德國進(jìn)口Voegtlin全系列GSC-C9SA-BB12

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WEINVIEW 在印刷機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用

一、引言

近年來，隨著工廠自動化技術(shù)的提高.觸摸屏作為一種新的人機(jī)界面產(chǎn)品已廣泛的應(yīng)用在了印刷機(jī)械的制造行業(yè)，使用人機(jī)界面能很好的提高設(shè)備生產(chǎn)效率。明確的告知設(shè)備操作員機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀況及生產(chǎn)狀態(tài)，使用觸摸屏可以使電氣接線簡單化，同時(shí)減少PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，降低生產(chǎn)成本，也相對提高整套機(jī)械設(shè)備的附加值。

二、工藝自動化分析

以高速雙面印刷機(jī)為例，其整機(jī)的動作控制部分由輸紙機(jī)、收紙機(jī)和主機(jī)三部分組成。主機(jī)除主電機(jī)，上、下水輥電機(jī)，制動輥電機(jī)分別由四個(gè)變頻器控制外，其余主要動作由七個(gè)氣缸分別來控制上水輥、下水輥、上墨輥、下墨輥、遞紙、上滾筒、下滾筒等的離合動作。氣路的控制分為手動和自動兩種模式。整機(jī)的核心調(diào)試工作就是電氣、氣動與機(jī)械動作相匹配，避免印刷中紙張的浪費(fèi)。

由于自動工作模式下各動作要以一定的順序工作，機(jī)械采用凸輪來控制各動作離合時(shí)的角度，電氣選用二相增量型旋轉(zhuǎn)編碼器來實(shí)時(shí)測量凸輪的旋轉(zhuǎn)角度，編碼器每旋轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生360個(gè)脈沖，PLC高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)720，到零位后復(fù)位重新計(jì)數(shù)。我們可以隨時(shí)更改編碼器的角度值，來配合機(jī)械的改動或因速度不同，慣性不同，所需動作的角度值不同，省卻了煩瑣的機(jī)械控制。

設(shè)備圖

三、印刷機(jī)的電氣原理：

1、印刷機(jī)原理圖

印刷布局圖

2、電氣設(shè)計(jì)部分：

由于印刷機(jī)的長度過長，為了操作方便，在兩個(gè)不同的位置各放置一個(gè)觸摸屏：MT6100i和MT6070iH，在主人機(jī)界面(MT6100i)中，設(shè)計(jì)了4幅畫面，包括整體圖形、故障報(bào)警、機(jī)器速度和印刷控制。還有兩個(gè)自動彈出窗用于對電子凸輪參數(shù)(Q00 PLC內(nèi)部地址)的修改，實(shí)現(xiàn)在線控制；另一個(gè)觸摸屏(MT6070iH)中，也設(shè)計(jì)了4幅畫面，包括印刷控制、水輥速度顯示、調(diào)版顯示和計(jì)數(shù)控制。故障顯示使用指示器，給出位元件即刻實(shí)現(xiàn)閃動效果，讓操作者很方便的知道故障部位，整體感很好。在水輥速度顯示中，設(shè)計(jì)了一個(gè)顯示圖，可以顯示水量增加大小，同時(shí)也可以方便監(jiān)控。

3、 調(diào)版部分的分析：

將觸摸屏中的色組選擇開關(guān)(自鎖式)按下，調(diào)整上、下按鍵，經(jīng)過三PLC的程序處理后，將輸出模塊的觸點(diǎn)導(dǎo)通，控制繼電器動作使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后，通過機(jī)械部分的傳動，帶動電位器的阻值變化。經(jīng)過線形模塊和模擬量模塊的處理，變?yōu)閿?shù)值送人PLC中，PLC處理后，送到觸摸屏，顯示調(diào)版位置的變化。

四、軟件的特點(diǎn)：

1、主從通訊功能

當(dāng)MT6100i觸摸屏連接到Q00 PLC后，MT6070iH觸摸屏利用主從通訊模式通過MT6100i間接獲取PLC內(nèi)數(shù)據(jù)，如此連接，極大的簡化了通訊程序的處理。

2、觸摸屏MT6000系列,可根據(jù)不同客戶需求,方便、快速的生成個(gè)性化的人機(jī)界面，用戶可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等功能元件來處理或監(jiān)控管理變化的數(shù)據(jù)信息。

