PLC在電廠(chǎng)ETS控制系統(tǒng)中的應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(jì)

西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文論文題目：PLC在電廠(chǎng)ETS控制系統(tǒng)中的應(yīng)用學(xué)科（專(zhuān)業(yè)）：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化申請(qǐng)人：張小飛指導(dǎo)教師：張金蓮摘要可編程控制器(PLC)是一種以微處理器為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置,它集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)于一體，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越，可靠性高，使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，PLC已廣泛應(yīng)用于電力、機(jī)械制造、化工、汽車(chē)、鋼鐵、建筑、水泥、石油、采礦、紡織、造紙、環(huán)保、種植、廣告及娛樂(lè)等各行各業(yè)。ETS裝置即汽輪機(jī)危急遮斷裝置,是汽輪發(fā)電機(jī)組必不可少的設(shè)備。它接受來(lái)自TSI系統(tǒng)或汽輪發(fā)電機(jī)組其它系統(tǒng)來(lái)的報(bào)警或停機(jī)信號(hào),進(jìn)行邏輯處理,輸出報(bào)警信號(hào)和汽輪機(jī)遮斷信號(hào),監(jiān)督機(jī)組的重要參數(shù)安全有重大作用，以便在這些參數(shù)超過(guò)安全限定值時(shí)，通過(guò)該系統(tǒng)去關(guān)閉汽輪機(jī)的全部進(jìn)汽閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。在本文中分析了ETS控制系統(tǒng)的重要性,以及設(shè)計(jì)過(guò)程中如何選擇PLC控制器及各種配套模件,按規(guī)范進(jìn)行設(shè)備的全程調(diào)試,闡述了控制系統(tǒng)的保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程,對(duì)電廠(chǎng)ETS控制系統(tǒng)進(jìn)行了全面的學(xué)習(xí)研究。關(guān)鍵詞汽輪機(jī)可編程控制器ETS熱備用冗余論文類(lèi)型：應(yīng)用研究Title:PLCcontrolsysteminpowerplantapplicationofETSSpeciality: PowerSystemsortherAutomationApplicant: zhangxiaofeiSupervisor: zhangjinlianABSTRACTProgrammableController(PLC)isanewtypeofmicroprocessor-basedindustrialcontroldevices,Itcombinescomputertechnology、AutomaticControlTechnology、Communicationtechnology，simplestructure，Superiorperformance，Highreliability，Easymaintenance,etc.So,PLCHasbeenwidelyusedinpower、MachineryManufacturing、Chemical、Automotive、Steel、Construction、Cement、Oil、Mining、Textile、Paper、EnvironmentalProtection、Planting、Advertisingandentertainmentindustries.ETSDeviceisEmergencyTripSystem,IsTurboessentialequipment.ItacceptsfromtheTSIsystemorothersystemtoTurbinealarmorstopsignal,Logicalprocessing，TurbineTripalarmsignalandtheoutputsignal,monitoringthesafetyunithaveasignificantroleintheimportantparametersinordertoexceedthesafelimitoftheseparameters,throughthesystemtoshutdownthewholeintothesteamturbinevalves,emergencyshutdowntoachieve.InthispaperanalyzestheimportanceofETScontrolsystem,andthedesignprocess,howtochoosethePLCcontrollersandvariousancillarymodules,accordingtothefullcommissioningofequipmentspecificationstoexplaintheprotectivefunctionofthecontrolsystemimplementationprocess,ETSonpowerplantcontrolsystemisacomprehensivestudyandresearch.KEYWORDS:Turbine；ProgrammableController；EmergencyTripSystem；HotStandby；RedundancyTYPEOFTHESIS:AppliedResearch編制校對(duì)審核標(biāo)審錄入員趙利0-4-PAGE1目錄摘要…………….1ABSTRACT………………………….2目錄………………..31．前言……………41．1選題意義………………….41.2PLC控制器未來(lái)發(fā)展………………………41.3論文內(nèi)容概述……………..51.4本文主要特點(diǎn)………………52.課題背景………………………..62.1PLC控制器的優(yōu)點(diǎn)62.2ETS控制系統(tǒng)的重要性…………………….82.3PLC在電廠(chǎng)ETS控制系統(tǒng)中的應(yīng)用……….83.電廠(chǎng)ETS控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………103.1PLC控制器選型………………103.2電氣回路設(shè)計(jì)………………153.3控制器組態(tài)…………………183.4控制器調(diào)試………………..214.ETS控制系統(tǒng)調(diào)試………………284.1調(diào)試目的……………………284.2調(diào)試內(nèi)容及步驟……………284.3設(shè)備聯(lián)鎖及保護(hù)……………31結(jié)束語(yǔ)……………..37參考文獻(xiàn)……………37論文寫(xiě)作進(jìn)度安排…………………37１、前言選題意義可編程控制器(PLC)是一種以微處理器為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置,它集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)于一體，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越，可靠性高，使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，PLC已廣泛應(yīng)用于電力、機(jī)械制造、化工、汽車(chē)、鋼鐵、建筑、水泥、石油、采礦、紡織、造紙、環(huán)保、種植、廣告及娛樂(lè)樂(lè)等各行各業(yè)。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及自動(dòng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展，PLC技術(shù)的發(fā)展也越來(lái)越快，功能也越來(lái)越強(qiáng)大，除完成常規(guī)的開(kāi)關(guān)量、模擬量控制功能外，又增加了許多特殊功能模塊、通信及網(wǎng)絡(luò)功能模塊等。隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的高效、高自動(dòng)化的需求先后推出了PCL200、PLC300和PLC400等功能不同的產(chǎn)品供設(shè)計(jì)使用者選擇。同時(shí)汽輪機(jī)危急遮斷裝置(ETS),是汽輪發(fā)電機(jī)組必不可少的設(shè)備。