西门子模块6SL3000-2BE26-0AA0详细说明
在输煤自控系统中，工业控制计算机作为上位机和输煤控制PLC进行通信，对皮带跑偏信号和设备的运行状态进行实时采样，并在屏幕上显示输煤系统仿真画面，可以直观地察看设备的状态。当皮带跑偏（跑偏15度）时，在屏幕上显示报警画面；当设备发生故障或皮带严重跑偏（跑偏30度）时，在屏幕上显示报警画面并向PLC发送事故停车信号。
输煤控制PLC则根据控制开关的输入信号，执行对应程序块，控制电机实现对应的功能：向上级工业控制计算机发送工作组态信息，接收上级工业控制计算机发送的事故停车信号，实现事故停车处理功能并启动报警设备。二者配合共同实现输煤系统的监测和控制功能。
上级工业控制计算机同时实现对电厂其他系统的监控，由工业控制计算机、输煤系统PLC和其他系统的现场设备（PLC、监控仪表）共同构成分布式系统（DCS）。
2.3 运行模式
根据输煤过程的要求，本系统设计了两种运行模式。在一般情况下，采用并行模式，可根据需要单独选用或同时运行输煤一线和输煤二线。交叉模式是由输煤一线和输煤二线的有关设备组成的，仅在特殊情况下选用。
2.3.1并行模式
并行一线：
联锁开车顺序：10＃皮带机→8＃皮带机→6＃皮带机→2＃破碎机→2＃振动筛→4＃皮带机→2＃皮带机→2＃（3＃）给煤机→4＃给煤机。
联锁停车顺序：与开车顺序相反，延时时间按上述要求设定。2＃、3＃给煤机某中一台备用。
并行二线
联锁开车顺序：9＃皮带机→7＃皮带机→5＃皮带机→1＃破碎机→1＃振动筛→3＃皮带机→1＃皮带机→1＃给煤机。
联锁停车顺序：与开车顺序相反，延时时间按上述要求设定。
2.3.2 交叉模式
交叉线
联锁开车顺序：9＃皮带机→7＃皮带机→6＃皮带机→2＃破碎机→2＃振动筛→4＃皮带机→2＃皮带机→2＃（3＃）给煤机。
联锁停车顺序：与开车顺序相反，延时时间按上述要求设定。2＃、3＃给煤机其中一台备用。
2.4 PLC程序设计
针对输煤系统的控制要求以及具体控制方案的实现，设计程序流程如图2所示。
2.4.1 程序说明
·子模块0：初始化子程序。在PLC加电时根据各个开关的位置设立标志位。仅在第一个扫描周期执行。
·子模块1：并行一线联锁启停控制程序。根据启动标志位1实现并行一线的联锁启动、联锁停车，并判断事故停车信号以实现事故停车。
·子模块2：并行二级联锁启停控制程序。根据启动标志位2和实现并行二线的联锁启动、联锁停车，并判断事故停车信号以实现事故停车。
·子模块3：交叉线联锁启停控制程序，根据启动标志位3实现交叉线的联锁启动、联锁停车，并判断事故停车信号以实现事故停车。
·PLC的输出信号控制电机的接触器，启动送高电平，停止送低电平。但是，1＃破碎机功率达90kW，2＃破碎机功率达110KW，需要降压启动，所以启动时PLC送一个正脉冲，停车时PLC送一个负脉冲。
2.4.2 程序特点
·特殊标志位的使用：使用特殊标志位SM0.1，使得初始化子程序（子模块0）仅在第一个扫描周期执行，而在以后的扫描周期不再执行。这样，个别标志位在PLC加电后不受开关变化的影响。例如，并行模式和交叉模式对应标志位仅在关掉主控开关后才能改变。
·内部标志位的使用：在程序中，利用标志位来表示不同的现场情况和程序状态，增加了程序的可靠性和灵活性。
·程序模块化：程序由不同子模块构成，各子模块独立完成各自功能，互不干扰，因而程序结构清晰，便于修改。
·定时器的使用：程序中，利用不同的定时器来设定不同设备的延时时间，可以灵活地根据控制要求进行延时时间的设定。
2.5 部分程序梯形图
