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西門子CPU412-1*控制單元
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SIEMENS 上海邑斯自動化科技有限公司
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S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能zui為強大的 PLC。它可以成功實現全集成自動化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個用于制造業和過程工業系統解決方案的自動化平臺，其主要特點是具有模塊化的結構并擁有性能儲備。 S7-400
西門子S7-400模擬量輸入模塊福建代理商 ·使用兩臺以上變頻器的場合，請勿將接地線形成回路。如圖： ：陳明銀 同步 ： : ： 3．變頻器與電機間的接線距離。 變頻器與電機間的接線距離較長的場合，來自電纜的高次諧波漏電流，會對變頻器和周邊設備產生不利影響。因此為減少變頻器的干擾，需要對變頻器的載波頻率進行調整。 本系統應用廣泛，適用于需要熱水供應的場合，比如辦公大樓，賓館洗浴等，尤其適合太陽能資源比較豐富的地區。控制系統采用臺達DVP40ES2 PLC、DVP04PT-E2、DVP04AD-E2，臺達人機界面 HMI B07S515。本系統工作性能穩定，自動化程度高，尤其是恒溫出水的設計節約了大量水資源，集熱循環的設計使得太陽能熱水高效循環進入水箱，輔助熱源的加入很好的解決了太陽能資源不足天氣情況下的熱水供應。 電源模塊 CPU可編程控制器 內存卡 開關量輸入模板 開關量輸出模板 模擬量模塊 功能模板 通訊模板 附件 ：陳明銀 同步 ： : ： 2 系統構成臺達系列人機界面，臺達ES2系列CPU、臺達PT-E2系列溫度控制模塊，臺達AD-E2系列模擬量轉數字量模塊、太陽能集熱器、電熱絲(或空氣源熱泵等其它輔助熱源)、保溫水箱、洗浴控制泵、集熱循環泵、電磁閥、溫度傳感器、液位傳感器、功率變送器等，如圖1所示。
3 系統工作原理及循環過程(1)自動上水 水箱內裝液位傳感器p，水箱內水低于一定值時(20%)，自動補水閥上電，水箱自動補水，水位達到設定值時(90%)，自動補水閥斷電，自動補水停止。 (2)集熱循環
當集熱器出水口水溫(出水口安裝溫度傳感器)高于水箱內水溫，達到PLC設定啟動溫差(6-10攝氏度)時，集熱循環泵啟動;集熱水箱中的低溫水進入到真空管集熱器組中，集熱器中的相對高溫水循環到集熱水箱中，使水箱中的水溫升高。當溫差值降低到系統設定停止溫差時(1-3攝氏度)，循環泵停止，集熱循環停止。如此反復進行，逐漸將熱量傳遞到水箱，使水箱中的水溫度逐漸提升，直到達到洗浴要求的溫度。 (3)管路恒溫出水 恒溫回水管路循環主要是針對室內的洗浴熱水管道而言，為了保證洗浴時一開噴頭閥門即有熱水，同時減少無效冷水的浪費，必須安裝熱水回水管路，采取管路循環措施。管路循環采用定溫循環方式，在室內熱水回水管路中適當位置安裝溫度檢測傳感器和循環泵，設置一個溫度范圍來控制泵的運行。當管道內水溫低于設定值時，啟動洗浴管道循環泵，將管路中的低溫熱水打入保溫水箱，當水溫達到設定值時，管道循環泵停止運行。 (4)恒溫控制 當水箱內水溫低于一定值時，集熱器不能達到洗浴熱水的溫度要氣，此時開啟水箱內電加熱或其它輔助熱源(空氣源熱泵)，以實現任何天氣條件下都能保證有熱水供應的要氣。 (5)冬季防凍循環 室外管道(保溫水箱和集熱器之間)在寒冷的冬天可能被凍，因此必須有防凍循環功能;當集熱器溫度(檢測傳感器測溫)低于一定值(2-5攝氏度)時，啟動集熱循環泵，將保溫水箱中的熱水打進集熱器，防止管路結凍。 4 電氣控制系統設計系統上位機選用HMI b7s515型號觸摸屏以實現系統運行的可視化監測與控制，下位機選用臺達系列PLC，主機CPU選用DVP40ES2，溫度模塊選用04PT-E2，AD模塊選用04AD-E2。擴展模塊還可加入功率變送器，監測電磁閥，循環泵以及輔助熱源的功率，如圖2所示。