它接受來(lái)自TSI系統(tǒng)或汽輪發(fā)電機(jī)組其它系統(tǒng)來(lái)的報(bào)警或停機(jī)信號(hào),進(jìn)行邏輯處理,輸出報(bào)警信號(hào)和汽輪機(jī)遮斷信號(hào),監(jiān)督機(jī)組的重要參數(shù)安全有重大作用，以便在這些參數(shù)超過(guò)安全限定值時(shí)，通過(guò)該系統(tǒng)去關(guān)閉汽輪機(jī)的全部進(jìn)汽閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī),從而保證了電力生產(chǎn)的安全性、穩(wěn)定和可靠性?，F(xiàn)代電力生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定和可靠性都依賴(lài)于高可靠性能的自動(dòng)化設(shè)備，而作為一名電力系統(tǒng)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生我們很有必要對(duì)電力生產(chǎn)的各個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)和研究，只有學(xué)習(xí)了先進(jìn)的控制技術(shù)思想才能為我國(guó)電力事業(yè)做更多的貢獻(xiàn)。1.2PLC控制器未來(lái)發(fā)展1.2.1國(guó)外有關(guān)研究的綜述在國(guó)外可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要，從控制規(guī)模上來(lái)說(shuō)，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來(lái)說(shuō)，誕生了各種各樣的特殊功能單元，可用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配套能力來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、電力生產(chǎn)、石油化工、冶金鋼鐵、汽車(chē)、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。而作為電力生產(chǎn)中的PLC控制系統(tǒng)國(guó)外運(yùn)用也很廣泛，我國(guó)電力生產(chǎn)控制系統(tǒng)決大多數(shù)都是引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)、完善的控制思想來(lái)實(shí)現(xiàn)地。1.1.2國(guó)內(nèi)研究的綜述可編程邏輯控制器PLC進(jìn)入國(guó)內(nèi)工業(yè)控制領(lǐng)域己近十年了，早期的PLC由于受硬件的構(gòu)成及軟件環(huán)境的局限，其應(yīng)用范圍受到一定的限制。近幾年來(lái)，隨著微電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，PLC產(chǎn)品高度融合了計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)最新進(jìn)的技術(shù)與工業(yè)自動(dòng)控制的經(jīng)典理論，在其功能及性能上指標(biāo)上得以大大的豐富和完善，從而突破了傳統(tǒng)PLC的概念，在中、小型控制領(lǐng)域內(nèi)極大的擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍。在特定的范圍內(nèi)，高性能價(jià)格比己成為新型PLC的最突出的特點(diǎn)，現(xiàn)代高性能、大容量的發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)完會(huì)實(shí)現(xiàn)了分散控制集中管理的控制方式，因而在一些較小的控制系統(tǒng)如循環(huán)水泵控制、撈渣機(jī)控制、ETS控制等在設(shè)計(jì)時(shí)為了便于控制均采用了遠(yuǎn)程小型控制器PLC控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。1.2.3P其實(shí)PLC自誕生以來(lái)也是在不斷發(fā)展改進(jìn)創(chuàng)新的;采用新的、先進(jìn)的微處理器和電子技術(shù)達(dá)到快速的掃描時(shí)間；小型的、低成本的PLC，可以替代4到10個(gè)繼電器，獲得更大的發(fā)展動(dòng)力；高密度的I/O系統(tǒng)，以低成本提供了節(jié)省空間的接口；基于微處理器的智能I/O接口，擴(kuò)展了分布式控制能力。典型的接口如：PID，網(wǎng)絡(luò)，CAN總線(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，ASCII通信，定位，主機(jī)通訊模塊，和支持高級(jí)語(yǔ)言編程的模塊（如BASIC，PASCAL）；包括輸入輸出模塊和端子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)，使端子更加集成；特殊接口允許某些器件可以直接接到控制器上，如熱電偶、熱電阻、應(yīng)力測(cè)量、快速響應(yīng)脈沖等；并且由于工控機(jī)，DCS等控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，將迫使PLC向著功能更多，開(kāi)放性兼容性更強(qiáng)的方向不斷發(fā)展;整合多種功能，更加開(kāi)放的一體化PLC。

PLC的未來(lái)發(fā)展除了產(chǎn)品本身的發(fā)展，更大程度上取決于用戶(hù)和市場(chǎng)的發(fā)展，任何產(chǎn)品存在的根本在于用戶(hù)和市場(chǎng)的需求。PLC以它的高可靠性和易操作性，主導(dǎo)了工控行業(yè)數(shù)十年，我相信它將繼續(xù)存在且壯大下去。1.3論文內(nèi)容概述本文章從PLC控制器的未來(lái)發(fā)展,剖析了PLC控制器的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn),從我廠(chǎng)運(yùn)用實(shí)際出發(fā)對(duì)ETS控制系統(tǒng)進(jìn)行了從PLC控制器選型、硬件組態(tài)，軟件組態(tài)、控制回路設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了很好的分析，為我廠(chǎng)ETS控制系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)做了很深入的剖析。1.4本文主要特點(diǎn)本文從闡述了PLC控制器未來(lái)的發(fā)展情況、控制器的各特點(diǎn)、在我廠(chǎng)ETS控制系統(tǒng)中的運(yùn)用、都做了很好的分析，從控制器的選型、各種卡件的選擇、邏輯回路設(shè)計(jì)、以及控制通訊網(wǎng)絡(luò)組態(tài)、控制回路調(diào)試、電氣回路檢測(cè)等都做了大量的說(shuō)明，通過(guò)這些實(shí)例說(shuō)明很好的展現(xiàn)了PLC在電廠(chǎng)ETS控制系統(tǒng)中的運(yùn)用情況，讓我們更加了解PLC控制器的各項(xiàng)功能。2、課題背景2.1PLC控制器的優(yōu)點(diǎn)2.1.1實(shí)時(shí)性（1）、由于控制器產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)是基于控制為前提，信號(hào)處理時(shí)間短，速度快。（2）、基于信號(hào)處理和程序運(yùn)行的速度，PLC經(jīng)常用于處理工業(yè)控制裝置的安全聯(lián)鎖保護(hù)。（3）、更能滿(mǎn)足各個(gè)領(lǐng)域大、中、小型工業(yè)控制項(xiàng)目。2.1.2高可靠性（1）、所有的I/O輸入輸出信號(hào)均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與控制器內(nèi)部電路之間電氣上隔離。（2）、各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10~20ms。（3）、各模塊均采用屏蔽措施，以防止噪聲干擾。（4）、采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。（5）、對(duì)采用的元器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。（6）、良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采取有效措施，以防止故障擴(kuò)大。（7）、大型控制器還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),以及實(shí)現(xiàn)電源模塊冗余、IO模塊冗余，使可靠性更進(jìn)一步提高。2.1.3系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單靈活（1）、控制器產(chǎn)品種類(lèi)繁多，規(guī)?？