西门子模块6ES7223-1HF22-0XA8规格齐全

西门子模块6ES7223-1HF22-0XA8规格齐全

  前言 
与通用型计算机系统相比，嵌入式系统功耗低、可靠性高；功能强大、性能价格比高；实时性强，支持多任务；占用空间小，效率高；面向特定应用，可根据需要灵活定制。此外嵌入式系统所具有的良好的抗震性、抗冲击性、防异物侵入等特点，使得它适用于一些恶劣的环境中。正是由于具有这些特点，所以嵌入式系统已经广泛应用于社会生产生活的各个领域。如自动控制领域的工业自动化仪表与检测设备、化工、电网、空中交通控制系统、自动收费、自动柜员机、POS系统、手持电脑（HPC）、个人数字处理（PDA）等。  
监控系统的现状 
在目前的工控领域，主要存在两种监控方案： 
一、嵌入式系统+嵌入式编程软件 
嵌入式系统一般指以应用为中心，以半导体技术、控制技术、计算机技术和通讯技术为基础，强调硬件软件的协同性与整合性，软件与硬件可剪裁，以满足系统对功能、成本、体积和功耗等要求的专用计算机系统。 
嵌入式系统的优势在于：它功耗低、可靠性高、性价比高、占用空间小、在工业领域特别是一些对系统体积有很高要求的高科技领域，如宇航，交通以及环境比较恶劣的地方，都有它的身影。 
但是嵌入式系统也有其缺点：它的图形处理能力比较差； 处理器的速度、运算能力比较低；而且它在网络方面也有很大的局限性，组网能力差，无法组成大型的网络监控系统；在通讯方面，接口方式也比较单一，与其它设备的通讯能力不足。 
二、工控机+组态软件 
工控机+组态软件是一种传统的监控方案，广泛应用于工业生产中的各个领域。 
由于工控机的速度比较快，通讯能力也比较强。所以是目前应用*广泛的一种监控系统。它有很强的图形处理能力；数据运算速度也很快；它具有各种类型的接口，可以与工业控制网、各种总线技术、局域网以及英特网进行连接，组成大型的网络监控系统。 
但是工控机体积比较大，移动性没有嵌入式系统高，一般都是固定在某一个地方；此外它的抗震、防尘能力也比较差，对环境要求比较高，一般都安装于环境相对比较清洁的中央控制室中。 
一种全新的监控系统 
由于嵌入式系统和工控机监控方案各有其不足，所以研华公司和Broadwin公司联合推出一种全新的监控系统--UNO-2059+ XP bbbbbded+WebAccess组态软件，它弥补了这两种方案各自的不足，整合了这两种方案的优点。 
UNO-2059是研华研发的一种开放式系统，体积小，具有稳定可靠的硬件构架，抗震、防尘，提供丰富的网络选择、灵活的现场/远程I/O，通用现成的PC/104 驱动接口，可以满足用户缩短开发周期、实现不同工程的广泛要求。 
UNO-2059具有一个VGA输出，支持PS/2鼠标键盘，有4个相互隔离的RS-232/485 接口，2个USB接口，1个独立的以太网口(10/100 Base-R RJ-45标准) ， 支持CarBus(Card-32)和16位（PCMCIA 2.1/JEIDA4.2）卡， 支持type1和type2 CF卡。它的软件驱动支持ADAM DLL 驱动，Modbus/RTU , Modbus/TCP DLL 驱动。所以其有着出色的通讯和组网能力。 
bbbbbbs XP bbbbbded具有可靠性，是构建在已经通过验证的bbbbbbs 2000代码库基础之上，bbbbbbs 2000使用32位计算体系结构以及受到全面保护的内存模型。 
bbbbbbs XP bbbbbded提供了一万多种独立的操作系统特性、服务与驱动程序，您可以从中选择适当的特性，用以开发小内存空间占用量的定制化嵌入式设备。 
支持领先的网络技术，包括IrDA、802.11、802.1X、通用即插即用、以太网上的PPP、以太网上的可扩展身份验证协议、远程桌面协议、网络位置识别、增强的网络对等支持、网桥、互联网连接共享、无线LAN支持、Ipv6。 
全新特性与bbbbbbs bbbbbded Studio工具能够大大降低构建初始映像所需的时间。 
针对UNO2059剪裁过的bbbbbbs XP bbbbbded系统，系统体积更小、运行速度和稳定性更高等特点。 
WebAccess是Broadwin公司开发的。作为一种组态软件，WebAccess是全球首家完全基于Web 浏览器的自动化HMI和SA 软件，除一般组态软件所具备的人机界面功能外，还具备远程组态、免费无限客户端等优点。 
在UNO-2059中安装上bbbbbbs XP bbbbbded操作系统，并且安装WebAccess 的监控节点，可以用于现场数据的采集和控制，并将数据通过网络进行传输。 
WebAccess的工程节点安装于TCP/IP网络中管理层计算机中。可以对所有的UNO-2059中的数据进行集中管理。 
WebAccess的客户端安装于网络中的管理层计算机或远程计算机中，通过TCP/IP网络对现场进行监控，并且可以通过修改PROJECT node中的数据库，包括对监控界面进行修改，配置通讯参数，*后把修改后的数据下载到监控节点中。从而实现网络组态、远程维护的工作。 
WebAccess的嵌入式版本具有标准组态软件的所有功能，而且与其它组态软件相比，WebAccess还具有许多独有的功能。提供图形、E-MAIL、声音等多种方式警报；提供排程功能配合现场时间规划达到节能效果；免费的网络客户端任意扩展；可以进行远程诊断维护，节省维护成本；采用矢量绘图方式及非首次监控时仅传递实时数据，解决网络带宽瓶颈问题；多工非同步建构功能，允许多用户同时建构数据库，完全具备网络及多用户功能等。 
UNO+XP+WebAccess是一种全新的监控解决方式，大大增强了系统的稳定性，其体积小的特点加上高速的图形处理能力、完整的通讯方式、强大的组网功能及远程通讯能力、远程诊断维护，以及出色的防尘抗震能力，使其不仅完全胜任工业生产的各个领域，而且在一些自然环境恶劣的地方具有不可替代的作用。尤其适合应用于水情、智能小区等大型网络监控项目的无人监控站中。目前这套方案已经成功应用于水利、楼宇、城市管网等行业中。斗轮挖掘机连续开采工艺成套设备集中监视调度系统的改造

