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集中管理、分散控制"
的分布式控制网络,以便完成较大规模的复杂控制。
6、支持人机界面功能。
提供操作者以监视机器/过程工作必需的信息。
允许操作者和PC系统与其应用程序相互作用,以便作决策和调整,实现工业计算机的分散和集中操作与监视系统。
7、编程、调试等,并且大部分支持在线编程(小型除外)。
PLC的主要特点
1、可靠性高。
2、结构形式多样,模块化组合灵活。
最少的PLC只有6点,而AB的ControlLogix系统的容量达128000点。
3、功能强大。
4、编程方便。
控制具有极大灵活性。
5、适应工业环境。
适应高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境以及电磁干扰环境。
6、安装、维修简单
7、与DCS相比,价格低。
8、当前PLC产品紧跟现场总线的发展潮流。
PLC的联网与通信
PLC的通信包括PLC之间、PLC与上位计算机之间以及PLC与其他智能设备间的通信。
PLC系统与通用计算机可以直接或通过通信处理单元、通信转接器相连构成网络,以实现信息的交换,并可构成"
的分布式控制系统,满足工厂自动化系统发展的需要,各PLC系统或远程I/O模块按功能各自放置在生产现场分散控制,然后采用网络连接构成集中管理的分布式网络系统。
目前各厂商都主推各自的总线标准,如西门子Profibus、A-BControlNet及DeviceNet、莫迪康Modbus等等。
但其构成的"
分布式控制方式是十分类似的。
如ROCKWELL(A-B)推出了"
全方位自动化"
的理念,推荐三层网络结构,即1)设备层(DeviceNet为代表);
2)控制层(ControlNet为代表);
3)管理层(EtheNet)。
PLC的选型
系统设计时,首先应确定控制方案,下一步工作就是PLC工程设计选型。
工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。
PLC及有关设备应是集成的、标准的,按照易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则选型,所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统,PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。
熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间,因此,工程设计选型和估算时,应详细分析工艺过程的特点、控制要求,明确控制任务和范围确定所需的操作和动作,然后根据控制要求,估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等,最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。
输入输出(I/O)点数的估算
I/O点数估算时应考虑适当的余量,通常根据统计的输入输出点数,再增加10%~20%的可扩展余量后,作为输入输出点数估算数据。
存储器容量的估算
存储器内存容量的估算大体上都是按数字量I/O点数的10~15倍,加上模拟I/O点数的100倍,以此数为内存的总字数(16位为一个字),另外再按此数的25%考虑余量
控制功能的选择
该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。
通信功能
大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议(如TCP/IP),需要时应能与工厂管理网(TCP/IP)相连接。
通信协议应符合ISO/IEEE通信标准,应是开放的通信网络。
PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口(RS232/422/485)、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等;
大中型PLC通信总线(含接口设备和电缆)应1:
1冗余配置,通信总线应符合国际标准,通信距离应满足装置实际要求。
系统的通信网络中,上级的网络通信速率应大于1Mbps,通信负荷不大于60%。
PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式:
1)PC为主站,多台同型号PLC为从站,组成简易PLC网络;
2)1台PLC为主站,其他同型号PLC为从站,构成主从式PLC网络;
3)PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网;
4)专用PLC网络(各厂商的专用PLC通信网络)。
根据网络组成的实际需要,应选择具有不同通信功能的(如点对点、现场总线、工业以太网)通信处理器
中间继电器的工作原理
电源系统
模拟量的四线制与两线制接法
现场操作箱
电磁阀(单线圈和双线圈)
检测仪表
压力开关参数、接线、安装及调试方法
压力单位和等值换算
1Bar=100KPa=14.5Psi=0.1MPa
压力变送器参数、接线、安装及调试方法
罗斯蒙特3051TG2A2C21B
压力类型
表压
量程
0~1034KPa/10.3Kpa
输出
4~20mA,带有基于HART协议的数字信号
过程连接形式
G1/2ADIN16288阳螺纹
过程连接接触件材料
316LSST
隔离膜片
灌充液
硅油
料位计参数、接线、安装及调试方法
开关量料位计
本系统采用的开关量料位计:
平迪凯特RF-8800(RF-8500的升级)
●技术参数
形式:
点式(开/关),射频导纳工作原理(RF),阻抗传感,全固态物位控制器;
灵敏度:
电容量最低0.5pF,导电常数最低0.5,灵敏度可达到500pF;
周围环境温度:
-40~+70℃;
温度灵敏度:
温度系数为0.025pF/℉;
继电器触点:
2个C型双刀双掷触点,5A/230Vac或24Vdc,阻抗;
延时时间:
可调区域为0~30秒延时(开延时和关延时模式);
失电保护模式:
低位或高位故障报警,现场可调;
电源要求:
220Vac,50/60Hz,3W或24Vdc,1W;
防护等级:
IP65;
电子线路外壳:
重型铸铝。
●安装
1)检查
仔细地将探头和电子线路外壳从包装中取出,并检查是否有运输损坏同时确认供电电源设备和仪表电源是否一致(如:
24Vdc还是220Vac电源)。
2)安装
探头安装的标准方法是用3/4"
NPT或11/4"
NPT螺纹安装,可采用水平或垂直安装。
将探头的NPT螺纹旋入器壁或安装接管的NPT接口。
3)控制继电器的连接
RF-8800继电器输出触点是C型,2组双刀双掷,5A,230Vac,阻抗。
轻型低电感负载可用于螺线管式阀门或报警。
重型电感负载必须通过中间继电器来带动。
●安装注意事项
为了使仪表可靠工作RF控制器必须正确安装,下列图片将有助于识别安装是否正确。
●校准
A、调试前的检查:
1.仪表安装是否符合本公司规定的要求;
2.仪表安装位置是否避开加料口;
3.仪表是否良好接地;
4.仪表工作电源是否准确。
进行调试时,遵循以下规则:
1.严格地来讲,调试必须在空仓的情况下进行的;
2.两个灵敏度调节电位器顺时针旋转时增加灵敏度,逆时针旋转减少灵敏度;
3.当两个灵敏度控制调好后,红色灯亮,表示探头上有物料存在,绿色灯亮,表示无物料存在;
4.调试前仪表通电5分钟预热。
B、仪表调试方法(调试必须在空仓情况下进行):
调节右边“灵敏度细调电位器”到中间位置,然后慢慢调节左边“灵敏度粗调电位器”直到状态指示灯刚刚变成绿色。
重新调节“灵敏度细调电位器”找到一个指示灯刚刚变绿点,记下“空”的位置。
然后进灰接触到仪表电极,重新调节“灵敏度细调电位器”使指示灯刚还变为红点,并记下它的位置。
