西门子6ES7222-1BF22-0XA8接线图形我国是世界上缺材少林国家之一，据专家预测，到2010年我国的木材消费需求将达到2.1亿立方米，而缺口达6000万立方米，其中人造板工业占相当大的消费比例，tigao人造板生产效率意义重大。热压机作为人造板生产的关键设备，直接决定了生产效率及产品质量，而热压机性能的好坏又在很大程度上取决于其控制系统的优劣。针对现有热压机采用继电接触控制,使压机的控制线路较为复杂、触点太多而故障率高的问题，提出在热压机控制系统中采用PLC控制，可省去部分继电器和闭锁触点，简化控制线路，tigao设备可靠性。PLC选西门子的224CPU后面带上一个UniMAT的8DI8DO模块。 1、基本工作原理 实验热压机是木材加工工业、科研单位、高等院校等的实验室设备之一，可作纤维板、刨花板、胶合板、表面装饰板、塑料板等的热压实验之用。除了加热系统外，其工作特征和结构与生产型热压机基本相同。图1为本文所研究的热压机结构简图。热压机上压板2固定，正常工作时通过控制位于压机底部的柱塞缸，使得柱塞5带动下压板4向上移动，将板坯压实；经过热压处理后，柱塞5带动下压板4向下移动，到位后为下一次工作做准备。根据人造板生产工艺的要求，在压机工作过程中，关键是位置控制和压力控制，系统是通过比例liuliang阀来进行速度调节，进而实现位置控制。 2、PLC控制系统的设计思路 要满足设备在生产中的可靠性。因原设备控制部分元件多，控制线复杂，排查故障非常困难，为此，可以考虑热压机油缸升降的控制部分采用PLC控制，在满足要求的情况下，尽量减少输入点和输出点，使得整体设备可靠性tigao；考虑到设备检修、保养和对新的板种的试生产，需要在控制线路中加入手动、自动转换开关；在检修时，为防止升起的压板因误操作发生位移，加装了保护开关，当开关置于保护状态，发生误操作，因有电气互锁，也不至于使压板发生下移。基于以上设计思路，根据压机工作流程，确定了17个输入点和14个输出点，共31个点，采用西门子C40P产品（该型产品有24个输入点，16个输出点）Ez3。 结合该系列压机特点，设计了控制线路，并编制了控制程序；输入和输出量编址见表1。表1 胶合板热压机各输入输出编址 3、工作原理与控制过程 以快速贴面压机为例。该系列热压机共装有4个油缸，油缸顶置，液压油路需用6只电磁阀控制，因设计的热压机规格不同，油泵电机的功率从10～22 kW不等，为减小电机起动电流，设计为Y／△起动。胶合板板坯采用小车载入，小车承载部分可单方向运动，小车退出时板坯自动滑落在压板上。小车驱动电机由变频器控制，可实现小车快进、慢出。 控制油缸的电磁阀有6只，其中1只1DT为总进油阀；每2个油缸上部、下部油路各自并联，分2组，每组各有1只上部进油阀3DT、5DT和1只下部进油阀2DT、4DT，还有一只总回油阀6DT。 油缸下部进油，柱塞上移；其上部进油，柱塞下移。即当1DT、2DT、4DT工作时，压板上升，1DT、3DT、5DT工作，压板下降并加压；6DT工作时，油缸卸荷。液压油泵用三相交流异步电动机驱动，为降低起动电流需要降压，采用Y／△方式起动，转换时间为2～5 s。油泵工作正常3 s时，压板上升到位（设上限位开关）后，压板停止上升；此时装板小车载板坯快速进入，到达设定位置后，小车卸板坯并开始后退，碰到后退限位开关后停止后退。 在小车卸板后退的压板开始下降，当碰到下限位开关后，停止下降，开始保压并计时，随着油压的升高，动、定压板之间压力增大，当达到设定上限压力时，电接点压力表上限开关断开，停止加压。由各组电磁阀自动控制热压时所需压力，实现保压直到热压结束，开始卸荷，3 s后压板上升。由人工完成卸板。 为了安全起见，在控制线路中加装转换开关，在压机上升控制电路中要加入保护装置，当压板上升到位时，手动合上此开关，检修设备时不会因误动作而使动压板下降伤人。在加压保压控制电路中，加入了超压保护开关，目的是防止油压达到压力上限后继续加压。若超压，此开关自动断开，电磁阀失电关闭，停止加压。