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万喜堂app下载官方入口 西门子416-5H直流电源系统套件
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SIMATIC S7-400H 控制器便捷订货包	交流电源订货包	6ES74000HR014AB0	412-5H 系统套件，包括 1 X UR2-H，无存储卡， 2 X PS407 UC120/230V， 10A， 4 X 同步模块，2 X 同步光纤， 2 X CPU 412-5H， 4 粒备份电池
		6ES74000HR024AB0	414-5H 系统套件，包括 1 X UR2-H，无存储卡， 2 X PS407 UC120/230V， 10A， 4 X 同步模块，2 X 同步光纤， 2 X CPU 414-5H， 4 粒备份电池
		6ES74000HR034AB0	416-5H 系统套件，包括 1 X UR2-H，无存储卡， 2 X PS407 UC120/230V， 10A， 4 X 同步模块，2 X 同步光纤， 2 X CPU 416-5H， 4 粒备份电池
		6ES74000HR044AB0	417-5H 系统套件，包括 1 X UR2-H，无存储卡， 2 X PS407 UC120/230V， 10A， 4 X 同步模块，2 X 同步光纤， 2 X CPU 417-5H， 4 粒备份电池
	直流电源订货包	6ES74000HR514AB0	412-5H 系统套件，包括1 X UR2-H，无存储卡， 2 X PS405，10A，DC24/48/60V， 4 X 同步模块，2 X 同步光纤， 2 X CPU 412-5H， 4 粒备份电池
		6ES74000HR524AB0	414-5H 系统套件，包括1 X UR2-H，无存储卡， 2 X PS405，10A，DC24/48/60V， 4 X 同步模块，2 X 同步光纤， 2 X CPU 414-5H， 4 粒备份电池
		6ES74000HR534AB0	416-5H 系统套件，包括1 X UR2-H，无存储卡， 2 X PS405，10A，DC24/48/60V， 4 X 同步模块，2 X 同步光纤， 2 X CPU 416-5H， 4 粒备份电池
		6ES74000HR544AB0	417-5H 系统套件，包括1 X UR2-H，无存储卡， 2 X PS405，10A，DC24/48/60V， 4 X 同步模块，2 X 同步光纤， 2 X CPU 417-5H， 4 粒备份电池
SIMATIC S7-400 控制器	标准DP版控制器	6ES74121XJ070AB0	CPU 412-1DP： 512KB（256KB代码，256KB数据)，位处理速度31.25ns，集成MPI/DP接口
		6ES74122XK070AB0	CPU 412-2DP： 1MB（512KB代码，512KB数据)，位处理速度31.25ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP
		6ES74142XL070AB0	CPU 414-2DP： 2MB（1MB代码，1MB数据)，位处理速度18.75ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP
		6ES74143XM070AB0	CPU 414-3DP： 4MB（2MB代码，2MB数据)，位处理速度18.75ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP, 3. 可扩展的IF964-DP(IF1)接口
		6ES74162XP070AB0	CPU 416-2DP： 8MB（4MB代码，4MB数据），位处理速度12.5ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP
		6ES74163XS070AB0	CPU 416-3DP： 16MB（8MB代码，8MB数据），位处理速度12.5ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP, 3. 可扩展的IF964-DP(IF1)接口
		6ES74174XT070AB0	CPU 417-4DP： 32MB（16MB代码，16MB数据），位处理速度7.5ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP, 3~4.可扩展的IF964-DP(IF1)接口
	标准PN版控制器	6ES74122EK070AB0	CPU 412-2PN： 1MB（0.5MB代码，0.5MB数据)，位处理速度31.25ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. ETHERNET/PROFINET
		6ES74143EM070AB0	CPU 414-3PN： 4MB（2MB代码，2MB数据)，位处理速度18.75ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFINET, 3. 可扩展的IF964-DP(IF1)接口
		6ES74163ES070AB0	CPU 416-3PN： 16MB（8MB代码，8MB数据），位处理速度12.5ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFINET, 3. 可扩展的IF964-DP(IF1)接口
	冗余控制器	6ES74125HK060AB0	CPU 412-5H：1 MB (512 KB数据，512 KB代码)，位处理速度31.25ns，用于S7-400H和S7-400F/FH，集成 5个接口：1. MPI/DP, 2.PROFIBUS DP, 3. PRPFONET, 4~5. 2个用于同步模块的接口
		6ES74145HM060AB0	CPU 414-5H：4MB (2MB数据，2 MB代码)，位处理速度18.75ns，用于S7-400H和S7-400F/FH，集成 5个接口： 1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP, 3.PROFINET, 4~5. 2个用于同步模块的接口
		6ES74165HS060AB0	CPU 416-5H：16 MB (10 MB数据，6 MB代码)，位处理速度12.5ns，用于S7-400H和S7-400F/FH，集成 5个接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP, 3. PROFINET, 4~5. 2个用于同步模块的接口
		6ES74175HT060AB0	CPU 417-5H： 32 MB (16 MB数据，16 MB代码)，位处理速度7.5ns，用于S7-400H和S7-400F/FH，集成 5个接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP, 3. PROFINET, 4~5. 2个用于同步模块的接口
	F控制器	6ES74143FM070AB0	CPU414F-3 PN/DP: 4 MB (2 MB数据，2 MB代码), 位处理速度18.75ns，用于S7-400F，集成 3个接口：1. PROFIBUS+MPI, 2. PROFINET, 2 ports, 3.  可扩展的IF964-DP(IF)接口
		6ES74162FP070AB0	CPU 416F-2:  8 MB (4 MB数据，4 MB代码), 位处理速度12.5ns，用于S7-400F，集成 2 个接口：1. PROFIBUS+MPI, 2. PROFIBUS
		6ES74163FS070AB0	CPU416F-3 PN/DP: 16 MB (8 MB数据，8 MB代码), 位处理速度12.5ns，用于S7-400F，集成 3个接口：1. PROFIBUS+MPI, 2. PROFINET, 2 ports, 3.  可扩展的IF964-DP(IF)接口

