西门子6ES7231-7PD22-0XA8技术参数

西门子6ES7231-7PD22-0XA8技术参数

由于PLC的高性能和高可靠性，目前已广泛应用于工业控制领域，并从单纯的逻辑控制发展为集逻辑控制、过程控制、伺服控制、数据处理和网络通信功能于一体的多功能控制器。由于PLC本身并不配置显示功能，因而实现其内部数据显示就变得很重要了，而且成为PLC控制系统设计的一个难点。

    在PLC控制系统中，需要显示的内容主要有计时器值、计数器值和数据寄存器值，数据显示方法可归纳为两种基本类型:一类为基于PLC数据通信接口，如RS-232,RS-485/422，显示装置也具有此类接口，通过数据通信方式实现数据显示。

    基于通信的数据显示技术

    利用数据通信接口进行数据传送和显示，是实现PLC数据显示的有效途径。目前主流PLC均提供标准的RS-232或RS一485/422接口，或者通过模块扩展增加此类接口。

    三菱FX2N的通信模块232ADP,232BD,485BD和485ADP均可作为数据接口。显示装置可选用专用智能显示屏和通用计算机(PC).直接选用和PLC配套的显示屏或触摸屏，可实现PLC内部多个数据的集中显示，并可利用编辑软件编辑屏幕图形，提高显示界面的可视性。FX系列可配套的显示屏有F93000T一BWD,F940GOT一LWD和F940GOT-SWD。智能显示屏通过通信接口读取PL的寄存器，数据显示效率高，同时可简化控制系统的设计。但由于显示器的高成本，限制了大尺寸显示屏的应用，因此该方法适合于紧凑型的PLC控制系统。随着计算机性能和可靠性进一步提高，"PC+PLC”模式的控制系统在工业控制领域得到广泛应用，PC机凭借丰富的软硬件资源，可实现PLC的在线监测，集中显示大量的PLC内部数据，能以图形化的方式显示控制设备的动态工艺流程和数据趋势曲线，使系统的人机界面直观友好。

    PLC与组太王的通信连接

    1：1一个站，距离〈15米,用编程口驱动

    通过编程口通信(plc不需要进行编程)

    1：N多个站（*多16个站），50米>距离>15米,用FX485驱动

    1：N多个站（*多16个站），500米>距离>50米,用FX485驱动

    1：N多个站（*多16个站），1200米>距离>500米,用FX485驱动（加485中继）

    RS485的连线可以是一对或两对导线。根据用途来决定连线的方法，本设计采用的是两对导线连接方式。

    为了建立PLC与组太王的通信连接，可以在PLC编程软件的菜单“PLC／串行口设置”中设置通信地址和通信参数，也可以在软件中直接用编程(MOV指令)来实现，按RS485规定具体设置是：

    波特率设为9600bit／s，数据位设为7位，l位起始位，2位停止位，偶校验，采用协议1。用编程软件设置,其中在D8121中设置通信地址。

柴油机起动必须具备三个条件:一是燃油的供给;二是运动部件润滑;三是蓄电池要有足够的能量驱动起动电机，使柴油机达到一定的起动转速。 在整个起动过程中，对起动电机和喷油泵供油齿条的控制都是通过起动接触器QC 来实现的。这种控制方法存在如下缺陷： 

⑴采用有触点电器组成控制电路，功能单一，结构复杂，故障率高，无法满足柴油机起动过程的优化控制，与现代的科技发展水平不相适应。 

⑵操纵人员必须通过观察判断柴油机起动成功与否来控制起动过程。 为此，起动时操作人员必须通过柴油机的声音、转速及机油压力等来判断其起动情况，并通过起动按钮控制起动电动机的工作状态，如果控制不当，可能造成柴油机起动失败，或因起动电机工作时间过长，蓄电池过放而无法继续起动，这就要求操作人员具备较高的素质和丰富的经验。 

