1 设备及工艺要求

    WS1.1工位用于把滚针轴承端盖孔内。其工作如下：先把端盖压台上，再把滚针轴承放入压头槽内，然后同时揿下双手按钮，如果轴承方向正确，则夹具锁紧，压机下压，否则，红灯闪烁，压机不工作，同时OP3操作面板上显示有关错误信息。当压机下压时，启动CoMoⅡ-S智能测量仪表，对压力和位移进行检测，如果结果合格，则绿灯亮，压机退回，夹具松开，可以将零件转入下道工序；如果结果不合格，则红灯亮，按下复位按钮后，夹具松开，取出零件，并让它通过废品确认检测点，再放入废品盒内，数秒钟以后，方能重复下次循环，每次装配的结果都能以文本即时在OP3操作面板上显示出来。

    根据工艺要求，不仅终压力应控制在一定的范围，深度即位移量达到一定值，而且要求中的压力和位移也应一定的对应关系，不同的位移，对应的压力应控制在一定的范围，否则，加工出的零件不合格。为了能实时检测压力和位移，得出两者间的在线关系曲线，并据此对作出评估，采用了Kistler的CoMoⅡ-S智能测量仪表。这种新型监测仪表，内置电荷和电压放大器，可以同时采集压力及位移传感器两路模拟输入，自动选择量程和不同的坐标刻度，得出测量曲线，具有阀值、容差带、方框和终位等多种分析功能，可以根据需要选择不同的组合对各种进行分析和监测，并能方便地与PLC接口。压机及其它机构的全部由气压驱动，为使压力平稳，选用了TOX气液增力缸作为压力元件，由电磁阀控制其升降。

    2 设计

    2.1 硬件组成

    根据该工位输入输出的点数及控制要求，选用了性价比很高的SIEMENS S7-214 PLC作为控制核心，同时还扩展了一块EM223数字量模块，此外，还包括直流电源模块，双手操作按钮控制模块以及PLC编程用的与PC连接的PC/PPI电缆等，

    为了实现人机对话功能，如状态及变量显示、参数修改等，还扩展了1台OP3操作面板，它通过一根专用电缆与PLC的本机通讯口连接。

    2.2 控制设计

    控制程序采肧TEP7——Micro/WIN以语句表编写，不需专用的编程器，而OP3操作面板则采用ProTool组态编程。控制程序分自动和手动两部分。在手动部分，通过OP3可分别操纵所有运动机构的，包括压机、夹具的作用、CoMoⅡ-S智能仪表的参数集选择及启动，便于调试。在自动部分，所有按要求顺序完成。为了使PLC与OP3之间相互交换信息，程序中定义了一些内部标志寄存器位，同时还使用了顺序继电器指令，使各程序步之间互锁，了可靠

1 引言

    集中供热因具有节约能源和城市等方面的积极作用，而日益成为城市公用事业的一个重要组成部分。着眼于青岛市向现代化大都市的发展，华电青岛发电有限公司在市委、市及集团公司的支持下，积极开展热电联产项目，了青岛市集中供热布局的大、大发展，及2008年青岛赛区的要求。同时，也使整个青岛市区大气和市民生活品质了大幅度的。
　　
    作为集中供热的主要组成部分——换热首站，是热源输出的重要关口。2004年10月在华电青岛发电有限公司建成了青岛市市的无人值守换热首站，供热面积达70万平方米，成为了青岛市自动化程度及投入的换热首站之一。
　　
    2 换热首站自控的设计要求

