西门子模块6ES7223-1PM22-0XA8安装调试

西门子模块6ES7223-1PM22-0XA8安装调试

该电炉由太钢二钢厂60年代末引进的AESA公司的50t电炉改造而成。其基本工艺为炉盖旋开顶装料，偏心底出钢。电炉设备主要
由以下部分组成；炉体、水冷炉盖、倾动机构、电极升降机构、炉盖提升旋转机构、大电流线路、维修装置、加料装置、水冷、气动系统、液压系统等。
其电气控制采用电控、仪控及计算机控制三电一体考虑，计算机控制系统由操作员站、三台可编程控制器和五个远程I/O站组成。涉及开关量输入输出点800多个、模拟量输入输出40多路，通过Siemens profibus网络实现其数据传递。
2、工艺及控制功能简介
电炉是冶金生产的初始环节，目的是将废钢和铁水炼成钢水，供给生产的下环节——精炼炉，电炉对产品的产量、质量和成本都有直接的影响。其工艺及控制功能见图1；
该电炉装料方式为炉盖旋开式顶装料，装料过程完毕后，下降电极，利用电极与炉料之间产生的电弧熔炼炉料，熔炼中可通过炉门吹氧或加料以加温和改善钢水成分，出钢时，倾动炉体，利用偏心底出钢，钢水由出钢车运输至下一环节。熔炼过程中，炉壁与炉盖通过水冷方式降温，炉盖、炉体以及电极等的各种动作均通过液压实现。
自动控制方面，冷却水控制、液压控制、电极弧流的调节、碳氧的控制、油氧烧嘴的控制、数据的传输以及温度、流量等信号的采集与处理均为电炉生产的重要环节。本系统就是对上述参量进行检测、控制、运算、显示、报警及记录。
3、计算机系统控制方式
整个电炉的计算机控制系统采用西门子公司的S7-300可编程序控制器，它通过二个开放的标准化现场总线PROFIBUS-DP网络连接各个部件，构成分布式集散控制系统，对现场的控制部件实行在线调试、诊断。通过PROFIBUS-S7网络与上位机实现数据共享，使交流电弧和钢包精炼炉有机的组成一个整体，实现炼钢自动化。
控制方式为全线PLC程序控制，实现顺控、逻辑控制、联动和联锁，以及信号传输、报警和数据采集等，必要时人工（通过按钮或旋转开关）参与紧急处置以至停机。PLC作为全线枢纽，必需具备如下的优点； 　　实现无接点控制，减少继电器接触系绞频繁出现的接触不良故障。
可方便的实现逻辑控制、数字运算。
拥有大存储量的内、外存储器，能建立生产过程的多种数据库。
编程较容易，能用多种方式编程。
能与上位机联网和完成与各控制单元之间的通讯，实现自动化控制与管理。
可靠性高，具有故障自诊断的能力。
可按装置要求选择标准模块进行组合。
抗干扰能力强，有多种屏蔽和联锁措施，适合在电炉强磁场条件下工作。
综上所述，在控制复杂、数据处理量大的电控系统中，使用大型PLC实现其控制任务，在控制精度、安全性、维护量以及性能价格比方面都是首选方案。
4、计算机系统构成
计算机系统主要由操作员站OS1、OS2，三台S7-300PLC可编程控制器AS1、ASLAS3，SIEMENS PROFIBUS-S7及PROFIBUS-DP网、检测及执行元器件组成，并用五台ET200接收主操作室PLC主机的输出控制信号，使现场布线简单化。计算机系统的构成见图2。
4.1操作员站
操作员站作为系统的人机界面，通过WinCC实现与下位机的对话，通过PROFIBUS-S7网对系统进行实时监控。本系统选用*研华公司生产的ADVANTECH610工业型计算机及SIEMENS网络通讯卡CP-5412实现与PLC的数据共享。
4.2PLC可编程控制器
系统采用三台SIEMENS S7-300可编程控制器AS1、AS2、AS3实现对电炉的基础控制，其配置主要有主机架、扩展机架、电源、CPU、接口模块、通讯模块、以及数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块等　　　4.2.1 AS1（S7-315-2DP）用于实现炉体的基本控制，设置以下PROFIBUS-DP远程：
ET200M-1；液压泵站的控制