图3所示为部分联锁启停控制梯形图，T37用于控制设备的启动延时，T40～T46用于控制相应设备的停车延时，接收到停车信号时，经过相应的延时，对应定时器置位从而实现联锁停车。Q0.3是1#破碎机的启动控制输出通道，启动1＃破碎机时送出一个宽度为2s的正脉冲。Q0.7、Q1.0分别是2＃给煤机、3＃给煤机的控制输出通道，M0.1、M0.2 是内部标志位，用于保证2＃、3＃给煤机始终为一台工作，一台备用。
本系统中，PLC作为现场控制设备，能够可靠、准确地完成控制操作，并且可以通过与上级工控机通信，组成分布式系统共同完成输煤系统的监测、控制要求，是现代工业控制中比较先进的控制方案，应用前景广泛。
目前，本系统已经在内蒙古伊化集团苏尼特碱矿电厂投入运行，能够可靠、准确地完成控制操作，实时监测和记录输煤过程运行状况，并且能对现场出现的各种突发事件及时做出响应，取得了良好的效果
关键词 工业以太网 PROFINET SBR工艺 SCADA
1 引言
近年来在城市污水处理的工艺中，投资少、运行灵活的SBR处理工艺得到广泛的应用。SBR(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)序批式活性污泥工艺早在1904年就被开发，并取得了较好的效果,只是由于当时的自动化水平和设备制造工艺的限制，所以没有得到推广应用。而近年来随着自动化技术及在线监测技术的飞速发展，为SBR工艺的发展和应用提供了前提条件，因为对污水处理工艺进行自动化监测和实时控制是提高污水处理效率、降低处理能耗的关键，所以SBR工艺也是各种污水处理工艺中对自动化系统要求较高的一种工艺。SBR反应过程主要是在生物反应池内进行的，该工艺主要由进水、曝气、沉淀、排水和闲置等五个阶段组成。SBR工艺的处理效果主要取决于其运行参数，其中主要参数包括各反应段时间以及曝气强度。一般采用以PLC为核心的工艺过程自动监控系统，实时控制鼓风机、水泵、电动阀等设备及各反应段时间，使水质达到国家规定的排放标准。
由此可见，SBR污水处理工艺是一个多参量(如液位、流量、压力、生物指标等)、多任务(如污水输送、风量控制、水泵的启停等)、多设备(如格栅机、水泵、鼓风机、阀门等) 且具有随机性 、时变性和耦合性的复杂系统。因此，应由稳定可靠的数据信息交换网络与综合管理系统来进行自动化的管理，使之安全可靠地运行。
2 工业以太网PROFINET技术应用
所谓工业以太网，一般来讲是指技术上与商用以太网（即IEEE802.3标准）兼容，但在产品设计时，在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面能满足工业现场的需要。
PROFINET是Process Field Net的缩写，它是PROFIBUS客户、生产商与系统集成联盟协会推出的在PROFIBUS与以太网间全开放的通信协议。PROFINET是一种基于实时工业以太网的自动化解决方案，它以一整套完整高性能并可升级的方式，可以为PROFIBUS及其他各种现场总线网络提供以太网移植服务;PROFINET标准的开放性保证了其长远的兼容性与扩展性，从而可以保护用户的投资与利益。 PROFINET可以使工程与组态、试运行、操作和维护更为便捷，并且能够与PROFIBUS以及其它现场总线网络实现无缝集成与连接。
这种跨越供应商的开放式标准建立在工业以太网基础之上，覆盖了工厂自动化的所有领域。依赖于现行的IT标准，并且无条件地支持TCP/IP协议，从而确保了公司范围内从办公区域到现场级的集成通讯。 它主要包含3方面的技术： ① 基于通用对象模型(COM)的分布式自动化系统； ② 规定了PROFIBUS和标准以太网之间的开放、透明通信； ③ 提供了一个包括设备层和系统层、独立于制造商的系统模型。