注意两个记号的不同,并且重调“灵敏度细调电位器”到两个记号的中间位置。
这就是一个完整的调试过程。
特别指出:
如果现场除尘设备已经运行,按照现场灰斗或除尘器里面是否有灰的实际情况,分有料(灰接触到仪表电极)和无料(灰不接触到仪表电极)两种调试方法:
(a)无料的灵敏度调试
对于一个没有物料的空容器,调节右边的“灵敏度细调电位器”到中间位置,然后慢慢调节左边的“灵敏度粗调电位器”到状态指示灯刚刚变成绿色。
然后再调节“灵敏度细调电位器”找到一个指示灯刚刚变绿点,并继续逆时针转过如下角度(仅供参考):
先把细调调到中间位置,然后把粗调调到绿红的临界点,然后把细调在调到临界点,
(b)有料的灵敏度调试
对于一个有物料的容器如果灰已经碰到电极(可以拆下仪表观察),则调节右边的“灵敏度细调电位器”到中间位置,然后慢慢调节左边的“灵敏度粗调电位器”到状态指示灯刚刚变成红色。
然后再调节“灵敏度细调电位器”找到一个指示灯刚刚变红点,并继续顺时针转过如下角度(仅供参考):
●时间延时:
RF-8800包括0~30秒可调时间延时。
这种模式典型的用处是消除因灰的上下频繁波动而引起继电器的“抖动”。
仪表出厂时间延时设置为零(时间延时电位器逆时针旋到底)。
当用延时来消除继电器抖动时,仅要求旋转最小的角度。
延时将导致在工艺物位控制点的上面或下面摆动,但平均物位仍等于控制点。
超过量和不到量与延时比例有关。
●故障报警/(失电保护)模式选择:
故障报警工作反映大多数主要的故障情况,包括电源的故障,这将引起控制继电器的释放电压。
因此,继电器释放电压的状态被称为“报警”状态。
这就意味着如果电源消失,仪表也会发出报警。
RF-8800具有高位或低位故障报警。
这个动作由靠近控制面板中央位置(延时调节左边)一个小的跨接器来设置完成。
“H”位置显示高位报警,“L”位置显示低位报警。
连续料位计
本系统采用的连续料位计:
科隆BM102
技术规格:
仪表类型
时域反射式雷达物位计
安装接口
11/4″
供电
24VDC
4~20mA,HART,二线制
防护等级
IP65
材质
316L
精度
0.1%
探头形式
单缆
上位机监控系统
监视系统运行状况、参数修改、仪表挂牌检修等
组态软件:
组太王、Wincc、Ifix
系统运行工艺描述
1,概述
在正常运行过程中,飞灰沉积在灰斗,落入安装在灰斗下方的仓泵中,然后被气力输送至灰库。
仓泵初始状态各阀门处于关闭状态。
仓泵的进料阀打开,物料在重力作用下落进泵中。
在物料填充的过程中,平衡阀先于进料阀打开使空气从泵中排出,此时管路上的出料阀关闭以阻止空气通过输送管线被吸进灰斗。
当仓泵内料位计被覆盖显示泵已充满物料或设定时间到时,然后进料阀和平衡阀关闭,经过一个短延迟(阀门关闭动作时间)。
当进料阀和平衡阀关闭后,进气阀打开,仓泵开始进气加压,当加压到设定值或设定时间到后打开出料阀,然后压缩空气将灰通过管道输送到灰库。
当物料被输送至灰库后,仓泵输送完毕,管道内压力下降到指定下限,进气阀关闭,延时一段时间,排出泵内余压,出料阀关闭,为下一次循环做好准备。
完成一次循环,进入等待下一次循环时间。
2,系统初始状态
当系统停止或者处于待料状态时各阀门启闭情况见下:
各阀门对应的电磁阀线圈得电,阀门打开;
线圈失电,阀门关闭,常态阀门为关闭状态;
等待状态时,各阀门处于关闭状态。
3,运行过程
当启动一次输送循环时,控制系统将检查下列循环启动联锁条件是否完全满足:
✓输送管道压力小于0.4Mpa,即未堵管。
✓仪用气源压力大于0.5Mpa
✓输送气源压力大于0.5Mpa
✓输送目标灰库有空间可用(灰库高高料位计未动作)
当上述条件均为真值时,将触发一次输送循环并且按照以下步骤进行(单个仓泵):
步骤1:
进料过程
仓泵平衡阀通过相应的电磁阀得电开启,同时启动进料阀延时开启定时器(4S),进料阀延时开启定时器到时后进料阀得电开启,进料阀开启同时,启动进料定时器(60S,在组态可视,可调)。