煞执?、中、小等。（2）、I/O卡件種類(lèi)豐富，可根據(jù)自控工程實(shí)現(xiàn)功能要求不同，而進(jìn)行不同的配置。（3）、滿(mǎn)足控制工程需要前提下，I/O卡件可靈活組合。2.1.4豐富的I/O卡件控制器針對(duì)不同的工業(yè)自控工程的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如：交流或直流；開(kāi)關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強(qiáng)電或弱電等,有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如：按鈕、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、傳感器及變送器、電磁線(xiàn)圈、控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人-機(jī)對(duì)話(huà)的接口模塊;為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。2.1.5控制系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型控制器以外，絕大多數(shù)控制器均采用模塊化結(jié)構(gòu)?？刂破鞯母鱾€(gè)部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶(hù)的需要自行組合。2.1.6價(jià)格優(yōu)勢(shì)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，性?xún)r(jià)比高。2.1.7安裝簡(jiǎn)單，維修方便可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶(hù)了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶(hù)可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。2.1.8控制器實(shí)現(xiàn)的功能邏輯控制定時(shí)控制計(jì)數(shù)控制順序控制PID控制數(shù)據(jù)計(jì)算通訊和聯(lián)網(wǎng)其它：還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT模塊。2.1.9常用的工控軟件（1）、B&RAutomationSoftware自動(dòng)化軟件圍繞更少的目標(biāo)完成更多的工作，B&RAutomationSoftware(TM)為您提供了適合于我們所有自動(dòng)化平臺(tái)的一個(gè)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。多種編程語(yǔ)言，透明通訊以及完整的診斷功能都集成于一個(gè)自動(dòng)化工具中。一個(gè)工具，多個(gè)目標(biāo)?。?）、IntellutioniFIXiFIX,是IntellutionDynamics自動(dòng)化軟件產(chǎn)品家族中的HMI/SCADA最重要的組件，它是基于WindowsNT/2000平臺(tái)上的功能強(qiáng)大的自動(dòng)化監(jiān)視與控制的軟件解決方案。（3）、SIMATICWinCC6.0版本過(guò)程可視化的新視界對(duì)于過(guò)程可視化而言，全新版本的WinCC6.0由于采用了新的標(biāo)準(zhǔn)，可為您當(dāng)前應(yīng)用和今后進(jìn)一步的擴(kuò)展提供更優(yōu)越的性能，更大的靈活性和更高的效率。（4）、WonderwareInTouch8.0過(guò)程可視化

用于工業(yè)自動(dòng)化、過(guò)程控制和管理監(jiān)視的一個(gè)強(qiáng)大的圖形人機(jī)界面(HMI)軟件。（5）、亞控組態(tài)王6.5兩萬(wàn)余例工程（鋼鐵，化工，電力，國(guó)家糧庫(kù)，郵電通訊，環(huán)保，水處理，冶金等各行業(yè)）的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行（包括“中華世紀(jì)壇”國(guó)家標(biāo)志性工程），現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)組態(tài)軟件的客戶(hù)首選，并且作為首家國(guó)內(nèi)組態(tài)軟件應(yīng)用于國(guó)防，航空航天等重大領(lǐng)。（6）、RSVIEW32/SE等控制組態(tài)軟件種類(lèi)很多，每一種各有特點(diǎn)。我們能夠根據(jù)用戶(hù)不同的需求，提供不同工業(yè)控制監(jiān)控軟件，完成自控項(xiàng)目監(jiān)控的任務(wù)。2.1.10P（1）、控制方式上看：電器控制硬接線(xiàn)，邏輯一旦確定，要改變邏輯或增加功能很是困難；而plc軟接線(xiàn)，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。（2）、工作方式上看：電器控制并行工作，而plc串行工作，不受制約。（3）、控制速度上看：電器控制速度慢，觸點(diǎn)易抖動(dòng)；而plc通過(guò)半導(dǎo)體來(lái)控制，速度很快，無(wú)觸點(diǎn)，顧而無(wú)抖動(dòng)一說(shuō)。（4）、定時(shí)、記數(shù)看：電器控制定時(shí)精度不高，容易受環(huán)境溫度變化影響，且無(wú)記數(shù)功能；plc時(shí)鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬；有記數(shù)功能。（5）、可靠、維護(hù)看：電器控制觸點(diǎn)多，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和電弧燒傷，接線(xiàn)也多，可靠、維護(hù)性能差；plc無(wú)觸點(diǎn)，壽命長(zhǎng)，且有自我診斷功能，對(duì)程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)方便。2.2ETS控制系統(tǒng)的重要性ETS裝置即汽輪機(jī)危急遮斷裝置,它接受來(lái)自TSI系統(tǒng)或汽輪發(fā)電機(jī)組其它系統(tǒng)來(lái)的報(bào)警或停機(jī)信號(hào),進(jìn)行邏輯處理,輸出報(bào)警信號(hào)和汽輪機(jī)遮斷信號(hào)（用來(lái)監(jiān)督對(duì)機(jī)組安全有重大影響的某些參數(shù)，以便在這些參數(shù)超過(guò)安全限定值時(shí)，通過(guò)該系統(tǒng)去關(guān)閉汽輪機(jī)的全部進(jìn)汽閥門(mén)，緊急停機(jī)。）以保證汽輪機(jī)安全運(yùn)行，汽輪機(jī)危急保安系統(tǒng)ETS裝置是汽輪機(jī)保護(hù)最重要的一環(huán)，它是汽輪機(jī)電跳閘的出口，其運(yùn)行安全與否直接影響到汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。我廠(chǎng)所使用的ETS裝置包括完成開(kāi)關(guān)量的數(shù)據(jù)采集、處理、計(jì)算及開(kāi)關(guān)量的實(shí)時(shí)輸出，關(guān)將相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)通訊傳關(guān)到中央控制室操作站?？梢员O(jiān)測(cè)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)有：汽機(jī)轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑油壓力、凝汽器真空、DEH故障、軸承振動(dòng)、軸向位移、熱膨脹、差脹、EH油壓、鍋爐MFT、發(fā)電機(jī)跳閘等。當(dāng)被監(jiān)視的參數(shù)超過(guò)規(guī)定值時(shí)，ETS裝置輸出跳閘信號(hào)到跳閘電磁閥，跳閘電磁閥卸掉保安系統(tǒng)的保安油，使汽輪機(jī)的主汽閥和調(diào)節(jié)閥迅速關(guān)閉，完成汽輪機(jī)跳閘的功能，實(shí)行緊急停機(jī)，確保機(jī)組設(shè)備及人身的安全，以避免發(fā)生嚴(yán)重的后果。2.3PLC在電廠(chǎng)ETS控制系統(tǒng)中的應(yīng)用2.3.1ETS控制系統(tǒng)硬件：ETS裝置包括一個(gè)控制柜，內(nèi)部邏輯采用了德國(guó)西門(mén)子公司S7－300系列可編程控制器（PLC）實(shí)現(xiàn),取代了傳統(tǒng)的繼電器邏輯。