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概述

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族功能zui为强大的 PLC。它可以成功实现全集成自动化 (TIA) 解决方案。S7-400 是一个用于制造业和过程工业系统解决方案的自动化平台，其主要特点是具有模块化的结构并拥有性能储备。

S7-400

• 中端到性能范围内功能强大的 PLC
• 可满足要求极为苛刻的任务的解决方案
• 模块和各种性能等级 CPU 可针对具体自动化任务进行调整
• 可实现分布式结构，适用十分灵活
• 连接方便
• *通信和联网功能
• 操作方便，设计简单，不含风扇
• 任务增加时可顺利扩展
• 多重计算：
  多个 CPU 在一个 S7-400 *控制器中同时运行。
  多重计算功能可对 S7-400 的总体性能进行分配。例如，可将复杂的技术任务（如开环控制、计算或通信）进行拆分并分配给不同的 CPU。可以为每个 CPU 分配自己的 I/O。
• 模块化：
  通过功能强大的 S7-400 背板总线和可直接连接到 CPU 的通信接口，可实现许多大量通信线路的高性能操作。例如，这样可以拥有一条用于 HMI 和编程任务的通信线路、一条用于高性能等距运动控制组件的通信线路和一条“正常”I/O 现场总线。另外，还可以实现额外需要的与 MES/ERP 系统或 Internet 的连接。
• 工程组态和诊断：
  结合使用 SIMATIC 工程组态工具，可极为高效地对 S7-400 进行组态和编程，尤其对于采用高性能工程组件的广泛自动化任务。为此，可以使用高级语言（如 SCL）以及用于顺序控制、状态图和工艺图的图形化组态工具。