当进料定时器到时或者仓泵料位计被覆盖(仓泵料位计动作,高料位信号返回),进料阀和平衡阀电磁阀线圈同时失电,进料阀和平衡阀同时关闭。
进料阀关闭同时,启动进料阀关闭定时器(5S)。
完成进料过程。
步骤2:
进气过程(加压流化过程)
完成步骤1后,检测到进料阀关到位信号或者进料阀关闭定时器(5S)到时,进气阀电磁阀线圈得电,进气阀打开,进气阀打开同时,启动进气定时器(30S,组态画面可视,可调)。
若在5s时间内未检测到进料阀关到位信号,组态画面产生检查当前仓泵进料阀提示。
当支管压力变送器动作,或者进气定时器到时,完成进气过程(此时进气阀未关闭),进入输送过程。
步骤3:
输送过程
当支管压力变送器动作压力高信号返回,或者进气定时器到时,出料阀电磁阀线圈、三次气阀电磁阀线圈同时得电,出料阀、三次气阀同时打开,出料阀打开同时启动输送定时器(240S,可视、可调)和管道压力低延时检测定时器(20S,可视、可调);
出料阀开到位信号检测定时器(5S),若在5s时间内未检测到出料阀开到位信号,组态画面产生检查当前仓泵出料阀。
当管道压力变送器是压力低状态时,或者输送定时器到时,完成输送过程(此时进气阀,出料阀、三次气阀未关闭),进入吹扫过程。
步骤4:
吹扫过程
当管道压力变送器是压力低状态时,或者输送定时器到时,启动吹扫定时器(15S,可视、可调),吹扫定时器到时,进气阀、三次气阀电磁阀线圈同时失电,关闭进气阀、三次气阀,同时启动出料阀延时关闭定时器(5S),出料阀延时关闭定时器到时,出料阀电磁阀线圈失电,出料阀关闭。
进入循环等待过程。
(注:
当吹扫定时器到时,支管压力变送器信号还有返回,组态画面产生支管堵管请检查提示,同时此仓泵退出循环,等支管变送器信号消失后投入正常运行,支管堵管需蜂鸣器响。
步骤5:
等待过程
出料阀电磁阀线圈失电,出料阀关闭,同时启动等待定时器(300S,可视、可调),此时各阀门都处于关闭状态。
等待定时器到时,返回步骤一,进入下一个循环。
注:
料位计、压力变送器都要求具有屏蔽点,屏蔽点为真时与此屏蔽点相关的设备不起作用,相应阶段只有时间起作用。
联锁条件如下:
1,在运行中,若检测到管道堵管压力变送器(即高限压力)有返回,并经过5s的延时,输出管道堵管报警,并且与此管道相连仓泵的所有阀门电磁阀线圈失电,所有阀门关闭,同时启动自动清堵程序,但需要打开平衡阀。
2,在同一时间,只有一台仓泵的进气阀打开,若其他仓泵需要进气,需等待当前仓泵完成吹扫后按照自然先到需要进气步序进行,谁先完成进料过程,谁先进气原则。
同一管道上的仓泵进气阀是互锁的。
3,正常循环中,两个灰库的高高料位都有信号返回,所有仓泵完成循环步序4后,停在步序5中,高高料位信号消失后,自动顺控步序5,自动循环。
4,正常循环中,气源压力低报警,当前输送仓泵完成步序4后,停在步序5,其他仓泵则立即停止,等待气源压力高信号恢复所有仓泵从步序2开始。
5,正常循环中,若自动状态信号消失,停止当前仓泵所有阀门输出,自动信号恢复后,从新从步序2开始。
6,组态画面中可对当前仓泵启动和停止操作,对当前仓泵停用止时,必须停在第5步,任一仓泵启动后,布袋除尘器运行。
4,操作员控制及指示
1)仓泵就地操作箱
每个仓泵都配有就地操作箱,就地操作箱内装有与本仓泵有关的电磁阀,料位计相关接线端子:
(1)料位计电源断路器。
在料位计检修时,关闭料位计电源。
2)控制盘柜
所有仓泵由位于控制盘柜的PLC控制。
操作员计算机监控界面包括以下控制,指示和报警信息:
(1)仓泵启动/停止开关。
允许操作员启动或者停止泵系统。
(2)仓泵运行时,各阀门状态指示。
(3)管路阀开启/故障指示。
(4)堵管指示。
(5)管道压力指示。
(6)仪用气源压力低指示。
(7)输送气源压力低指示。
(8)灰库高料位指示。
(9)灰库选定指示。
该灯在一个灰库被选定为目标库时点亮。
(10)所有阀门在上位机上都能软手操作
5,报警条件一览表
1)进料阀未关闭故障
定义:
进料阀电磁阀失电时间超过6秒,但是阀关到位信号未检测到。
控制方式:
只进行可视报警。
2)出料阀未开启报警
出料阀电磁阀得电时间超过6秒,但是阀开到位信号未检测到。
3)堵管报警
管道压力变送器输出值大于指定堵管压力值设定值0.4MPa。
可视报警。
启动时,若堵管,系统禁止启动。
输送时,与该管道输送相关联仓泵循环被禁止,仓泵各阀门都复位失电关闭。
4)输送气源压力过低报警
输送空气压力低于0.5Mpa
可视报警,在输送气源压力大于0.5Mpa之前输送循环启动被禁止。
输送过程中当前仓泵完成输送后停止,其他未在输送过程中仓泵停止步序。
5)仪用气源压力过低报警
仪用气源压力低于0.5Mpa
可视报警,在仪用气源压力大于0.5Mpa之前输送循环启动被禁止。
6)灰库满报警
灰库高料位计被覆盖。
可视报警,本次循环结束后,管路切换至另一可用灰库;
如果无可用灰库,控制系统将禁止系统的下一次运行。
6.堵管后的自动程序说明:
A、当堵管发生时关闭与此管道相连的所有阀门(分路阀除外),并保持此堵管标识位,并打开平衡阀。
B、打开清堵料阀,同启动排气定时器(30S,可视、可调),当压力下降到管道低限时启动延时定时器6S。
排气定时器到或延时定时器到转到下一步C。
C、关闭清堵料阀,打开三次气阀,同时启动管道通定时器(1800S,可视、可调),当压力上升到清堵压力有返回时关三次气阀并转到上一步B,如果管道通定时器到则转到下一步D。
D、复位堵管标识位,并将平衡阀关闭,正常启动输送程序
在组态画面中每根管道设置一个手动、自动转换开关(即所谓的软手动),正常自动启动循环中,在组态画面中不可对单个阀门操作;
当设置为手动时,操作人员可对仓泵的单个阀门进行软手操。
手动时在组态画面中要有明显提示。
S7-200SM
符号名地址用户程序读取SMB0状态数据
SMB0系统状态位
Always_OnSM0.0该位总是打开。
First_Scan_OnSM0.1首次扫描周期时该位打开,一种用途是调用初始化子程序。
Retentive_LostSM0.如果保留性数据丢失,该位为一次扫描周期打开。
该位可用作错误内存位或激活特殊启动顺序的机制。
RUN_Power_UpSM0.3从电源开启条件进入RUN(运行)模式时,该位为一次扫描周期打开。
该位可用于在启动操作之前提供机器预热时间。
Clock_60sSM0.4该位提供时钟脉冲,该脉冲在1分钟的周期时间内OFF(关闭)30秒,ON(打开)30秒。
该位提供便于使用的延迟或1分钟时钟脉冲。
Clock_1sSM0.5该位提供时钟脉冲,该脉冲在1秒钟的周期时间内OFF(关闭)0.5秒,ON(打开)0.5秒。
该位提供便于使用的延迟或1秒钟时钟脉冲。
Clock_ScanSM0.6该位是扫描周期时钟,为一次扫描打开,然后为下一次扫描关闭。
该位可用作
扫描计数器输入。
Mode_SwitchSM0.7该位表示“模式”开关的当前位置(关闭=“终止”位置,打开=“运行”位置)。
开关位于RUN(运行)位置时,您可以使用该位启用自由口模式,可使用转换至“终止”位置的方法重新启用带PC/编程设备的正常通讯。
SMB1指令执行状态位
Result_0SM1.0当操作结果为零时,某些指令的执行打开该位。
Overflow_IllegalSM1.1当溢出结果或检测到非法数字数值时,某些指令的执行打开该位。
Neg_ResultSM1.2数学操作产生负结果时,该位打开。
Divide_By_0SM1.3尝试除以零时,该位打开。
Table_OverflowSM1.4“增加至表格”指令尝试过度填充表格时,该位打开。
Table_EmptySM1.5LIFO或FIFO指令尝试从空表读取时,该位打开。
Not_BCDSM1.6尝试将非BCD数值转换为二进制数值时,该位打开。
Not_HexSM1.7当ASCII数值无法转换成有效的十六进制数值时,该位打开。
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