6ES7222-1HF22-0XA8量大从优

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在现场的各个采集点，通过一次采样装置，采集水温、水位、闸位、雨量等等各种数据，通过800M无线通讯将数据传给分中心FameView，分中心FameView再转发这些数据给中心站；分中心还可以通过电话线、微波等方式采集数据、处理数据，通过FameView监测着北京市的水情、雨量。
关键字：河湖管理；杰控；组态软件；FameView；水行业；水利

在北京市的河湖管理中心就安装着杰控的FameView网络客户机软件，在水利局管理中心站、玉渊潭分中心、龙潭湖分中心、土城分中心安装着FameView服务器软件，通过2M公网，完成庞大的数据采集、处理。
在现场的各个采集点，通过一次采样装置，采集水温、水位、闸位、雨量等等各种数据，通过800M无线通讯将数据传给分中心FameView，分中心FameView再转发这些数据给中心站；分中心还可以通过电话线、微波等方式采集数据、处理数据，通过FameView监测着北京市的水情、雨量。
在分中心站、中心站和客户机上，还可以进行复杂的数据处理和查询，首先FameView自动记录变化的各个采集量到数据库，并且能计算雨量差值存储；同时，设计出各种各样的数据查询报表，供北京市各部门参考。数据管理查询功能，能查询、管理当天、当月、当年的各种雨量和水情数据，的确是一套完善的SA系统。
FameView在国内的其他城市工厂的SA应用中（如天津、唐山、烟台、威海、德州、济宁等），不仅有800M，还有GPRS、CDMA、ADSL、GSM手机短信、宽带的广泛应用，并且能将远程视频结合到FameView中，将数据和图像控制和二为一。
FameView还可以和地理信息系统（GIS）结合起来，完成管理功能的数据采集传输，远程调度。在位置控制方式下，伺服驱动器接收数控主机发出的位置指令信号脉冲／方向，送入脉冲列形态，经电子齿轮分倍频后，在偏差可逆计数器中与反馈脉冲信号比较后形成偏差信号。反馈脉冲是由光电编码器检测到电机实际所产生的脉冲数，经四倍频后产生的。位置偏差信号经位置环的复合前馈控制器调节后，形成速度指令信号。速度指令信号与速度反馈信号与位置检测装置相同比较后的偏差信号经速度环比例积分控制器调节后产生电流指令信号，在电流环中经矢量变换后，由ＳＰＷＭ输出转矩电流，控制交流伺服电机的运行。

在某些传动领域内，需要对被控对象实现高精度的位置控制，而实现精确位置控制的一个基本条件是需要有高精度的执行机构。当脉冲当量和进给速度都要求太高时，传统的步进电机或直流伺服电机将面临一系列问题，且实现起来难度大，成本较高。而近些年兴起的交流伺服电机传动技术却能以较低的成本获取极高的位置控制精度，世界上许多知名电机制造商如松下，三洋，西门子等公司纷纷推出自己的交流伺服电机和伺服驱动器。日本松下公司的ＭＩＮＡＳ Ａ系列为比较典型的一种。

位置控制精度由光电编码器每转产生的脉冲数控制。它分增量式光电编码器和绝对式光电编码器。增量式编码器构造简单，易于掌握，平均寿命长，分辨，实际应用较多。本系统采用的是增量式光电编码器。绝对式光电编码器按二进制编码输出，信号线多，由于精度取决于位数，所以高分辨率不易得到。但是这种编码器即使不动时也能输出绝对角度信息，主要用于全闭环高级数控机床中

表操作指令如表4-25所示。

表4-25  表操作指令

名称

指令格式

（语句表）

功能

操作数

表存数指令

ATT DATA，TABLE

将一个字型数据DATA添加到表TABLE的末尾。EC值加1

DATA，TABLE：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW，T，C，AC，*VD，*AC，*LD

DATA还可以是AIW，AC和常数

表取数指令

FIFO TABLE，DATA

将表TABLE的第一个字型数据删除，并将它送到DATA指定的单元。表中其余的数据项都向前移动一个位置，同时实际填表数EC值减1

DATA，TABLE：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW，T，C， *VD，*AC，*LD

DATA还可以是AQW和AC

LIFO TABLE，DATA

将表TABLE的最后一个字型数据删除，并将它送到DATA指定的单元。剩余数据位置保持不变，同时实际填表数EC值减1

表查找指令

FND= TBL，PTN，INDEX

FND<> TBL，PTN，INDEX

FND< TBL，PTN，INDEX

FND> TBL，PTN，INDEX

搜索表TBL，从INDEX指定的数据项开始，用给定值PTN检索出符合条件（=，<>，<，>）的数据项
如果找到一个符合条件的数据项，则INDEX指明该数据项在表中的位置。如果一个也找不到，则INDEX的值等于数据表的长度。为了搜索下一个符合的值，在再次使用该指令之前，必须先将INDEX加1

