西门子6ES7212-1BB23-0XB8常备现货

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西门子6ES7212-1BB23-0XB8常备现货1 引言    工业自动化系统中的大型系统或是小型设备，均含有各种噪声和干扰。干扰既有来自信号源本体或传感器，也有来自外界干扰。为了进行准确测量和控制，必须消除被测信号中的噪声和干扰。特别是随着自动化程度的tigao，许多控制功能通过自动闭环调节来完成，设备控制的效果取决于外部模拟量采集、控制算法、执行输出等等环节，而在现场工业环境中，电磁干扰、电源干扰、甚至于传感器本身都会影响外部信号，导致得到的数据失真、波动，如果在数据采集环节即出现问题，那整个系统将无法正常工作。本文分析解决的是如何利用软件数字滤波的方式处理外部信号的正确采集，从而才能得到真实的数据，实现自动控制，否则设备的自动化控制将无从谈起。2       软件滤波功能简介2.1 软件滤波    软件滤波即是通过软件算法将数据进行适当处理，从而屏蔽掉噪声和干扰杂波信号，获得可用的真实数据的一种方法，也可以说是通过程序处理的方式完成数据采集信号的处理。    对于采集信号的处理，除了软件滤波之外，也可以采用硬件电路实现滤波处理，比如常见的RC滤波、LC滤波等等，图1为采用电容滤波电路的信号曲线。图1 电容滤波电路的信号曲线    硬件滤波的优点在于我们在程序中不再需要进行复杂的程序处理，而且数据变化响应性高；而软件滤波的优势在于不需要硬件的投入，简化了电路设计，对于不同的信号干扰可以很方便的调整软件参数达到滤波效果，虽然有些方法在信号处理上会有一定的滞后，但只要合理使用各种不同的滤波方式则完全避免因此而带来的影响。2.2 数字软件滤波优点(1)  数字滤波用软件实现，不需要增加硬设备，因而可靠性高、稳定性好，不存在阻抗匹配问题。(2)  模拟滤波通常是各通道专用，而数字滤波则可多通道共享，从而降低了成本。(3)  数字滤波可以对频率很低(如 Hz)的信号进行滤波，而模拟滤波由于受电容容量的限制，频率不可能太低。(4)  数字滤波可以根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数，具有灵活、方便、功能强的特点。2       实现软件滤波的方法软件滤波有很多种方法，主要是针对不同干扰信号采取不同的方法将其消除，这里列举了一些方法并针对性说明有缺点，使大家可以正确选择采用的滤波方法。3.1限幅滤波法（1）方法。根据经验判断，确定两次采样允许的大偏差值（设为A），每次检测到新值时判断：如果本次值与上次值之差图2 硬件滤波4.2  混合型主机    台达也提供集成模拟量的主机类型，主要有DVP20EX（8DI/6DO/4AI/2AO）和DVP10SX(4DI/2DO/2AI/2AO)，以及在EH主机上可以扩展F2AD卡作为模拟量采集，在PLC中有平均次数设置的内部特殊寄存器D1062，可以设置1～4作软件滤波，同样的采用的也是递推平均滤波法。可以看出，台达PLC作为工业控制产品，在模拟量采集的处理上作了比较完善的软、硬件处理满足大多数应用场合，当然并不是说他能满足所有的信号处理，特别是混合型主机的平均次数比较少，因此可能在某些场合不能满足要求，在此基础上我们可以根据现场信号的不同特性在程序中作滤波处理。4.3 基于台达PLC的一阶滞后滤波程序设计    下面是以燃煤热水锅炉系统的炉膛微负压为设计背景，用台达PLC编制的一个一阶滞后滤波程序案例，以此简单介绍滤波程序的编写方法。    案例采用氧化硅压力传感器测量，由于炉膛负压是一个较小的压力量，大概在正负几百帕之间，很容易受到外界影响（如鼓风机、引风机等），因此这是一个波动较大的采集量，如果直接使用采集值，波动将很大（可能是正负几十帕的波动），根本没有办法调节控制到正负20Pa，因此必须对采集值作处理，减小其周期性波动才能完成控制。