湖南嘉普云自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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商務(wù)（ Q Q ）：地址（Add）：湖南省長(zhǎng)沙市天心區(qū)暮云街道 湖南嘉普云自動(dòng)化設(shè)備有限公司。在西門子公司廣大同仁和工控領(lǐng)域各界朋友的關(guān)懷下埋頭發(fā)展，一路走來已成西門子合作伙伴中的佼佼者。部設(shè)在上海，辦公面積1500多平方米，員工150余人。公司組織架構(gòu)完善合理，下轄河南、沈陽、濟(jì)南分公司，以及天津、石家莊、唐山、太原、洛陽、西安、大連、長(zhǎng)春、北京、合肥辦事處。我公司已連續(xù)十七年榮獲西門子（）有限公司代理商獎(jiǎng)，在產(chǎn)品供應(yīng)與技術(shù)服務(wù)方面擁有優(yōu)勢(shì)，深得廣大客戶和西門子公司的信賴。
“信譽(yù)，客戶至上”是公司成立之初所確立的宗旨，在公司領(lǐng)導(dǎo)的嚴(yán)格要求和員工們不折不扣地貫徹執(zhí)行下發(fā)展延續(xù)至今。“罰十”一直是我公司的主動(dòng)。


本文介紹如何使PLC的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)達(dá)到更高的效率和生產(chǎn)力，也討論了預(yù)期——滿足將來不斷增長(zhǎng)的生產(chǎn)需要的系統(tǒng)的預(yù)期。本文介紹一款優(yōu)異的子系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)Alameda，該參考設(shè)計(jì)利用高效率的反激式變換器的電源提供四路高效、極高精度模擬輸出。通過部署Alameda，自動(dòng)化工廠將立即看到其PLC系統(tǒng)生產(chǎn)力的大飛躍，提前滿足將來SM工廠的效率要求。
增強(qiáng)生產(chǎn)力和效率——這些都是現(xiàn)在的所謂工業(yè)4.0或智能制造(SM)的焦點(diǎn)1。工廠被鼓勵(lì)“將工廠運(yùn)營(yíng)效率提高10%(損耗/單位產(chǎn)品)”2，以較少的能源、水及其它自然資源產(chǎn)出更多產(chǎn)品。有人認(rèn)為，這是滿足全球不斷增長(zhǎng)的需求的途徑3。規(guī)劃工業(yè)4.0的目的是“連續(xù)提高整個(gè)價(jià)值鏈中的資源生產(chǎn)力和效率”4。為了使“產(chǎn)出化...重點(diǎn)就要提高資源生產(chǎn)力...和資源效率?！彼裕S多文獻(xiàn)和報(bào)告一致贊成如下主題：21世紀(jì)的制造工廠必須優(yōu)化系統(tǒng)生產(chǎn)力和效率，以20世紀(jì)生產(chǎn)相同產(chǎn)品所需的相同或更低成本生產(chǎn)更大量的產(chǎn)品。



現(xiàn)代自動(dòng)化工廠大都通過電子和信息技術(shù)來提高生產(chǎn)力，特別是可編程邏輯控制器(PLC)和分布式控制系統(tǒng)(DCS)，已成為現(xiàn)代工廠中無處不在的眾多神經(jīng)系統(tǒng)的中樞控制。我們將工廠中廣泛分布并受控于相同PLC和DCS的每個(gè)模塊、子系統(tǒng)或元件稱為“神經(jīng)系統(tǒng)”。您任何時(shí)候提高這些子系統(tǒng)的生產(chǎn)力和效率時(shí)，都將對(duì)整個(gè)工廠的運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生積極影響。



四路模擬輸出，無常見噪聲



過去，PLC和DCS的模擬輸出參考系統(tǒng)專注于模擬性能；更高的效率和系統(tǒng)生產(chǎn)力往往被忽略。如果某個(gè)設(shè)計(jì)者試圖通過集成電源來提高系統(tǒng)效率，則仍然需要解決系統(tǒng)噪聲問題。