為了提高ETS裝置的可靠性、安全性,我們還采用了雙PLC結(jié)構(gòu)。硬件配置如下：PLC處理器 6ES73141AE040AB0輸入模塊 6ES73211BH020AA0輸出模塊 6ES73221HH010AA0PLC電源 6ES73071EA000AA0PLC導(dǎo)軌 6ES73901AJ300AA0PLC適配器 6ES79720CA220XA0PLC前端連接器 6ES73921AJ000AA02.3.2環(huán)境條件：運(yùn)行環(huán)境:5℃～相對(duì)濕度:35%～85%RH(無(wú)凝露)振動(dòng)：2..0G(10～55Hz)無(wú)腐蝕性氣體、導(dǎo)電塵埃2.3.3備用電池電源模塊上均有一個(gè)用來(lái)容納電池的槽位以便向處理器內(nèi)部RAM供電，以及在PLC掉電后保護(hù)數(shù)據(jù)。這種電池，與CPU模塊一起提供。接通電源時(shí)，CPU模塊監(jiān)視電池的狀態(tài)。出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可在BAT指示燈上看到紅色的報(bào)警信號(hào)，必須馬上更換。更換電池必須在接通電源或關(guān)斷電源短時(shí)間內(nèi)完成。取掉電池10分鐘后，RAM中的數(shù)據(jù)將遺失。重要：作為一項(xiàng)保護(hù)措施，電池（6ES79711AA000AA0）應(yīng)該每年更換。2.3.4控制原理停機(jī)項(xiàng)A停機(jī)APLCA正常+停機(jī)信號(hào)輸出停機(jī)項(xiàng)B停機(jī)BPLCB正常圖2-1雙機(jī)工作原理圖為了使用方便,運(yùn)行可靠,選用了雙機(jī)PLC（可編程控制器）進(jìn)行邏輯處理。雙機(jī)PLC同時(shí)工作,任一動(dòng)作均可輸出報(bào)警和停機(jī)信號(hào)。當(dāng)任一臺(tái)故障時(shí),PLC發(fā)出本機(jī)故障報(bào)警信號(hào),并自動(dòng)切斷其停機(jī)邏輯輸出,而另外一臺(tái)仍能正常工作。汽輪機(jī)緊急跳閘系統(tǒng)(ETS)一般由保護(hù)機(jī)柜、冗余電源組件、冗余中央控制處理單元及其輸人輸出卡件、隔離或擴(kuò)展繼電器、冗余跳閘電磁閥、試驗(yàn)電磁閥、壓力開(kāi)關(guān)、在線(xiàn)試驗(yàn)操作盤(pán)等組成。由于系統(tǒng)對(duì)該裝置的可靠性要求特別高，即保證在任何可能發(fā)生的緊急情況下，都能準(zhǔn)確無(wú)誤地使汽輪機(jī)組停機(jī)，所以該套裝置設(shè)置為雙PLC運(yùn)行方式。由于雙PLC是并列運(yùn)行，互不干擾，并具有“或”的關(guān)系，不需要在線(xiàn)熱切換，所以不存在切換擾動(dòng)的問(wèn)題。若其中任意一套發(fā)生故障，另一套可編程控制器還是正常運(yùn)行，此時(shí)，汽機(jī)運(yùn)行的保護(hù)功能仍是完整的。3、電廠(chǎng)ETS控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1PLC控制器選型3.1.1信號(hào)處理模塊1、信號(hào)處理模塊主要分為四類(lèi)：開(kāi)關(guān)量輸入DI、開(kāi)關(guān)量輸出DO、模擬量輸入AI、模擬量輸出AO2、經(jīng)常使用的開(kāi)關(guān)量輸入模塊名稱(chēng)和性能（1）、SM32116點(diǎn)輸入，24VDC；13-30V為信號(hào)1；-30~5V為信號(hào)0；（1）、SM32116點(diǎn)輸入，120V/230VAC；79-264V為信號(hào)1；0~40V為信號(hào)0；我廠(chǎng)選用6ES73211BH020AA0，負(fù)載電壓：DC24V，從負(fù)載電壓L+消耗最大25mA，從背板總線(xiàn)DC5V消耗最大10mA,輸入點(diǎn)數(shù)為16點(diǎn)，可以并行輸入點(diǎn)數(shù)16點(diǎn)，其使用電纜最長(zhǎng)為1000米，輸入電壓額定值為DC24V,“0”信號(hào)為-30V至5V，“1”信號(hào)為13-30V，輸入電流“1”為7mA，輸入延時(shí)從“0”到圖3-1DI卡件接線(xiàn)圖3、經(jīng)常使用的開(kāi)關(guān)量輸出模塊名稱(chēng)和性能（1）、SM32216點(diǎn)輸出，24VDC；信號(hào)1時(shí)輸出L+-0.8V；每通道的最大輸出電流0.5A;阻性負(fù)載的最高輸出頻率100HZ,感性為0.5HZ;帶短路電子保護(hù)；（2）、SM3228點(diǎn)輸出，繼電器接點(diǎn)；信號(hào)1時(shí)輸出接點(diǎn)閉合；信號(hào)0時(shí)輸出接點(diǎn)斷開(kāi)；接點(diǎn)容量8A（230VAC）或5A（24VDC）；我廠(chǎng)選用6ES73221HH010AA0，負(fù)載電壓L+120VDC，負(fù)載電壓L-AC230V，從背板5VDC消耗最大為100mA，輸出點(diǎn)數(shù)為16點(diǎn)，具有輸出短路保護(hù)功能，輸出為“1”時(shí)最小負(fù)載電流為10mA，輸出總電流為8A，繼電器輸出為DC24V，120VAC時(shí)可以輸出700000次，觸點(diǎn)的開(kāi)關(guān)能力為2A圖3-2DO卡件接線(xiàn)圖經(jīng)常使用的模擬量輸入模塊名稱(chēng)和性能（1）、SM3318點(diǎn)模擬量輸入；用于電阻測(cè)量時(shí)，為4點(diǎn)；（2）、輸入信號(hào)類(lèi)型：電壓+-80毫伏;+-250毫伏;+-500毫伏;+-1V;+-2.5V;+-5V;1-5V;+-10V;電流+-10毫安;+-20毫安;0-20毫安;4-20毫安;電阻150歐姆;300歐姆;600歐姆熱電偶E,N,J,K型熱電阻Pt100標(biāo)準(zhǔn),Ni100標(biāo)準(zhǔn)（3）、分辨率:14位5、經(jīng)常使用的模擬量輸出模塊名稱(chēng)和性能(1)、SM3324點(diǎn)模擬量輸出;(2)、電壓電流輸出4-20MA；+-20MA；0-20MA（3）、分辨率:12位圖3-3PLC控制器的組裝圖3.1.2接口模塊1、接口模塊主要用于連接多機(jī)架的PLC系統(tǒng)，即一個(gè)S7-300PLC系統(tǒng)的信號(hào)模塊如果超過(guò)8塊，就必須配置接口模塊進(jìn)行擴(kuò)展。2、經(jīng)常使用的接口模塊名稱(chēng)和性能（1）、IM360/IM361接口模塊是最為理想的擴(kuò)展方案；（2）、IM360插入到CR（中央機(jī)架，CPU所在的機(jī)架）；（3）、IM361插入到ER（擴(kuò)展機(jī)架，擴(kuò)展信號(hào)模塊所在的機(jī)架）；（4）、使用IM360/IM361接口模塊最多可以擴(kuò)展3個(gè)機(jī)架，既一個(gè)傳統(tǒng)的PLC系統(tǒng)最多處理32個(gè)信號(hào)模塊；功能模塊1、計(jì)數(shù)器模塊；可直接連接增量編碼器，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、單向和循環(huán)記數(shù)；2、步進(jìn)電機(jī)控制模塊；和步進(jìn)電機(jī)配套使用，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的定位任務(wù)；PID控制模塊；實(shí)現(xiàn)溫度、壓力和流量等的閉環(huán)控制CPU中央處理器1、S7-300總共有8種不同的CPU；2、CPU312IFM，帶集成的數(shù)字輸入/輸出的緊湊型CPU，用于帶或不帶模擬量的小系統(tǒng)，最多8個(gè)模塊；3、CPU313用于有更多編程要求的小型設(shè)備；4、CPU314IFM，帶有集成的數(shù)字和模擬輸入/輸出的緊湊型CPU；5、CPU314用于安裝中等規(guī)模的程序以及中等指令執(zhí)行速度的程序；6、CPU315/315-2DP用于要求中到大規(guī)模的程序和通過(guò)PROFIBUS-DP進(jìn)行分布式配置的設(shè)備；7、CPU316用于有大量編程要求的設(shè)備；8、CPU318-2用于有要求極大規(guī)模的程序和通過(guò)PROFIBUS-DP進(jìn)行分布式配置的設(shè)備；CPU315-2DP和CPU313的重要性能參數(shù)比較：圖3-4CPU316外型圖序號(hào)參數(shù)名稱(chēng)CPU313CPU315-2DP1工作存儲(chǔ)器12K字節(jié)/4K語(yǔ)句64K2裝載存儲(chǔ)器20K字節(jié)96K內(nèi)置3塊數(shù)量128FC/128FB/127DB192FC/192FB/255DB4位存儲(chǔ)器204820485記數(shù)器C1-C64C1-C646定時(shí)器T1-T128T1-T1287數(shù)字I/O總數(shù)256通道81928模擬I/O總數(shù)64I/32O5129支持的軟件STEP7STEP7/SCL/CFC10PROFIBUS-DP口無(wú)有由于ETS對(duì)控制器的處理速度和可靠性具有較高的要求。