S7-400H

• 具有冗余设计的高可用性自动化系统。
• 用于具有很高故障安全要求的应用：
  重新启动成本很高、停产代价高昂、几乎不需要监视且维护选项较少的过程。
• 冗余设计的功能
• 提高 I/O 的可用性：切换式 I/O 配置
• 也可使用具有标准可用性的 I/O：单侧配置
• 热后备：发生故障时，自动切换到备用设备。
• 包含 2 个单独机架或一个分隔式*机架的配置
• 通过冗余 PROFIBUS DP 或系统冗余 PROFINET I/O 来连接切换式 I/O。

S7-400F/FH

• 故障安全型自动化系统，适用于具有很高安全要求的工厂
• 符合相关标准的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）
• 如果需要，也可通过冗余设计来实现容错
• 不对安全相关 I/O 进行额外接线
• 通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 实现安全通信
• 基于带有故障安全模块的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
• 适用于非安全相关应用的标准模块也可以在自动化系统中使用
• 隔离模块用于在一个 ET 200M 的安全模式下组合使用故障安全模块和标准模块。

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1 引 言

目前，我国对大型锅炉的给水与蒸汽质量指标要求十分严格，因而需要对炉水品质连续监控。测量pH值大多采用传统的PID控制算法，但在反应过程中，因其中和点附近的高增益使得难以调整传统PID控制器参数。因此只能采用很小的比例增益，否则系统不稳定，而比例增益过小，又将使系统的动态特性变坏。对于锅炉给水加药测控装置，已经实现了加药系统的自动化，但无自动配药设备，仍需根据汽水实验室的化验结果人工配药，这样不仅工作强度大，而且所加的氨、联胺均属有剧毒易挥发物质，会给操作者造成严重危害，并导致环境污染。为此，提出变增益三区段非线性PID和积分模糊控制(IFC)算法的两种新型pH值控制法。通过对带有时滞的pH值中和过程进行数字仿真，结果表明，这两种控制算法均具有鲁棒性强，响应速度快和控制精度高的特点，尤其是IFC算法能克服pH值中和过程中的较大时滞。通过在某电厂的实际应用，已实现了锅炉给水配药、加药系统的全自动控制。

2 pH值控制方法的研究

2.1 常规PID控制

PID控制是按偏差的比例(P—Proportional)、积分(I—Integral)和微分(D—Derivative)线性组合的控制方式。图1为常规的PID控制系统。其中，r为参考输入信号;PID为控制器;P为被控对象模型;d为干扰量;e(k)为系统误差;u(k)为控制量;pH(k)为被控过程输出量。由图可见，常规PID控制中的比例作用实际上是一种线性放大或缩小作用，很难适应酸碱中和过程中被控对象非线性的特点。

图1 典型pH值控制系统

2.2 变增益三区段非线性PID控制

将pH值变化按拐点分为：一个高增益区和两个增益系数不同的低增益区。高增益区控制器采用较低增益;低增益区控制器采用不同的高增益，以满足系统期望的性能指标。此外为防止积分饱和，采用带死区和输出限幅的PID控制算法。

2.3 模糊控制

模糊控制算法概括为：根据本次采样得到的系统输出值，计算出输入变量;将输入变量的精确量变为模糊量;根据输入变量(模糊量)及模糊控制规则，按模糊推理合成规则计算控制量(模糊量);由上述得到的控制量(模糊量)计算精确的控制量。