当压力下降到许可值时，此开关重新闭合，系统控制恢复正常。一、工程概述： 为了给2×300MW机组的锅炉补给水提供完整的分布式控制系统，还要给原来机组1×200MW机组的锅炉补给水，满足整个电厂锅炉的补水要求。 本项目采用SIMENS公司SIMATIC PCS7过程控制系统，终实现对锅炉补给水控制系统的分布式控制和系统正常运行。 整个锅炉补给水系统主要包括：清水系统、软化系统、阴阳离子交换系统、二级除盐系统、除盐水箱系统、压缩空气系统、阴阳树脂擦洗系统，废水排放系统、综合水泵房等，涉及绝大部分设备的控制和回路控制，所有点均可在SIMATIC PCS7中显示、报警、数据分析和控制。 二、系统要求 1．控制系统设计的总体目标 •为新老机组的锅炉提供充足的除盐水； •tigao锅炉补给水的自动化水平； •实现实现锅炉补给水系统的高品质运行，tigao运行经济性； •tigao运行人员工作效率，满足整个系统运行全能值班要求； •tigao效益，降低能耗。 2．系统设计及应用时的设计思想 1) 功能设计：体现DCS建成后的自动化程度、处理事故能力（报警、分析、指导、处理等）及先进的控制策略等，以大限度tigao效益，降低能耗为设计思想。具体如下： 对象控制 •按工艺流程的自动化过程由DCS系统协调完成，达到能量平衡。 •保障系统安全、可靠、高效运行和启停。 tigao锅炉补给水系统运行的技术经济效益 •实现高自动化投入率，tigao可靠性，减少误操作，降低事故率。 完善的操作指导和事故分析手段 •系统运行工况可由很多监测参数反映出来，当运行工况出现异常时，提供相关参数、趋势、图表等高效方式通知运行人员及时处理。 •操作记录打印、报警打印、事故追忆打印、周期性报表等功能，有助于系统日常管理和事故分析。 •高效、便捷的系统在线维护。 2) 系统设计：体现DCS的高可靠性、先进性、易维护、易组态等为设计思想。具体如下： 可靠性设计： •所有部件标准化、通用化、模块化。 •控制系统按分层、分散、自治的原则。 •冗余设计：通讯总线、电源、I/O总线、CPU均为冗余配置。 •所有I/O模件均为智能化设计，采用隔离措施，具有高共模抑制比和差模抑制比。并具有软件数字滤波和消除偶发干扰的措施。 维护性设计： •可带电插拔。 •系统自诊断至通道级。 •选用模块化的功能组态软件，tigao软件透明度。 扩展性设计： •采用工业以太网网络结构，通讯速率100MBPS，主干网采用冗余环网，个子站通过双绞电缆挂接在主干网络上，有极强的通讯扩展能力。 •提供与其它系统的通讯接口，如工业以太网、PROFIBUS DP或MODBUS。 开放性设计： •支持数据接口，如OPC、ODBC、OLE、DDE、SQL等。 •标准MIS数据接口站，与厂级MIS互联。 •支持SIS系统，实现对DCS数据的监控。 三、PCS7系统的主要特点 PCS7是一种模块化的基于现场总线的新一代过程控制系统，结合了传统DCS和PLC控制系统的优点，将两者的功能有机的结合在一起。系统的所有硬件都基于统一的硬件平台；所有软件也都全部集成在SIMATIC程序管理器下，有同样统一的软件平台。系统大量采用了新技术，在网络配置上，使用标准工业以太网和PROFIBUS网络。由于PCS7消除了DCS和PLC系统间的界限，真正实现了仪控和电控的一体化，充分体现了全集成自动化的特点，使得系统应用范围变广，是一种适用于现在、面向未来的开放型过程控制系统。 四、系统配置与功能实现 根据锅炉补给水的需求和系统的可维护性、可扩展性的要求，本系统的硬件配置和网络布置如下图所示： 从硬件配置上来看： 1） 冗余服务器（MS and SS）、操作员站(OS站)、工程师站(ES站)，每个站都采用台湾的研华工控机。 锅炉补给水系统分为两台服务器，一台是主服务器、一台从服务器 服务器完成数据采集、数据备份等功能，服务器也是采用研华工控机。 OS站为操作员提供图形、列表、操作、历史数据再现等，可在打印机上输出。