處理時(shí)間必須小于20ms，可靠性高：西門(mén)子300系列CPU6ES73141AE040AB0該CPU的特點(diǎn)具有較高的開(kāi)關(guān)量和符點(diǎn)數(shù)計(jì)算能力，其對(duì)位指令的處理能力達(dá)到了0.1um，完全滿(mǎn)足ETS對(duì)處理器的要求。3.1.5通訊處理器1、常用的通訊處理器包括：PROFIBUS-DP處理器、PROFIBUS-FMS處理器和工業(yè)以太網(wǎng)處理器;2、PROFIBUS-DP處理器名稱(chēng)：CP342-5;(1).用于連接SIEMENSS7-300和PROFIBUS-DP的主/從的接口模塊;(2).通過(guò)PROFIBUS簡(jiǎn)單的進(jìn)行配置和編程;(3).支持的通訊協(xié)議：PROFIBUS-DP、S7通訊功能、PG\OP通訊;(4).傳輸率：9.6~12 Mbit/s自由選擇;(5).主要用于和ET200子站配合,組成分布式I/O系統(tǒng);3、PROFIBUS-FMS處理器名稱(chēng)：CP343-5;(1)用于連接SIEMENSS7-300和PROFIBUS-FMS的接口模塊;(2)通過(guò)PROFIBUS簡(jiǎn)單的進(jìn)行配置和編程;(3)支持的通訊協(xié)議：PROFIBUS-FMS、S7通訊功能、PG\OP通訊;(4)傳輸率：9.6~1.5Mbit/s自由選擇;(5)主要用于和操作員站的連接;工業(yè)以太網(wǎng)處理器名稱(chēng)：CP343-1;(1)、用于連接SIEMENSS7-300和工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊;(2)、10/100Mbit/s全雙工,自動(dòng)切換(3)、接口連接:RJ45、AUI(4)、支持的通訊協(xié)議：ISO、TCP/IP通訊協(xié)議;和S7通訊、PG\OP通訊(5)、主要用于和操作員站的連接;3.1.6通訊網(wǎng)卡1、PC-ADAPTER用于PC的串口和PLC的MPI口直接連接2、CP5611通訊卡,支持MPI協(xié)議、PROFIBUS-DP協(xié)議、S7connections；用于工程師站\操作員站和PLC的多點(diǎn)連接;3、CP5613通訊卡,支持MPI協(xié)議、PROFIBUS-DP協(xié)議、S7connections；用于工程師站\操作員站和PLC的多點(diǎn)連接;4、CP1613通訊卡，支持ISO協(xié)議、TCP/IP協(xié)議、S7connections；用于工程師站\操作員站和PLC的多點(diǎn)連接;5.CP5412A2通訊卡，支持PROFIBUSFMS協(xié)議；用于工程師站\操作員站和PLC的多點(diǎn)連接;工程師站、操作員站一臺(tái)裝有STEP7軟件的PC我們就稱(chēng)之為工程師站，其主要完成系統(tǒng)硬件和組態(tài)、符號(hào)編輯以及程序編程等任務(wù)；(1)、硬件配置：用于對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)和模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；(2)、網(wǎng)絡(luò)通訊：用于配置MPI、PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸；(3)、符號(hào)編輯：用于定義符號(hào)名稱(chēng)、數(shù)據(jù)類(lèi)型和注釋?zhuān)瑢⑽锢淼刂访Q(chēng)化；(4)、程序編程：三種編程語(yǔ)言可供選用；語(yǔ)句表（STL）、梯形圖（LAD）、功能塊圖（FBD）；一臺(tái)裝有WINCC軟件的PC我們就稱(chēng)之為操作員站，其主要完成操作員站畫(huà)面組態(tài)、變量連接、系統(tǒng)報(bào)警、變量曲線(xiàn)生成等功能；圖3-5操作員站圖3-6操作員畫(huà)面3.2電氣回路設(shè)計(jì)3.2.1PLC控制器為保證ETS控制系統(tǒng)的安全性我們所選用了simens生產(chǎn)的型號(hào)為6ES73071EA000AA0的電源模塊，模塊輸入為單項(xiàng)AC（使用選擇開(kāi)關(guān)可以選擇120/230V），電壓范圍85-132/170-264，額定電流為2.1/1.3A，內(nèi)部集成保險(xiǎn)容量為4A/230V，額定電壓為DC24V+5%，24V電源OK時(shí)狀態(tài)指示燈為綠色。輸出額定電流為5A，啟動(dòng)短路20A、75ms，運(yùn)行短路也是20A圖3-7PS307電源模塊莖接線(xiàn)圖在進(jìn)線(xiàn)端加10A的保險(xiǎn)，跳閘特性為C型。圖3-8PS307電源模塊的基本電路圖負(fù)載電源該ETS裝置設(shè)有雙路電源切換回路,在某一電源出現(xiàn)故障時(shí),自動(dòng)切換到另一電源回路中繼續(xù)工作，如果主副電源同時(shí)故障，則輸出一交流電源失電報(bào)警信號(hào)。兩個(gè)6ES73071EA000AA0電源冗余后提供整個(gè)裝置的＋24V電源，該電源故障輸出一個(gè)＋24V電源失電報(bào)警信號(hào)。圖3-9ETS控制系統(tǒng)供電源圖3.2.3接地措施采用低阻抗接地可以降低因短路或系統(tǒng)故障所致的電擊危險(xiǎn)。低阻抗連接（大面積，大面積觸點(diǎn)）可減輕干擾對(duì)系統(tǒng)造成的影響或者干涉信號(hào)的輻射。對(duì)電纜和設(shè)備進(jìn)行有效屏蔽也會(huì)起到非常重要的作用。所有保護(hù)級(jí)別為1的設(shè)備以及所有較大的金屬部件都必須連接到保護(hù)地。這是可靠地保護(hù)操作人員免受電擊的唯一方法。這也會(huì)釋放從外部電源電纜、信號(hào)電纜或者連接I/O設(shè)備的電纜傳遞而來(lái)的任何干擾。下圖說(shuō)明了具有CPU31xC并由TN-S總線(xiàn)提供電源的S7-300的完整裝配。除了為CPU提供電源之外，PS307還為24VDC模塊提供負(fù)載電流。圖3-10PLC控制系統(tǒng)電源分配圖3.3控制器組態(tài)3.3.1規(guī)劃子網(wǎng)1、子網(wǎng)在SIMATIC中有可用于各種自動(dòng)化級(jí)別（過(guò)程、單元、現(xiàn)場(chǎng)和執(zhí)行器/傳感器級(jí)別）的子網(wǎng)：(1)、多點(diǎn)接口(MPI)(2)、PROFIBUS(3)、PROFINET（工業(yè)以太網(wǎng)）(4)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊(PtP)(5)、執(zhí)行器/傳感器接口(ASI)2、多點(diǎn)接口(MPI)MPI是一個(gè)在現(xiàn)場(chǎng)/單元級(jí)包含少數(shù)節(jié)點(diǎn)的小區(qū)域子網(wǎng)。它是SIMATICS7/M7和C7中具有多點(diǎn)功能的接口，設(shè)計(jì)為PG接口，用于聯(lián)網(wǎng)少數(shù)CPU，或者用于和PG交換少量數(shù)據(jù)。MPI總是保持最新的傳輸率、節(jié)點(diǎn)號(hào)和最高的MPI地址組態(tài)，即使在CPU內(nèi)存復(fù)位、電源故障或者刪除了CPU參數(shù)組態(tài)之后也是如此。建議對(duì)MPI網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，使用PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)組件。在此種情況下，應(yīng)用相同的組態(tài)規(guī)則。3、PROFIBUSPROFIBUS代表SIMATIC的開(kāi)放、多供應(yīng)商的通訊系統(tǒng)中單元和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)上的網(wǎng)絡(luò),PROFIBUS有兩個(gè)版本可用：(1)、用于高速循環(huán)數(shù)據(jù)交換的PROFIBUSDP現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，以及用于本安應(yīng)用程序的PROFIBUS-PA（需要DP/PA耦合器）。(2)、單元級(jí)是與處于同一授權(quán)級(jí)別的通訊伙伴進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交換（僅可以通過(guò)CP實(shí)現(xiàn)）的PROFIBUS（FDL或PROFIBUSFMS）。4、PROFINET（工業(yè)以太網(wǎng)）PROFINET接口或通訊處理器可用于在S7-300CPU系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)通訊。