一阶滞后滤波算法公式：滤波后输出值=（1-A）* 本次采样值 + A*上次滤波结果其中A为滤波系数，范围是0～1程序中各寄存器定义：D0: 滤波系数AD2: 1- AD4: “（1-A）* 本次采样值”的运算结果D6：“A*上次滤波结果”的存储寄存器D50：上次滤波暂存值D110: 采集值通过FLT指令转换为浮点数D150：滤波后结果    程序中主要是将直接采集值经过上述公式的浮点数运算得到滤波后结果，从算法中可以看出，当滤波系数为0时，就是当前的采集值，而滤波系数越大，滤波作用越强。程序运行后可以看到，当采集值D110有变化时，滤波值是逐渐逼向当前采集值，因此对于突波信号具有抑制作用，使采集值比较稳定，减小波动。5      结束语    本文介绍了6种数字软件滤波算法和台达PLC如何实现滤波的程序编制，每种滤波算法都有其各自的特点，在实际应用中，应根据具体的测量参数合理的选用。不适当地应用数字滤波，不仅达不到滤波效果，反而会降低控制品质，甚至失控，这点必须予以注意。    在案例中通过一阶滞后滤波算法得到的滤波结果，大大消除了采集值的波动，使负压控制相对稳定，得到较好的控制效果。0 引言随全球经济一体化，解决环境保护问题及企业经过ISO14001认证已成为企业进入国际市场的“门票”，国家已经开始对各企业的环境问题加大了监督力度。而且由于市场的竞争，更要求企业实现过程自动化，tigao生产效率。2007年的****就强调能源节约和环境保护问题，要求企业实现又好又快的发展战略[1]。CEMS（Continuous Emissions Monitoring System，烟气排放连续检测系统）是国际上比较和成熟的环境检测系统，在工业生产中起着非常重要的作用。它不只是能作为环境指标检测仪器，更重要的是能为实现优化生产、tigao生产效率提供有效的帮助。CEMS作为实时检测系统就必须保持检测的同步性，本文介绍了在回转窑生产中利用变频器实现的CEMS检测的实时性，并将变频器成功集成到我们的产品中。1 CEMS原理与运行CEMS 系统主要对回转窑的烟气成分和浊度进行检测，当然有些还包括了烟气流速、压力与温度等。下面将针对回转窑生产介绍CEMS原理与运行。1.1 CEMS的原理CEMS 一般要对烟气的组分、浊度、温度和压力进行检测。各检测都是一个基本独立的子系统，对各自的数据进行采样后，以4～20 mA的工业标准信号共同传输到主控室，再进行显示和数据处理。检测的基本原理如下。1）烟气组分检测要对烟气的组分，如CO、CO2、O2等气体含量检测，首先必须取样，由于烟气取样环境相对比较恶劣，常需要有针对性的取样探头。得到初样后，还要对样气进行预处理，除去样气中的水分和粉尘，这两者对后面的传感器检测都有很大的影响。经过预处理得到几乎无水无尘的样气后才能用相对应的传感器进行检测。对CO、CO2（CO的红外吸收峰在4.5μm附近，而CO2在4.3μm附近）常利用光学法进行检测，根据郎伯-比耳定理[2]2）烟气的浊度检测原理一般也是采用光学法，不过实际设计比烟气组分的光学法检测较简单，上面的光学法检测主要是检测光被吸收的量，而浊度仪的光学检测主要是检测光的散射，对光源就没有烟气组分检测要求的那么高。我们设计的是双光程的浊度仪。3）烟气的温度压力检测这种检测比较成熟，也比较简单，一般是利用热电耦对温度进行检测，根据温度的变化而引起热电耦电阻的相应变化来检测温度的大小。而烟气压力的检测现在常用的方法是利用皮托管来检测或者直接利用压力传感器进行检测。1.2 CEMS的运行CEMS系统中浊度仪和温度压力检测子系统运行和操作比较简单，下面主要介绍烟气组分检测的运行过程。