⑶向气缸内喷油过早。 在柴油机转速较低时，喷油压力亦较低，喷油器的喷油质量很差，燃油不能与空气充分混合，拖延点火转速，从而导致起动能耗高，排烟量大，甚至爆燃。 

⑷在柴油机已经发火后，蓄电池继续向起动电机供电，造成蓄电池过放，影响蓄电池的寿命。 

⑸如果柴油机不能正常点火，长时间按住起动按钮，将造成起动接触器烧损、蓄电池亏电等故障。 

因此，对柴油机的起动过程进行优化控制是十分必要的。 

2 应用于机车控制的优越性 

可编程计算机控制器(Programmable Computer Controller) 是以微处理器为核心的通用工业自动控制装置，它完全可以取代继电器逻辑控制装置，不仅能方便地处理开关量和模拟量，还能实现自动定时、计数和算术运算处理等功能。PCC 配有大容量的存贮器，通过软件编程代替常规的继电器逻辑控制功能，可使控制系统智能化，并具有体积小、重量轻、速度快、可靠性高和易调试等特点。 同时还能适应高低温、冲击振动、电磁干扰、电源波动等较恶劣的工作环境。 奥地利贝加莱公司生产的B&R2000PCC 系列产品是在电源、功能、安全操作方面达到国际水平的产品。 

2. 1 基于PCC 的机车柴油机起动优化控制 

针对目前柴油机起动过程中的缺陷和不足，可以将其起动过程按时间展开，进行编程控制，以PCC 为核心组成控制系统，实现起动过程的检测和智能控制。 

柴油机的起过程大致可分为四个阶段，即准备、柴油机被驱动转动、发火和建立油压后稳定运转。准备阶段主要是预供机油和燃油1 东风4C 型机车采用45～60s 延时控制燃油泵和机油泵运转，以实现起动前预先向机油系统供油。 根据起动过程的不同阶段，对现有柴油机起动过程中存在的问题，可逐步优化解决。 

2. 2 起动接触器(QC) 的控制 

在柴油机起动过程中，起动接触器(QC) 得电与否，应取决于柴油机管路内的油压状况。 理想情况下，应取机油压力和燃油压力作为控制信号，这样在首次起动时，如果因油泵、管路或其它部分出现故障，致使机油和燃油压力达不到要求的范围，将不会使起动接触器闭合起动柴油机。 而目前在起动过程中，按下起动按钮1QA 起动机油泵开始工作，并经45～60s 延时后，主要靠人为观测机油压力表和燃油压表判断压力是否满足要求，并确定是否停止起动。从某种程度上讲，可以说现有的起动控制逻辑是基于在45～60s的延时时间内，油压一定会建立起来这种设下，对起动接触器QC 进行控制的。 由于机油系统和燃油系统的状态差别较大，建立起机油和燃油压力的时间亦不相同，因此，上述设不符合实际，无法保证控制的精确性。 为此，可采用压力传感器测量机油和燃油压力，并将有关信号通过模拟通道输入到PCC 相应的模块中，由PCC 根据设定的压力范围进行判断，并控制QC 的动作。 

2. 3 起动电机(QD) 的优化控制 

柴油机起动成功与否，关键在于柴油机是否点火，作为起动的终止应受控于柴油机发火转速，如果因为某种原因不能正常起动，则应自动停止起动，以减少蓄电池的放电量和避免起动接触器(QC) 烧死。 正常情况下，东风4 型系列机车柴油机起动时，点火转速在150 r/ min 左右，*低稳定转速为430 r/ min。如果采取转速传感器测出柴油机的转速，并将转速信号输入到PCC 中，由PCC 根据柴油机转速控制QC 的通/断，即控制蓄电池向起动电机供电;一方面可节省蓄电池的电能，有利于延长蓄电池的寿命;另一方面，电动机由驱动转动变为柴油机的负载，可降低柴油机起动的转速冲击。 

2. 4 对电磁联锁DLS 的供电控制 

在柴油机起动过程中，如果在低转速阶段过早的向气缸内喷油将产生许多不良后果，一方面由于压缩终点的温度和压力较低，另一方面由于喷压力低，燃油雾化不良，不能与空气充分混合形成可燃混合气，使得喷入的燃油不能完全燃烧，甚至根本不燃烧;同时，还会降低燃烧室内的温度，从而造成起动困难，甚至爆燃。 因此，对起动接触器及调速器内DLS 电磁联锁线圈根据柴油机的起动转速单独进行供电控制是十分必要的。 这样，可在柴油机转速达到发火转速后，再拉动喷油泵供油齿条，从而达到在适当的时刻开始向气缸内喷油的目的。 