(1)溫度傳感器所測得溫度相關信號經PT模塊轉化為數字量后傳回PLC的CPU，PLC的狀態反應到觸摸屏上，實現數據的實時監控，如圖3所示。
圖3 溫度傳感器PT100與DVP04PT模塊的外部接線圖 (2)水箱液位傳感器測得電信號后，經液位變送器將電信號轉化為4-20mA的標準電流信號后，經AD模塊轉換為數字量信號傳回PLC，PLC根據設定值做出判斷，控制水箱電磁閥的開啟與斷開，如圖4所示。
圖4 液位變送器與04AD-E2模塊的外部接線圖 另外，各溫度傳感器的測量溫度直接代表各個組成部分的溫度，以此來控制系統的運行，因此，溫度傳感器的安裝位置極其重要。溫度傳感器安裝處的水溫必須能代表所測部分的平均溫度。 5 電氣控制系統軟件開發(1)WPL Soft開發PLC控制程序 WPL Soft為臺達電子可編程控制器DVP系列在Windows存在系統環境下所使用的程序編程軟件，臺達PLC采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。 系統控制的關鍵是溫度、液位的比較，通過PLC的比較指令可方便的實現。 各擴展模塊讀取參數的頻率、精度是本控制系統的關鍵，臺達PLC提供的溫度控制模塊、AD轉換模塊可以輕松的實現系統的自動化精確控制。 (2)觸摸屏人機界面(HMI)程序 觸摸屏替代鼠標及鍵盤部分功能，安裝在顯示屏前端的輸入設備，是人與控制系統之間傳遞、交換信息的媒介和對話接口，包括遠距離的信息傳遞與控制，是控制系統的重要組成部分。在PLC控制程序中加入開關量，與HMI的寄存器相關聯，實現HMI與PLC的關聯，如圖5所示。
圖5 PLC程序控制集熱循環泵的啟動與停止 6 結論本應用通過臺達PLC及其觸摸屏實現了對熱水系統的自動化控制及其監測，輔助熱源的加入解決了單一太陽能受天氣狀況影響大的缺點(若輔助熱源選用空氣源熱泵，則系統較之電加熱具有顯著的耗電量低、安全、舒適、綠色環保、低碳的優點)。 ：陳明銀 同步 ： : ： 控制系統上，加入了溫度、液位、功率等多個參數，反映到觸摸屏上實現了運行系統的重要參數可視化監控。使用戶對水箱內水溫度，洗浴熱水溫度、水箱內水量，系統耗電量等多項參數有明確的掌握。實際系統運行穩定，維護保養方便,可推廣性*，尤其適合賓館洗浴、辦公大樓等場合的熱水供應。此外，還可根據冬季室內取暖的要求，自動控制適宜溫度的熱水進入暖氣管道，實現洗浴、采暖兼容的熱水控制系統，如附表所示。 臺達DVP系列PLC各型主機均內建2個通訊口的標準配置，即一個RS232和一個RS485通訊口，其RS232口主要用于上下載程序或作為與上位機、觸摸屏通訊，而RS485口主要用于組建485網絡，實現通訊控制。尤其值得一提的是EH機型可通過通訊功能卡擴充一個RS232或RS485通訊口，使得在組建多重通訊網絡更加方便。 西門子S7-400模擬量擴展模塊代理商西門子S7-400模擬量擴展模塊代理商 相對于通訊口的硬件配置，臺達PLC在軟件指令上對通訊的支持也是相當豐富和便利，主要通過以下三種方式完成485通訊功能： 3.1自由通訊方式 該方式通過串行數據傳輸指令RS來完成主站與從站之間的數據交換，可以實現無協議的自由通訊。許多接口設備如變頻器、儀表等…若配備RS-485串行通訊，且該設備之通訊格式也有公開即可由PLC使用者以RS指令設計程序來傳輸PLC與接口設備之間數據。 3.2MODBUS通訊方式（GB/Z 19582） MODBUS協議是目前上公開的標準串行通迅協議，也是中華人民共和國國家標準化指導性技術文件GB/Z 19582：基于Modbus協議的工業自動化網絡規范。臺達PLC通訊符合MODBUS協議，并且臺達其它產品如變頻器、溫控儀、司服控制器等485通訊均符合MODBUS協議，對于符合MODBUS之通訊格式的產品，臺達PLC提供了更加便利的通訊指令MODRD 、MODWR、MODRW來實現數據的讀寫，程序編寫中不需關注傳送的字符，校驗碼的轉換等等，只需要確定通訊地址及寫入讀出的數據即可，不過在多指令讀寫時需要考慮通訊時序問題，避免通訊沖突。 3.3臺達PLCzui有特色的通訊命令EASY LINK 基于MODBUS通訊協議，臺達EP/EH系列PLC機型提供了更為方便快捷的通訊方式——EASYLINK。