3 电厂锅炉给水加药控制系统

某发电厂共有4台300 MW的发电机组，分为两个单元，一单元为1#、2#机组，二单元为3#和4#机组。每个单元加药计量泵包括锅炉补给水(生水经各种水处理方式净化后，用于补充火力发电厂的汽水损失)和炉水两种用水。现以二单元为例，加药系统采用两用一备共3台加药计量泵，即3#和4#机组各用l台加药计量泵，当其中1台出现故障时切换到备用泵。在该系统中通过检测pH值来控制炉水中磷酸盐的加入量，pH值要求控制在914～9.78，当其中1台机组的pH值低于9.4时，启动相应机组的加药泵。此时，磷酸盐加药箱内的磷酸盐溶液经过管道(管道上的阀门都为手动阀，正常时为打开状态)被泵入相应机组的除氧器出水管加药点。若3#机组的加药计量泵出现故障，则打开备用泵与其相连管道上的阀门，备用泵接替3#机组的加药计量泵，为3#机组的炉水加药;4#机组亦然。由于炉水中加入了适当的磷酸盐及氢氧化钠，可提高炉水的缓冲性能，并有利于维持炉水pH值的稳定性，从而防止锅炉水冷壁的结垢和腐蚀。

该系统将炉水水样经过减温减压装置引入磷酸表及pH表探头进行测量，经过模拟量转换，再经控制系统PID运算后控制变频器输出，控制加药泵转速，从而实时控制炉水的加药量，使炉水的磷酸根浓度与pH较好地保持在合格的范围内。图2给出其控制流程图。该控制分为调节器、执行器、被控对象及变送器4部分。其中，调节器由S7-200 PLC和相应控制软件组成;执行器由变频器、电机和计量泵组成;被控对象为炉水;变送器采用分析仪表，即pH表。

图2 控制流程图

3.1 控制流程

图3给出3#机组的炉水加药控制系统。该系统从在线分析仪表(磷酸根表、pH表)中提取4～20mA信号，根据运行工艺参数和确定的数学模型进行窗口式PID复合运算，中间结果送变频器，控制加药泵加药量以实现加药的自动闭环调节。

图3 3#机组炉水加药控制系统

3.2 控制系统组成

该控制系统选用上位机软件WinCC+西门子PLC的组合方案。PLC系统通过PorfiBus总线方式与上位机WinCC连接。如图4所示。其中上位监控部分由工业计算机(WinCC)来完成。监控工作人员可通过CRT实时监控系统的运行状况.设定或修改系统的运行参数，同时通过CRT远程软件控制系统运行。上位工控机进行数据处理和管理，并与MIS系统等联网。上位机可对控制器进行组态，组态范围包括控制器的网络地址和时间、选择控制算法、设定算法参数、设定控制量的设定点、选择算法中输入量及输出量的通道等。下位控制部分由安装在现场的一套可编程控制器(PLC)来完成。它是自动加药控制系统的核心，用于采集相应的水质数据。由于化学加药系统具有纯滞后性质，会导致控制作用不及时，引起系统产生超调或振荡，而利用计算机可方便实现滞后补偿。采用改进的数字PID控制算法和模糊控制算法，使控制器利用输出控制信号调节现场的交流变频器，进而控制电机的转速，以调节加药泵。电气部分的控制方式设计为远程和本地两种，以实现手动/半自动/自动三种功能，后两种功能由上位机切换。

图4 控制系统组成4 IFC算法的滤波处理应用

控制系统中，滤波程序的基本原理是在周期内连续采样5个数值，并求出其平均值采集当前值，并求出采集值与平均值的差值△=Xi-X;若|△|>0.2，则舍弃Xi，取X=0.2作为按实际情况设定的信号波动范围值;若|△|≤0.2，则X1出栈，X2替换X1，X3替换X2，X4替换X3，依次递推。用当前采样的X6替换X5，然后用这5个新数值再求X，进行比较，如此循环执行该程序即可实现滤波功能。图5为采用滤波程序后，放大了的pH值趋势，由此可见，滤波效果良好。图6给出控制操作界面图。

图5 放大的pH值滤波效果图

图6 控制操作界面图

5 结 语

实践证明，基于PLC的化学自动加药控制系统可灵活满足各类化学加药系统的在线监控。该系统投运以来，运行稳定、可靠、锅炉及辅机设备能全面实现自动调节，达到了预期效果，解决了以往手动控制难保证水质指标稳定的问题，减轻了运行人员的工作强度，得到*好评。