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产品描述

产地德国 品牌西门子

西门子模块6ES7516-3UN00-0AB0参数详细

一、电机分批自启动技术在石油化工等连续生产企业中有着广泛的用途。以PLC为核心控制单元的电机分批自启动系统具有以下功能及特点:
1、能够实时地监控电机的运行状态;
2、记忆电网波动前电机的运行状态,只有在电网波动前处于运行状态而且在电网波动时停机的电机才具备电机自启动条件;
3、准确及时地捕获电网电压信息。
4、分批自启动的电机按照工艺流程需要,在PLC中预先设置,同时为避免多台电机在自启动中对电网的影响、电机分批自启动中采用分批延时处理方式;
5、具有多路输入和多路输出功能,实现多台电机自启动集中控制;
6、具备远程通信接口,实现与上位机或DCS系统的通信,在上位机或DCS系统中方便地对该系统进行监控和维护。
洛阳石油化工总厂的2套PLC电机分批自启动设备,采用西门于S7-300系列PLC,它以CPU313为*处理单元,每执行1000条二进制指令约需 0.7ms。S7—300同时具备128点数字量输入/输出和32路模拟量输入/输出,12KB的RAM,20KB的负载存储器;完*够满足电机状态和 系统电压的实时监控和及时实现电机分批自启动的要求。
二、系统组成
2套PLC电机分批自启动系统根据变电所供电方式,每一段低压母线采用l台PLC。系统硬件主要分为外围电路和核心单元2部分。外围电路主要完成母线电 压、电机运行状态等信号的采集、处理和转换以及电机启动指令的驱动等。核心单元(即PLC)主要完成信号处理,发出电机驱动指令。
2.1外围电路
外围电路主要包括以下几个部分:
1、母线电压采样监测。它通过1个电流型电压变送器将0—380V交流母线电压转换为4*20mA直流信号。
2、电机运行状态信号监控。电机运行状态信号通过电机控制回路中的1个干接点输入到PLC的输入模块。所有信号的输入都经过光藕隔离,以提高抗干扰能力。
3、电机驱动单元。电机启动信号由PLC发出,输出单元不直接驱动电机,而是通过1个220V、10A AC的中间继电器带动电机操作回路。这样一方面提高了驱动能力,另一方面使得电气操作回路和PLC控制回路分隔,提高了系统的安全可靠性。
2.2核心单元
根据系统的要求,其核心PLC主要有以下几部分:
1、CPU313及系统软件。它完成电压和电机运行状态监测,实时进行逻辑判断,发出电机分批自启动指令。CPU313有4种操作选择:RUN—P、RUN、STOP和MRES运行方式。
2、模拟量输入模块SM331(8路输入)。它把电压变送器输入的4-20mA的模拟量转换为数字信号,并将数字信号送到PI,C的控制单元,以供PLC做出电压判断。
3、数字量输入模块SM321。16路输入2个,32路输入1个,完成62台电机运行状态监测和PLC电机分批自启动系统运行、调试状态监侧,电机运行状态信号通过电机操作回路中的接触器辅助接点接至该模块。
4、数字量输出模块SM322(输出8路)。接受PLC控制单元的指令,完成电机驱动信号输出,通过出口中间继电器,驱动电机操作回路,完成电机分批自启动。
三、系统软件设计
电机分批自启动系统软件主要为:
1、完成系统初始化;西门子变频器6SE6440-2UD33-7EB1
2、正常状态下的数据监测;
3、电网电压出现波动后,即电网电压降至70%,所有电机都会因为电气保护装置而强制退出运行,在此之前,程序已经做出判断并锁存电机状态信号;
4、当电力系统恢复正常(3s内,母线电压恢复至95%)时,程序依据故障前保存的电机状态信号、对具备白启动条件的电机。按照顺序分批发出启动信号,使其恢复运行;
5、无论在正常状态下或是在电机自启动过程中,PLC均实时监侧母线电压;
6、通信接口程序。包括系统监测数据和故障信息,PLC将采集的母线电压信息、电机启动状态信息传输到上位机或DCS系统,便于维护人员实时了解设备运行状况。


一、西门子变频器选型时要确定以下几点:
1) 采用变频的目的;恒压控制或恒流控制等;
2) 西门子变频器的负载类型;如叶片泵或容积泵等,特别注意负载的性能曲线,性能曲线决定了应用时的方式方法;
3) 西门子变频器与负载的匹配问题;
I.电压匹配;西门子变频器的额定电压与负载的额定电压相符。
II. 电流匹配;普通的离心泵,西门子变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数,以电流确定西门子变频器电流和过载能力。

PLC与变频器之间连接好DP通讯线缆,其他不需要任何硬连接的线了。那么接下来的工作就是通过PLC编程来控制变频器。一般国内的和中国的例如台达的变频器,和plc连接一般都是RS485,台达的全部都是内置的,不要要另加板子,然后plc对应变频器的通讯地址即可。
2、还可以用PLC的模拟量输出信号(0-10V或4-20mA)控制转速。通过PLC开关量启动变频器,通过模拟量信号控制变频器输出频率。此方法有点是编程简单,缺点是硬件投入比较贵。3,硬接线的方式。变频器自带的DI,DO,AI,AO口子与PLC的DI,DO,AI,AO通过线连接起来。
实现方法大体就是通过编程控制PLC的DO模块输出,为变频器提供一对干触点(无源触点),再用这对干触点来驱动变频器的启动,停止或者电动等。然后PLC的AO模块输出4-20mA等模拟信号连接到变频器的AI口子实现一个模拟给定控制变频器输出频率达到调速的目的。

