西门子模块6ES7231-0HC22-0XA8多仓发货

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PID指令所涉及到的24个数据寄存器也需要设定，如采样时间、滤波常数，积分时间、微分增益等。这些数据需要根据被控对象的实际情况来定量，如pH值的存在范围、污水的流量大小、加入中和药水的品质、中和速度等。通常工厂的生产工艺相对较为稳定，污水的pH值和流量基本稳定，即使有些变化，只要控制参数设置合理一般不会有太大出入，而其它的影响因数比较容易控制，所以这些参数可以定值设置，并在PLC上电工作时就调入并在控制过程中使用。

3.2 采样过程

采样的间隔时间可以根据实际情况定置，时间因子可以采用PLC内部的时间基准，如图4中M8013为秒脉冲的时钟继电器。

图4所示的A/D转换程序可以每秒钟完成一次pH值的采样。

图4 A/D 转换程序

3.3 分析、计算过程

采样完成后，利用PID指令进行分析和计算。

图5 PID指令程序

在图5所示的PID指令程序中，目标值是指用户希望被控对象应稳定在哪一个模拟值所对应的数字量。如pH值0～14的模拟量4～20mA对应的数值为0～1000，若被控对象的pH值需要稳定在7，那么目标值数字量就应设定为500。测定值是指A/D采样所得到的pH值的数字量 。参数D20表示PID指令在执行时所需的24个参数的个参数，同时也指明了这24个参数的地址指针。从D20至D43应专门留给PID指令用于存储参数，通常需要在系统上电初始化时完成参数的输入，或者还可以使用编程器输入到受电池保护的D200以后的数据存储器，这样就不需要在每次上电时都把参数调入了。由PID指令分析后所得到的输出值存储在D50中。

在FX系列中，FX  是在内部固化了PID指令的PLC，它使用户在面对复杂控制时编程加方便、程序量可以大大减少，控制的准确性和反应速度得到了很大的提高。

3.4 输出程序

在PID指令执行后，所得数据将送至D/A模块，由它转换成4～20mA信号来控制变频器的输出，调节加药量，控制pH至

1 实现中低压配电网自动化的必要性

1.1 实现中低压配电网自动化是提高人们生活质量、发展国民经济的要求

在现代社会中，供电质量的好坏，不仅反映一个国家或地区人们的生活质量、水平和投资环境的好坏，是影响经济发展的重要因素，它决定着工业发展的方向、规模。实际上，信息时代的到来，要求不间断供电的计算机设备越来越多，给供电提出了高的要求。停电或限电会导致减产，而忽然的停电则会危害工厂的重要设备。只有实现中低压配电网的自动化，才可能大限度地提高供电质量，满足人们日常生活工作与生产的需要。

1.2 实现中低压配电网自动化是电力企业自身发展的需要

实现中低压配电网自动化，可提高供电的质量和性。实现中低压配电网自动化，可减少故障次数，缩小事故范围，缩短事故时间，为恢复供电、快速分析、诊断、事故原因提供有效的依据。

实现中低压配电网自动化，可以提高整个电力系统的经济效益：减轻维护人员的劳动强度；减少操作人员；增强电力系统的免维护性；有利于提高设备的和健康水平，延长使用寿命。

实现中低压配电网自动化，可以提高整个电网的管理水平。主要包括：为电力系统计算机管理自动、准确、及时地提供为详尽、丰富的数据和信地方、任何用户的计划停电、供电；可以方便、直观地监控全局内各个用户的用电、供电情况，实现总体控制。

1.3 中低压配电网是我国配电网自动化的薄弱环节

配电网自动化建设，在我国尽管起步较晚，但也已经进行了近20年的研究和实践，初步成效。但是研究与实践成果大多数都是在高压配电网（35 k V以上）层次上进行的，而在中低压配电网（配电房这一层次）的自动化问题上，还是一片空白，既没有总体的规划，也没有一个统一的技术原则。不仅如此，目前的纵向监控一般只限于变电站的出线以前，对于从变电站馈线到终端用户等属于用电管理范畴的监控，除少数大用户的负荷控制外，尚无其它监控手段。

2 中低压配电网自动化方案

2.1 电力系统自动化现有方案的比较

中低压配电网（主要指开关站、开关房、开闭所）的自动化和变电站的自动化具有一定的相似性。因此，分析一下变电站自动化的实现方法，对于正确确定中低压配电网自动化方案具有重要意义。

