6ES7214-1BD23-0XB8參數詳細

1  引言
    山西漳山發電廠2×600mw擴建工程中使用吉榮公司8臺空調機組，用戶有單元控制室、電子設備間、兩個變頻器室共4個房間，每個房間均需配2臺空調機組。要求每臺空調機組有一套獨立的控制系統，以實現就地控制，保證每臺空調機組能夠獨立自動運行，單元控制室和電子設備間的兩臺空調互為備用。同時要求對整個系統集中監控，配置一臺計算機實現各空調機組的遠方控制。空調控制應能對空調系統中的各監控點的參數、各運轉設備及部件的狀態，各系統的動態圖形及各項歷史資料進行顯示，對重要信號能以趨勢圖的方式顯示。整個系統應具備高度的可靠性、可用性、穩定性、可操作性和可維護性，全年不間斷運行。

2  控制系統構成
    每臺機組各配一套自控系統，兩套zkzhf175機組配置西門子cpu-226+em235+2個em232+em277，四臺zkzlfx100機組配置西門子cpu226+em235+em277，另兩臺zkzhf301機組配置西門子cpu-226+em223+em235+2個em232+ em277。每臺機組需要與上位機相連。根據要求，將整個系統分為2部分：空調機組就地控制、集中控制部分。
2.1 空調機組就地控制部分

圖1  空調機組就地控制部分

    如圖1所示，空調機組就地控制部分在整個結構中智能的控制空調機組中各部件的運行/停止狀態，通過它可以對每立的空調機組進行監控，當獨立的機組與系統主站通訊出現故障時，可以通過該部分控制每臺空調機組獨立運行，但對空調的就地控制、操作有一定的權限限制。

圖2  系統示意圖

    在每臺空調機組上裝有控制柜(共8個)，控制柜中配有觸摸屏、plc模塊、模擬量輸入/輸出模塊等。空調機組通過各種傳感器采集房間的溫度、濕度、壓力等信號，并將具體信息顯示到觸摸屏上。通過該控制柜可以對空調機組的運行狀態，故障情況進行監控，也可以對各種參數進行設定。
    plc配置：機組就地控制部分的plc采用西門子s7-200cn可編程控制器模塊。該系列plc適用于各行各業、各種應用場合中的檢測、監測及控制的自動化，在中央空調控制領域中得到廣泛應用，其強大的功能、高度的可靠性、的性價比使其成為該項目合適的選擇。
人機界面：采用西門子k-tp178- micro，通過點對點的連接完成和s7-200cn的結合，整個系統具有良好的穩定性和抗干擾性。ktp-178 micro觸摸屏采用了的電子部件，具有超長的使用壽命，并與高度可靠的西門子s7-200plc結合，能夠滿足空調系統的24小時不間斷工作的要求。ktp-178 micro還具備了響應速度快、用戶程序存儲空間大、使用方便等優點。
2.2 集中控制部分
    如圖2系統控制圖所示，集控部分采用wincc作上位機監控系統，s7-300cpu做profibus主站，s7-200作為profibus從站，通過profibus-dp網絡，s7-300cpu采集8臺空調機組的過程數據信息并在上位機上顯示，并且上位機下達任務通過s7-300cpu傳送給各臺使用s7-200cpu的空調機組。集中控制部分的硬件組態如圖3所示。上位機配置包括監控計算機；wincc v6.0 sp3軟件；cp5611通訊卡；網絡連接器；profibus通訊電纜。
    監控系統采用西門子wincc監控軟件，可以確保與simatic s7系列plc連接方便、通訊高效。該軟件具有強大的畫面組態、報警設置、數據歸檔、報表設計等功能，高性能的過程耦合，快速的畫面更新及可靠的數據傳遞使其具有高度的適用性。同時wincc還提供了開放的界面用于用戶解決方案，使其使用于更廣泛、復雜的控制中。此外還集成了多種網絡連接方式，使其與自動化連接更方便。

圖3  s7-300硬件組態示意圖

3  系統功能設計
3.1 就地控制功能
    (1) 數據采集及顯示。采集各房間的溫度、濕度、壓力等模擬量值，以及cpu輸入端的數字量，運行中的各種過程數據均能顯示在觸摸屏上，對于溫濕度采用趨勢圖顯示，更能使用戶能直觀的觀測到近段時間內廠房的溫濕度變化；同時現場維護人員還可以根據空調機組的運行狀況和各種工藝需求近距離對機組進行操控。
    (2) 故障報警。當空調機組運行出現故障，plc立刻做出響應，同時觸摸屏發出報警信號對操作人員進行提示，并對故障類別、發生時間進行記錄。plc可以根據故障的類別發出停壓縮機或停整機等信號，以保證整個空調機組的安全運行。
    (3) 自動控制。每臺空調機組根據其所在房間溫濕度的要求，自動調節制冷、加熱、除濕、加濕，通過對各開關量及模擬量的控制，滿足用戶的精度要求。
3.2 集中監控功能
    如圖4和圖5所示為集中監控8臺空調機組及其監控狀態的示意圖。

圖4  集中監控8臺空調機組    

                  
圖5  集中監控空調機組的狀態

    (1) 數據采集及顯示。s7-300cpu通過profibus-dp網絡自動采集和處理從各就地控制部分收集的實時數據，并與計算機進行通訊，將采集到的溫度、濕度、各系統的輸入/輸出狀態、各閥門的開度顯示到上位機，同時將操作人員發出的命令傳送給每臺機組。
    (2) 實時故障報警。對各空調機組的就地控制部分、通訊網絡等進行故障監控，及時發出報警信號，并發出相應的處理命令，同時對故障發生的時間、故障的類別進行記錄，幫助整個系統的安全運行。
    (3) 歷史故障查詢。監控整個系統八臺空調機組的運行情況，對每臺機組的通訊故障、運行故障進行記錄，方便操作人員在故障發生后的任何時間進行匯總查詢。
    (4) 實時監控與調整。上位機可以對8臺機組的狀態進行監控并控制機組的啟/停，也可以及時的修改各參數的設定值，對整個系統集中控制。
    (5) 數據歸檔。集中監控系統對整個系統的報警情況、對監控對象的操作情況及監控參數的變化情況進行監控，并將所需信息記錄下來進行歸檔，形成中文報表顯示在上位機并可以隨時選擇打印。
    (6) 提供幫助信息。對于系統的操作順序，故障的處理方法，參數的設定范圍等為用戶提供提示信息，使操作更方便。