PROFINET采用标准以太网作为连接介质，采用TCP/IP协议加上应用层的RPC／DCOM来完成节点之间的通信和网络寻址。它可以同时挂接传统PROFIBUS系统和新型的智能现场设备。现有的PROFIBUS网段可以通过一个代理设备(proxy)连接到PROFINET网络当中，使整套PROFIBUS设备和协议能够原封不动地在PROFINET中使用。传统的PROFIBUS设备可通过代理proxy与PROFINET上面的COM对象进行通信，并通过OLE自动化接口实现COM对象之间的调用。
与其他现场总线相比，工业以太网应用主要有以下特点：
1) 实时通信 采用以太网交换技术、全双工通信、流量控制等技术，以及确定性数据通信调度控制策略、简化通信栈软件层次、现场设备层网络微网段化等针对工业过程控制的通信实时性措施，提高了以太网通信的实时性。
2) 总线供电 采用直流电源耦合、电源冗余管理等技术，设计了能实现网络供电或总线供电的以太网集线器，解决了以太网总线的供电问题。
3) 远距离传输 采用网络分层、控制区域微网段化、网络超小时滞中继以及光纤等技术实现了以太网的远距离传输。
4) 网络安全 采用控制区域微网段化，各控制区域通过具有网络隔离和安全过滤的现场控制器与系统主干相连，实现各控制区域与其他区域之间的逻辑上的网络隔离。
5) 可靠性 采用分散结构化设计、EMC设计、冗余、自诊断等可靠性设计技术等，提高基于以太网技术的现场设备可靠性。
6) 一网到底 即它可以一直延伸到企业现场设备控制层，所以被人们普遍认为是未来控制网络的**解决方案，工业以太网已成为现场总线中的主流技术。
1、计算机构成保护与原有继电保护有何区别？
主要区别在于原有的保护输入是电流、电压信号，直接在模拟量之间进行比较处理，使模拟量与装置中给定阻力矩进行比较处理。而计算机只能作数字运算或逻辑运算。因此，首先要求将输入的模拟量电流、电压的瞬间值变换位离散的数字量，然后才能送计算机的中央处理器，按规定算法和程序进行运算，且将运算结果随时与给定的数字进行比较，*后作出是否跳闸的判断。
2、零序电流保护的各段保护范围是如何划分的？
零序电流I段躲过本线路末端接地短路流经保护的*大零序电流整定；不能保护线路的全长，但不应小于被保护线路全长的15%-20%；零序II段一般保护线路的全长，并延伸到相邻线路的I段范围内，并与之配合。零序III段是I,II段的后备段，并与相邻线路配合。
3、什么是重合闸的后加速？
当线路发生故障时，保护按整定值动作，线路开关断开，重合闸马上动作。若是瞬时性故障，在线路开关断开后，故障消失，重合成功，线路恢复供电；若是**性故障，重合后，保护时间元件被退出，使其变为0秒跳闸，这便是重合闸动作后故障未消失加速跳闸，跳闸切除故障点。
4、错误操作隔离开关后应如何处理？
①错拉隔离开关时，刀闸刚离开静触头便发生电弧，这时立即合上，就可以消弧，避免事故，若刀闸已全部拉开，则不许将误拉的刀闸再合上；
②错拉隔离开关时，即使合错，甚至在合闸时发生电弧，也不准再拉开，因为带负荷刀闸会造成三相弧光短路。
5、什么叫R、L、C并联谐振？
电阻、电感和电容相并联的电路，在一定频率的正弦电源作用下，出现电路端电压和总电流同相，整个电路呈阻性的特殊状态，这个状态叫并联谐振。
6、距离保护的起动元件采用负序、零序增量元件有何有点?
