西門子6ES7211-0AA23-0XB0參數(shù)詳細(xì)
西門子6ES7211-0AA23-0XB0參數(shù)詳細(xì)
一、 引 言
隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展, 特別是控制技術(shù),工業(yè)IT技術(shù),數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等普及應(yīng)用,對(duì)現(xiàn)代化企業(yè)的工業(yè)過程控制要求越來越高,全自動(dòng)計(jì)量配料控制系統(tǒng)在各行業(yè)的應(yīng)用已屢見不鮮,它是成品生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié),特別是有連續(xù)供料要求的行業(yè),其配比的過程控制直接影響了成品的質(zhì)量,它是企業(yè)取得最佳經(jīng)濟(jì)效益的先決條件。雖然行業(yè)各自不同的工藝特點(diǎn)對(duì)配料控制要求也不同,但其高可靠性,*性,開放性,免維護(hù)性,可擴(kuò)展性是各行業(yè)所追求的一致目標(biāo)。而西門子SIMATIC工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品正是符合當(dāng)今這一潮流的代表。
在配煤煉焦生產(chǎn)工藝過程中,需要將各種不同的精煤如:肥煤、氣煤、瘦煤、焦煤、貧煤等以適當(dāng)比例配合成混合煤稱之為自動(dòng)配煤過程,它是整個(gè)焦化生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),對(duì)生產(chǎn)高質(zhì)量的焦炭、合理利用煤炭資源及生產(chǎn)成本控制具有重大意義。山西太鋼焦化有限公司(太鋼合資經(jīng)營(yíng)企業(yè)─惠晉焦業(yè))7.63米焦?fàn)t有著“爐"之稱,乃至亞洲最大焦?fàn)t,它屬于*環(huán)保的搗固焦?fàn)t,該工程由德國(guó)伍德公司提供焦?fàn)t技術(shù),負(fù)責(zé)初步設(shè)計(jì),最終形成年產(chǎn)全焦115萬噸的生產(chǎn)能力,可確保太鋼300萬噸/年 不銹鋼生產(chǎn)所需優(yōu)質(zhì)鐵水對(duì)焦炭低硫高強(qiáng)度的要求,實(shí)現(xiàn)大型、高效、環(huán)保、節(jié)能的清潔生產(chǎn)目標(biāo),是太鋼實(shí)施全力打造具競(jìng)爭(zhēng)力的不銹鋼企業(yè)戰(zhàn)略步驟之一。為使焦?fàn)t煤料的配比更加準(zhǔn)確及系統(tǒng)可靠,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配煤裝置智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化,向企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和管理數(shù)據(jù)庫(kù)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來源,為此在反復(fù)比較了當(dāng)今市場(chǎng)流行的自動(dòng)化方案優(yōu)劣基礎(chǔ)上,最后選擇西門子SIMATIC自動(dòng)化產(chǎn)品解決方案,由上海大和衡器有限公司進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成。
1. 工藝概述
每個(gè)儲(chǔ)煤槽中的單種煤通過圓盤給料機(jī)均勻地落到定量給料機(jī)皮帶上,稱量和速度信號(hào)分別進(jìn)入到控制系統(tǒng),經(jīng)過乘積運(yùn)算處理計(jì)算出實(shí)際給料量,將實(shí)際給料量與設(shè)定的給料量不斷進(jìn)行比較輸出兩路PID控制信號(hào),分別對(duì)圓盤給料機(jī)和定量給料皮帶機(jī)進(jìn)行雙變頻調(diào)速控制,使之精確地以恒定的期望給料速率出料,保持每臺(tái)CFW給料流量的恒定,以確保所設(shè)定總配比的要求。自動(dòng)配煤裝置實(shí)現(xiàn)24套圓盤給料機(jī)、定量給料機(jī)的順序起停、報(bào)警以及模擬量的輸入、輸出,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全自動(dòng)、半自動(dòng)及手動(dòng)的控制,完成不同原煤料混勻給料、煤比計(jì)算及配煤流量控制并實(shí)現(xiàn)配料系統(tǒng)與帶式輸送機(jī)的起停連鎖。圓盤及定量給料皮帶機(jī)原理如圖1所示:
CFW定量給料機(jī)主要分為四大單元:稱重單元、皮帶測(cè)速單元、積算控制單元、驅(qū)動(dòng)單元,其中稱重單元,皮帶測(cè)速單元,驅(qū)動(dòng)單元作為給料機(jī)的部件安裝在機(jī)械本體上。
q:瞬時(shí)輸送量 (kg/min)
W:物料的單位長(zhǎng)度重量 (kg/m) (載荷密度)
V:皮帶速率 (m/min)
設(shè)輸送帶的運(yùn)行長(zhǎng)度為[l],輸送帶的速度為[v],輸送帶運(yùn)行時(shí)間為[t],
其關(guān)系為l=vt
因此在輸送帶運(yùn)行了t1時(shí)間后,輸送帶的運(yùn)行長(zhǎng)度為l1=vt1,
那么,輸送流量可用下列方程式表示:
Wdl : 在微小運(yùn)行距離(dl)上的輸送量
物料粒度: 0~80mm
物料散密度: 800kg/m3
物料水分: 10~12%
物料溫度: 常溫
給料方式: 圓盤給料
皮帶驅(qū)動(dòng)電機(jī): 3.7KW 3φAC380V
圓盤驅(qū)動(dòng)電機(jī): 15KW 3φAC380V
軸端編碼器: 600P/R DC12V~24V
給料機(jī)輸送帶寬度: 800mm
輸送機(jī)能力范圍: 10~100t/h
輸送機(jī)速度: 0.1m/s~1m/s
輸送機(jī)傾斜角度: 0℃
輸送機(jī)頭、尾滾筒中心距: 3m~3.5m
配料秤系統(tǒng)精度: 優(yōu)于0.5%
1.系統(tǒng)總貌
整個(gè)自動(dòng)配煤裝置為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無人化管理,所有的操作和監(jiān)視均在中央控制室中進(jìn)行,系統(tǒng)采用分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理方式,主要由兩套西門子S7-300PLC、兩套WINCC V6.0監(jiān)控軟件及工控機(jī)、48套SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE70工程型變頻器、24臺(tái)CFC-200回路調(diào)節(jié)控制器、3套OSM等控制單元構(gòu)成一個(gè)基于TCP/IP 100M光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)。其中各關(guān)鍵裝置如:PLC、變頻器、調(diào)節(jié)控制器、分布式I/O之間數(shù)據(jù)傳輸采用Profibus-DP協(xié)議通訊方式,以確保高實(shí)時(shí)性和高動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求,Profibus通訊速率最高可達(dá)12Mbit/S, 8個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總線循環(huán)時(shí)間最快可至0.2ms,在全球制造業(yè)自動(dòng)化和流程工業(yè)自動(dòng)化的總安裝站點(diǎn)數(shù)已突破1千萬,比任何其它現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)高出許多,它的節(jié)點(diǎn)設(shè)備數(shù)量占有率目前穩(wěn)具,它是全球范圍內(nèi)目前能夠以標(biāo)準(zhǔn)方式應(yīng)用于所有領(lǐng)域并貫穿整個(gè)過程鏈的現(xiàn)場(chǎng)總線。這種系統(tǒng)架構(gòu)充分利用發(fā)揮了西門子SIMATIC自動(dòng)化產(chǎn)品的資源,具有高可靠性,強(qiáng)抗干擾能力和靈活的可擴(kuò)充性,可獨(dú)立完成對(duì)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集,精度控制,監(jiān)控聯(lián)鎖。上位機(jī)WINCC V6.0組態(tài)軟件作為HMI,通過操作畫面對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控,報(bào)警,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝過程參數(shù)的實(shí)時(shí)曲線、歷史趨勢(shì)顯示、報(bào)警記錄、配方管理、產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)、各類數(shù)據(jù)歸檔和安全連鎖保護(hù),同時(shí)通過VBA編程實(shí)現(xiàn)Excel報(bào)表輸出、打印及預(yù)覽等功能。