运行bbbbbbs 2000多任务网络操作系统下的PCS7 OS站应用软件。所有OS站均为全能值班配置，图像、操作、数据一致。 系统配置1套工程师站（ES站），采用成熟、可靠的研华工控机。 ES站主要完成实时数据库、控制块、图形、趋势、报表等系统数据的生成和下装，完成对系统的详细自诊断和系统数据的列表和后备。运行bbbbbbs 2000多任务网络操作系统下的PCS7 ES站应用软件。 2）冗余的CPU414-4H中央控制单元 本自控系统现场控制站的中央控制器采用冗余设计，它由2套AS-400型中央控制器组成。它们预装有冗余软件，并通过一个通讯接口实现相互连接。在系统正常的运行中，当某个中央控制器出现故障时，另一个中央控制器能自动接管所有的工作，保证了系统继续正常运行。系统现场控制站的AS-400中央控制器具有很好的冗余性能。 AS 的中央处理器采用S7-400 系列工业控制器中S-414 以上的CPU，专为过程控制应用设计，CPU 芯片的底层程序采用类PASCAL语言编写，为CFC,SFC等过程控制语言提供平台。中央控制器中预装有冗余软件，用户在组态时可完全忽略其冗余特性，像对非冗余系统组态一样只需输入用户程序。 3）远程I/O站 每个分布式I/O站的有源背板总线上插有2个IM153-2通讯接口模块 ，分别通过2条独立的PROFIBUS-DP现场总线与AS-400中央控制站进行实时通信。在系统运行过程中，当其中某一个IM153-2通讯接口模块发生故障时， 系统能自动地切换到另一个IM153-2通讯接口模块，并可带电热插拔更换故障的通讯接口模块，不会影响系统正常运行。 4）冗余的通讯网络 CP443-1作为标准的工业以太网连接装置，在物理层上采用高防护等级的通讯线缆，工业以太网的卡件上带有CPU可以独立处理通讯信号。高速工业以太网是在工业以太网的通讯协议的基础上，将通讯速率tigao到了100M/s。SIMATIC NET 中的高速以太网采用了全双工并行(FDX)通讯模式，这种模式允许站点发送和接收数据，通讯速率可tigao一倍。SIMATIC NET 在高速以太网上还采用了交换技术，利用交换机模块将整个网段分成若干子网，每个子网都可以独立地形成一个数据通讯网段，可以大大地tigao通讯效率。普通以太网上由于网段上数据通讯阻塞的存在，使得网络上实际通讯技术只有40%，采用了全双工并行通讯技术和交换技术后，使得网络的通讯能力得以充分地利用 5）本项目采用6个过程控制机柜：1CP、2CP、3CP、4CP、5CP、6CP，在1CP内安装1套冗余过程控制器AS414-4H和整个控制系统的供电电源。5CP中安装了网络交换机。共使用了8个ET200M远程控制机架安装各种I/O模块。所处理信号如下： 锅炉补给水系统I/O点数配置 系统功能的实现： 根据锅炉补给水系统的特点以及I/O点的分布情况，进行以下设计：整个锅炉补给水系统分为清水系统、软化系统、阴阳离子交换系统、二级除盐系统、除盐水箱系统、压缩空气系统、阴阳树脂擦洗系统废水排放系统综合水泵房等、 1）、清水系统 本子系统含有6个过滤器，每个过滤器有7个阀门，这样对于每个过滤器有组操，单操，自动操作。以下其他系统也有同样的操作。 2）软化系统 本系统含有三个钠床，同样的，每个钠床也有组操，单操，自动操作。 3）阴阳离子交换系统 阴阳离子交换系统有三个，称为1＃、2＃、3＃阴阳离子交换系统，在阳离子交换器中注入酸交换阳离子，在阴离子交换器中注入碱交换阴离子，生成的除盐水送入二级除盐系统，部分用于阴阳离子交换的酸碱稀释。 4）二级除盐系统 5）除盐水箱系统 6）压缩空气系统 7）阴阳树脂擦洗系统 8）废水排放系统 9）综合水泵房 五、此控制系统运行系统稳定、可靠。极大地tigao了劳动生产率，该系统有效地解决了生产中的很多问题，如减少了生产过程中的突发故障，缩短了生产准备时间和抢修时间，减少了工人的劳动强度，为电厂锅炉补给水处理创造了可观的经济效益和社会效益，达到了节能、降耗的目的。