3、標(biāo)準(zhǔn)化總線設(shè)計(jì),可方便擴(kuò)展多臺連接。

4、畫面設(shè)計(jì)。觸摸屏的應(yīng)用省略了原有的一些按鈕、指示燈、計(jì)數(shù)器、轉(zhuǎn)速表、時(shí)間繼電器及潤滑程控控制器等元器件，降低了故障率，也減少了接線的工作量。威綸通的人機(jī)編輯軟件Easybuilder8000提供了12個(gè)用戶、6個(gè)等級密碼的保護(hù)，有利于廠家對某些特定參數(shù)進(jìn)行限定，保護(hù)了用戶的利益。觸摸屏超大的128M內(nèi)存，給程序提供了足夠的畫面存儲空間：多屏PLC輸入、輸出狀態(tài)監(jiān)視畫面，系統(tǒng)幫助里詳細(xì)介紹了本機(jī)電氣操作及維修提示，使整機(jī)的電氣系統(tǒng)操作、使用、維修簡單方便，參見圖下。

五、結(jié)束語

一套完整的印刷機(jī)電氣系統(tǒng)，包括硬件、軟件的設(shè)計(jì)，涵蓋范圍廣。本文中，簡單介紹了其中比較重要的幾部分，其他細(xì)節(jié)還很多，不再一一列舉。使用觸摸屏控制系統(tǒng)，性能穩(wěn)定、設(shè)計(jì)和使用方便，已經(jīng)在我公司生產(chǎn)的印刷機(jī)上得到了應(yīng)用.威綸通觸摸屏功能齊全、可靠耐用、編程簡潔，與其他HMI產(chǎn)品相比，界面友好，給用戶編程和維護(hù)都帶來極大方便。總之，威綸通觸摸屏在電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)起到了關(guān)鍵性的作用,給我的設(shè)計(jì)工作帶來極大的方便,隨著威綸通觸摸屏性能的不斷提高,其在印刷機(jī)行業(yè)的應(yīng)用將更加廣泛和深入。

摘要：基于目前科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，人們對電力資源的依賴越來越廣泛，而現(xiàn)階段國內(nèi)電力系統(tǒng)的運(yùn)營成本還相對較高，因此完善電力系統(tǒng)各方面的工作已經(jīng)勢在必行。電能管理系統(tǒng)在整個(gè)電力系統(tǒng)中具有重要的作用，它能夠有力的促進(jìn)電網(wǎng)管理工作效率，降低電力系統(tǒng)的運(yùn)營成本，本文通過昆明第九污水處理廠電能管理系統(tǒng)的應(yīng)用介紹電能管理系統(tǒng)在工廠中的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵字：電力系統(tǒng);數(shù)據(jù)采集;污水處理廠;監(jiān)控系統(tǒng)

　　0 引言

　　配電自動化，是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，改善電能質(zhì)量，向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，降低運(yùn)行費(fèi)用，減輕運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度。

　　隨著電力網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，用電負(fù)荷的持續(xù)增長，各種新型負(fù)載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關(guān)注電能質(zhì)量問題，同時(shí)也對電能質(zhì)量提出了更加嚴(yán)格的要求。用戶需要更加有效的電能管理管理解決方案來應(yīng)對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、高效低耗的運(yùn)行。本文通過對昆明第九污水處理廠電能管理的建設(shè)，介紹電能管理系統(tǒng)在工廠中的應(yīng)用。

　　1 項(xiàng)目概述及建設(shè)目標(biāo)

　　九污廠90%的工程全部埋在地下，也叫“地埋式污水處理廠”，地上僅建一座綜合辦公樓。發(fā)達(dá)國家的污水處理廠一般都建在地下，地下式污水處理廠適合于在土地資源高度緊張、環(huán)境要求高的地區(qū)建設(shè)。在國外，地下式污水處理廠在技術(shù)上已經(jīng)相當(dāng)成熟，而且應(yīng)用相當(dāng)廣泛。現(xiàn)代化、全封閉、緊湊型、零公害、與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)的污水處理廠，能夠防止周邊土地貶值。污廠的處理工藝，采用的是目前世界上先進(jìn)的膜生物反應(yīng)器(MBR)污水處理工藝，采用全地埋式布置，以節(jié)約用地、減小對周邊環(huán)境影響。本項(xiàng)目中有12臺ACR220ELH智能電表、61臺ACR220EL電能表接入后臺監(jiān)控系統(tǒng)。