①灵敏度高；
②可见做振荡闭锁装置的起动元件；
③在电压二次回路断线时不会误动；
④对称分量的出现于故障的相别无关，故起动元件可采用单个继电器，因此比较简单。
7、保护装置符合哪些条件可评定位一类设备？
一类设备的所有保护装置，其技术状况良好，性能完全满足系统安全运行要求，并符合以下主要条件：
①保护屏、继电器、元件、附属设备及二次回路无缺陷。
②装置的原理、接线及定值正确，符合有关规定、条例的规定及反事故措施求。
③图纸资料齐全，符合实际。
④运行条件良好。
8、对控制开关的检查项目及其内容有哪些？
对控制开关的检查内容有：
①外壳清洁无油垢，完整无损。
②安装应牢固，操作时不活动。
③密封盖密封良好。
④各接线头联接应牢固，不松动，不锈蚀。
⑤转动灵活，位置正确，接触良好。
⑥打开密封盖，用手电筒照着检查，内部应清洁，润滑油脂不干燥，接触点无烧损。用绝缘棍试压触片，压力应良好。
9、变压器差动保护在变压器空载投入时民营检查哪些内容？
变压器的差动保护，在新安装时必须将变压器在额定电压下做5次空载试验。在作空载投入之前，应对二次接线进行检查，并确保正确无误。空载投入试验应在变压器的大电源侧和低压侧进行，这是因为系统阻抗及变压器饿漏抗能起限制励磁涌流的作用，而大电源侧系统阻抗小，且一般变压器低压绕组绕在里面，漏抗较小，故在大电源和低压侧投入时涌流较大。在试验中，保护装置一次也不应动作，否则应增大继电器的动作电流。
10、在拆动二次线时，应采取哪些措施？
拆动二次线时，必须做好记录；恢复时。应记在记录本上注销。二次线改动较多时，应在每个线头上栓牌。拆动或敷设二次电缆时，应还在电缆的首末端及其沿线的转弯处和交叉元件处栓牌www.diangon.com版权所有。
11、瓦斯保护的反事故措施要求是什么？
①将瓦斯继电器的下浮筒该挡板式，接点改为立式，以提高重瓦斯动作的可靠性。
②为防止瓦斯继电器因漏水短路，应在其端部和电缆引线端子箱内的端子上采取防雨措施。
③瓦斯继电器引出线应采用防油线。
④瓦斯继电器的引出线和电缆线应分别连接在电缆引线端子箱内的端子上。
12、变压器保护装设的一般原则是什么？
①防御变压器铁壳内部短路和油面降低的瓦斯保护。
②防御变压器线圈及引出线的相间短路，大接地电流电网侧线圈引出侧接地短路以及线圈匝间短路的纵联差动保护或电流速断保护。
③防御变压器外部相间短路并作瓦斯保护和纵联差动保护后备的过电流保护（或者复合电压启动的过电流保护、或负序电流保护）。
④防御大接地电流电网中外部接地短路的零序电流保护。
⑤防御对称过负荷的过负荷保护。
13、距离保护的起动元件有什么作用？
①短路故障时，迅速起动保护装置；
②起动振荡闭锁装置，或兼作第III段的测量元件；
③进行段别切换；
④进行相别切换；
⑤在晶体管保护中，如果直流逻辑部分发生故障，闭锁整套保护。
14、10千伏输电线路一般装设什么保护?
①相间短路保护：单电源线路一般装设两段式过电流保护，即电流速断保护，定时限过电流保护。双电源线路一般装设带方向或不带方向的电流速度保护和过电流速断保护。
②接地保护：一般装设无选择性绝缘监察保护、零序过电压保护、功率方向保护。
15、负反馈对放大器的工作性能的影响是什么?
①降低放大倍数
②提高放大倍数的稳定性
③改进波形失真
④展宽通频带
⑤改变放大器的输入与输出电阻。
16、非正弦电流产生的原因是什么？
非正弦电流的产生，可以是电源，也可以是负载。通常有下列原因：
①电路中有几个不同的正弦电动势同时作用，或交流与直流电动势共同作用；
②电路中具有非正弦周期电动势。
③电路中有非线性元件。
17、6-35kV电力系统中的避雷器接在相对地电压上，为什么避雷器要按额定线电压选择？
6-35kV系统是小接地短路电流系统，在正常情况下，避雷器处于相对地电压的作用下，但发生单相接地故障时，非故障相的对地电压就上升到线电压，而这种接地故障允许段时间内存在，此时避雷器不应动作。所以，避雷器的额定电压必须选用系统的额定线电压而不是额定相电压。
18、保护装置符合哪些条件可评定为是三类设备?