現(xiàn)在，有一種途徑既可實(shí)現(xiàn)四路高精度模擬輸出又可以解決噪聲問題：Alameda (MAXREFDES24#) 4通道模擬輸出子系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)(圖1)。Alameda具有四路高精度(<±0.1%)的靈活模擬輸出、一個(gè)高效率電隔離電源，以及自動(dòng)故障檢測(cè)和過熱保護(hù)。完備的硬件和固件設(shè)計(jì)文件以及實(shí)驗(yàn)室測(cè)量數(shù)據(jù)，能夠幫助快速設(shè)計(jì)原型及開發(fā)。

1.2 工作原理

干式變壓器的安全運(yùn)行和使用壽命與變壓器運(yùn)行溫度的高低有著直接的關(guān)系，因此對(duì)變壓器運(yùn)行溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控十分重要。由傳感器對(duì)變壓器鐵心和繞組的溫度進(jìn)行采樣，所測(cè)溫度信號(hào)經(jīng)放大和A/D轉(zhuǎn)換后送PLC，利用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后的數(shù)據(jù)送HMI進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。在HMI上設(shè)定風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟/停溫度，PLC根據(jù)設(shè)定值，可自動(dòng)啟/停變壓器所配備的冷卻風(fēng)機(jī)，對(duì)變壓器進(jìn)行降溫。必要時(shí)還可通過觸摸HMI上按鈕，手動(dòng)啟停風(fēng)機(jī)。在HMI上設(shè)置溫報(bào)警及溫跳閘溫度限定值。當(dāng)變壓器繞組溫度過高，過限定值時(shí)，PLC將輸出繞組溫報(bào)警信號(hào)和繞組溫跳閘信號(hào)，并在HMI上顯示出具體信息。在HMI上可進(jìn)行手動(dòng)消音，手動(dòng)跳閘操作。記錄各種報(bào)警信息及故障發(fā)生時(shí)的各相溫度值，必要時(shí)，可在HMI上輸入時(shí)間條件進(jìn)行查詢，并根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行打印。該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集處理、風(fēng)機(jī)運(yùn)行和故障報(bào)警由PLC和HMI通過編制相應(yīng)的軟件來完成。


2、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

SIMATIC ProTool是西門子公司推出的組態(tài)軟件，該軟件由2部分組成：ProTool/Lite、ProTool或ProTool CS(組態(tài)系統(tǒng))組態(tài)軟件和用于過程可視化的運(yùn)行系統(tǒng)軟件(例如ProTool/Pro RT)。2個(gè)系統(tǒng)均可以在Windows98 SE、Windows Millenium、Windows2000和Windows NT 4.0操作系統(tǒng)上運(yùn)行。該軟件具有報(bào)警記錄、報(bào)表打印、趨勢(shì)曲線等多種功能，并支持除Siemens之外的第三方制造商的通訊協(xié)議。本系統(tǒng)在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了畫面設(shè)計(jì)、通訊組態(tài)、報(bào)警設(shè)置、安全保護(hù)設(shè)計(jì)等一系列應(yīng)用開發(fā)。

2.1 畫面設(shè)計(jì)

觸摸屏畫面設(shè)計(jì)不僅要求能實(shí)現(xiàn)所有的控制功能(輸入及顯示參數(shù)、存儲(chǔ)紀(jì)錄、報(bào)警、打印等)，而且要簡(jiǎn)單明了，易于操作人員正確的執(zhí)行操作?？紤]系統(tǒng)所需監(jiān)控的過程變量和實(shí)際功能，共組態(tài)了8組畫面，下面介紹幾個(gè)基本畫面。


(1) 主畫面

設(shè)計(jì)的監(jiān)控主畫面如圖2所示。主畫面的中央是溫度的數(shù)據(jù)顯示。上半部分采用純數(shù)字方式對(duì)變壓器三相的鐵心溫度及高、低壓繞組溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；下半部分采用模擬顯示方式，突出變壓器的鐵心溫度和繞組溫度。在程序運(yùn)行時(shí)，各溫度值可動(dòng)態(tài)顯示。主畫面的右部為口令輸入域和觸摸操作區(qū)，此處各按鈕需輸入不同級(jí)別的口令方可進(jìn)入。主畫面的下部為無需權(quán)限的觸摸操作區(qū)。操作人員通過觸摸按鈕，可以切換到各監(jiān)控子畫面，進(jìn)一步掌握系統(tǒng)的工作情況，或進(jìn)行參數(shù)設(shè)定與修改。