　　本電能管理系統(tǒng)中，監(jiān)控要求主要有以下幾個(gè)方面：

　　1.遠(yuǎn)程觀測。要求系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的對電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、視在功率、功率因數(shù)、頻率、開關(guān)狀態(tài)、剩余電流等信息進(jìn)行檢測。2.遠(yuǎn)程通信。要求系統(tǒng)能夠及時(shí)的傳遞設(shè)備運(yùn)作狀態(tài)以及故障信息。3.報(bào)警。要求系統(tǒng)能夠通過設(shè)定，對各種信息進(jìn)行報(bào)警。4.顯示。要求系統(tǒng)能夠就地顯示出各部分運(yùn)作信息。

　　2 電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要充分考慮客戶的實(shí)際需求，以及電力系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實(shí)際載荷能力等因素，進(jìn)而合理的選擇監(jiān)控設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運(yùn)作的成本，同時(shí)也有利于系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。 本項(xiàng)目的電能管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對廠內(nèi)低壓配電回路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電能管理系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計(jì)算機(jī)、串口服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行組合，及時(shí)的顯示廠內(nèi)各個(gè)配電回路的運(yùn)作狀態(tài)，當(dāng)廠內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時(shí)，電能管理系統(tǒng)能夠迅速報(bào)警，發(fā)出語音提示。另外，電能管理系統(tǒng)還能夠生成報(bào)表、曲線圖等統(tǒng)計(jì)信息，便于有關(guān)人員分析廠內(nèi)各部分的用電狀況，使廠內(nèi)的用電活動更加安全，從而保證廠內(nèi)人員的生命安全，提高企業(yè)人員的工作效率。 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 依據(jù)新建工廠的配電情況分布情況，在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場設(shè)備層。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示：

　　站控管理層管理人員與計(jì)算機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互的直接窗口，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運(yùn)行狀況，是系統(tǒng)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等組成。

　　通訊層使用的設(shè)備為NPORT5610-16串口服務(wù)器。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和傳送等工作的同時(shí)，轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。

　　現(xiàn)場設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測量的各類型的儀表等，也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。現(xiàn)場配置ACR220ELH、ACR220EL電能表，實(shí)現(xiàn)每個(gè)高壓回路的保護(hù)報(bào)警動作信息、三相電流、三相電壓、頻率、功率、四象限電能等電參量監(jiān)測，低壓回路三相電流、三相電壓、頻率、功率、四象限電能等電參量監(jiān)測;并對每個(gè)回路斷路器分合閘狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。

　　2.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 電能管理系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠及時(shí)的對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實(shí)現(xiàn)電能管理系統(tǒng)各項(xiàng)功能的基礎(chǔ)。把現(xiàn)場每個(gè)設(shè)備就地與總線連接，之后在把各條總線全部接入通訊網(wǎng)關(guān)，來實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的傳遞。 2.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)依據(jù)客戶實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示;電參量遙測及電參量越限報(bào)警;事件記錄;系統(tǒng)運(yùn)行異常監(jiān)測;故障報(bào)警及操作記錄;報(bào)表查詢與打印;系統(tǒng)負(fù)荷實(shí)時(shí)、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。

　　2.3.1數(shù)據(jù)的采集與處理

　　數(shù)據(jù)采集主要包括模擬量以及開關(guān)量的采集。模擬量的采集主要是對線路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等信息進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示。數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

　　2.3.2數(shù)據(jù)記錄

　　電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能主要就是對斷路器分合狀態(tài)以及保護(hù)動作的前后順序進(jìn)行記錄，它要求系統(tǒng)中必須有足夠的內(nèi)存空間，進(jìn)而長時(shí)間的、大量的對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄和存儲。其次，電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時(shí)的實(shí)時(shí)電流、實(shí)時(shí)電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄存儲。由此可見，數(shù)據(jù)記錄功能可以通過對保護(hù)裝置工作狀態(tài)的記錄，以及對故障信息的記錄，準(zhǔn)確的反映出系統(tǒng)中存在的問題，從而便于工作人員解決。

　　2.3.3電能管理

　　為了實(shí)現(xiàn)對本工廠內(nèi)各回路用電量的監(jiān)管，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了電能管理報(bào)表，系統(tǒng)通過對有功電度的采集，按照回路名稱的不同，自動生成日報(bào)表、月報(bào)表和年報(bào)表并有報(bào)表打印功能，并可對某一回路的某一時(shí)間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢，可以幫助物業(yè)建立有效的用能管理考核制度。通過系統(tǒng)的建設(shè)和制度的建立，使各入駐管理人員節(jié)能意識大大提高，有效的節(jié)約了能源消耗。