调用一条指令时,将会自动地增加一个或几个子程序。3)为USS指令库分配V存储区。5)连接CPU和变频器之间的通讯电缆,为了提高看干扰能力好采用屏蔽电缆。西门子PLC代理商硬件分析2、PLC硬件故障①PLC主机系统故障A、电源系统故障。
系统总线的损坏主要由于PLC多为插件结构,长期使用插拔模块会造成局部印刷板或底板、接插件接口等处的总线损坏,在空气温度变化、湿度变化的影响下,总线的塑料老化、印刷线路的老化、接触点的氧化等都是系统总线损耗的原因。


这样一种基于PLC的中低压配电网自动化的RTU实现方案,完全可以满足中低压配网自动化的特殊要求。它具有以下特点和优势:硬件结构简单,完全免维护;规模可大可小,只需将 PLC的扩展模块连接在一起,就可以实现遥控点、遥信点、遥测点的增加;抗恶劣环境;高可靠性;编程实现各种功能,免硬件调试;费用低廉。 

PLC方案在具体设计时,包括以下几个步骤: 

a)获取操作点数。了解配电网的基本情况及自动化的具体要求,确定系统需要进行遥控、遥信、遥测、甚至遥调的设备,统计各处配电房需要这4种信号的具体点数。 

b)确定通信方案。根据配电网的规模及分布情况,确定总体设计方案,主要是通信方案的设计和选择。 

c)PLC选型。根据各处各种操作的点数以及所确定的通信方案,选择恰当型号的PLC 来实现RTU功能。 

由于RTU需接受监控中心的指令,并上传配电网、开关柜的信息,所以通信功能是选择PLC的主要考虑因素。 

由于各开关房、开关柜的操作类型、操作点数往往相差很大,因此,PLC是否具有模块化结构和组态能力,是否能够灵活、经济地组成输入点、输出点、测量点(A/D)、调节点(D/A)的规模可变系统,是选择PLC型号的另一个主要考虑因素。

目前,很多厂家的产品,都可以满足通信以及模块化的要求。例如,SIEMENS的 S7-214以上系列,三菱的A1S系列,松下的较高级别的PLC系列等。根据具体情况,在一个配网自动化工程中,整个配电网系统可以选用同一个厂家的PLC,也可以根据配电房的具体情况,选用不同厂家的PLC,以利用各厂家PLC的优势和特色。 

3 RTU功能的PLC实现 

RTU功能的PLC实现包括硬件实现和软件实现两个方面。 

3.1 硬件实现方面 

在硬件方面,主要存在PLC的电源如何提供,PLC如何实现长距离的通信,遥控、遥信、遥测、遥调如何具体实现等问题。 

由于PLC都有配套的电源模块,因此在设计RTU时,主要应考虑电网断电后PLC 的供电问题,通常以配置充电电池的方式解决。 

一般PLC的通信模块只具有短距离的通信能力,虽然有些公司为PLC提供配套的组网模块,但通信距离也限制在若干千米以内。而配电网的特点是点多、面广,因此,必须借助其它方式以延长PLC的通信距离。方法很多,有电话调制解调器方案、专线调制解调器方案、无线方案、寻呼台服务方案、光纤方案等。在同一个配电自动化工程中,可以根据具体情况,采用单一方法,也可以采用多种方法组合。 

在RTU的四遥操作方面,由于PLC的电平以及功率容量同操作设备不可能正好*,加上有电气隔离的要求,因此,必须增加辅助的电位转换、功率放大、电气隔离等模块和器件。 

对于遥控,当PLC收到开关指令时,输出点到内部电源的通路被接通或关断,如果直接用输出点的输出电流去操作开关设备,则功率根本不够。因此,可把PLC的输出点作为一个小功率继电器的激磁电源,以控制该继电器的常开或常闭触点的开合,再由该继电器去控制配电网的配电开关的操作电源,使配电开关动作,线路或配电设备被投切。 

对于遥信,则是将被测开关的辅助触点两端引线接到PLC的输入点和地,当配电开关动作时,辅助触点相应开闭,PLC的相应输入点与地之间被断开或短接,从而在PLC内部获得一个高电平或低电平。 

对于遥测,经互感器出来的信号,必须落在PLC的A/D转换模块的测量范围之内,才能接入到相应模块的输入端。此外,在选择PLC的A/D模块时,还要考虑采样周期问题。周期太长,将无法获得精确数值。 

PLC可以实现遥调功能,但因电网中应用很少,这里不予详述。 

3.2 软件实现方面 

在PLC软件方面,由于PLC以循环扫描和中断两种方式来执行程序,因此为了完成所有RTU功能,PLC软件应包括:循环扫描执行的主程序;通信程序(接收和发送报文);收到报文分析程序;上发报文产生程序;输入点电平中断扫描程序;操作执行程序(遥控、遥信、遥测等)



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