TBL：VW，IW，QW，MW，SMW，LW，T，C， *VD，*AC，*LD

PTN，INDEX：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW，T，C，AC， *VD，*AC，*LD

PTN还可以是AIW和AC

西门子S7系列可编程控制器分为S7-400、S7-300、S7-200三个系列，分别为S7系列的大、中、小型可编程控制器系统。S7-200系列可编程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本型号，常见的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四种基本型号。

小型PLC中，CPU221价格低廉能满足多种集成功能的需要。CPU 222是S7-200家族中的单元，通过可连接的扩展模块即可处理模拟量。CPU 224具有更多的输入输出点及更大的存储器。CPU 226和226XM是功能最强的单元，可完全满足一些中小型复杂控制系统的要求。四种型号的PLC具有下列特点：

（1）集成的24V电源

可直接连接到传感器和变送器执行器，CPU 221和CPU222具有180mA 输出。CPU224输出280mA，CPU 226、CPU 226XM输出400mA 可用作负载电源。

（2）高速脉冲输出

具有2 路高速脉冲输出端，输出脉冲频率可达20KHz，用于控制步进电机或伺服电机，实现定位任务。

（3）通信口

CPU 221、CPU222和CPU224具有1个RS-485通信口。CPU 226、CPU 226XM具有2个RS-485通信口。支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力。

（4）模拟电位器

CPU221/222有1个模拟电位器，CPU224/226/226XM有2个模拟电位器。模拟电位器用来改变特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的数值，以改变程序运行时的参数。如定时器、计数器的预置值，过程量的控制参数。

（5）中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。

（6）EEPROM 存储器模块（选件）

可作为修改与拷贝程序的快速工具，无需编程器并可进行辅助软件归档工作。

（7）电池模块

用户数据（如标志位状态、数据块、定时器、计数器）可通过内部的超级电容存储大约5 天。选用电池模块能延长存储时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。

（8）不同的设备类型

CPU 221~226 各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。

（9）数字量输入/输出点

CPU 221具有6个输入点和4个输出点；CPU 222具有8个输入点和6个输出点；CPU 224 具有14个输入点和10个输出点；CPU226/226XM 具有24个输入点和16个输出点。CPU22X主机的输入点为24V直流双向光电耦合输入电路，输出有继电器和直流（MOS型）两种类型。

（10）高速计数器

CPU 221/222有4个30KHz高速计数器，CPU224/226/226XM有6个30KHz的高速计数器，用于捕捉比CPU扫描频率更快的脉冲信号

 现在全世界供电系统是以大机组、大电网、高电压为主要特征的集中式单一供电系统。虽然全世界的电力负荷都由这种集中单一的大电网供电，但是当今社会对能源与电力供应的质量与性要求越来越高，大电网由于自身的缺陷已经不能满足这种要求。由于大电网中任何一点的故障所产生的扰动都会对整个电网造成较大影响，严重时可能引起大面积停电甚至是全网崩溃，造成灾难性后果，这样的事故在国外时有发生；而且这种大电网又极易受到战争或恐怖势力的破坏，严重时将危害国家的安全，如科索沃战争和刚刚结束的海湾战争等；另外集中式大电网还不能跟踪电力负荷的变化，而为了短暂的峰荷建造发电厂其花费是巨大的，经济效益也非常低。根据西方国家的经验：大电网系统和分布式发电系统相结合是节省投资，降低能耗，提高系统安全性和灵活性的主要方法。 

    1分布式发电的简介 

    分布式发电指的是在用户现场或靠近用电现场配置较小的发电机组(一般低于30MW)，以满足特定用户的需要，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。这些小的机组包括燃料电池，小型燃气轮机，或燃气轮机与燃料电池的混合装置。由于靠近用户提高了服务的可靠性和电力质量。技术的发展，公共环境政策和电力市场的扩大等因素的共同作用使得分布式发电成为新世纪重要的能源选择。 