CEMS的系统结构图如图1所示。图1中，烟气通过4号元件（烟气采样头）进行粗过滤，主要目的是除去烟气中的大量灰尘，避免堵塞取样管道，然后再进入5号元件（分析柜），在分析柜中要经过二次预处理过程，为传感器检查除去灰尘和水分。后由传感器模块得到各气体组分溶度，并以4～20 mA的工业标准信号与浊度、温度、压力信号一起传送到主控室电脑上。烟气取样的动力来源是分析柜前的风机，风机除了具有抽烟气的作用，更重要的作用是保证CEMS的实时性，通过变频器的调速作用使取样速率和烟气的流速基本保持同步。2 变频器在其中的作用变频器在该CEMS中的作用可以分成两点。1）控制风机通过变频器的开关作用可以很好地控制风机的启停，同时还可以监察风机的基本运行状态。如果风机出现故障或堵塞，则变频器的电压输出会出现过载报警，为系统维护提供很好的监护作用。2）实现CEMS的同步实时性根据烟道的烟气流速来控制变频器的输出，从而控制风机的转速，保证采样的同步性。3 变频器应用设计根据市场调查，选用了康沃CVF-S1-2S0007B型变频器。要利用变频器对风机进行控制，首先要明确，风机的控制源是烟气的流速，我们安装的CEMS系统是为回转窑设计的，回转窑烟气的流速是通过尾风风门控制的，而尾风风门的大小是由控制电机控制，通过读取尾风风门控制电机的0～10 V或4～20 mA的控制信号就可以得到与烟气流速一一对应的信号。利用A/D变换得到流速信号，再在单片机内部进行一定的软件算法补偿，接着通过RS485通信控制变频器调频输出，这就达到风机的取样与烟气流速的同步性。下面介绍如何利用RS485通信控制变频器。在CVF-S1系列变频器中提供了RS485 通讯接口，用户可通过PC/PLC实现集中监控（设定变频器的工作参数和读取变频器的工作状态），以适应特定的使用要求。该变频器通讯协议是一种串行的主从通讯协议，网络中只有一个设备（主机）能够建立协议（称为“查询/命令”）。其它设备（从机）只能通过提供数据响应主机的查询/命令，或根据主机的命令/查询做出相应的动作。主机在此处指个人计算机（PC）、工控机或可编程控制器（PLC）等，从机指变频器。主机既能对某个从机单独访问，又能对所有的从机发布广播信息。对于单独访问的主机查询/命令，从机都要返回一个信息（称为响应）；对于主机发出的广播信息，从机无须反馈响应给主机[3]。和RS485通讯有关的参数有b-1、b-2、H-65~H-70，对其都要进行相应的设置。变频器的通讯方式包括：1）采用主机“轮询”，从机“应答”点对点通讯；2）利用变频器键盘设置变频器串行接口通讯参数，包括本机地址、波特率、数据格式，通过主机设置与变频器相同的波特率及数据格式；3）数据通讯的报文共11个字节，包括帧头、用户数据、帧尾三部分；（1）帧头包括起始字节、从机地址；（2）帧尾包括校验数据（即校验和）；（3）用户数据包括参数数据和过程数据。其中参数数据包括编码操作命令/响应、编码地址、编码设定/实际值。过程数据包括主机控制命令/从机响应、主机运行设定/从机运行实际值。主机（MCU）发给从机的报文的结构如表1所列。而从机（变频器）对主机的响应报文的结构如表2所列。变频器的RS485通讯是由MCU控制输出的，所以MCU要给出以RS485通讯电平为准的信号。对此单片机与变频器之间的接口方式利用了专用的RS485芯片MAX485作为电平转换，MAX485芯片的连接电路图如图2所示。根据上面的各种设置方法和硬件电路结合，有下面几种在程序中的主从机报文。1）将1号变频器的数字频率设定为27.00 Hz。主机发送帧：5A 01 03 03（8C0A）（00 00）（00 00）F7从机响应帧：5A 01 01 03（8C0A）（01 00）（00 00）F6从机响应表明任务正确实现2）控制1号变频器按10.30 Hz的频率正转。