西门子模块6ES7221-1BF22-0XA8详细说明

西门子模块6ES7221-1BF22-0XA8详细说明

第一级—监控管理，由中央控制室的操作站实现。选用工控计算机，以TCP/ IP工业以太网与PLC系统通讯,实行集中控制。通过工控软件实时监视全厂工艺参数变化、设备运行、故障发生等情况，同时负责日常报表打印、事故打印和数据记录等。
第二级—过程控制，由现场的各分系统或成套设备的控制系统实现。以AC500 PLC系统作为现场控制核心 ,按场区配置分站 ,通过CS31网与所属分布I/O通讯对流量、液位、pH值、电机等参数进行采集、控制。
第三级—单机就地控制，由现场电气控制系统实现。采用ABB公司的AC31系列产品组成分布I/O,采集现场参数,执行上一级PLC主站的控制命令。
监控组态设计及与PLC主站的通讯
由于污水处理控制对象多且分散,生产工艺流程复杂,如果采用集中控制方式,则需要使用大量导线，在长距离传输过程中非常受到干扰,所以本系统采用分布式集散控制系统,将管理与控制分离。计算机选用HP工业PC机,预装北京昆仑通态公司的MCGS 5.5通用版。MCGS监控组态设计包含监控界面设计，定义数据变量，组态设计，动画等方面。用MCGS提供的基本绘图工具与元件库创建图形块并进行组态设计，污水处理系统工艺流程组态画面鼓风机，水泵，运行阀的工作状态可以通过动画实时显示；污水，污泥，药水，空气的流动方向及流量表的数据也能根据现场的情况随时更新。操作人员在登陆并输入用户名和密码后，可任意调入各局部工艺图、运行表、设定表和控制表，工艺图以图形的方式显示各个工段的工艺流程和数据，并能根据控制的需要直接设定现场的相应参数（例如，泵站的变频器的恒定水位，报警水位，停泵水位的设定，排泥时间的设定等）。此外，系统还可以提供故障报警查询，工作报表生成等功能。MCGS中的实时数据库是监控系统的核心，而数据变量是构成实时数据库的基本单元。将用户界面中的图形对象与实时数据库中的数据变量建立联系，现场的运行情况就可以通过动画实时的显示在监控界面上了。
工控计算机只需一块普通的网卡就可以通过Ethernet LAN接收到来自PLC主站的数据。PLC主站由1台AC500系列PLC及相应的外围设备组成,置于中央控制室。PLC主站从分布I/O接收数据，进行相关的处理与控制，同时通过标准工业以太网TCP/IP通讯模块(TB521-ETH)传输给工控计算机,传输速率为10Mbit/s ,介质为屏蔽双绞线。
PLC主站与分布I/O的通信

1 引 言 

制氮机是以空气为原料，以碳分子筛为吸附剂，运用变压吸附原理，使布满微孔的碳分子筛对气体分子有选择性的吸附来获得纯度为98～的氮气的新型制氮技术。 

碳分子筛系由硬煤磨细后，经一系列加工成型烧结所得。经活化成型后的碳分子筛其晶粒体分布着无数微孔孔穴。碳分子筛属于速度分离型吸附剂，由于分子直径小的氧分子O2比分子直径稍大的氮分子N2在运动中的扩散速度要快十倍，所以，从分子动力学来讲，当空气进进碳分子筛床层时，分子直径小的氧以较快的速度进进碳分子结晶微孔中，氧被富集在碳分子固相中，而氮分子则在气相中富集，从而将氧气和氮气从空气中分离开来。碳分子筛对氧的平衡吸附量随吸附压力升高而增加，随压力的降低而减少，即所谓变压吸附。当进碳分子筛床层的空气压力降低到常压0.1MPa时，即所谓筛微孔中吸附的氧分子即被开释出来，即所谓常压解吸。为了能连续不断地生产出合格氮气，必须对生产过程中的各个流程进行自动控制。 

PSA制氮机控制系统原先采用的是继电接触控制方法，所用器件多，触点易损，控制单一，体积大，无法随时检测Y1～Y8电磁阀的好坏。通过对工艺流程和控制要求的分析，为了使控制系统更加灵活、可靠，操纵方便且具有通用性，我们选用了无锡华光公司的SM-16T型PLC进行控制。PLC控制方法灵活，不需用时间继电器，可实时显示工作流程并监视工作时间，并具有简单、实用、美观、操纵方便的人机界面。 

2 制氮系统控制要求分析 

空气压缩机用来提供足够的气量和相对恒定的输进压力0.75～0.8MPa的原料气，经冷干机除水、除油、除固态粒子等净化处理后，为了能连续不断地输出恒定的氮气，系统设置了A、B两个吸附塔进行交替工作。由气源系统来的纯净压缩空气，经电磁气动控制阀Y1、Y2由吸附塔A下部进进塔体，经吸附塔中碳分子筛床层吸附，并逐步向上推进，在此过程中，空气中的氧分子被吸附在碳分子筛微孔中，而氮被浓缩在气相中，由塔上部流出，经电磁气动控制阀Y6、Y8进进氮气贮罐，此过程即为A塔吸附制氮。与此同时，B吸附塔中吸附的氧分子经过电磁气动控制阀Y5排空，即B塔解吸至常压。A、B两塔交替进行连续供氮。当A塔中碳分子筛对氧的吸附量将达到平衡时，则该塔立即停止吸附。此时Y1、Y4、Y5、Y8均处于封闭状态，而Y2、Y3、Y6、Y7同时处于开启状态，实行A、B两吸附塔均压，均压后即切换进进B塔吸附、A塔解吸状态。此时压缩空气经电气控制阀Y1、Y3进进B吸附塔下部，经B塔中碳分子筛床层吸附。分离出来的氮气经Y7、Y8进进氮气贮罐，即B塔吸附制氮。这样A、B两塔交替吸附、解吸，即形成连续不断的向氮气贮罐输送氮气。以上Y1～Y8电气控制阀的动作顺序、切换时间等全部由PLC控制，使二塔连续不断供给合格氮气。 

在正常工作时自动循环过程如下： 

按程序启动键→冷干机启动→延时X秒→空压机启动→延时X秒→进进吸附A→延时X秒→均压A＝B→延时X秒→吸附B→延时X秒→均压B＝A→延时X秒→再次进进吸附A，如此自动循环。按停止键，系统全部停止工作。 

控制要求有手动和自动两种工作方式，并要求在手动方式时能进行Y1～Y8阀的检查。 

在手动时能独立起动、停止空压机和冷干机；能显示吸附A、均压A＝B、吸附A、均压B＝A四个阶段Y1～Y8的开启情况；各项操纵均应有指示灯显示。 

自动工作时，应能按照自动工艺流程要求工作，并能在模拟工艺流程图中显示相应的工作状态。同时对自动运行过程中的各延时时间均要能任意调节，并能实时显示和查询当前延时设定值。