　　3、供配電設(shè)計(jì)中應(yīng)用電能管理系統(tǒng)的意義

　　綜上所述，電能管理系統(tǒng)幫助用電單位提高效率、減少損失、降低運(yùn)營成本，電能管理系統(tǒng)能夠有效確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運(yùn)營成本，也成為現(xiàn)代供配電設(shè)計(jì)中*的重要組成部分。系統(tǒng)通過安裝在企業(yè)電網(wǎng)中主要受電點(diǎn)和樞紐配電柜中的電能監(jiān)測儀采集的配網(wǎng)的電力、電量、電能質(zhì)量信號，再將信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、計(jì)算和分類存儲到數(shù)據(jù)庫中，然后通過計(jì)算軟件將電能以圖表的形式進(jìn)行展示。電能管理人員可通過計(jì)算機(jī)看到電能的輸入、傳輸、消耗的全過程。由于監(jiān)控設(shè)備對數(shù)據(jù)的傳遞都是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸來實(shí)現(xiàn)，因此，不同的電能管理系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)不同的組網(wǎng)方式,確保數(shù)據(jù)信息能夠迅速、精準(zhǔn)的進(jìn)行傳輸。另一方面，在供配電設(shè)計(jì)中運(yùn)用電能管理系統(tǒng)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇監(jiān)控設(shè)備。一般的電能管理系統(tǒng)通常都采用具有遠(yuǎn)程通信、遠(yuǎn)程觀測等功能的設(shè)備，而一些電能管理系統(tǒng)則需要選擇功能更加齊全的智能設(shè)備。可以通過識別其他影響因素(如高次諧波、三相不對稱，瞬態(tài)，短時(shí)中斷，過電流，過電壓等)以延長設(shè)備使用壽命。 在工廠建筑等場所設(shè)置電能管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對廠內(nèi)低壓配電回路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有利于電能管理。系統(tǒng)可以根據(jù)用戶需要按班次、人員、時(shí)間、設(shè)備進(jìn)行電能審計(jì)和考核。系統(tǒng)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、靈活計(jì)算各車間、班次、人員、設(shè)備用電量，并與公司的考核機(jī)制進(jìn)行結(jié)合，自動計(jì)算考核成績。另一方面，電能管理系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計(jì)算機(jī)、串口服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行組合，及時(shí)的顯示廠內(nèi)各個(gè)配電回路的運(yùn)作狀態(tài)，當(dāng)廠內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時(shí)，電能管理系統(tǒng)能夠迅速報(bào)警，發(fā)出語音提示。另外，電能管理系統(tǒng)還能夠生成報(bào)表、曲線圖等統(tǒng)計(jì)信息，便于有關(guān)人員分析廠內(nèi)各部分的用電狀況，使廠內(nèi)的用電活動更加安全、合理，從而保證廠內(nèi)人員的生命安全，提高工作人員的工作效率。

一、簡介

換熱站的作用是將鍋爐所產(chǎn)生的一次熱源通過管道送到換熱站，并進(jìn)入換熱器內(nèi)，通過換熱器的換熱，將一次熱源交換到二次供熱管道內(nèi)，二次供熱管道引出至熱用戶。換熱站具有的功能是保證二次網(wǎng)入水溫度的穩(wěn)定、循環(huán)泵控制管道壓力的恒定、管道內(nèi)水量的及時(shí)補(bǔ)給、水箱液位檢測及補(bǔ)充、管道的超壓卸壓、故障報(bào)警、記錄及自處理等功能。

二、工藝要求

1. 要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手機(jī)或電腦操作，無人值守的換熱站。

2. 高低站區(qū)分開控制，每個(gè)控制部分要分為手動及自動兩種運(yùn)行模式。

3. 溫度、壓力及液位為模擬量，啟、停、急停、運(yùn)行反饋信號為數(shù)字量。

4. 自動模式：電動執(zhí)行閥開度用PID計(jì)算模擬量來控制；循環(huán)泵要用MODBUS協(xié)議給定變頻器的頻率，頻率也要用PID計(jì)算，兩臺循環(huán)泵自動模式有：一用一備、一用一補(bǔ)、定時(shí)倒泵等功能；補(bǔ)水泵自動可分為PID控制及上下限控制。

5. 手動模式：電動執(zhí)行閥可輸入開度，循環(huán)泵可選擇變頻運(yùn)行（可設(shè)定頻率）及工頻運(yùn)行，補(bǔ)水泵變頻及工頻運(yùn)行

三、方案

HMI:PI8070

PLC:LX3V-1212MR

模塊：LX3V-4AD  LX3V-2AD2DA-BD

其它設(shè)備：變頻器、溫度及壓力變送器、電動執(zhí)行閥

四、程序簡要介紹

HMI程序

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