在開(kāi)放的多供應(yīng)商通訊系統(tǒng)中，工業(yè)以太網(wǎng)代表過(guò)程和單元級(jí)上的SIMATIC網(wǎng)絡(luò)。然而，PROFINETCPU也支持現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的實(shí)時(shí)通訊。該結(jié)構(gòu)還支持S7通訊。工業(yè)以太網(wǎng)適用于高速大容量的數(shù)據(jù)交換，以及通過(guò)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)操作。PROFINET有兩個(gè)版本可用：PROFINETIO和PROFINETCBA。PROFINETIO是實(shí)現(xiàn)模塊化、分布式應(yīng)用的通訊概念。PROFINETIO允許您通過(guò)PROFIBUS創(chuàng)建您所熟悉的自動(dòng)化解決方案。PROFINETCBA（基于組件的自動(dòng)化）是實(shí)現(xiàn)具有分布式智能應(yīng)用的自動(dòng)化概念。通過(guò)PROFINETCBA，可以基于缺省組件和部分解決方案，創(chuàng)建分布式的自動(dòng)化解決方案。此概念通過(guò)廣泛分布的智能過(guò)程，滿(mǎn)足了機(jī)械和系統(tǒng)工程領(lǐng)域中對(duì)更高模塊化程度的要求?！盎诮M件的自動(dòng)化”允許您在復(fù)雜系統(tǒng)中使用完整的技術(shù)模塊作為標(biāo)準(zhǔn)化組件。5、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊(PtP)PtP不代表普通意義上的子網(wǎng)，因?yàn)樗荒苡糜诨ミB兩個(gè)站。如果PtP接口不可用，則需要PtP通訊處理器(CP)。執(zhí)行器/傳感器接口(ASI)通過(guò)通訊處理器(CP)執(zhí)行。ASI（或執(zhí)行器/傳感器接口）代表自動(dòng)化系統(tǒng)中最低過(guò)程級(jí)別上的子網(wǎng)系統(tǒng)。它專(zhuān)用于連網(wǎng)數(shù)字傳感器和執(zhí)行器。最大數(shù)據(jù)量為每個(gè)從站4個(gè)位。S7-300CPU需要用于A(yíng)SI連接的通訊處理器。3.3.2組態(tài)MPI和PROFIBUS子網(wǎng)1、區(qū)段區(qū)段是指兩個(gè)終端電阻間的總線(xiàn)。一個(gè)區(qū)段最多可包含32個(gè)節(jié)點(diǎn)。它還受所允許的線(xiàn)纜長(zhǎng)度的限制，后者由傳輸率決定。波特率：(1)、MPI：–CPU315-2PN/DP、CPU317-2PN/DP和CPU319-3PN/DP：12Mbps所有其它CPU：187.5kbps(2)、PROFIBUSDP：12Mbps2、節(jié)點(diǎn)數(shù)參數(shù)MPIPROFIBUSDP編號(hào)127126地址0到1260到125注釋缺省：32個(gè)地址保留地址：?地址0用于PG?地址1用于OP屬于以下項(xiàng)：?1個(gè)主站（保留）?1個(gè)PG連接（地址0保留）?124個(gè)從站或者其它主站3、MPI/PROFIBUSDP地址：(1)、在MPI網(wǎng)絡(luò)中：一個(gè)MPI地址(2)、在PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)中：一個(gè)PROFIBUSDP地址可以使用PG為每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置MPI/PROFIBUS地址（一些PROFIBUSDP從站專(zhuān)為此目的而配備了選擇器開(kāi)關(guān)）。4、默認(rèn)的MPI/PROFIBUSDP地址下表針對(duì)各節(jié)點(diǎn)，說(shuō)明了MPI/PROFIBUSDP地址的默認(rèn)設(shè)置以及最高M(jìn)PI/PROFIBUSDP地址的出廠(chǎng)設(shè)置。節(jié)點(diǎn)（設(shè)備）默認(rèn)MPI/PROFIBUSDP地址默認(rèn)最高M(jìn)PI地址默認(rèn)最高PROFIBUSDP地址PG032126OP132126CPU232126規(guī)則：分配MPI/PROFIBUSDP地址分配MPI/PROFIBUS地址之前，請(qǐng)注意下列規(guī)則：(1)、所有MPI/PROFIBUS子網(wǎng)地址必須唯一。(2)、最高M(jìn)PI/PROFIBUS地址≥物理MPI/PROFIBUS地址，并且對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須相同。3.3.3路由的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換帶有多個(gè)接口的CPU還可以用作與不同子網(wǎng)交互通訊的路由器。使用PG可以訪(fǎng)問(wèn)本地和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)上的所有模塊要求：(1)、STEP7版本5.0或更高版本。(2)、將PG/PC分配給STEP7項(xiàng)目中的網(wǎng)絡(luò)（SIMATIC管理器，分配PG/PC）。(3)、使用具有路由功能的模塊將各種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互連。(4)、在NETPRO中組態(tài)完所有網(wǎng)絡(luò)后，啟動(dòng)對(duì)所有站的新編譯，然后將組態(tài)下載到具有路由功能的所有模塊中。這也適用于在網(wǎng)絡(luò)中所做的所有更改,這樣所有路由器都會(huì)知道到目標(biāo)站的全部路徑。圖3-11PLC控制器網(wǎng)絡(luò)拓展圖3.4控制器調(diào)試3.4.1調(diào)試硬件1、硬件要求:(1)、S7-300已安裝(1)、S7-300已接線(xiàn)2、對(duì)于聯(lián)網(wǎng)的S7-300，下列各項(xiàng)適用于接口：(1)、MPI/PROFIBUS(2)、MPI/PROFIBUS地址已組態(tài)(3)、區(qū)段上的終端電阻已啟用(4)、PROFINET(5)、CPU31xPN/DP的集成PROFINET接口已使用STEP7組態(tài)（使用HW組態(tài)設(shè)置IP地址和傳送介質(zhì)/雙工模式），并且將CPU連接到子網(wǎng)上。由于具有模塊化結(jié)構(gòu)和許多不同的擴(kuò)展選項(xiàng)，S7-300非常大且極其復(fù)雜。因此，不適合一開(kāi)始就啟動(dòng)帶有多個(gè)機(jī)架和所有插入（安裝）的模塊的S7-300。相反，我們建議采取逐步的調(diào)試步驟。操作備注提供信息之處根據(jù)清單進(jìn)行安裝和接線(xiàn)檢查斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)集合和控制元件的連接這樣便可防止因程序錯(cuò)誤而給系統(tǒng)帶來(lái)的不利影響。提示：通過(guò)將數(shù)據(jù)從輸出重定向到數(shù)據(jù)塊，可一直檢查輸出的狀態(tài)。-準(zhǔn)備CPU連接PG連接編程設(shè)備(PG)中央單元(CU)：初始通電調(diào)試CPU和電源，檢查L(zhǎng)ED用插入的電源模塊和CPU調(diào)試CU。首先，打開(kāi)自身配備了電源模塊的擴(kuò)展設(shè)備(EM)，然后打開(kāi)CU的電源模塊。初始通電檢查兩個(gè)模塊上的LED顯示。調(diào)試功能、診斷和故障排除復(fù)位CPU存儲(chǔ)器并檢查L(zhǎng)ED-通過(guò)模式選擇器開(kāi)關(guān)復(fù)位CPU存儲(chǔ)器CU：調(diào)試剩余模塊將其它模塊相繼插入CU并進(jìn)行調(diào)試。模塊數(shù)據(jù)參考手冊(cè)擴(kuò)展模塊(EM)：連接按要求將CU與EM互連：僅將一個(gè)發(fā)送IM插入CU，然后將匹配的接收IM插入EM。安裝EM：調(diào)試將其它模塊相繼插入EM并進(jìn)行調(diào)試。請(qǐng)參閱上文逐步操作,除非是在沒(méi)有錯(cuò)誤/錯(cuò)誤消息的情況下完成了上一步，否則切勿轉(zhuǎn)到下一步。3.4.2軟件調(diào)試S7-300已安裝，且已接線(xiàn),要使用CPU的全部功能，需要滿(mǎn)足以下軟件要求：對(duì)于CPU需要STEP7的下列版本31xC、312、314、315-2DPV5.1+Servicepack4或更高版本317-2DPV5.2+Servicepack1或更高版本具有固件版本2.2.0的317-2PN/DPV5.3或更高版本固件版本為2.3.0的315-2PN/DP和317-2PN/DPV5.3+Servicepack1或更高版本帶有固件2.4.0的319-3PN/DP版本V5.3+ServicePack3+HSP或更高對(duì)于聯(lián)網(wǎng)的S7-300，下列各項(xiàng)適用于接口：1、MPI/PROFIBUS(1)、MPI/PROFIBUS地址已組態(tài)(2)、區(qū)段上的終端電阻已啟用2、PROFINET(1)、CPU31xPN/DP的集成PROFINET接口已使用STEP7組態(tài)（使用HW組態(tài)設(shè)置IP地址和傳送介質(zhì)/雙工模式），并且(2)、將CPU連接到子網(wǎng)上。