    1生产系统简介及改造方案

    云南省小龙潭煤矿布治坝露天矿区采用先进的斗轮挖掘机连续开采工艺，由48台设备组成表土剥离和采矿生产线，42台设备组成煤炭筛选配合系统又称地面系统。经三、四期改造后，两系统均采用PLC集中监控。矿区另设指挥调度系统，可调度系统各单机。

    生产过程中每年有长达8个月的雷雨季节。雷雨常损坏PLC远距离通讯接口乃至模块，造成信息中断，调度人员无法了解现场生产状况，影响生产，急待解决。而与其并设的ASI指挥调度系统却运行正常。

    经分析PLC远程通讯采用同轴电缆，抗雷击措施不力。而全数字ASI系列指挥调度系统的信息传输，接口采用三级保护，有效地防止了雷击。系统的控制通过PLC远程与单机间的Peerbbbb网传递信息和互锁模式，工作可靠，运行正常。

    若采用先进的光缆取代同轴电缆作为该系统的通讯载体，可以免除因雷电引起的损坏，但由于矿区地形复杂，该系统距离长、铺设工作量大、费用高、施工存在一定难度。

    我们选择现有运行可靠、数字化冗余设计的指挥调度系统为监视信息传输媒体，组成集中监视系统。

    2系统工作原理

    调度分机远程采集各个生产线中各类设备的运行状况信息。根据生产管理的需要，对采剥生产线主要生产设备，每台设备取其2个状态信号，对其中的分流设备增加2个现场位置信号；斗轮机、转载机、排土机等移动设备，由于设备经常移动，线路难以保证畅通，不采集其状态信号。对地面生产系统，只采集能反映设备运行的信号，另采集一个反映本系统己准备就绪的信号。每个信号由一对音频电话线传送至调度分机。

    地面系统调度分机将采集到的所辖范围内各生产单机的状态信息，采用FSK（移频键控）技术进行调制后，实时地通过一对音频电话线传送至调度室调度分机，调度室调度分机将本身所采集到的信号与地面系统调度室分机传来的信号组合后，经RS-·232或RS-422串行通讯口实时传送至工控计算机；工控计算机对接收到的信号进行处理后，再将处理过的信号实时传送至显示屏的微电脑控制器，由微电脑控制器驱动显示模块驱动高亮度双基色LED发出不同颜色的光。

    若监视系统中工控计算机未收到下级传来的信号，会自动地向下一级调度分机设备发出请求，要求重发信号。显示屏微电脑控制器具有记忆功能，若出现断电情况，重新得电后，会自动向工控计算机申请重发信息，工控计算机会自动向下级调度分机要求重发信息。

    3软件设计

    为便于操作人员掌握和使用，工控计算机采用bbbbbbS98操作系统，应用软件的开发采用Delnhis开发工具，由于数据量不大，采用Access数据库。根据应用的具体要求，以及对所的信息的种类、先后顺序和信息的有效时限等进行分析，对不同的生产设备，采用不同的运算方式：对每台普通生产设备，由于“准备完毕，可以启动”信息是*基本的工作信息，表示该设备要参加系统的工作，而且是首先传送上来的，井且一直保持到不参与工作时为止；“运行”信息是实时地反映设备的实际工作状态；设计时，为可靠地反映实时信息，同时满足要求及为便于系统调度人员观察，采用“准备完毕，可以启动”信息优先原则。 对分流式生产设备，由于比普通生产设备多2个置位信息，并且多回个显示灯，分流到不同的系统，不同的显示灯随信息的不同而发生变化；“准备完毕，可以启动”和“置位信息”在本设备“运行”信息传上来后，仍然存在；“置位信息”是一个非常重要的信息，在软件设计时，考虑为置位优先原则。

