CODESYS在嵌入式自動(dòng)化的應(yīng)用案例：蒸汽發(fā)生器

地點(diǎn)：
德國Krefeld

目標(biāo)

根據(jù)需要并以節(jié)能的方式提供蒸汽。

解決方案：
帶有SmartWire-DT系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器PKZ、安全控制繼電器easySafety、斷路器FAZ。

背景

許多工廠都需要連續(xù)性、季節(jié)性或階段性的使用蒸汽。應(yīng)用范圍從消毒或容器清潔（例如在食堂廚房和醫(yī)院中）到食品加工或混凝土廠。蒸汽還可以加熱足球場的草坪，或?yàn)楸睒O的破冰船除冰。

挑戰(zhàn)

快速蒸汽發(fā)生器啟動(dòng)后，首先將水泵接入加熱系統(tǒng)，達(dá)到目標(biāo)流速后，鍋爐立即啟動(dòng)，最終通過水汽分離釋放蒸汽。現(xiàn)在，鍋爐升至設(shè)定的目標(biāo)壓力。過去，蒸汽發(fā)生器尤其是大容量的熱水鍋爐，具有兩級(jí)回路，即50％和100％。如今，Certuss生產(chǎn)高速蒸汽發(fā)生器，從第一階段開始就以調(diào)節(jié)方式產(chǎn)生50％至100％的蒸汽。無需存儲(chǔ)蒸汽，就可以保證恒定、均勻的蒸汽輸送。通過這種方式，可以精確調(diào)節(jié)能量。

解決方案

Certuss選擇了具有7英寸寬屏、集成CANopen總線和SmartWire-DT接口的Eaton XV102----帶觸摸屏的控制器，用于蒸汽發(fā)生器的電氣控制。帶觸摸屏的控制器可直接訪問各個(gè)執(zhí)行器，例如泵，鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)扇或其他加熱器。泵通過SmartWire-DT的PKZ電機(jī)啟動(dòng)器進(jìn)行控制，SmartWire-DT軟件的一個(gè)優(yōu)勢是集成用戶診斷功能：故障以純文本形式顯示在觸摸屏上，因此可以快速定位并消除故障。一個(gè)PLC控制整個(gè)系統(tǒng)，可以與Galileo可視化軟件通信，能夠使用CODESYS編程。將來，根據(jù)客戶的要求，Certuss蒸汽發(fā)生器還將通過Profibus或A-DSL或GSM模塊配備基于以太網(wǎng)的遠(yuǎn)程訪問，屆時(shí)整個(gè)系統(tǒng)可以通過SMS服務(wù)器啟動(dòng)或停止。有幾種授權(quán)級(jí)別可以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問，最低級(jí)別僅允許操作員打開和關(guān)閉鍋爐，必要時(shí)向技術(shù)或生產(chǎn)經(jīng)理發(fā)送SMS批準(zhǔn)請(qǐng)求。此外，該過程以圖形方式進(jìn)行動(dòng)畫展示，因此通過圖形提示操作員必須在哪個(gè)時(shí)間操作哪個(gè)閥門。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)為全自動(dòng)系統(tǒng)，但出于安全原因每次開機(jī)時(shí)需要初始化。所有設(shè)備運(yùn)行時(shí)間和錯(cuò)誤消息均與系統(tǒng)日期和時(shí)間一起保存。這樣，管理人員可以隨時(shí)查看鍋爐的狀態(tài)或手動(dòng)開啟和關(guān)閉設(shè)備的頻率。為了符合當(dāng)前的信號(hào)采集需求，Eaton的easySafety分別為所有壓力和溫度分配輸入通道。easySafety的優(yōu)點(diǎn)是易于安裝：安全信號(hào)燈指示是否存在接線錯(cuò)誤或電線短缺。憑借其新一代系統(tǒng)，Certuss尤其重視在任何控制技術(shù)中實(shí)現(xiàn)無故障集成。這些系統(tǒng)可以通過總線系統(tǒng)的分散連接，這樣可以在發(fā)生故障的情況下簡化鍋爐的排氣控制，或支持其他鍋爐的蒸汽生產(chǎn)需求。在較大的工廠中，可以通過環(huán)形線路系統(tǒng)（例如，通過以太網(wǎng)）在鍋爐之間分配生產(chǎn)需求。賽特斯（Certuss）系統(tǒng)還為控制柜的構(gòu)造提供了高度的靈活性：氣體控制柜是標(biāo)準(zhǔn)型，對(duì)此控制系統(tǒng)進(jìn)行較小的改動(dòng)便可用于制造油或氣油。為這些額外的功能提供了電路圖，同樣軟件也有類似的擴(kuò)展能力。因此，客戶在訂購軟件系統(tǒng)時(shí)不會(huì)只考慮現(xiàn)在的需求，而是想要擁有面向未來的系統(tǒng)。由于SmartWire-DT現(xiàn)在可以全面地支持此模塊化系統(tǒng)，因此Certuss與伊頓簽署了巨額的合同-因?yàn)?ldquo; SmartWire-DT”在市場上還是一片空白。Certuss Dampf automaten公司的開發(fā)主管Alfred Thomas總結(jié)道：“安全問題是我們?cè)O(shè)計(jì)蒸汽發(fā)生器之初考慮的重中之重。不管是使用按照EN/IEC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試和認(rèn)證的組件，還是按照北美/加拿大使用的UL和CSA認(rèn)證的組件，甚至按照是俄羅斯的GOST-R認(rèn)證的組件， 對(duì)于我們來說都一樣重要，而伊頓的控制組件均滿足這些要求。為了使硬件設(shè)備可以使用基于IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的編程環(huán)境CODESYS IDE進(jìn)行編程，必須在對(duì)應(yīng)的硬件設(shè)備中移植CODESYS Runtime System。CODESYS Runtime System為工業(yè)級(jí)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核，通過在硬件平臺(tái)上移植CODESYS Runtime System，可以將任何嵌入式設(shè)備或基于PC的設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榉�合IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制器。CODESYS代碼執(zhí)行機(jī)制為編譯執(zhí)行，即在CODESYS IDE中編寫的IEC代碼，通過集成的編譯器編譯為機(jī)器代碼，再通過網(wǎng)線或串口下載到CODESYS Runtime 里。CODESYSRuntime可以調(diào)動(dòng)硬件平臺(tái)的資源（如時(shí)鐘資源、內(nèi)存資源等）來處理這些指令。3S公司的技術(shù)工程師負(fù)責(zé)將CODESYS Runtime部署到客戶選用的硬件平臺(tái)上，并且我們開放CODESYS Runtime接口，支持用戶作二次開發(fā)。
 

-END-

CODESYS 軟件工具包是一款基于先進(jìn)的NET架構(gòu)和IEC61131-3國際編程標(biāo)準(zhǔn)的、面向工業(yè)4.0及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的軟件開發(fā)平臺(tái)。CODESYS軟件開發(fā)平臺(tái)的獨(dú)特優(yōu)勢是用戶使用此單一軟件工具套件就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的工業(yè)自動(dòng)化解決方案，即在CODESYS軟件平臺(tái)下可以實(shí)現(xiàn)：邏輯控制（PLC）、運(yùn)動(dòng)控制（Motion Control）及CNC控制、人機(jī)界面(HMI)、基于Web Service的網(wǎng)絡(luò)可視化編程和遠(yuǎn)程監(jiān)控、冗余控制（Redundancy）和安全控制（Safety）、以及項(xiàng)目開發(fā)與工程協(xié)同管理等多個(gè)目標(biāo)和需求。