系統(tǒng)需要監(jiān)測(cè)重量、速度、位置、缺料、堵料、皮帶打滑、電機(jī)啟停、電流、轉(zhuǎn)距和轉(zhuǎn)速等一千多個(gè)模擬量I/O和數(shù)字量I/O控制點(diǎn),具有48個(gè)PID閉環(huán)控制回路和2套遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)操作站。整套系統(tǒng)通過光纖交換機(jī)進(jìn)入Ethernet與焦業(yè)公司的其它焦化工藝段及廠級(jí)管理網(wǎng)進(jìn)行銜接,達(dá)到管控一體化水平。自動(dòng)配煤裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示:
本系統(tǒng)24臺(tái)配煤秤分為兩個(gè)工藝段各為12臺(tái),每個(gè)工藝段控制單元由1個(gè)S7-315-2DP CPU主站(含1個(gè)本地?cái)U(kuò)展主站)及2個(gè)ET200M從站、12個(gè)CFC-200及6SE70變頻器配帶CBP2從站所組成,兩個(gè)工藝段控制單元經(jīng)光纖工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行互連,兩臺(tái)帶有WinCC V6.0的工控機(jī)組成配煤系統(tǒng)操作員站,其中一臺(tái)兼有工程師站功能。
控制系統(tǒng)主要采用西門子SIMATIC系列產(chǎn)品,其硬件主要配置如下:
工控機(jī):ADVANTECH IPC-610、P4/2.8GHz/80Gb/512Mb/CP1613網(wǎng)卡/19’LCD 2套。
電源:SITOP電源 24VDC/10A 2個(gè);PS307 24VDC/5A電源模塊 6套;
UPS 3KVA在線式 2套。
PLC: CPU 315-2DP 2套;
SM 321 DI模板 18塊;
SM 322 DO模板 8塊;
SM 331 AI模板 4塊;
CP343-1 以太網(wǎng)模板 2塊;
CP342-5 DP模板 2塊;
ET200M IM 153-1分布式接口模板 4塊。
?。?)驅(qū)動(dòng)配置組成(8套變頻柜)
變頻器采用西門子SIMOVERT MASTERDRIVES矢量控制系列產(chǎn)品,其產(chǎn)品配置如下:
變頻器:SIEMENS 6SE70234EC61 15KW 24臺(tái)(控制圓盤驅(qū)動(dòng));
SIEMENS 6SE70210EA61 4KW 24臺(tái)(控制皮帶驅(qū)動(dòng))。
Profibus-DP通訊板:CBP2 48塊。
變頻操作面板:OP1S 2塊。
SITOP電源:380V AC/24VDC/10A 8個(gè)。
驅(qū)動(dòng)裝置:SEW-EURODRIVE 軸裝式電機(jī)/減速機(jī)一體化裝置 48套。
?。?)網(wǎng)絡(luò)及軟件配置
OSM光纖交換機(jī): TP22 6GK1105-2AE00 2套;
TP62 6GK1105-2AB10 1套。
軟件: STEP7 V5.3 1套;
WINCC V6.0+SP3 RT 64K 2套;
RC 64K 1套;
SOFTNET-S7 V6.2 2套。
(4)稱重部件配置
計(jì)量稱重檢測(cè)部件主要采用Yamato系列產(chǎn)品
稱重傳感器:UB2-100kg 48個(gè)。
測(cè)速單元:LE-627 24套。
回路調(diào)節(jié)控制單元:CFC-200C 24套。
自動(dòng)標(biāo)定驅(qū)動(dòng)單元:ORIENTAL-MOTOR 2RK6GN 24套。
為了滿足在設(shè)備層、控制層及信息層的不同要求,西門子具有多種通信網(wǎng)絡(luò)及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)解決方案供我們選擇,主要有Industrial Ethernet、PROFINET、OPEN IE、Profibus、AS-I、EIB、MPI、PtP、MODBUS和3964R等通信方式。
•通訊可靠,網(wǎng)絡(luò)出錯(cuò)后可迅速重構(gòu)(<0.3秒)
•通過集成的冗余管理器可以實(shí)現(xiàn)快速介質(zhì)冗余
•通過100Mbit/s的高速率和負(fù)載隔離技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能的提升
•冗余環(huán)中的通訊速率為百兆,每個(gè)環(huán)上最多可使用50個(gè)OSM
•使用多模光纖的兩個(gè)模塊間的最大距離是3000m
•簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)配置和擴(kuò)展診斷
•24V DC冗余供電