西門子S120電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊6SL3120-1TE23-0AC0

CR2,，18 槽,，2 段可安裝 2 個(gè)冗余 PS 電源模塊 6ES7 401-2TA01-0AA0
CR3，4 槽 6ES7 401-1DA01-0AA0
UR1,，18 槽,，可安裝 2 個(gè)冗余 PS 電源模塊 6ES7 400-1TA01-0AA0
UR1,，18 槽，鋁質(zhì),，可安裝 2 個(gè)冗余 PS 電源模塊 6ES7 400-1TA11-0AA0
UR2,，9 槽，可安裝 2 個(gè)冗余 PS 電源模塊 6ES7 400-1JA01-0AA0
UR2,，9 槽,，鋁質(zhì)，可安裝 2 個(gè)冗余 PS 電源模塊 6ES7 400-1JA11-0AA0
UR2-H,，2×9 槽 6ES7 400-2JA00-0AA0
UR2-H,，2×9 槽，鋁質(zhì) 6ES7 400-2JA10-0AA0
ER1 擴(kuò)展機(jī)架,，18 槽,，只用于信號模塊，可安裝 2 個(gè)冗余 PS 電源模塊 6ES7 403-1TA01-0AA0
ER1 擴(kuò)展機(jī)架,，18 槽,，鋁質(zhì)，只用于信號模塊,，可安裝 2 個(gè)冗余 PS 電源模塊 6ES7 403-1TA11-0AA0
ER2 擴(kuò)展機(jī)架,，9 槽，只用于信號模塊,，可安裝 2 個(gè)冗余 PS 電源模塊 6ES7 403-1JA01-0AA0
ER2 擴(kuò)展機(jī)架,，9 槽，鋁質(zhì),，只用于信號模塊,，可安裝 2 個(gè)冗余 PS 電源模塊 6ES7 403-1JA11-0AA0
S7-400 電源
PS 405：4 A，24/48/60 V DC,，5 V DC/4 A 6ES7 405-0DA02-0AA0
PS 405：10 A,，24/48/60 V DC，5 V/10 A DC 6ES7 405-0KA02-0AA0
PS 405：10 A,，24/48/60 V DC,，DC，5 V DC/10 A,，用于冗余電源  6ES7 405-0KR02-0AA0
PS 405：20 A,，24/48/60 V DC，5 V DC/20 A 6ES7 405-0RA02-0AA0
PS407：4 A,，120/230 V UC,，5 V DC/4 A 6ES7 407-0DA02-0AA0
PS407：10 A，120/230 V UC，5 V DC/10 A 6ES7 407-0KA02-0AA0
PS407：10 A,，120/230 V UC,，5 V DC/10 A，用于冗余電源  6ES7 407-0KR02-0AA0
PS407,，20 A,，120/230 V UC，5 V DC/20 A 6ES7 407-0RA02-0AA0
S7-400 備份電池,，3.6 V/2.3 AH,，用于 PS 405 4 A/10 A/20 A 和 PS 407 4 A/10 A/20 A 6ES7 971-0BA00
S7-400 CPU
CPU 412-1：288 KB（144 KB CODE，144 KB DATA）,，75 ns,，集成 MPI/DP 接口 6ES7 412-1XJ05-0AB0
CPU 412-2 PN：1 MB（0,5 MB CODE，0,5 MB DATA）,，集成接口：1. MPI/DP 12 MBIT/S（X1）,，2. ETHER/PROFI-
（X5），
6ES7 412-2EK06-0AB0
CPU 412-2：512 KB (256 KB CODE,，256 KB DATA）,，集成接口：1. MPI/DP 12 MBIT/S，2. PROFIBUS DP 6ES7 412-2XJ05-0AB0
CPU 414-2：1 MB（0,5 MB CODE,，0,5 MB DATA）,，集成接口：1. MPI/DP 12 MBIT/S，2. PROFIBUS DP 6ES7 414-2XK05-0AB0
CPU 414-3 PN/DP：4 MB（2 MB KB CODE,，2 MB DATA）,，集成接口：1. MPI/DP 12 MBIT/S（X1），2. ETHER/PROFI-
（X5）,，3. 可擴(kuò)展的 IF964-DP（IF1）
6ES7 414-3EM06-0AB0
CPU 414-3：2.8 MB（1.4 MB CODE,，1.4 MB DATA），集成接口：1. 12 MBIT/S,，2. PROFIBUS DP,，3. 可擴(kuò)展的IF964-DP
（IF1）
6ES7 414-3XM05-0AB0
CPU 416-2：5.6 MB（2.8 MB CODE，2.8 MB DATA）,，集成接口：1. MPI/DP 12 MBIT/S,，2. PROFIBUS DP 6ES7 416-2XN05-0AB0
CPU 416-3 PN/DP：16 MB（8 MB KB CODE，8 MB DATA）,，集成接口：1. MPI/DP 12 MBIT/S（X1）,，2. ETHERNT/PRO-
FINT（X5）,，3. 可擴(kuò)展的 IF964-DP（IF1）
6ES7 416-3ES06-0AB0
CPU 416-3：11.2 MB（5.6 MB CODE,，5.6 MB DATA），集成接口：1. MPI/DP 12 MBIT/S，2. PROFIBUS DP,，3. 可擴(kuò)展的
IF964-DP（IF1）
6ES7 416-3XR05-0AB0
CPU 417-4：30 MB（15 MB CODE,，15 MB DATA）， 集成接口：1. MPI 12 MBIT/S,，2. PROFIBUS DP,，3./4. 可擴(kuò)展的
IF964-DP（IF1）
6ES7 417-4XT05-0AB0
IF964-DP 接口模塊，用于 S7-400 DP 主站 6ES7 964-2AA04-0AB0
S7-400H CPU
412-5H 系統(tǒng)套件,，包括 1 X UR2-H,，無存儲卡， 2 X PS407 UC120/230V,， 10A,， 4 X 同步模塊，2 X 同步光纖,， 2 X
CPU 412-5H,， 4 粒備份電池
6ES74000HR014AB0
414-5H 系統(tǒng)套件，包括 1 X UR2-H,，無存儲卡,， 2 X PS407 UC120/230V,， 10A,， 4 X 同步模塊,，狀 2 X 同步光纖,， 2 X
CPU 414-5H,， 4 粒備份電池
6ES74000HR024AB0
416-5H 系統(tǒng)套件,，包括 1 X UR2-H,，無存儲卡,， 2 X PS407 UC120/230V,， 10A,， 4 X 同步模塊，狀 2 X 同步光纖,， 2 X