    考虑到生产实际情况，随着生产规模的不断扩大，生产工艺会发生变化，每个生产系统中设备数量也会发生变化，每台生产单机随生产的需要也会出现信息量的变更等，就要求在软件设计中有较强的灵活性，因此对一些可能随生产变化而需要发生改变的参数，采用窗口方式设计，可由监视系统管理人员根据生产的变更进行设定，而不需要更软件。根据生产变更的可能性，主要设计的可设定参数有如下几类：

    1）显示灯设定

    2）检测点设定

    3）生产单机设定

    4）生产设备之间的连锁关系设定

    5）生产单机所有者设定

    6）作息时间设定

    7）可查询每个生产系统的起停机时刻、故障

    8）时间、作业时间等等

    9）禁止非法进入或修改设定，系统设置了密码保护

    10）全局设定

    4结束语

    集中监视指挥调度系统于2000年1月投入运行以来，工作正常可靠，明方案设计合理，系统的软件合理，计算准确，数据查询方便，参数一次设定后无需人员操作。此监视系统在大型露天矿连续开采工艺中使用后，生产效率得到了明显提高，具有在同类场合推广使用的价值。

电气驱动系统

    电气系统采用全变频驱动方式，采用日本安川变频器，该变频器具有针对起重机的特殊应用功能。

    (1)能通过程序直接设置成起重机功能模式，在终端对数字输出编程后即可作为制动控制信号，实现制动器顺序制动功能。以往不采用变频器控制时，往往启动电流和机械冲击很大，在时序配合不好时还会产生溜钩现象，起升和下放的速度无法控制。

    (2)具备高起动力矩、快速响应的功能，可在几毫秒内从零增加到全负荷力矩。

    正确选型情况下，能够可靠地提供*高达250%的电机力矩，包括在零速度或经过零速度时。

    (3)精确的速度控制和快速电气制动。

    (4)变频调速的特性和直流电机相同。基速以下调速机械特性是一组平行直线，特性硬、负荷变化时转速下降很小；载荷下降时，特性延伸到第4象限，处于再生制动，依旧保持电动状态时的特性硬度，不会出现溜钩现象。

    2.1.1大车走行驱动

    大车两侧走行驱动共采用8台变频电机(每侧各4台电机，型号为YZPEJ160M2-8，功率为5.5kw)，分别由2台变频器来驱动每一侧的走行电机。选用日本安川CIMR～F784030变频器，采用V/F控制模式。其速度初步设定为20%、50%、100%的额定速度(可根据现场情况调整)。当大车运行速度由高速转向低速或回零时，电动机处在发电制动状态，这部分能量通过变频器制动单元经制动电阻发热消耗，运行机构制动减速。每台电机上自带有制动电磁铁，电气制动后再机械制动，以保证制动平稳无冲击。

    2.1.2小车走行驱动

    小车走行驱动共采用4台变频电机(型号为YZPEJ-8，功率为2.2kw)，由1台变频器来驱动走行电机。选用日本安川CIMR-F784015变频器，采用V/F控制模式。其速度初步设定为20%、50%、100%的额定速度(可根据现场情况调整)。当小车运行速度由高速转向低速或回零时，电动机处于发电制动状态，这部分能量通过变频器制动单元(内置型)经制动电阻发热消耗，运行机构制动减速。

    2.1.3起升系统驱动

    起升系统有4套卷筒组，分别由4台变频电机驱动(型号为YZP225S-8，功率为22kw)，由4台变频器分别驱动4台起升电机。

    变频器采用矢量开环控制模式，能通过程序直接设置成起重机功能模式，在终端对数字输出编程后即可作为制动控制信号，实现顺序制动功能。

    每个起升卷筒配有1套液压块式制动器(高速制动)和1套液压钳盘制动器(低速制动)。工作时首先打开低速制动器，变频器转矩建立情况，当转矩达到要求时，输出松闸信号进入PLC，由PLC发出松闸指令，高速制动器打开，开始工作；停止工作时，首先电气制动。再高速制动器闭合。*后低速制动器闭合，夹紧卷筒。

    2.2电气控制系统

    控制系统采用西门子S7-300系列可编程控制器替代传统的继电器控制，具有控制先进、可靠性高、编程和修改方便等特点，特别是其强大的通讯功能可满足很多要求。PLC是整个调速系统的核心，负责对系统所有输入、输出控制点和运算的控制，同时PLC具备强大的故障诊断和判断功能，能够准确可靠地监控系统运行，并负责与触摸屏的通讯。

    2.2.1通讯方式

    该机的PLC系统采用主从站通讯方式，设1个主站和2个从站，主站放置在门机主梁上方的电气柜中，1号从站放置在大车对侧下横梁上的电气柜中，2号从站放置在起重小车上的电气柜中。PLC靠近机构便于就近控制，既节省电缆又提高了抗干扰能力。

    2.2.2PLC组成

    PLC主站的*处理单元型号为CPU314C-2DP，配有电源模块PS307和32数字量输入模块SM321及其他相关附件。1号从站配有接口模块ET200M，电源模块PS307和8数字量输入/输出模块SM323及其他相关附件。2号从站配有接口模块ET200M，电源模块PS307，32数字量输入模块SM321，32数字量输出模块SM322和16数字量。