    该换热首站主要由三台汽水换热器组成的换热、四台循环水泵组成的循环水及两台补水泵组成的补水来构成。根据生产工艺设计要求，换热首站的自控采用典型的两级监控。机以的工业控制计算机（IPC）作为主要的人机界面（HMI），为生产级，完成对下位机的监控、生产操作等，主要面向操作人员；下位机由可编程控制器（PLC）构成，为基础测控级，完成生产现场的数据采集及控制等，面向生产。　　
　　
    （1）在生产中，存在大量的物理量，如压力、温度、流量等模拟量参数。需要通过PLC对这些参数进行实时采集和处理。
　　
    （2）换热首站的自动控制，即实现整个进汽和供水的全自动控制，进行故障诊断，并在监控画面上显示各工况参数并控制设备运行状态。
　　
    （3）根据本地的气候条件以及供热对象的特性，给出一条室外温度与二次供水温度之间的对应曲线。控制器可以通过这条曲线根据室外温度传感器测量的室外温度对一次供汽流量进行控制，已达到对二次供水温度的控制。此设计的特点在于能够通过室外温度对二次供水的温度进行控制，以达到节省能源，供热的目的。另外在控制器中晚间节能的设置，根据需要设置晚间供热温度。
　　
    （4）自控通过加入时间日程表的控制，实现当中不同时刻对应不同的温度。
　　
    （5）通过采用西门子的压力传感器、控制器以及变频器来实现对二次供水压力的控制，由于控制器可编程的灵活性，可以实现变频器的低频，以避免变频器、水泵长时间在低频运行，从而保护电机及变频器。当一台补水泵无法通过变频补水达到所要求的压力时，控制器可使另一台备用泵以工频的进行补水。终实现更加智能化的恒压补水控制。
　　
    （6）对调节可采用手操器控制，确保进汽和供水的温度、压力准确，使换热温度达到用户的要求，并对其故障实现实时和连锁启停切换控制。以1#换热器为例，具体调节控制单元如下：
　　
    ①1#换热器二次供水温度调节控制回路
　　主要功能:通过控制1#换热器一次蒸汽管网入口蒸汽调节阀CV-101A实现1#换热器二次侧热水出口温度的自动控制。
　　控制回路名称 : TIC-101A
　　变量 : TI-202A(1#换热器二次供水温度)
　　控制输出 : CV-101A(1#换热器一次蒸汽调节阀调节)
　　
    ②1#换热器冷凝水水位调节控制回路
　　主要功能:通过控制1#换热器冷凝水排水调节阀CV-301A实现1#换热器冷凝水水位的自动控制。
　　控制回路名称 : LIC-301A
　　变量 : LI-301A(,1#换热器冷凝水水位)
　　控制输出 : CV-301A(1#换热器冷凝水排水调节阀调节)
　　
    ③补水流量调节控制回路
　　主要功能:通过控制补水流量调节阀CV-302实现二次回水压力的定压自动控制。
　　控制回路名称 : FIC-302
　　变量 : PI-204(次回水压力/泵入口)
　　控制输出 : CV-302(二次回水补水流量调节阀调节)

    ④二次供水压力调节控制回路
　　主要功能:通过控制循环水泵变频器转速实现二次供水压力的定压自动控制。
　　控制特性:
　　变频转速为额定转速的20%(10Hz)。
　　控制偏差为±0.625%(±0.01MPa)
　　待运行后将1#/2#补水泵调节回路设为自动控制。
　　控制回路名称 : BPQ2
　　变量 : PI-203(二次供水压力/换热器出口总管)
　　控制输出 : 2BPQ-F(1#/2#循环水泵变频器转速调节)
　　
    ⑤二次回水压力自动控制回路
　　主要功能:通过控制疏水水泵变频器转速实现二次回水压力自动定压控制。
　　控制特性:
　　当二次回水压力低于0.46MPa时自动启动变频器对进行补水,当压力达到额定值时变频器在某转速恒定运行,后可手动停止变频器运行。
　　为避免变频器在达到额定压力时出现转速波动的情况,控制死区宽度设置为1.6×±0.625%=±0.01MPa,即当测量压力与设定压力出现±0.01MPa误差时,变频器转速恒定不变。
　　变频转速为额定转速的20%(10Hz)。
　　待运行后将1#/2#补水泵调节回路设为自动控制。
　　控制回路名称 : BPQ1
　　变量 : PI-204(二次回水压力/滤污器出口)
　　控制输出 : 1BPQ-F(1#/2#疏水泵变频器转速调节)
　　
    （7）该换热首站监控共需处理72个数字量输入点、64个数字量输出点、48个模拟量输入点和10个模拟量输出点。
　　
    （8）可使运行操作人员通过机中的视频窗口实时监控现场设备运行状况。
　　按照上述设计要求，整个换热首站自控可具有良好的自适应能力，可以实现无人值守、节能的设计目标