EASY LINK通訊是臺達PLCzui有特色的通訊命令，可以提供主站與32個從站通訊，每個從站讀寫各100項數據的能力，且不需要復雜編程即可高速快捷的完成通訊控制，節省大量的編程時間。 綜合比較上述三種通訊方式，自由通訊方式的編程zui為復雜，但它可以與非MODBUS協議的設備通訊，設備選擇自由靈活不受限制；MODBUS通訊方式的編程則簡單的多，且也具有一定的編程靈活性，如可優先與某個從站通訊；而EASY LINK通訊方式是針對符合MODBUS協議互連設備zui簡單的通訊方式，幾乎不需要編程即可完成，不需要考慮半雙工通訊方式中通訊時序問題，只需要讀出寫入數據的寄存器和數據項數，啟動LINK連接即可完成設備之間的數據通訊。因此對于符合MODBUS協議的設備建議采用LINK通訊方式。 3.4串行通訊工程要點問題 在工業自動化控制中，有許多數據信號需要采集、處理，特別對于遠距離的設備，一般的傳感器電壓訊號如果傳輸距離過遠的話，會造成訊號的衰減，如此一來，將得不到正確的結果，因此，采用傳感器訊號就地處理，而數據傳輸通過數字通訊方式能夠有效的解決這一問題，保證數據的正確性與準確性；但通訊同樣也會受到外界的干擾，使得通訊質量下降，甚至根本無法建立通訊。要保證通訊正常，在組建通訊網絡時應該注意以下幾點： （1）保證通訊協議*，所有聯機之從站接口設備波特率及通訊格式需與主站相同，合理分配各從站的站地址，避免地址沖突。 （2）合理布線，減少外界干擾對通訊的影響。走線走得好，可以很大程度減少干擾的影響，提高通訊的可靠性，走線應遵循兩個原則：遠離電源線，變頻器等干擾源；當網線不能與電源線等干擾源避開時應與電源線垂直，不能平行，并采用質量高的雙絞線走線 （3）通訊速率的選擇，一般來說提高通訊波特率能夠提高通訊效率，但并非一味的提高就肯定好，傳輸速率的提高同時加大了傳輸錯碼率，使傳輸質量下降，特別是在工業控制場合外界干擾比較大的情況下，有時適當降低傳輸速率會得到更好的傳輸效率。
油壓車床操作界面設計 基于臺達機電自動化平臺的油壓車床操作界面是本項目區別于傳統油壓車床*的標志，為小型機床運行帶來人性化的透明操作功能。
單步工藝流程4描述：開車啟動，恢復原點，閥YV1得電，下托板前進碰到下托板慢進限位SL2后閥YV2得電下托板開始慢進，下托板慢進碰到前進到位限位SL1后閥上托板前進閥YV3得電上托板前進，上托板前進碰到上托板慢進SL5限位后，上托板慢進閥YV4得電，上托板慢前進碰到前進到位限位SL4后執行上托板延時（圖7）的設定值，時間到后閥YV3，YV4斷電上托板回退，上托板回退碰到回退到位限位SL6信號后下托板前進閥YV1，YV2斷電，下托板回位。 （5）單步工藝流程5描述：開車啟動，恢復原點，閥YV1得電，下托板前進碰到下托板慢進限位SL2后閥YV2得電下托板開始慢進，下托板慢進碰到前進到位限位SL1后閥上托板前進閥YV3得電上托板前進，上托板前進碰到上托板慢進SL5限位后，上托板慢進閥YV4得電，上托板慢前進碰到前進到位限位SL4后執行上托板延時（圖7）的設定值，時間到后閥YV3，YV4斷電上托板回退，下托板前進閥YV1，YV2保持前進位不動。 （6）全自動工藝流程：開車啟動，恢復原點，閥YV1得電，下托板前進碰到下托板慢進限位SL2后閥YV2得電下托板開始慢進，下托板慢進碰到前進到位限位SL1后執行下托板延時（圖六）的設定值，時間到后閥YV1，YV2斷電下托板回退，碰到回退到位限位SL3信號后上托板前進閥YV3得電上托板前進，上托板前進碰到上托板慢進SL5限位后，上托板慢進閥YV4得電，上托板慢前進碰到前進到位限位SL4后執行上托板延時（圖7）的設定值，時間到后閥YV3，YV4斷電上托板回退，上托板回退碰到回退到位限位SL6信號后下托板前進閥YV1再次得電進入下一個循環。 在人機界面內通過宏指令讀出系統設定時間，分別賦值給不同的數據寄存器，如圖8所示，運行過程中通過自定義輸入時間年月日和系統本身時間進行監控比較，程序判斷當系統時間超過設定時間時，系統自動停止運行，如圖9所示。 圖8系統設定時間賦值
圖9自定義運行時間 ：陳明銀 同步 ： : ： | |
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