淺談熱交換站昆騰系列PLC的應(yīng)用

【摘要】施耐德PLC目前在工業(yè)控制中應(yīng)用較多，本文以首鋼京唐公司熱交換站控制系統(tǒng)為例，闡述施耐德PLC的概況，詳述施耐德昆騰系列PLC的應(yīng)用以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中出現(xiàn)的種種問題，并一一提出解決方案。

【關(guān)鍵詞】昆騰；概況；應(yīng)用；方案

目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力等各個(gè)行業(yè)，并以其可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，硬件配套齊全，功能完善，安裝維護(hù)方便，體積小等優(yōu)點(diǎn)，深受廣大工程技術(shù)人員歡迎。

1、施耐德PLC系列概況

施耐德PLC是知名的國(guó)際品牌，其PLC產(chǎn)品有Modicon旗下的Quantum、Compact（已停產(chǎn)）、Momentum等系列，編程軟件是Concept；而TE旗下的Premium、Micro系列則使用PL7，由于PLC品牌多，使用起來不是很方便，施耐德在整合了Modicon和TE品牌的產(chǎn)品后，將Unity軟件作為未來PLC的統(tǒng)一平臺(tái)，目前該款軟件僅支持Quantum、Premium和M340三個(gè)中高端系列。

昆騰系列PLC組態(tài)方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)和模塊可靈活選擇。在世界范圍內(nèi)有上萬的裝機(jī)量，性能出色的處理器，先進(jìn)的IEC方式編程，支持各種網(wǎng)絡(luò)通訊，因此在生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。

2、昆騰PLC相關(guān)應(yīng)用

首鋼京唐公司熱交換站使用昆騰系列PLC，通過PLC系統(tǒng)采集處理現(xiàn)場(chǎng)各種信號(hào)，最終通過交換機(jī)將數(shù)據(jù)傳至能源運(yùn)行中心進(jìn)行集中管理。

2.1系統(tǒng)硬件配置

熱交換站控制系統(tǒng)處理器采用140CPU11303，該款CPU的時(shí)鐘頻率為20MHz，存儲(chǔ)器閃存為256K，SRAM為512K，寄存器9999個(gè)，離散量8192個(gè)，具有MODBUS PLUS端口和MODBUS端口。電源模塊為140CPS22400，RIO頭尾適配器模塊140CRP93200，以太網(wǎng)模塊為140NOE77101，熱備模塊為140CHS11000，RIO分支適配器模塊140CRA93200，模擬量輸入模塊為140ACI04000，模擬量輸出模塊為140ACO13000，熱電阻輸入模塊為140ARI03010，開關(guān)量輸入模塊為DAI75300，開關(guān)量輸出模塊為140DDO35300。

2.2編程軟件應(yīng)用

本系統(tǒng)中軟件為基于Windows的Conceptv2.6軟件，組態(tài)軟件采用Vijeo Designer。Concept為系統(tǒng)編程提供了包括FBD、LD、SFC、IL、ST、984LL等多種編程語(yǔ)言的單一開發(fā)環(huán)境，通過使用標(biāo)準(zhǔn)化的編輯器，用戶可以創(chuàng)建將控制，通訊和診斷邏輯集成在一起的應(yīng)用。Concept軟件程序開發(fā)以符號(hào)編程可使編程人員直觀地記住特殊含義的報(bào)文；Concept軟件中可以在線檢查和調(diào)試，使檢查及調(diào)試過程簡(jiǎn)化；Quantum主機(jī)的掃描速度可高達(dá)0.1ms/k字，在邏輯復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)數(shù)較多以及有多個(gè)遠(yuǎn)程的時(shí)候，Concept可以用段調(diào)度來修改邏輯的解讀順序，以提高關(guān)鍵I/O 的吞吐量，改進(jìn)系統(tǒng)的性能和改善通訊端口的服務(wù)。

溫度測(cè)量信號(hào)直接接入熱電阻輸入模塊140ARI03010，完成A/D轉(zhuǎn)換以離散量的形式進(jìn)入CPU進(jìn)行處理。壓力、液位、流量、電導(dǎo)率等信號(hào)經(jīng)饋電隔離器供電直接進(jìn)入模擬量輸入模塊140ACO13000。對(duì)此不再詳述。與此對(duì)應(yīng)的在Concept軟件中根據(jù)設(shè)計(jì)組態(tài)硬件搭建好硬件系統(tǒng)，并在I/O map中配置地址區(qū)域。