操作備注指導(dǎo)文件?打開(kāi)PG并運(yùn)行SIMATIC管理器?將組態(tài)和程序下載到CPUSTEP7編程手冊(cè)調(diào)試I/O有幫助的功能如下：?監(jiān)視和控制變量?通過(guò)程序狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試?強(qiáng)制?在STOP模式中控制輸出（啟用PO）提示：例如，使用仿真模塊SM374測(cè)試輸入和輸出處的信號(hào)。STEP7編程手冊(cè)調(diào)試功能、診斷和故障排除部分3.4.3調(diào)試模塊1、插入/更換微型存儲(chǔ)卡(MMC)(1)、將CPU切換至STOP模式。(2)、MMC是否已經(jīng)插入？如果是，請(qǐng)確保PG上現(xiàn)在未運(yùn)行任何寫(xiě)入操作（例如裝載塊）。如果無(wú)法確保該狀態(tài)，請(qǐng)斷開(kāi)CPU的所有通訊線(xiàn)路?，F(xiàn)在，按下彈出裝置，然后取出MMC。模塊插槽有一個(gè)彈出設(shè)備，可用于取下微型存儲(chǔ)卡請(qǐng)使用一個(gè)小螺絲刀或圓珠筆來(lái)卸除MMC。(3)、將（“新”）MMC插入MMC插槽，MMC的斜邊指向彈出器。(4)、輕輕地將MMC插入CPU，直至MMC“卡嗒”一聲就位。(5)、復(fù)位CPU存儲(chǔ)器（請(qǐng)參閱通過(guò)模式選擇器開(kāi)關(guān)復(fù)位CPU存儲(chǔ)器）。在CPU電源關(guān)閉時(shí)插入和卸除MMC如果在電源關(guān)閉時(shí)更換MMC，則CPUa.將識(shí)別內(nèi)容已更改、在物理上完全相同的MMCb.內(nèi)容與舊MMC相同的新MMC“通電”后，它便會(huì)自動(dòng)執(zhí)行CPU存儲(chǔ)器復(fù)位。2、初始通電(1)、必須已安裝S7-300并為其接線(xiàn)。(2)、MMC已插入CPU。(3)、CPU的模式選擇器開(kāi)關(guān)必須設(shè)置為STOP。帶有微型存儲(chǔ)卡(MMC)的CPU的初始通電打開(kāi)PS307電源模塊。結(jié)果：(4)、電源模塊上的24VDCLED亮起。(5)、CPU上的5VDCLED亮起。當(dāng)CPU執(zhí)行自動(dòng)存儲(chǔ)器復(fù)位時(shí)，STOPLED以2Hz的頻率閃爍;存儲(chǔ)器復(fù)位后，STOPLED亮起。3、通過(guò)模式選擇器開(kāi)關(guān)復(fù)位CPU存儲(chǔ)器當(dāng)我們將（全）新的用戶(hù)程序下載至CPU之前或CPU的STOPLED以0.5Hz間隔閃爍，請(qǐng)求存儲(chǔ)器復(fù)位。4、格式化“微型存儲(chǔ)卡”(MMC)出現(xiàn)以下情況時(shí)，必須格式化MMC：(1)、MMC模塊類(lèi)型不是用戶(hù)模塊(2)、MMC未格式化(3)、MMC出現(xiàn)故障(4)、MMC的內(nèi)容無(wú)效MMC內(nèi)容將標(biāo)記為無(wú)效(5)、裝載用戶(hù)程序操作因“斷電”而中斷。(6)、將RAM寫(xiě)入ROM操作因“斷電”而中斷。(7)、在CPU存儲(chǔ)器復(fù)位期間，評(píng)測(cè)模塊內(nèi)容時(shí)出錯(cuò)。(8)、格式化出錯(cuò)或格式化失敗。如果發(fā)生這些錯(cuò)誤之一，即使已執(zhí)行存儲(chǔ)器復(fù)位操作，CPU仍將提示需要再次復(fù)位存儲(chǔ)器。除非“裝載用戶(hù)程序”/“將RAM寫(xiě)入ROM”操作因“斷電”而中斷，否則格式化MMC之前，卡地內(nèi)容將保留。只有存在格式化的原因（參見(jiàn)上文）時(shí)，才會(huì)格式化MMC。否則不會(huì)格式化MMC，例如，更換模塊后系統(tǒng)提示需復(fù)位存儲(chǔ)器時(shí)。此時(shí)，開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)至MRES會(huì)觸發(fā)正常的存儲(chǔ)器復(fù)位，而模塊內(nèi)容仍然有效。使用以下步驟格式化MMC如果CPU請(qǐng)求存儲(chǔ)器復(fù)位（STOPLED緩慢閃爍），則可以通過(guò)對(duì)選擇器開(kāi)關(guān)進(jìn)行如下設(shè)置來(lái)格式化MMC：a.將開(kāi)關(guān)切換至MRES位置并保持不動(dòng)，直至STOPLED點(diǎn)亮并保持亮起（大約9秒后）。b.在隨后的三秒內(nèi)，釋放開(kāi)關(guān)并再次將其切換至MRES位置。STOPLED閃爍，指示正在進(jìn)行格式化。5、連接編程設(shè)備(PG)將PG/PC連接到CPU31xPN/DP的集成PROFINET接口要求(1)、帶有集成PROFINET接口的CPU（例如，CPU319-3PN/DP）(2)、帶有網(wǎng)卡的PG/PC將PG/PC連接到CPU31xPN/DP的集成PROFINET接口a.使用TP轉(zhuǎn)接電纜(1)，將PG/PC連接到交換器。b.以同樣方式，將交換機(jī)與CPU(2)的集成PROFINET接口相連接。圖3-12PG/PC與各控制器的連接圖將PG連接到一個(gè)節(jié)點(diǎn)要通過(guò)MPI進(jìn)行連接，PG必須配有集成MPI接口或MPI卡,將PG連接到CPU的集成MPI接口,通過(guò)PG轉(zhuǎn)接電纜(1)將PG連接到CPU的MPI接口。可使用自制的帶有總線(xiàn)連接器的PROFIBUS總線(xiàn)電纜。下圖給出了PG與CPU之間的連接。圖3-13PG與CPU的通訊圖6、啟動(dòng)SIMATIC管理器SIMATIC管理器是用于在線(xiàn)/離線(xiàn)編輯S7對(duì)象（項(xiàng)目、用戶(hù)程序、塊、硬件站和工具）的GUI,利用SIMATIC管理器可以(1)、管理項(xiàng)目和庫(kù)，(2)、調(diào)用STEP7工具，(3)、在線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)PLC(AS)，(4)、編輯“存儲(chǔ)卡”。安裝后，Windows桌面上會(huì)出現(xiàn)SIMATIC管理器圖標(biāo)，而且“開(kāi)始”菜單的SIMATIC中會(huì)包含SIMATIC管理器條目?？赏ㄟ^(guò)雙擊圖標(biāo)或從“開(kāi)始”菜單運(yùn)行SIMATIC管理器（與所有其它Windows應(yīng)用程序相同）。7、監(jiān)視和修改I/O(1)、利用STEP7“監(jiān)視和修改變量”工具可以監(jiān)視任何格式的程序變量和編輯CPU中的變量狀態(tài)或數(shù)據(jù)（修改）。(2)、創(chuàng)建變量表a.在LAD/FBD/STL編輯器中，選擇PLC>監(jiān)視/修改變量命令也可以直接在線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)此表。b.在SIMATIC管理器中打開(kāi)塊容器，通過(guò)菜單項(xiàng)插入新對(duì)象>變量表打開(kāi)此表如在脫機(jī)狀態(tài)下創(chuàng)建，可以保存以備檢索。切換至在線(xiàn)模式后也可對(duì)此表進(jìn)行測(cè)試。(3)、監(jiān)視變量通過(guò)菜單項(xiàng)變量>更新?tīng)顟B(tài)值更新一次狀態(tài)值或通過(guò)菜單項(xiàng)變量>監(jiān)視不斷更新?tīng)顟B(tài)值(4)、修改變量要修改變量，請(qǐng)進(jìn)行如下操作：a.左鍵單擊相關(guān)變量的修改值字段。b.根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型輸入修改值。c.要更新一次修改值，請(qǐng)選擇菜單項(xiàng)變量>激活修改值或通過(guò)菜單項(xiàng)變量>修改永久啟用修改值。d.在監(jiān)視測(cè)試功能中，驗(yàn)證在變量中輸入的修改值。(5)、設(shè)置觸發(fā)點(diǎn)a.“監(jiān)視觸發(fā)點(diǎn)”決定要監(jiān)視的變量值的更新時(shí)間。b.“修改觸發(fā)點(diǎn)”決定將修改值分配給要修改的變量的時(shí)間。觸發(fā)條件：C.“監(jiān)視觸發(fā)條件”決定是在達(dá)到觸發(fā)點(diǎn)時(shí)將數(shù)值更新一次，還是每次達(dá)到觸發(fā)點(diǎn)時(shí)都更新。d.