ET200M-2；液压阀台的控制
ET200M-3；炉前操作的控制
ET200M-4；炉后操作的控制
ET200M-5；碳氧操作的控制。
4.2.2 AS2（S7-315）用于实现电极系统的调节
电极调节是电炉炼钢的关键所在，由一台S7-300独自组成电弧炉的一个自动控制系统，完成对电弧炉内弧电流及电压的调节，系统中另设计有一套手动调节控制，在非正常情况下，可脱机手动对电极进行人工升降操作。
电极调节器控制系统根据变压器电压档自动设置输入炉内的弧流；
1——档时电压为32KA
7一一9档时电压为3OKA w
10一一11档时电压为28KA
l2——19档时电压为32KA
起弧控制；当系统运行时在高压合闸后冶炼开始，三相电极自动下降，在任一相电极接触到导电炉料时，该相电极自动停止下降，直至另一相电极起弧后第一相电极自动起弧。
操作员站主画面的三相弧压及弧流指示信号及电耗和三相电流，三相电压及三相功率的历史曲线指示画面的数据均取自电极调节器控制系统，如果电极调，节器控制系统的运行停止，则上述画面皆为零。
PLC电极调节器数字控制系统和OPA电极调节器模拟系统共用一套伺服电流放大电路、一套三相弧流信号和三相弧压信号的数据采样和信号转换电路，三相弧流信号和三相弧压信号的采样和转换的速率及精度将直接影响系统的控制效果。
4.2.3 AS3（S7-315）完成油氧烧嘴的控制。
4.3 SIEMENS PROFlBUS-S7及PROF l BUS-DP网
SIEMENS PROFIBIJS-S7网由同轴电缆及收发器组成。
采用通讯处理模块CP342-5和通讯卡CP-541以方便的实现S7-300与操作员站及网络的通讯。
PROFIBUS-DP用于自动化系统与其外围设备、现场设备之间率要求较高的场合，该网络具有响应时间短、抗干扰性强等优点。
4.4检测及元器件
本系统的和执行元器件包括测温、侧压、电磁流量计、电流互感器及电磁阀等。
5、应用软件的选择
5.1 WinCC组态软件及应用
本系统操作员站由通用工业PC、PC操作系统，配上通用工控组态软件组成。通用工控组态软件选用西门子公司的bbbbbbs Control Center。该软件以bbbbbbs为软件平台，是一个全面开放的软件。
Wincc可将过程或生产中发生的事件清楚地记录、显示出来，完成参数设定、操作控制和动态画面监视的功能。它显示当前状态并按顺序记录，所记录的数据可以全部显示或有选择地简要显示，亦可编辑、输出。Wincc提供各种功能块用于以上功能，结合用户程序进行信息处理、测量值处理和报表打印。运行时，具有很强的实时性。
5.2控制系统应用程序
本控制系统的PLC程序基于SIEMENS公司编程软件平台STEP7设计开发而成，程序设计采用结构化编程，应用OB块、FB块、FC块及相关数据块DB组成对整台电炉的自动控制程序。
STEP7在线调试直观、便捷，可用梯形图（LAD）、功能块（FBD）语句表（STL）方式编程。
6、结束语
改造后的50t电炉已在太钢第一炼钢厂正式投运，自动化水平高、运行稳定、操作简便、故障率低、纬修量小，达到国内水平。
计算机过程控制与工艺上新技术的运用大大地缩短了冶炼时间，降低了吨钢消耗，取得了好的经济效益。

本方案是为某公司二期污水处理系统自动化系统集成分工程所做的设计方案。我们采用德国SIEMENS的现场总线PROFIBUS及工业以太网技术，将本期工程所包括两套PLC系统、PROFIBUS系统组成先进的FCS控制系统。实现对其在控制室集中监控。其中设2个操作站、工程师站。整个控制可以通过FCS系统以及工业以太网系统的人机界面——操作站及其实时软件，完成对所有的实时监测和控制功能，完成数据处理、显示、停机联锁保护、手动操作、打印和联网。
PROFIBUS现场总线系统介绍