電氣控制信號(hào)（如電機(jī)的起停）可以通過MB+接口下掛至PLC的CPU模塊中，并連接到電氣控制柜Anybus網(wǎng)關(guān)，在程序中通過功能塊直接讀取地址或者給出控制信號(hào)指令。

2.3調(diào)試中出現(xiàn)的問題及其解決方案

由140CPU11303配置的控制系統(tǒng)，可以滿足一般控制系統(tǒng)的要求，但是由于采用Concept軟件編程通訊麻煩，984LL不支持浮點(diǎn)數(shù)等諸多缺點(diǎn)，這就給日常的自動(dòng)化調(diào)試帶來諸多困難。筆者結(jié)合調(diào)試中遇到了諸多問題，一一提出解決方案。

2.3.1遠(yuǎn)程通訊

在生產(chǎn)中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)存在成套的小型PLC控制系統(tǒng)，主要是通過設(shè)備預(yù)留的以太網(wǎng)接口將數(shù)據(jù)傳至主控室昆騰PLC柜的交換機(jī)。以Twido系列PLC為例，TWDLCAE40DRF控制器集成以太網(wǎng)接口，TWDLCAA24DRF模塊需要配置以太網(wǎng)通訊模塊。對(duì)于三洋制冷機(jī)控制系統(tǒng)，通過Mgate MB3180網(wǎng)關(guān)將Modbus TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換為Modbus RTU/ASII協(xié)議，通過該設(shè)備的以太網(wǎng)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳。需要說明的是Twido控制器、MGate MB3180網(wǎng)關(guān)等均要設(shè)置一個(gè)與昆騰CPU在同一個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)上的IP地址，如昆騰CPU的IP地址為192.168.5.25，可將Twido控制器的IP地址設(shè)置為192.168.5.16等。

2.3.2流量累積

生產(chǎn)中，常常要求對(duì)水、蒸汽等介質(zhì)進(jìn)行累加，以便對(duì)各種生產(chǎn)介質(zhì)進(jìn)行核算。使用984LL編程，不支持浮點(diǎn)數(shù)。如生產(chǎn)中冷凝水的瞬時(shí)量為4.5t/h，通過該軟件轉(zhuǎn)換后只能顯示為4t/h，如此下來每天累積總量損失較大。所以，筆者認(rèn)為在計(jì)量中各種工藝介質(zhì)最好以Kg/h為單位計(jì)量。累積量中可以將噸位、千克位分別賦予一個(gè)地址在上位中出現(xiàn)。

2.3.3自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

生產(chǎn)中要求根據(jù)采暖水回水溫度與設(shè)定溫度值比較，如果回水溫度低或高，要求蒸汽流量調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，使得回水溫度穩(wěn)定在設(shè)定值，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。

為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，使用PI（比例、積分）調(diào)節(jié)，在Concept中可以使用Instruction Slection中的PID2進(jìn)行設(shè)置，在PID2中設(shè)置source、destination、solution interval，并對(duì)SP、Raw Analog Measurement（原始模擬量測(cè)量）、Mv等參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。

3、結(jié)論

通過生產(chǎn)中對(duì)該系列PLC的使用，筆者認(rèn)為其價(jià)格便宜，編程簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)各種基本的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)熱備，滿足生產(chǎn)中冗余的要求。換熱站自投產(chǎn)以來，故障率低，運(yùn)行平穩(wěn)。同時(shí)，我們不難發(fā)現(xiàn)使用984LL編程，計(jì)量精度不高。完成復(fù)雜的控制有一定困難，所以在進(jìn)行復(fù)雜的控制時(shí)應(yīng)該使用昆騰PLC的高端產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1]施耐德電氣中國(guó) http：//www.schneider-electric.cn/

作者簡(jiǎn)介

趙會(huì)君（1985.01- ）：男，漢族，河北石家莊人，大學(xué)本科學(xué)歷，首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，助理工程師，主要從事電力拖動(dòng)與自動(dòng)控制工程技術(shù)工作。