西門子S120電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊6SL3120-1TE23-0AC0

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　1．1 糖化工藝生產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)

　　整套工序包括：原料進(jìn)倉階段,、醪液形成階段、煮醪與并醪工序,、過濾工序,、蒸發(fā)工序、冷卻工序,、供水系統(tǒng),、CIP自動(dòng)清洗系統(tǒng)和安全連鎖控制。

　　糖化系統(tǒng)一般由糊化鍋,、過濾槽,、暫存鍋,、煮沸、澄清槽組成,，這是糖化工藝的主要組成部分,，它們由鍋、槽,、打料泵,、各種閥門以及工藝管路組成。生產(chǎn)管路結(jié)構(gòu)圖如圖1所示,。由于該系統(tǒng)的控制量較多,，限于篇幅原因，文中僅介紹具有代表性的主控制器CPU224的輸入輸出接口電路圖(圖2所示是CPU224的輸入接口電路圖,，圖3所示是CPU224的輸出接口電路圖)和溫度測量模塊接口電路圖(圖4所示),。本文2 軟件設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)主要任務(wù)是控制醪液的溫度，通過3次加溫,、3次保溫,，對醪液進(jìn)行處理，根據(jù)糊化鍋溫度控制曲線對糊化鍋內(nèi)的醪液進(jìn)行加熱控制,，從而達(dá)到要求,。系統(tǒng)程序大部分使用梯形圖編制，梯形圖直觀易懂,，較多的采用時(shí)間繼電器,，在編寫程序中，對每個(gè)PLC輸出只需分析找到其開關(guān)條件,，則可以順序編寫,，從而使程序簡明。

　　下面的一段程序是50 ℃時(shí)糊化鍋溫度控制程序,，通過對溫度控制曲線的分析,，用STEP7中的PID指令向?qū)K對溫度達(dá)到控制要求。

　　3 結(jié)論

　　本系統(tǒng)通過可編程邏輯控制器完成了啤酒糖化工藝的控制過程,，附以上位機(jī)完成人機(jī)對話及數(shù)據(jù)處理工作,，提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性的同時(shí)也降低了系統(tǒng)成本。該控制系統(tǒng)已用于國內(nèi)某啤酒制造有限公司的糖化工藝自動(dòng)控制生產(chǎn)線,，實(shí)際應(yīng)用表明該控制系統(tǒng)具有穩(wěn)定可靠,、生產(chǎn)效率高及節(jié)能等特點(diǎn)，達(dá)到了改造的要求,，為企業(yè)創(chuàng)造了巨大的效益,。