鉴于当柴油机由起动电机(QD) 拖动运转的转速达到点火转速时向气缸内喷油*有利于柴油机点火，故DLS 线圈通电与否应取决于柴油机拖动转速。 不同的柴油机或同一柴油机在不同的工作环境和状态下，其点火转速是不同的。 而影响点火转速的因素主要有气缸内的温度和压力、氧气含量及燃油的雾化状态等，影响气缸内温度的主要因素为油水温度，夏季柴油机油水温度高，所以容易起动;反之，柴油机冬季则起动困难，所以可在检测油水温度的前提下，对DLS 电磁联锁线圈进行优化控制。 

3 柴油机起动PCC 控制器的逻辑设计及流程 

3. 1 控制电路 

由上述分析可知，在柴油机起动时，可以通过对柴油机转速、机油压力、燃油压力、及油水温度的检测，由PCC 对到的信号进行快速运算、处理和智能判断，确定合理的点火转速，并对起动接触器、DLS 线圈等进行实时控制。

克兰南港口的第一台PLC控制系统应用始于2001年。Laodrom公司负责系统的研发，采购，安装，技术调试。PROM.SOFT公司主要负责应用软件的研发。两家公司共同合作为燃油锅炉站开发过程控制系统。每小时产生10-15吨蒸汽的三套柴油机及其他锅炉设备也完全由贝加莱的PCC和四台PC来进行控制。在实际应用中，贝加莱的PCC通过各种附带的通信模块实现和第三方厂商系统的无缝连接。成功通讯主要依赖于贝加莱提供的基于帧驱动库的应用软件和PCC 2005的通信模块。多年来中心锅炉站的正常运行见证了贝加莱系统的可靠性和有效性。至2005年，用户决定对港口货物装卸区的控制系统实施现代化改造，基于历史项目的成功合作，再一次选择了贝加莱工业自动化公司作为其自动化方案提供商。该套方案主要针对港口货物装卸区进行集中控制。港口货物装卸区包括二台翻车机，堆高机，和一台带走廊和平台的运输系统，组成高科技的集成系统。同时还装备了一个防结冰装置，排序装置，移动式的起重机和其他的装载设备。该集成系统掌控各类物资的运送如煤，矿石，和铸铁。 

本地控制中心 

在过程控制系统的开发阶段，明确货物装卸过程中使用的五大机型： 

翻车机1号：带振动器和门的仓库，进料器，装载搬运设备，移动式搬运，保险磁铁，进口和出口通风，料浆池和料浆泵。

翻车机2号 

主要运输系统：伺服驱动，油站，搬运软启动钮，保险磁铁，料浆池和料浆泵 

码头运输系统 

除冰：在冬天为货物除冰，20台货车出除冰 

每个区域本地都配备超过10条贝加莱PCC系统的连接，各类I/O模块，和贝加莱的Power Panel操作员站。中心调度室配备了*PCC系统，19寸的PC和42寸的等离子显示。本地的PCC和*PCC连接的拓扑结构为星型。网络分支的长度范围达300-1300米，中心站的PCC通过RS 232接口和PC做连接。 

所有的生产数据通过PCC采集后传输到*PCC，然后再传送给PC。然后分别在不同的分支作显示。 

*PCC系统负责，开始，停止，保护，调度负载路线。本地PCC系统则依次控制各生产线区域。操作员站可监视和控制所有的本地设备和货物装卸。 

PC上运行的都是SUSE LINUX 10.0 和 STAR SA系统，由PROM.SOFT公司研发。 

前景展望 

当新系统在运转时，陈旧，笨拙而且不可靠的继电器箱被摒弃了。在控制上可靠性和效率的提高，因而保了运转的有效和安全。 

贝加莱设备历经恶劣环境（灰尘环境和年复一年的货物装卸环境）的考验有力地证实了贝加莱设备的高可靠性

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