变电站自动化系统由5个部分组成：主站、远方终端单元（re mote terminal units，RTU）、线路传感器、远方控制SF6或真空开关、通信电缆。其中，RTU装置位于变电站现场，可以自动采集各种开关状态量（遥信）、模拟量（遥测），并经通道传递到监控的主站系统；有的RTU还可以按监控人员的意图和指令执行特定的遥控操作，并将操作结果返送监控主站系统。

从变电站RTU可以实现的功能来看，变电站的自动化包括3个方面的内容：遥信、遥测、遥控。除此之外，有的系统还可以根据遥测的结果实现电能量总加功能。与此相应，变电站自动化系统可以分为两类：一类只实现了遥信、遥测的功能，即传统的SA系统；而新的SA 系统则属于另外一类，它应该可以实现所有“三遥”功能。这两类系统对应着电力系统自动化的不同阶段和水平。

从变电站RTU实现遥测的方法来看，RTU存在两种实现方案：

a）直流采样方案

这种类型的RTU装置在采集模拟量之前，先利用变送器将交流转化成直流，然后再使用RTUA／D转换元件将直流量表示成数字量。其装置以模拟电路为主，辅以少量的数字电路。其特点在于需要变换器，的数字处理单元（CPU等），难以反映模拟量的瞬时变化，无法进行谐波分析，电能量总加功能的实现比较复杂困难。

b）交流采样方案

这种类型的RTU装置直接使用A／D转换元件对交流电量进行采集计算，变送器之类的转换设备，但需要快速的数字处理单元进行配合，以对采集到的数据进行分析、综合。它不仅可以反映电量的瞬时变化，而且可以进行谐波分析，计算频率，简单地实现电能量总加功能。它们多使用微型计算机（如8 X86等）配合多个单片机（如8051、8098等）、并加上大量的A／D转换电路，来实现开关量、模拟量的采集。

当前在数字技术得到充分发展和应用的情况下，交流采样方案是配网自动化的一个合理选择。它以数字电路为主，辅以少量的模拟电路，功能强大，扩充容易，性较直流采样方案有较大提高，综合。

2.2 中低压配网自动化的应用特点

中低压配网自动化系统由主站、远方终端单元（RTU）、线路传感器、远方控制SF6 或真空开关、通信电缆等五个部分组成。中低压配电网自动化的应用有自己不同的特点：

a）传统的变电站RTU在功能上偏重遥信、遥测，但中低压配电网的自动化对象（开关房、开闭所和配电房）数目繁多，开关操作频繁，注重遥信、遥控功能。

b）中低压配电网的自动化对象遍布城市、农村等各种不同环境，被不同层次的用电管理人员（包括农村电工）所操作。要求其具有安装灵活、易操作、免维护、抗恶劣环境等特点。

c）应用于中低压配电网的RTU，在功能上应具有模块化结构，在硬件上要越简单、越越好。是同一套简单硬件，只要简单进行一下设置，就可以满足不同场合、不同规模的要求。

由此可见，有必要开发新型的、不同于传统结构的RTU，以适合中低压配电网自动化的特点和需要。

2.3 中低压配电网自动化RTU的PLC实现

可编程序控制器（programmable logic con－troller，PLC）技术经过几十年的发展，已经相当成熟。其品种齐全，功能繁多，已被广泛应用于工业控制的各个领域。用PLC来实现中低压配电网自动化的RTU功能，能够很好地满足RTU的特有的要求。在，有来自许多厂家的PLC产品。这些产品从简单到复杂，都自成系列，可以满足不同应用的特殊要求。大多数中低档次的PLC产品，都包含有离散点输入和输出（点数的多少可以依据应用情况增减）、模拟采样输入、时钟、通信等功能。利用这类PLC的现成功能，可以方便地实现中低压配电网自动化的 RTU功能。使用PLC的离散输入点来实现遥信、用PLC的离散输出点来实现遥控、用PLC的模拟采样输入来实现遥测、用PLC的通信功能来实现和主机的通信。完成这些功能，都额外的硬件，只需根据开关房的实际情况，对PLC进行简单编程即可。不仅如此，利用PLC的模拟输出功能，甚至还可以实现配电网的遥调。例如调节调压变压器的变比，调节静止无功补偿设备的电压、电流相角等。

这样一种基于PLC的中低压配电网自动化的RTU实现方案，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，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；高性；编程实现各种功能，免硬件调试；廉。

