6ES7515-2AM02-0AB0型号介绍

1 概述

　　　本方案探讨基于GPRS/CDMA无线通讯的城市供水调度监控系统。

　　　城市供水调度监控系统，实现包括水厂分控中心、管网加压站和水源监控站等监测点的数据进行采集和监控。该系统由监控中心和各个水源监测点组成，各个水源监测点的数据采集终端（RTU或PLC）可监视和采集水位、压力、**、浊度、余氯、泵频等各种数据，供控制中心及有关部门分析和决策取用，**工作效率，保证供水质量，满足日益增产的用水量的需求。

2系统结构

Ø　系统结构：如上图所示，主要由数据采集RTU（或PLC）、mDevice无线数据传输终端、mServer无线通信服务器、调度监测系统服务器等组成。

Ø　 mServer： 一款运行在bbbbbbs/Linux操作系统上的无线通信服务软件。mServer具有良好的人机界面，简单易用。mServer集成了强大的通信功能，可以对eTung各系列mDevice进行映射管理、查看状态、链路测试、远程配置、远程更新等操作。基于eTung自主研制的ETCPTM协议，mServer保证了无线通讯的可靠性及用户数据的完整性。

Ø　mDevice： eTung的各系列无线终端的通称，如MD600、MR900。mDevice一方面通过无线（如：GPRS/CDMA/3G）连接到Internet，并接入到mServer，另一方面通过网口或者串口连接着用户设备。这里mDevice指的是MD-600 GPRS/CDMA无线智能数据传输终端, mDevice将现场采集到的数据，或直接或通过各生产调度分系统，实时地传递到调度中心主系统。
Ø　 数据采集设备：各个水源监测点的数据采集终端（RTU或PLC），可监视和采集水位、压力、**、浊度、余氯、泵频等各种数据，此设备可根据自来水公司生产调度中心调度生产指挥的需求，采集以下信息：合理分布在自来水管网上的测压信号（管网压力），各水厂泵的运行参数、电源供电情况、耗电量、当前功率因素、水厂进/出水量、原水浊度、出厂水浊度、余氯、PH值等。数据采集设备是无线数据传输终端(mDevice)的数据源。

Ø　调度监测系统： 指通过DCC接口或其他方式与mServer相接的用户程序即供水调度软件系统，能对从mDevice接收到的数据进行分析、处理、显示、存储，从而完成对供水调度系统的管理和监测。它既可以与mServer运行于同一台计算机上，也可以运行在与其有网络连接的其他计算机上。

Ø　数据流向： 采集设备 ←→ mDevice ←→ mServer ←→ 调度监测系统

Ø 　中心网络选择： 方案一后台监控是通过专线直接连接到无线网络，稳定性、安全性好。方案二中后台监控是通过Internet连接到无线网络，方便、费用低

3监测点 — 数据采集设备

　　　数据采集设备：可监视和采集水位、压力、**、浊度、余氯、泵频等各种数据的数据采集终端（RTU或PLC）。

4 MD-600无线数据传输终端

Ø　EMC三级，超稳定，适用于工业现场

Ø　适用于GPRS和CDMA两种网络。MD-600包括支持GPRS的MD-600G和支持CDMA网络的MD-600C两种型号。其使用方式和接口全部一样

Ø　支持永远在线、按时上线、按需上线、唤醒上线四种工作模式

Ø　ETCP^TM数据传输协议保证数据不丢失，传输稳定可靠

Ø　IMEI端口映射技术节省**，智能尝试间隔设置防止“费用爆炸”

Ø　支持动态域名，MD-600可以通过动态域名找到后台监控中心，从而后台不用使用固定IP地址

Ø　短信配置使得用户可以远程改变MD-600的各项配置并重启动，配置项中包括改变后台监控中心的动态域名和IP地址

5 调度监测中心系统

　　调度监测系统通过与mServer的DCC接口相接，使其能对从mDevice接收到的数据采集终端的数据进行分析、处理、显示、存储，从而完成对供水调度系统的管理和监测，其主要完成以下功能：

• 数据显示及分析功能：调度中心主系统将获得的各类信息及数据，经过分析、加工直观地、动画地显示出来；供生产调度指挥人员使用。

• 报警功能：系统可对各水厂机泵运行异常，如电压、电流的不足或过载等，管网压力不足或超限进行及时报警。

• 历史数据的存储、检索、查询及分析功能：根据公司生产调度中心调度生产指挥，和检索、查询及分析历史数据的需求，系统应具备实现历史数据的存储、检索、查询及分析功能。