主机发送帧：5A 01 00 00 00 00（12 00）（06 04）77从机响应帧：5A 01 00 00 00 00（11 00）（06 04）76从机响应表明任务正确实现5A 01 00 00 00 00（09 00）（01 00）65从机响应表明加速运行中发生过流通过硬件和相应的软件程序就可以实现对变频的控制，从而控制风机的取样速率，实现CEMS 的实时性。4 结语本文介绍了变频器在CEMS系统的风机控制和系统实时性控制中的作用，利用变频器和相应的控制电路结合可以有效地控制检测仪器检测过程。变频器的应用不仅仅是在回转窑的CEMS检测中，在各种环境检测中其都有很好的应用。一  概述    在超级市场、公共建筑、银行、医院等入口，经常使用自动门控制系统。早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，已逐渐被淘汰。PLC控制自动门由于具有故障率低、可靠性高、维修方便等优点，因而得到广泛的应用。二  自动门控制的基本要求    1  有人接近时，门应自动打开。    2  门打开后，应保持开状态，直到门的通道上已无任何人为止。    3  如门的通道上已无任何人，门必须在很短时间内自动关闭。三  自动门控制的增强功能    为了改进控制功能和增强用户的友好性，可对自动门控制增加以下功能。    1  连接附加控制开关：开门—自动—关门。    2  连接峰鸣器以提示什么时候门将要关闭。    3  可根据时间或方向将门打开。例如只在商店营业时间开门，在商店不营业时，只有从内往外走时，门才能打开。四  PLC选型及程序设计    我们选用德国西门子公司生产的LOGO！230RC通用逻辑控制模块。该控制模块功能齐全，使用方便灵活，性能可靠，可谓物美价廉。    根据前面提到的自动门工作过程，可以很方便地完成LOGO！接线及编程。    1  LOGO！接线图  （如图2）       K1               开门主接触器        K2               关门主接触器       S1 （常闭触点）  关门限位开关       S2 （常闭触点）  开门限位开关       S3               控制开关（开门—自动—关门）       B1 （常开触点）  门外的红外线动作检测器       B2 （常开触点）  门内的红外线动作检测器    2  LOGO！的功能块图    3  动作检测器       在营业时间，如果有人从外向内（或从内向外）通过大门，则动作检测器B1（或B2）闭合，电机将门打开。在商店关门时间，动作检测器B2能通过电机继续开门1小时，以便使顾客有时间离开商店；而动作检测器B1不再控制电机开门，这样外面的人就不能再进入商店了。    4  开门控制       开门控制视控制开关S3的接通位置分为两种情况。当S3拨向开门位置时（15闭合），Q1输出控制电机，使门打开并一直处于开状态。当S3拨向自动位置时（15、16均断开），若动作检测器（B1或B2）检测到已有人接近门且门尚未完全打开（限位开关S2没有断开），则Q1输出控制电机开门。    5  关门控制       关门控制视控制开关S3的接通位置分为两种情况。当S3拨向关门位置时（16闭合），Q2输出控制电机，使门关闭并一直处于关状态。当S3拨向自动位置时（15、16均断开），若动作检测器（B1或B2）检测到已无人接近门且门尚未完全关闭（限位开关S1没有断开），则Q2输出控制电机关门。    6  蜂鸣器控制       当门将要关闭时，Q3输出，蜂鸣器响一秒钟以提示行人。五  结束语    采用LOGO！控制自动门，可以充分发挥PLC高可靠性和抗干扰性特点，外部接线简单、灵活，维修方便，是一种行之有效的好方法。