湖南嘉普云自動化設(shè)備有限公司
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商務(wù)（ Q Q ）：地址（Add）：湖南省長沙市天心區(qū)暮云街道 湖南嘉普云自動化設(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，在產(chǎn)品供應(yīng)與技術(shù)服務(wù)方面擁有優(yōu)勢，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?！傲P十”一直是我公司的主動。


本文介紹如何使PLC的設(shè)計和實現(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Alameda，該參考設(shè)計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1。工廠被鼓勵“將工廠運營效率提高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)提高整個價值鏈中的資源生產(chǎn)力和效率”4。為了使“產(chǎn)出化...重點就要提高資源生產(chǎn)力...和資源效率。”所以，許多文獻(xiàn)和報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的每個模塊、子系統(tǒng)或元件稱為“神經(jīng)系統(tǒng)”。您任何時候提高這些子系統(tǒng)的生產(chǎn)力和效率時，都將對整個工廠的運營產(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。如果某個設(shè)計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(圖1)。Alameda具有四路高精度(<±0.1%)的靈活模擬輸出、一個高效率電隔離電源，以及自動故障檢測和過熱保護(hù)。完備的硬件和固件設(shè)計文件以及實驗室測量數(shù)據(jù)，能夠幫助快速設(shè)計原型及開發(fā)。

1.2 工作原理

干式變壓器的安全運行和使用壽命與變壓器運行溫度的高低有著直接的關(guān)系，因此對變壓器運行溫度的實時監(jiān)控十分重要。由傳感器對變壓器鐵心和繞組的溫度進(jìn)行采樣，所測溫度信號經(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)行實時顯示。在HMI上設(shè)定風(fēng)機(jī)自動啟/停溫度，PLC根據(jù)設(shè)定值，可自動啟/停變壓器所配備的冷卻風(fēng)機(jī)，對變壓器進(jìn)行降溫。必要時還可通過觸摸HMI上按鈕，手動啟停風(fēng)機(jī)。在HMI上設(shè)置溫報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，PLC將輸出繞組溫報警信號和繞組溫跳閘信號，并在HMI上顯示出具體信息。在HMI上可進(jìn)行手動消音，手動跳閘操作。記錄各種報警信息及故障發(fā)生時的各相溫度值，必要時，可在HMI上輸入時間條件進(jìn)行查詢，并根據(jù)需要隨時進(jìn)行打印。該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集處理、風(fēng)機(jī)運行和故障報警由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

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行系統(tǒng)軟件(例如ProTool/Pro RT)。2個系統(tǒng)均可以在Windows98 SE、Windows Millenium、Windows2000和Windows NT 4.0操作系統(tǒng)上運行。該軟件具有報警記錄、報表打印、趨勢曲線等多種功能，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、通訊組態(tài)、報警設(shè)置、安全保護(hù)設(shè)計等一系列應(yīng)用開發(fā)。

2.1 畫面設(shè)計

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


(1) 主畫面

設(shè)計的監(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)字方式對變壓器三相的鐵心溫度及高、低壓繞組溫度進(jìn)行實時顯示；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。在程序運行時，各溫度值可動態(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。