    通过分布式发电和集中供电系统的配合应用有以下优点： 

    (1)分布式发电系统中各电站相互独立，用户由于可以自行控制，不会发生大规模停电事故，所以性比较高； 

    (2)分布式发电可以弥补大电网安全稳定性的不足，在意外灾害发生时继续供电，已成为集中供电方式不可缺少的重要补充； 

    (3)可对区域电力的质量和性能进行实时监控，非常适合向农村、牧区、山区，发展中的中、小城市或商业区的居民供电，可大大减小环保压力； 

    (4)分布式发电的输配电损耗很低，甚至没有，无需建配电站，可降低或避免附加的输配电成本，同时土建和安装； 

    (5)可以满足特殊场合的需求，如用于重要集会或庆典的(处于热备用状态的)移动分散式发电车； 

    (6)调峰性能好，操作简单，由于参与运行的系统少，启停快速，便于实现全自动。 

    2分布式发电的分类 

    根据所使用一次能源的不同，分布式发电可分为基于化石能源的分布式发电技术、基于可再生能源的分布式发电技术以及混合的分布式发电技术。 

    (1)基于化石能源的分布式发电技术主要由以下三种技术构成：①往复式发动机技术：用于分布式发电的往复式发动机采用四冲程的点火式或压燃式，以汽油或柴油为燃料，是目前应用最广的分布式发电方式。但是此种方式会造成对环境的影响，最近通过对其技术上的改进，已经大大减少了躁音和废气的排放污染。②微型燃气轮机技术：微型燃气轮机是指功率为数百千瓦以下的以天然气、甲烷、汽油、柴油为燃料的超小型燃气轮机。但是微型燃气轮机与现有的其它发电技术相比，效率较低。满负荷运行的效率只有30%，而在半负荷时，其效率更是只有10%～15%，所以目前多采用家庭热电联供的办法利用设备废弃的热能，提高其效率。目前国外已进入示范阶段，其技术关键主要是高速轴承、高温材料、部件加工等。③燃料电池技术：燃料电池是一种在等温状态下直接将化学能转变为直流电能的电化学装置。燃料电池工作时，不需要燃烧，同时不污染环境，其电能是通过电化学过程获得的。在其阳极上通过富氢燃料，阴极上面通过空气，并由电解液分离这两种物质。在获得电能的过程中，一些副产品仅为热、水和二氧化碳等。氢燃料可由各种碳氢源，在压力作用下通过蒸汽重整过程或由氧化反应生成。因此它是一种很有发展前途的洁净和的发电方式，被称为21世纪的分布式电源。 
    (2)基于可再生能源的分布式发电技术主要由以下几种技术构成：①太阳能光伏发电技术：太阳能光伏发电技术是利用半导体材料的光电效应直接将太阳能转换为电能。光伏发电具有不消耗燃料、不受地域限制、规模灵活、无污染、、维护简单等优点。但是此种分布发电技术的成本非常高，所以现阶段太阳能发电技术还需要进行技术改进，以降而适合于广泛应用。(2)风力发电技术是将风能转化为电能的发电技术，可分为独立与并网运行两类，前者为微型或小型风力发电机组，容量为100W～10kW，后者的容量通常超过150kW。近年来，风力发电技术进步很快，单机容量在2MW以下的技术已很成熟。 

    (3)混合的分布式发电技术通常是指两种或多种分布式发电技术及蓄能装置组合起来，形成复合式发电系统。目前已有多种形式的复合式发电系统被提出，其中一个重要的方向是热电冷三联产的多目标分布式供能系统，通常简称为分布式供能系统。其在生产电力的同时，也能提供热能或同时满足供热、制冷等方面的需求。与简单的供电系统相比，分布式供能系统可以大幅度提高能源利用率、降低环境污染、改善系统的热经济性。 

    3分布式发电在国内外的发展状况与前景 

    (1)在美国，容量为1kW到10MW分布式电源发电和储能单元正在成为未来分布式供能系统的有用单元。由于分布式电源的高可靠性、高质量、率以及灵活性，故可满足工业、商业、居住和交通应用的一系列要求。预计几年后，新一代的微汽轮机(10～250kW)可以完全商业化，为调峰和小公司余热发电提供了新机会。 

    在美国国内到2020年，由于新的能源需求与老的电厂的退役，估计要增加1.7×1012kW·h的电，几乎是近20年增量的2倍。为满足市场需要，下一个10年之后，美国的分布式发电市场装机容量估计每年将达5×109～6×109W，为解决这个巨大的缺口，美国能源部提出了以下几个涉及分布式发电技术的计划，包括燃料电池、分布式发电涡轮技术、燃料电池和涡轮的混合装置等。可以预料，在不久以后，分布式发电技术将在美国得到相当的发展。 

    (2)在我国，随着经济建设的飞速发展，我国集中式供电网的规模迅速膨胀。这种发展所带来的安全性问题不容忽视。由于各地经济发展很不平衡，对于广大经济欠发达的农村地区来说，特别是农牧地区和偏远山区，要形成一定规模的、强大的集中式供配电网需要巨额的投资和很长的时间周期，能源供应严重制约这些地区的经济发展。而分布式发电技术则刚好可以弥补集中式发电的这些局限性。在我国西北部广大农村地区风力资源十分丰富，像内蒙古已经形成了年发电量1亿kW·h的电量，除自用外，还可送往北京地区，这种无污染绿色能源可以减轻当地的环境污染。

在可再生能源分布式发电系统中的除风力发电外，还有太阳能光伏电池、中小水电等都是解决我国偏远地区缺电的良好办法。因此，应引起足够的重视。 
    在我国城镇，分布式发电技术作为集中供电方式技术不可缺少的重要补充，将成为未来能源领域的一个重要发展方向。而在分布式发电技术中应用最为广泛、前景最为明朗的，应该首推热电冷三联产技术，因为对于中国大部分地区的住宅、商业大楼、医院、公用建筑、工厂来说，都存在供电和供暖或制冷需求，很多都配有备用发电设备，这些都是热电冷三联产的多目标分布式供能系统的广阔市场。 

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