西門子模塊6ES7315-2EH14-0AB0

西門于S7-300系列PLC控制電機分批啟動

一、電機分批自啟動在石油化工等連續生產企業中有著廣泛的用途。以PLC為核心控制單元的電機分批自啟動系統具有以下功能及特點：

1、能夠實時地監控電機的運行狀態；

2、記憶電網波動前電機的運行狀態，只有在電網波動前處于運行狀態而且在電網波動時停機的電機才具備電機啟動條件

3、準確及時地捕獲電網電壓信息。

4、分批自啟動的電機按照工藝流程需要，在PLC中預先設置，同時為避免多臺電機在自啟動中對電網的影響、電機分批自啟動中采用分批延時處理方式；

5、具有多路輸入和多路輸出功能，實現多臺電機自啟動集中控制；

6、具備遠程通信接口，實現與上位機或DCS系統的通信，在上位機或DCS系統中方便地對該系統進行監控和維護。

洛陽石油化工總廠的2套PLC電機分批自啟動設備，采用西門于S7-300系列PLC，它以CPU313為*處理單元，每執行1000條二進制指令約需 0.7ms。S7—300同時具備128點數字量輸入/輸出和32路模擬量輸入/輸出，12KB的RAM，20KB的負載存儲器；能夠滿足電機狀態和 系統電壓的實時監控和及時實現電機分批自啟動的要求。

二、系統組成

2套PLC電機分批自啟動系統根據變電所供電方式，每一段低壓母線采用l臺PLC。系統硬件主要分為外圍電路和核心單元2部分。外圍電路主要完成母線電 壓、電機運行狀態等信號的采集、處理和轉換以及電機啟動指令的驅動等。核心單元(即PLC)主要完成信號處理，發出電機驅動指令。

2.1外圍電路

外圍電路主要包括以下幾個部分：

1、母線電壓采樣監測。它通過1個電流型電壓變送器將0—380V交流母線電壓轉換為4*20mA直流信號。

2、電機運行狀態信號監控。電機運行狀態信號通過電機控制回路中的1個干接點輸入到PLC的輸入模塊。所有信號的輸入都經過光藕隔離，以提高抗干擾能力。

3、電機驅動單元。電機啟動信號由PLC發出，輸出單元不直接驅動電機，而是通過1個220V、10A AC的中間繼電器帶動電機操作回路。這樣一方面提高了驅動能力，另一方面使得電氣操作回路和PLC控制回路分隔，提高了系統的可靠性。

2.2核心單元

根據系統的要求，其核心PLC主要有以下幾部分：

1、CPU313及系統軟件。它完成電壓和電機運行狀態監測，實時進行邏輯判斷，發出電機分批自啟動指令。CPU313有4種操作選擇：RUN—P、RUN、STOP和MRES運行方式。

2、模擬量輸入模塊SM331(8路輸入)。它把電壓變送器輸入的4-20mA的模擬量轉換為數字信號，并將數字信號送到PI，C的控制單元，以供PLC做出電壓判斷。

3、數字量輸入模塊SM321。16路輸入2個，32路輸入1個，完成62臺電機運行狀態監測和PLC電機分批自啟動系統運行、調試狀態監側，電機運行狀態信號通過電機操作回路中的接觸器輔助接點接至該模塊。

4、數字量輸出模塊SM322(輸出8路)。接受PLC控制單元的指令，完成電機驅動信號輸出，通過出口中間繼電器，驅動電機操作回路，完成電機分批自啟動

pid調節以及變頻器主要參數的監測。整個構架如圖1所示。

3功能實現

　　3.1變頻器dp通信設置

　　加壓機采用西門子g150系列變頻器［1］調速，在對變頻器的控制和主要參數上，每臺變頻器和plc的數據交換大于4字節，為了保證數據的*性，在程序里面要調用sfc15給數據打包，調用sfc14給數據解包；變頻器作為dp從站的站地址參數設置如圖2所示。

　　設置好dp從站的dp組態地址以后，在變頻器的通信模塊上的撥碼開關也要對應撥上相同的站號，再設置變頻器的通信i/o地址，如圖3所示。

　　3.2編程實現數據交換

　　s7-300plc與變頻器之間的數據交換，編程實現報文。

　　sfc14dp從站（變頻器）的數據包并存db80.dbb0~db80.dbb35中，參數laddr（w#16#118）為變頻器的inpout參數區起始地址，見圖4。

sfc15給存db80.dbb44~db80.dbb47中數據打包發送給變頻器，參數laddr（w#16#108）為變頻器的output參數區起始地址，見圖5。

　　程序塊的主要參數說明見表1。

　　表1 參數說明

　　參數名參數說明

　　laddr接口區起始地址

　　ret-val狀態字

　　record通信數據區，一般為any指針格式

3.3 pid調節

　　在加壓機的自動調節中，加壓機的轉速會根據煤氣出口的總管壓力實現自動pid調節，并可實現手動和自動的無切換。pid調節采用西門子自帶的fb41功能塊，pid的編程和手自動無切換編程如下，pid的主要參數說明可以參考step7的幫助，fb41在周期性中斷ob32-ob35組織快中調用。fb41的編程設置見圖6和圖7。

4機功能

　　機采用戴爾的商用計算機，采用普通網卡，2臺機通過一個8換機連接在一起，其中一臺為工程師站（es），一臺為操作員站（os），es站具有畫面組態和參數修改權限，os站只有數據和現場設備操作權限，采用西門子的wincc系列