“修改觸發(fā)條件”決定將修改值分配給要修改的變量是一次性的還是永久性的?？梢允褂谩氨O(jiān)視和修改變量”工具中的菜單項(xiàng)變量>設(shè)置觸發(fā)器...自定義觸發(fā)點(diǎn)。特性e.如果將“監(jiān)視觸發(fā)條件”設(shè)置為一次，則菜單項(xiàng)變量>更新?tīng)顟B(tài)值或變量>監(jiān)視的效果相同，即更新一次。f.如果將“修改觸發(fā)條件”設(shè)置為一次，則菜單項(xiàng)變量>更新?tīng)顟B(tài)值或變量>修改的效果相同，即分配一次。g.如果將觸發(fā)條件設(shè)置為永久，這兩個(gè)菜單項(xiàng)會(huì)產(chǎn)生如上所述的不同效果。h.如果為監(jiān)視和修改設(shè)置相同的觸發(fā)點(diǎn)，則首先執(zhí)行監(jiān)視。i.在測(cè)試>模式中，如果設(shè)置了過(guò)程模式，設(shè)置永久修改時(shí)，不會(huì)循環(huán)更新這些值。糾正方法：使用強(qiáng)制測(cè)試功能。(6)、保存/打開(kāi)變量表a.中止或完成一個(gè)測(cè)試階段后，可將變量表保存到存儲(chǔ)器。變量表的名稱(chēng)以字母VAT開(kāi)始，后跟一個(gè)從0到65535的數(shù)字.b.選擇菜單項(xiàng)表格>打開(kāi)。c.在打開(kāi)對(duì)話(huà)框中選擇項(xiàng)目名稱(chēng)。d.在下方的項(xiàng)目窗口中，選擇相關(guān)程序并標(biāo)記塊容器。e.在塊窗口中，選擇所需的表。f.通過(guò)確定進(jìn)行確認(rèn)。(7)、建立與CPU的連接VAT的變量代表用戶(hù)程序的動(dòng)態(tài)數(shù)量。為監(jiān)視或修改變量，需要與相關(guān)CPU建立連接。每個(gè)變量表都可鏈接到另一個(gè)CPU。在菜單項(xiàng)PLC>連接到...中，建立與以下CPU之一的連接：a.已組態(tài)的CPUb.直接連接的CPU(8)、在CPUSTOP模式下修改輸出啟用PO功能可復(fù)位外設(shè)輸出(PO)的輸出禁用信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)在CPUSTOP模式中修改PO。為啟用PO，請(qǐng)進(jìn)行如下操作：a.在菜單項(xiàng)表格>打開(kāi)變量表(VAT)中，打開(kāi)含有要修改的PO的VAT，或激活含有相應(yīng)VAT的窗口。b.要修改活動(dòng)VAT的PO，請(qǐng)?jiān)诓藛蚊頟LC>連接到...中選擇CPU連接。c.使用菜單命令PLC>操作模式打開(kāi)操作模式對(duì)話(huà)框，并將CPU切換到STOP模式。d.在“修改值”列中為要修改的PO輸入修改值。e.選擇變量>啟用PO，設(shè)置“啟用PO”模式。f.通過(guò)選擇變量>激活修改值修改PO。“啟用PO”模式仍保持活動(dòng)，直至通過(guò)選擇變量>啟用PO再次復(fù)位。與PG的連接中斷時(shí)，“啟用PO”也會(huì)終止。g.如果要設(shè)置新值，請(qǐng)返回步驟4。8、調(diào)試PROFIBUSDP調(diào)試PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)的要求：(1)、已安裝PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)。(2)、在STEP7中，組態(tài)PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)，并為所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)PROFIBUSDP地址和存儲(chǔ)區(qū)(3)、請(qǐng)注意，還必須在某些DP從站設(shè)置地址開(kāi)關(guān)4、ETS控制系統(tǒng)調(diào)試4.1調(diào)試目的我廠(chǎng)所使用的汽輪發(fā)電機(jī)組ETS裝置，主要由Simens公司的S7-300系列可編程控制器（PLC）組成，整套裝置被集成為800×800×2200mm機(jī)柜，出廠(chǎng)前已進(jìn)行了嚴(yán)格的通電邏輯測(cè)試。在安裝完成后我們要對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行全面調(diào)試確保機(jī)系統(tǒng)的安全可靠性，同時(shí)通過(guò)調(diào)試才可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的不完善性，從而進(jìn)一步對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)的保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行急時(shí)的修改達(dá)到保護(hù)要求。4.2調(diào)試內(nèi)容及步驟4.2.1裝置到現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)由相關(guān)電廠(chǎng)、安裝公司、調(diào)試單位及我公司有關(guān)人員進(jìn)行開(kāi)箱驗(yàn)貨，如發(fā)現(xiàn)缺件及損壞應(yīng)及時(shí)通知我公司有關(guān)部門(mén)，在裝置安裝前以庫(kù)存方式保管，防潮、防沖擊。4.21、系統(tǒng)安裝完成后進(jìn)行各個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)的接線(xiàn)的核對(duì)。2、進(jìn)行開(kāi)關(guān)定值核對(duì)。3、對(duì)各保護(hù)回路繼電器進(jìn)行檢查。4、進(jìn)行信號(hào)線(xiàn)絕緣強(qiáng)度檢查。4.2.3通電測(cè)試1、裝置安裝就位后，應(yīng)由專(zhuān)業(yè)技術(shù)調(diào)試人員進(jìn)行通電前檢查，主要檢查經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸后，有無(wú)機(jī)械損壞和短路現(xiàn)象。2、經(jīng)過(guò)機(jī)柜的通電前檢查，一切正常后，斷開(kāi)兩臺(tái)PLC的220VAC電源，合上電源開(kāi)關(guān)送電，檢查兩路電源指示燈和電壓表是否指示正常，并做兩路電源切換試驗(yàn)，如無(wú)異常，關(guān)斷電源進(jìn)行下一步。3、重新接上兩臺(tái)PLC的工作電源，合上電源開(kāi)關(guān)，然后嚴(yán)格按“危急遮斷裝置說(shuō)明書(shū)”的試驗(yàn)步驟進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，驗(yàn)證其各保護(hù)邏輯關(guān)系；輸入、輸出端子編號(hào)和邏輯功能及技術(shù)指標(biāo)可參見(jiàn)“汽輪機(jī)危急跳閘裝置說(shuō)明書(shū)”和圖紙。靜態(tài)測(cè)試完后，詳細(xì)記錄輸出結(jié)果并與“汽輪機(jī)危急跳閘裝置出廠(chǎng)證明書(shū)”進(jìn)行比較。然后，正確無(wú)誤后把ETS裝置和其它系統(tǒng)的輸入、輸出連線(xiàn)接好，進(jìn)行系統(tǒng)連鎖試驗(yàn)，一切合格后待投運(yùn)。4.2將兩路220VAC電源線(xiàn)接至ETS裝置主、副電源斷路器輸入端,合上斷路器開(kāi)關(guān),裝置面板上的電壓表指示正確,主、副電源指示燈亮,且裝置＋24V電源指示正常。此時(shí)PLC進(jìn)入自檢，自檢完成后，CPU的“RUN“指示燈點(diǎn)亮。此時(shí)ETS裝置進(jìn)入正常工作狀態(tài),即可進(jìn)行投運(yùn)。在完成以上步驟后我們要對(duì)其各個(gè)保護(hù)信號(hào)進(jìn)行逐一傳動(dòng)試驗(yàn)，進(jìn)一步確保ETS系統(tǒng)的可靠性。停機(jī)項(xiàng)：當(dāng)有下列任一情況，PLC將送出停機(jī)信號(hào)，汽機(jī)將打閘停機(jī)。1)汽機(jī)超速停機(jī)（三取二）2)軸向位移過(guò)大3)潤(rùn)滑油壓過(guò)低停機(jī)（三取二）4)EH油壓過(guò)低停機(jī)（三取二）5)A低壓缸排汽溫度過(guò)高停機(jī)（三取二）6)B低壓缸排汽溫度過(guò)高停機(jī)（三取二）7)A凝汽器真空過(guò)低停機(jī)（三取二）8)B凝汽器真空過(guò)低停機(jī)（三取二）9)推力瓦金屬溫度過(guò)高停機(jī)10)手動(dòng)按鈕停機(jī)11)高中壓脹差過(guò)大停機(jī)12)低壓脹差過(guò)大停機(jī)13)DEH跳閘(一)14)DEH跳閘(二)15)高壓旁路閥故障16)高壓/低壓旁路閥故障17)主汽閥入口蒸汽溫度過(guò)低18)發(fā)電機(jī)定子冷卻水出