　　1)CPU輸入輸出模塊

　　本系統(tǒng)選用S7—200系列CPU224作為主控制器，集成14輸入／10輸出共24個(gè)數(shù)字量I／O點(diǎn),。與CPU224兼容的數(shù)字量擴(kuò)展模塊,，選用8輸入／8輸出的的EM223模塊,，以補(bǔ)充CPU224的數(shù)字量輸入與輸出的不足。

　　2)EM231熱電偶模塊

　　本系統(tǒng)對糊化鍋和糖化鍋的溫度進(jìn)行檢測和控制,，采用EM231熱電偶模塊對鍋內(nèi)醪液溫度進(jìn)行檢測和讀取，EM231熱電偶模塊將檢測到溫度模擬量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字量,，通過CPU發(fā)出數(shù)字量控制信號,，再通過模擬量輸出模塊將數(shù)字量裝換成模擬量控制信號輸出到調(diào)節(jié)閥上，從而達(dá)到模擬量檢測和控制的目的,。

　　EM231熱電偶模塊是專門用于對熱電偶輸出信號進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換的智能模塊,。它可以連接7種類型的熱電偶(J，K,，E,，N，S,，T和R),，可用于測量0～+／-80 mV范圍的低電平模擬信號?？蛇B接4種類型的熱電阻(Pt,，Cu，Ni和普通電阻),。

　　1．2 系統(tǒng)控制功能概述

　　對于控制整個(gè)糖化工藝生產(chǎn)過程來說,，其所用設(shè)備較大，工藝管線復(fù)雜,，需要各種檢測,，調(diào)節(jié)及控制的閥門數(shù)量繁多。根據(jù)這些條件,，測控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)采用分層式集散系統(tǒng),，以適應(yīng)不同的生產(chǎn)需要和操作要求。應(yīng)用PLC不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制,，還能完成各種閉環(huán)控制,，其可靠性高，抗干擾能力強(qiáng),，維護(hù)量小,，能方便地與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)通訊。該系統(tǒng)在設(shè)定狀態(tài)下無需人工值守,，一鍵控制即可實(shí)現(xiàn)糖化工藝自動(dòng)生產(chǎn)過程,，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

　　按下系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕SB1,，系統(tǒng)啟動(dòng),，接通10．0,，輸出繼電器Q0．7和Q1．0(糊化鍋進(jìn)料閥A1、A2打開),，攪拌電機(jī)D1和D2啟動(dòng)(Q0．0和Q0．1得電)且攪拌電機(jī)指示燈亮(Q3．0和Q3．1),；進(jìn)料的同時(shí)關(guān)閉排污管道的閥門(Q0．6、Q2．0和Q2．3),。同時(shí)啟動(dòng)攪拌機(jī)過流及過壓保護(hù)信號,，待到糊化鍋內(nèi)的料加到液位時(shí)，關(guān)閉進(jìn)料閥門,，開始加熱糊化鍋內(nèi)的料液,，經(jīng)過三次加熱及三次保溫(分別是50℃、85％和101 ℃),。然后并醪工藝開始,，并醪閥F5及F8打開(Q0．6與Q2．2得電)，并醪泵B1啟動(dòng)且指示燈打開(Q0．2得電),，糖化鍋蒸汽閥F12打開(Q2．6得電),。糖化鍋進(jìn)行加熱，加熱到63℃,，充分混合醪液,，停止攪拌機(jī)(當(dāng)攪拌機(jī)發(fā)生故障時(shí)，通過其故障信號使繼電器斷開,，攪拌機(jī)停止運(yùn)行),，將醪液傳送至過濾槽。

　　2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2．1 硬件電路設(shè)計(jì)

　　在該系統(tǒng)控制過程中,，需要控制的信號包括14個(gè)開關(guān)閥門的控制信號,，2個(gè)蒸汽調(diào)節(jié)閥的控制輸出，2個(gè)攪拌電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測,，糊化鍋高,、低液位控制，糊化鍋蒸汽管道壓力值和糊化鍋內(nèi)醪液的溫度的控制,，糖化鍋高,、低液位控制，糖化鍋蒸汽管道壓力值和糖化鍋內(nèi)醪液的溫度的控制,。另外對2個(gè)攪拌電機(jī),，一個(gè)并醪泵進(jìn)行過熱，過流保護(hù)的控制,，并加人工作指示燈,。下表是部分I／O端口分配表。