三类设备的保护装置或是配备不全，或技术性能不良，因而影响系统安全运行。如果，主要保护装置有下列情况之一时，亦评为三类设备：
①保护未满足系统要求，在故障时能引起系统振荡，瓦解事故或严重损坏主要点设备者。
②未满足反事故措施要求。
③供运行人员操作的连接片、把手、按钮等设有标志。
④图纸不全，且不符合实际，
⑤故障录波器不能完好录波或未投入运行。
19、在对继电器试验时，如何掌握试验环境条件？
试验环境条件要求包括温度、相对湿度、和气压三个方面。这些条件不仅影响被试继电器的基本性能，而且对测试仪器设备工作状态也有影响。对试验环境条件要求如下：
①温度：15-35度
②湿度：45-75%
③气压：660-780mmHg
20、在选择试验仪表时，要掌握哪些原则？
①根据被测量对象选择仪表的类型。首先根据被测继电器是直流还是交流，选用直流仪表或交流仪表。
②根据试验线路和被测继电器线圈阻抗的大小选择仪表的内阻。
③根据被测的大小选用适当的仪表。
④根据使用的场所及工作条件选择仪表。
21、新安装的保护装置竣工后，其主要验收项目有哪些？
验收项目如下：
①电气设备及线路有关实测参数完整、正确。
②全部保护装置竣工图纸符合实际。
③检验定值符合整定通知单的要求。
④检验项目及结果符合检验检验条例和有关规程的规定。
⑤核对电流互感器变比及伏安特性，其二次负载满足误差要求。
⑥检查屏前、屏后的设备整齐，完好，回路绝缘良好，标志齐全正确。
⑦用一次负荷电流和工作电压进行验收试验，判断互感器极性，变比及其回路的正确性，判断方向，差动，距离，高频等保护装置有关元件及接线的正确性。
22、在正常运行怎样检验大接地电流系统零序方向保护的零序电压回路？
为保证零序方向保护正确动作，应对零序方向保护的零序电压回路进行完整性检查。其方法是利用由电压互感器开口三角形接线的二次绕组中引出的试验小母线对供各套零序方向保护的电压小母线YMN测量电压均为100V，即为正常。
23、在小接地电流系统辐射形电网中发生单相接地故障时，故障线路与非故障线路的电流有何不同?
故障线路送端测得零序电容电流，等于其他线路零序电容电流之和，且流向母线。非故障线路送端测得零序电流即为本线路的非故障相对地电容电流，且流出母线。
24、在大接地电流系统中，为什么相间保护动作的时限比零序保护的动作时限长？
保护的动作时限一般是按阶梯性原则整定的。相间保护的动作时限，是由用户到电源方向每级保护递增一个时限级差构成的，而零序保护则由于降压变压器大都是Y/ 接线，当低压侧接地短路时，高压侧无零序电流，其动作时限不需要与变压器低压用户相配合。所以零序保护的动作时限比相间保护的短。
25、什么是电力系统振荡？引起振荡的原因一般有哪些？
并列运行的两个系统或发电厂失去同步的现象称为振荡。引起振荡的原因较多，大多数是由于切除故障时间过长而引起系统动态稳定的破坏，在联系薄弱的系统中也可能由于误操作，发电机失磁或故障跳闸、断工某一线路或设备而造成振荡。
26、调制器应满足哪几项要求？
①当输入直流信号Ui=0时，输出信号U0=0
②输出交流信号的幅值，应比例于直流信号的大小
③当直流信号Ui的极性改变时，输出交流信号的相位也随之改变。
27、35kV中性点不接地电网中，线路相间短路保护配置的原则是什么？
相间短路保护配置的原则是：
①当采用两相式电流保护时，电流互感器应安装在各出现同名两相上（例如A,C相）。
②保护装置保护装置应采用远后备方式。
③如线路短路会使发电厂厂用母线、主要电源的联络点母线或重要用户母线的电压低于额定电压的50%-60%时应快速切除故障。
28、在高压电网中，高频保护的作用是什么？
高频保护作用在远距离高压输电线路上，对被保护线路任一点各类故障均能瞬时由两侧切除，从而能提高电力系统运行的稳定性和重合闸的成功率。
29、大接地电流系统中，为什么相间保护动作的时限比零序保护的动作时限长？
保护的动作时限一般是按阶梯性原则整定的。相间保护的动作时限是由用户到电源方向每级保护递增一个时限差构成的，而零序保护则由于降压变压器大都是Y,d11接线，当低压侧接地短路时，高压侧无零序电流，其动作时限不需要与变压器低压用户配合。所以零序保护的动作时限比相间保护的短。
30、对运算放大器的基本要求是什么？
①输入端外接阻抗与反馈电路阻抗数值应**、稳定；
②开环电压放大倍数应足够大；
③开环输入电阻r i 要足够大；
④开环输出电阻要小；
⑤零点漂移和噪声要小。
31、什么是放大器输出电阻？
在放大器输出端，可以把放大器看作具有一定内阻的信号源，这个内阻就是输出电阻。
32、使用叠加原理计算线性电路应注意哪项事项?