• 报表显示及打印功能：系统可自动生成各种生产情况的日月年报表，并可随时打印。

• 遥控功能：根据公司生产调度中心调度生产指挥的需求，系统操作人员可在生产调度中心实现对有关水泵实现开停遥控。

• 网络功能：将现场采集到的数据送到网络服务器上，供其他系统使用。

1、 引言

随着社会经济的发展，工业的迅速兴起，使得一些10KV配电系统大幅度增加，配电系统的简便性、可靠性、安全性、节能性、性价比显得尤其重要。

目前，传统的10KV配电系统还是采用继电器系统和分布监测计量、分布控制方式，而采用PLC（可编程序控制器）系统集中控制和集中监测计量方式，有利于**配电系统的运行管理自动化水平，保证配电的安全稳定，还能减少运行人员的工作强度提，安全可靠。

2、 继电器系统和PLC系统的比较

PLC（可编程序控制器）是近几十年来发展起来的一种新型工业控制器，由于它编程灵活，功能齐全，应用广泛比继电器系统的控制简单，使用方便，抗干扰力强，，工作寿命高，而其本身具有体积小，重量轻，耗电省等特点。继电器系统有明显的缺点：体积大，可靠性低，工作寿命短，查找故障困难，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成系统，所以接线复杂，对于生产工艺的变化的适应性差，不便实现集中控制；而PLC的安装和现场接线简便，可以应用其内部的软继电器简化继电器系统的繁杂中间环节，实现软接线逻辑构成系统，方便集中控制，除此之外，PLC还具有自诊断、故障报警、故障报警种类显示及网络通讯功能，便于操作和维修人员检查。

3、 集中控制、集中监测计量在10KV配电一次系统中的应用举例

在一个10KV配电一次系统中，有两台1000KVA变压器并联运行。图1为该配电一次系统的原理图。

图1 10KV配电一次系统原理图

3.1 PLC在集中控制中的地位

在配电一次系统中继电器系统主要集中在总受柜和变压器配出柜内，应用PLC系统来代替继电器系统，可以减少柜与柜之间的硬连线，省去很多继电器，简化工艺，降低系统制作成本，**配电系统的可靠性，安全性和节能性。PLC系统框图如图2所示。

图2 PLC系统框图

PLC是整个系统的神经中枢，所有控制，保护，工作状态指示都通过PLC内部的虚拟继电器通过软连线配合外部给定开关量和信号来完成。控制电压在安全电压以下，可以**工作的安全性，远离高压室进行操作，可以避免工作人员的误操作，一站式控制，可以**工作效率，减少工作人员的劳动强度。用两条现场总线就可以实现整个系统的信号传输，通过PLC的工作状态和报警指示，便于工作和维修人员的故障排除。另外，与继电器相比，PLC的免维护性高，工作寿命长。

3.2 PLC的I/O分配

10KV配电一次系统中，除了上电断电控制外，还有对变压器的过流，欠压和瓦斯保护。我们以欧姆龙CAMP2AH40点的PLC为例进行I/O分配，如表1所示。上断电控制是开关量，选用控制按钮即可，过流，欠压和瓦斯保护涉及自动检测技术，选用智能传感器来实现，可以**保护的可靠性。

表1 PLCI/O分配表

3.3 10KV配电一次系统集中控制、集中监测计量的设计

配电系统是供电网的神经中枢。配电系统的正常工作和我们的生活保障及工作秩序密不可分，这就要求它有更高的可靠性；配电系统的智能化、节能、操作简便、方便维护是经济高速发展的需要；配电系统操作和维护对工作人员的安全系数要求更高、劳动强度更低和设备的性价比更高是用户所希望的。综合以上几点，我们对10KV配电一次系统作了如下改进，应用PLC对系统的总受柜、配出柜实现集中控制，应用数字仪表对系统进行集中监测计量。改进后的10KV配电一次系统框图如图3所示。

图3 10KV配电一次系统框图

改进后，以综合柜为工作平台，在值班室，工作人员可以对高压室运行状态进行控制，既方便又安全；工作人员可以随时对监测仪表和计量仪表以及工作或报警状态进行记录，巡查，既方便又及时明了，还可以减少劳动强度。

