量的生产数据采集和分析，得出参数模型，人工与自动化相结合，使生产长期保持、稳定地状态