应用叠加原理可以分别计算各个电压源和电流源单独作用下各支路的电压和电流，然后叠加原理加起来，在应用叠加原理时应注意
①该原理只能用来计算线性电流和电压，对非线性电路不适用
②进行叠加时要注意电流和电压的方向，叠加时取代数和
③电路连接方式及电路中的各电阻的大小都不能变动。电流源作用时，电压源短路，电压源作用时，电流源开路。
④叠加原理只适用于对电压和电流的叠加，而功率不能用叠加原理来计算。
33、水轮发电机为什么要设置过电压保护？
由于水轮机调速系统调节缓慢，在事故甩负荷后，容易出现不允许的过电压，所以规定要设置过电压保护。
34、什么叫发电机低励及发电机失磁？
低励是表示发电机励磁电流低于静稳定极限所对应的励磁电流。失磁是指发电机失去励磁电流。
35、为什么发电机要装设负荷电压其动的过电流保护？为什么这种保护要使用发电机中性点处的电流互感器？
这是为了作为发电机差动保护或下一个元件的后备保护而设置的，当出现下列两故障时起作用：
①当外部短路，故障元件的保护装置或继电器拒绝动作时；
②在发电机差动保护范围内故障而差动保护拒绝动作时。
36、变压器复合电压起动过电流保护的负序电压定值一般按什么原则整定的？为什么？
系统正常运行时，三相电压基本上是正序分量，负序分量很小，故负序电压元件的定值按正常运行时负序电压滤过器的输出不平衡电压整定，一般去6～12V（二次电压值）。
37、为什么有些大容量的变压器及系统联络变压器用负序电流和单相式低压起动的过电流保护作为后备保护。
因为这种保护具有如下优点：
①在发生不对称短路时，其灵敏度高；
②在变压器后发生不对称短路时，其灵敏度与变压器的接线方式无关。
38、中间继电器在继电保护中其何作用？
①保护装置中的测量元件的触点一般很小，数量也少，通过中间继电器可增加触点容量和数量；
②当线路上装有管型避雷器时，利用中间继电器可取得保护装置动作的延时，以防避雷器放电时引起的速动保护误动作；
③满足保护逻辑回路的需要。
39、电磁型电流继电器与电压继电器工作条件有什么区别？
电压继电器一般接于电压互感器二次侧，与电流互感器相比较，由于电压高，所以继电器线圈匝数多、导线细、阻抗大，且线圈的电抗增大，以至电流减小；另一方面使磁路磁抗减小，而电流的减小和阻抗的减小互相补偿，使继电器在动作过程中电磁力矩不变，失去继电特性。
40、为何说距离保护的保护区基本不受系统运行方变化的影响？
因为距离保护是利用线路的始端电压与电流的比值作为判据构成保护，由于短路阻抗只随短路点距线路始端的远近而变化，故保护的保护区基本不受系统的运行方式变化的影响