PLC方案在具体设计时，包括以下几个步骤：

a）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，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一致，加上有电气隔离的要求，因此，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，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）。

在上述程序模块的编制中，应考虑以下问题：

a）PLC的主CPU的速度是否足够快？如何编制出执行时间短的程序？

b）PLC和监控的通信要利用一套复杂的通信规约，PLC的程序容量能否容下所有程序？如何编制出短小精干的程序？

c）PLC是通过循环扫描输入点的内存映像以输入点的输入状态的，在配电开关动作时，相应辅助触点往往存在短暂的抖动。抖动的机械频率虽然很高，但相对于PLC的程序扫描执行的频率却是很低的，因此这种抖动会在PLC的内存映像中反映为多次不相干的开关动作，如何在程序上这种开关动作的象？

实践证明，采用恰当的编程技巧，以上各种问题都可以得到圆满解决。

4 结论

实现我国中低压配电网自动化，是提高供电质量、用电性和提高电力企业自身水平的需要。利用PLC来实现中低压配电网的RTU功能，具有简单、、易用等特点，是一个比较有应用前景的实现方案。

引言

随着环境问题对人类生存的影响日趋加重，人们对环境保护的意识也日益重视。特别是近10多年来，我国在环保方面的工作了一定的成绩，使环境污染得到了一定的遏制。与此同时，环保产业也了很大的发展，许多地区竞相将其作为发展的领域之一。其中城市污水处理和工厂废水处理，控制污水排放，都得到高度重视，污水处理行业已成为一个新兴、热门的行业。

我国在《污水综合排放标准》（GB8978－88）中规定了各种工业废水排入城市排水管网时，各类污染物的允许排放浓度，以保证城市污水处理厂的正常运行。由于各地城市污水的水源水质不同，因此相应采用的污水处理工艺方法也不同。

1 工艺介绍

1.1 啤酒厂废水翠的主要工艺

一般啤酒厂的废水处理主要采用好氧处理、水解－好氧处理和厌氧－好氧联合处理等几种工艺技术。

好氧处理工艺主要采用活性污泥法、高负荷生物过滤法和接触氧化法等。水解－好氧处理主要利用水解反应器使啤酒废水中的大分子难降解物被转变为小分子易降解的物，出水的可生化性能得到改善。实验结果表明，水解和好氧处理相结合，比好氧处理为经济。厌氧－好氧联合处理技术是一种能有效去除污染物并使其矿化的技术，它将化合物转变为甲烷和二氧化碳，该处理技术系统结构简单、占地面积小、便于运行管理。

目前，啤酒的废水处理，一般采用厌氧－好氧处理技术，这是一种在处理效果、投入成本和经济运行方面都较为合理、经济的方案。

南京英特布鲁啤酒厂废水处理系统设计指标为：日处理能力为5000  /天，进水指标为：COD2500  、  、  及  ～12；经过处理后，其排放指标为：COD  、  、  及  。处理后的水质达到国家排放标准。

整个污水处理系统主要由集水井、调节池、预酸化池、IC塔、二沉池等设备和建筑物构成，自动控制系统配置一套SiemensS7－300PLC系统和一套上位机监控系统。

1.2 工艺流程

啤酒厂废水处理的工艺过程如图1所示。啤酒生产过程中的麦糟水、洗涤水等排放废水，进入集水井并流入调节池，进行初步的物理处理，去除污水中的杂质，在必要时进行降温处理。随后进入预酸化池进行pH值等指标调整，使其满足在IC塔处理过程，在其处理过程中产生的沼气，目前主要采用燃烧排放的方式（以后可以进行沼气利用处理）。在IC处理过程中，当污水水质达到一定要求后，废水排放到曝气池进行好氧处理，随后在二沉池进一步沉淀、分离污泥，使排放水质达到排放标准，后才排放至附近河流或经后进行2次利用。

图1 工艺流程示意图

2 控制系统设计及实现

本控制系统采用Siemens公司的S7－3000系列CPU315－2DP PLC，配置输入输出点：DI32×6＝192点、DO32×3＝96点、AI8×4＝32点、A04×1＝4点；配置CP343－1以太网通信模块及TS Adapter与上位机监控计算机进行通信。上位监控计算机采用Siemens工控机。