采用微型计算机PLC实现继电保护和控制系统的操作，大大**系统的自动化水平和可靠性，同时更加便于系统的集中控制和监测，方便了系统的信息化管理，大大降低成本，**了工作的效率，具有一定的推广意义

1 引言

传统的升降机普遍采用交流绕线式异步电动机转子串电阻调速方式，电阻的投切用继电器—接触器控制，这种控制方式的缺陷明显，不但制动和调速换档时机械冲击大，调速性能差，外接电阻能耗大，而且接线复杂，经常出现故障，安全性差。

采用结构简单、价格低廉的鼠笼式电动机，并利用PLC及变频器对升降机的控制系统进行改造，可实现升降机电动机的软起动和软制动，即起动时缓慢升速，制动时缓慢停车，还可实现多档速度的程序控制，让中间的升降过程加快，货物上下传输快速、平稳、安全。

2 小型货物升降机的基本结构

升降机的升降过程是利用电动机正反转卷绕钢丝绳带动吊笼上下运动来实现。小型货物升降机一般由电动机、滑轮、钢丝绳、吊笼以及各种主令电器等组成，其基本结构如图1所示。SQ1～ SQ4 可以是行程开关，也可以是接近开关，用于位置检测，起限位作用。

图1 升降机结构图

1. 吊笼 2. 滑轮 3. 卷筒 4.电动机 5.SQ1～ SQ4 限位开关

3 PLC和变频器控制的调速系统

3.1 多档速度控制

根据吊笼在升降过程中，要求有一个由慢到快然后再由快到慢的过程，即起动时缓慢升速，达到一定速度后快速运行，当接近终点时，先减速再缓慢停车，为此将图1中的升降过程划分为三个行程区间，各区间段的升降速度如图2所示。按下**起动按钮SB2（或下降按钮SB3），吊笼以较低的一速速度平稳起动，运行到预定位置时，以二速速度快速运行，等再到达预定位置时，以一速实现平稳停车。

图2 升降机升降速度图

3.2 系统的硬件构成

升降机自动控制系统主要由三菱FX2N—32MR可编程控制器、三垦SAMCO—i 变频器、三相鼠笼式异步电动机组成。系统的硬件接线如图3所示。

图3 系统的硬件接线

PLC控制一方面代替继电线路，另一方面，对于系统所要求的**和下降、以及由限位开关获取吊笼运行的位置信息，通过PLC内部程序的处理后，在Y0～Y2 端输出相应的“0”、“1”信号来控制变频器输入端子2DF、FR、RR的状态，使变频器及时按图2所示输出相应的频率，从而控制升降机的运行特性。速度档由2DF选择，每档速度的大小则通过对变频器进行功能预置设定，再通过PLC的程序来控制频率切换。当PLC输出端Y0Y1Y2的状态为“010”时，变频器输出一速频率，升降机以10HZ对应的转速上升，当为“110”状态时，变频器输出二速频率，升降机以30HZ对应的转速上升；相应的，当Y0Y1Y2的状态为“001”、“101”时，升降机分别以10HZ、30HZ对应的转速下降。

图中QF为断路器，具有隔离、过电流、欠电压等保护作用。急停按钮SB1、上升按钮SB2、下降按钮SB3根据操作方便可安装在底部和顶部，或者两地都安装，操作时，只需按下SB2或SB3，系统就可自动实现程序控制。

3.3 SAMCO—i 变频器主要功能指令设定

Cd000=1 ； 选择变频器监视器显示频率（HZ）

Cd001=1 ； 选择外部端子信号作为变频器运转指令

Cd002=1 ； 选择由操作面板设定变频器1速频率

Cd007=30 ；变频器上限频率为30HZ

Cd029=10 ；变频器一速频率为10HZ

Cd030=30 ；变频器二速频率为30HZ

Cd049=5 ； 使用制动电阻

Cd050=1 ； 电机可以正反转

3.4 PLC梯形图

当吊笼在底部位置，且SQ1常开触点闭合时，按下SB2 ， 电动机以一速缓慢上升，到达SQ2 、SQ3位置时，依此以快速、慢速上升。下降时与此类似，当遇到紧急情况时，按下SB1 ，升降机会停在任意位置。

4 结束语

以PLC和变频器控制的调速方式取代原来的转子串电阻调速方式，具有加、减速平稳，运行可靠，大大**了系统的自动化程度。该系统可广泛应用于建筑施工、仓库、酒楼餐饮业等货物的上下传输系统中。