控制系统的发展大体上经历了由*初的采用基地式仪表控制、集中式体系结构的计算机控制系统DCS和近几年发展的现场总线控制系统FCS三个大的发展阶段。现场总线它是现代控制技术、计算机技术和网络技术发展的成果，是工业自动化事业的进展需要，也是技术发展的必然。现场总线使得现场设备之间，现场设备和控制室设备之间构成网络互联系统。现场总线控制系统是控制系统的发展的趋势。
现场总线技术的三大特点是信号传输数字化、控制功能分散化、开放与可互操作。目前，较为流行的现场总线有：FF- Foundation Field Bus(现场总线基金会 )现场总线、CAN(控制局域网络 )、 LONWORKS(局部操作网络 )、PROFIBUS(过程现场总线 )以及过渡性的HART(可寻址远程传感器数据通路 )协议等五种现场总线。
PROFIBUS现场总线主要用于可编程序控制器 (PLC)和开关量检测系统。也就是说，它比较适用于工厂自动化系统。PROFIBUS适合于过程控制产品，如调节阀、执行器、模拟量I/O模块、数字量I/O模块等。其开放的通信系统可使不同厂商的产品工作在同一个总线系统上。
污水工程系统组成
整个污水工程分成两个控制中心。
本控制系统网络分为上层管理网和下层控制网，中间由S7-300 控制器链接构成一个完整的控制网络，链接操作员站和工程师站，构成一个传输速率为10M/100M 的以太网，实现操作员站、工程师站和S7-300控制器间的数据交换。下层控制网由双角屏蔽线构成PROFIBUS网，控制系统采用SIEMENS S7-300 PLC,监控系统采用SIEMENS WINCC。整个通讯系统包括实时控制网络DP网和高速工业以太网。其中PLC系统均采用两台SIEMENS的S7-315可编程序控制器做系统主、从站，另加数字量输入、输出模块和模拟量输入、输出模块组成一个底层为PROFIBUS现场总线,上层为以太网的控制系统，并利用SIEMENS的软件WINCC实现对系统的监控。

系统主要功能介绍
随着计算机技术的发展，计算机在工业控制领域的应用越来越广泛，由于控制现场的情况越来越复杂，性的要求也越来越高，选择一个开发界面友好的、的监控系统软件也越来越重要。综合比较，本系统选用了西门子的WINCC组态软件，它具有功能强大、开放性好、可靠性高、支持多语言等特点．是开发工业控制自动化系统工程的有力工具。
WINCC软件主要包括数据采集、数据管理2个基本的功能。数据采集是指从现场采集数据并进行相应处理，数据的采集主要由下位机PLC来完成。本系统使用西门子的S7-300PLC可以很好的实现系统集成。数据管理是把从现场采集到的数据进行处理并把它送到上位机的数据库，数据和现场信息在服务器或工作站上以装置图、系统图、趋势图及报等图形方式显示出来，以实现对整个工程的监控，同时根据需要提供定时打印或手工打印功能以随时打印报表、趋势图和报警。
由WINCC组成的本监控系统，可以实时采集整个污水工程的过程控制参数以及相关信息，允许操作人员实时地对现场有关参数实施监视和控制，操作人员只要通过上位机中丰富全面的画面就可实现直观地监测和控制现场，从而实现对工艺过程的监视和控制，还可查询相关历史数据，为系统进一步优化提供依据。
由于WINCC的开放性，它能和多种PLC产品相连接，这就为系统进一步扩展提供了平台。
可实现的系统功能：
本系统具有对重要参数的显示、自动调节、报警、事故追忆、报表打印、趋势显示及必要的保护功能。
参数的显示、自动调节：操作员可随意在各工艺流程画面间切换，以监控各测点及调节回路的状态。
报警：报警发生时可由声、光、文本信息等途径告知操作员发生异常情况的设备和工艺过程，以便及时处理。本项目把报警更细分为事故报警和普通报警，并发出不同的音响。历史报警信息在Alarmlog中查阅、打印。
事故追忆：系统有操作记录和报警历史记录，发生事故时可以追忆当时的情况，以便正确地分析事故原因，以绝后患。
报表打印：以班报的形式对所有重要参数进行报表自动打印，也可随意手动打印历史数据。
趋势显示：以趋势图的形式对所有要求记录的参数进行72 小时趋势显示，并可按操作员要求随时打印。