2.2 系统网络结构

本控制系统由1个主站和1个远程站构成，主站与远程站间采用Profibus-DP通信，通信速率可达12Mbps。PLC通过以太网和上位机进行通信，其通讯速率可以到10Mbps，并为其它计算机访问本控制系统预留接口。为了方便工艺工程师对工艺参数的远程监控以及自控工程师对本PLC系统的远程维护，本系统配备了远程监控系统，通过公共电话网，工艺工程师及自控工程师可在异地监控运行参数及设备运转情况，大地提高了快速处理现场发生故障地能力，节省了维护的费用和企业的成本。其系统网络结构图如图2所示。

一、概述

热流道是一种广泛应用于塑料模具行业的温度控制装备，是塑料注塑模浇注流道系统的一种技术装备，是塑料注塑成型工艺发展的一个热点方向。北京凯迪恩公司与某聚脂模具厂利用凯迪恩公司的KDN-K3系列PLC和可控硅调压模块，共同开发了一种热流道控制系统，其中包括4路温度控制和12路电压调节。

二、实现功能

根据工艺要求，控制系统实现如下功能：

1． 对4路温度可进行分别设定和PID控制，精度±1℃ 。

2． 对12路（多路）电压可进行分别设定和控制。

3． 4路温度脱离规定范围报警。

4． 12路（多路）电压脱离规定范围报警。

5． 输出元件（可控硅）短路和断路报警。

6． 可显示所有实际温度值，与所有实际输出电压值。

三、可控硅模块介绍

可控硅（SCR）是在工业自动化领域使用广泛的电压控制功率器件。控制可控硅(SCR)的导通角使可控硅输出电压连续可调，因此大量应用于温度控制、灯光调节、电机调速等领域。凯迪恩公司开发的于可控硅控制的可控硅调压模块（FM351），该模块是KDN-K3系列PLC的扩展功能模块，连接在CPU的扩展总线上。FM351具有以下特点：

1． 每个可控硅扩展模块可控制四只可控硅（SCR）；

2． 控制方式由程序向可控硅模块写入输出电压值，调节过程由该模块自身完成，能够实现：

· 开环控制

可控硅输出的电压随外部电网电压的变化而变化。

· 闭环反馈控制

可控硅输出电压会稳定在用户设定的电压值附近。它会随外部电网电压的变化自动调整可控硅的触发时间，从而使实际输出的电压始终都稳定在设定的电压值附近。

3． 报警检测

l 开环控制：“可控硅断开”报警、“可控硅短路”报警；

l 闭环控制：“可控硅断开”报警、“可控硅短路”报警、实际输出电压出设定值±10V报警、可控硅模块和CPU模块之间通信出错报警；

四、控制系统实现

控制PLC选用KDN-K3系列的PLC。

KDN-K306-24AR，主机一台，它带有14个输入/10个继电器输出。

KDN-K331-04TC，热电偶温度测量扩展模块一个。

KDN-K351， 多功能可控硅调压扩展模块4个。

BTA40 双向可控硅16只。

触摸屏作为人机界面。

1．温度反馈控制

模具中有四路温度控制，采用KDN-K331-04TC热电偶温度测量模块测量出模具温度值，与给定值一起通过PLC中的PID运算，由FM351 多功能可控硅调压扩展模块调节可控硅的导通角使输出电压变化，从而控制加热器功率使模具温度保持在规定值。

2．电压调节

流道中有12路加热电压的控制，在程序中向KDN-K351可控硅调压模块传送设定电压值，由可控硅调压模块调节可控硅的导通角使输出电压变化，即可对流道中的温度进行调节。可控硅调压扩展模块自动完成电压检测与反馈功能，使输出电压稳定.

3．报警

当可控硅短路、开路、电压差以及可控硅调压模块故障时，可控硅调压模块可自动向CPU模块传送故障信息，在触摸屏上显示报警画面，通知故障类型以便维修。（包括温度差报警）。

4．其他

根据需要可在触摸屏上显示温度曲线。

由于模具中的四路温度控制有软启动功能,从而使模具在开机时温度缓慢上升,避免了对模具的热冲击,延长模具寿命。

所有操作均在触摸屏上完成，实现各参数设定与显示，以及各路输出的启停。面板设有急停按钮。

五、总结

实际运行表明，该系统满足工艺要求。以的PLC控制系统取代传统的仪表系统后，不仅大大提高了设备运行性和控制精度，简化了系统接线，而且以液晶显示屏提升了人机界面的美观度，重要的是帮助设备厂家提高了产品的技术档次，增加了产品的附加值。