6ES7223-1HF22-0XA8原裝庫(kù)存

新的應(yīng)用設(shè)備提供供電的能力。

1.2 什么是PoE以太網(wǎng)供電PoE  (Power Over Ethernet) 以太網(wǎng)供電這項(xiàng)創(chuàng)新的技術(shù)，指的是現(xiàn)有的以太網(wǎng)CAT-5布線(xiàn)基礎(chǔ)架構(gòu)在不用作任何改動(dòng)的情況下就能保證在為如IP電話(huà)機(jī)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)接入點(diǎn)AP、安全網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)以及其他一些基于IP的終端傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的同時(shí)，還能為此類(lèi)設(shè)備提供直流供電的能力。PoE技術(shù)用一條通用以太網(wǎng)電纜同時(shí)傳輸以太網(wǎng)信號(hào)和直流電源，將電源和數(shù)據(jù)集成在同一有線(xiàn)系統(tǒng)當(dāng)中，在確?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線(xiàn)安全的同時(shí)保了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作。

大部分情況下，PoE的供電端輸出端口在非屏蔽的雙絞線(xiàn)上輸出44~57V的直流電壓、350~400mA 的直流電流，為一般功耗在15.4W以下的設(shè)備提供以太網(wǎng)供電。典型情況下，一個(gè)IP電話(huà)機(jī)的功耗約為3~5W，一個(gè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)接入點(diǎn)AP的功耗約為6~12W，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)安全攝像機(jī)設(shè)備的功耗約為10~12W。
1.3 PoE以太網(wǎng)供電的好處PoE以太網(wǎng)供電為用戶(hù)帶來(lái)的好處是顯而易見(jiàn)的，將在未來(lái)幾年內(nèi)受到用戶(hù)的大力歡迎。

它節(jié)約成本。因?yàn)樗恍枰惭b和支持一條而不是兩條電纜。一個(gè)AC電源接口的價(jià)格大約為100～300美元，許多帶電設(shè)備，例如視頻監(jiān)視攝像機(jī)等，都需要安裝在難以部署AC電源的地方。隨著與以太網(wǎng)相連的設(shè)備的增加，如果無(wú)需為數(shù)百或數(shù)千臺(tái)設(shè)備提供本地電源，將大大降低部署成本，并簡(jiǎn)化其可管理性。

它易于安裝和管理?？蛻?hù)能夠自動(dòng)、安全地在網(wǎng)絡(luò)上混用原有設(shè)備和PoE設(shè)備，能夠與現(xiàn)有以太網(wǎng)電纜共存。

它安全。因?yàn)镻oE供電端設(shè)備只會(huì)為需要供電的設(shè)備供電。只有連接了需要供電的設(shè)備，以太網(wǎng)電纜才會(huì)有電壓存在，因而了線(xiàn)路上漏電的風(fēng)險(xiǎn)。

它得于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理。因?yàn)楫?dāng)遠(yuǎn)端設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)相連后，將能夠遠(yuǎn)程控制、重配或重設(shè)。

更多增強(qiáng)的應(yīng)用。隨著IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)的確立，其他大量的應(yīng)用也將快速涌現(xiàn)出來(lái)，包括藍(lán)牙接入點(diǎn)、燈光工作、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、IP電話(huà)機(jī)、Web攝像機(jī)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋、門(mén)禁讀卡機(jī)與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。用戶(hù)在當(dāng)前的以太網(wǎng)設(shè)備上融合新的供電裝置，就可以在現(xiàn)有的網(wǎng)線(xiàn)上提供48v直流電源，降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總成本，并且保護(hù)了投資。

2.1  PoE以太網(wǎng)供電技術(shù)2.1.1 PoE以太網(wǎng)供電系統(tǒng)介紹一個(gè)完整的PoE系統(tǒng)包括供電端設(shè)備（Power Source Equipment，PSE）和受電端設(shè)備（Powered Device，PD）兩部分,兩者基于IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)建立有關(guān)受電端設(shè)備PD的連接情況、設(shè)備類(lèi)型、功耗級(jí)別等方面的信息聯(lián)系，并以此為根據(jù)控制供電端設(shè)備PSE通過(guò)以太網(wǎng)向受電端設(shè)備PD供電。

供電端設(shè)備PSE可以是一個(gè) Endspan (已經(jīng)內(nèi)置了PoE功能的以太網(wǎng)供電交換機(jī))和 Midspan (用于傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機(jī)和受電端設(shè)備PD之間的具PoE功能的設(shè)備)兩種類(lèi)型，而受電端設(shè)備PD則是如一些具PoE功能的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)AP、IP電話(huà)機(jī)等終端設(shè)備。

操作電壓一般情況下為 48 Vdc，但其也許可能在 44 Vdc 和 57Vdc之間，但無(wú)論如何是不能超過(guò)60Vdc的。

由PSE產(chǎn)生的最大電流一般情況下在 350mA 到 400mA 之間變化。這將確保以太網(wǎng)電纜不會(huì)由于其本身的阻抗而導(dǎo)致過(guò)熱。

上述兩個(gè)值使得PSE在其端口輸出會(huì)產(chǎn)生最小15.4W 的功率輸出，考慮到經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)電纜后的損耗，受電端設(shè)備PD所能接受到的最大的功率為 12.95W。

2.1.2 PoE以太網(wǎng)供電的線(xiàn)對(duì)選擇根據(jù)IEEE 802.3af的規(guī)范，有兩種方式選擇以太網(wǎng)雙絞線(xiàn)的線(xiàn)對(duì)來(lái)供電，分別稱(chēng)為選擇方案A與選擇方案B。

方案A是在傳輸數(shù)據(jù)所用的電纜對(duì)((1/2 & 3/6)之上同時(shí)傳輸直流電，其信號(hào)頻率與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)頻率不同以確保在同對(duì)電纜上能夠同時(shí)傳輸直流電與數(shù)據(jù)。方案B使用局域網(wǎng)電纜中沒(méi)有被使用的線(xiàn)對(duì)(4/5 & 7/8)來(lái)傳輸直流電，因?yàn)樵谝蕴W(wǎng)中，只使用了電纜中四對(duì)線(xiàn)中的兩對(duì)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，因此可以用另外兩對(duì)來(lái)傳輸直流電。

現(xiàn)在 Endspan (已經(jīng)內(nèi)置了PoE功能的以太網(wǎng)供電交換機(jī))解決方案產(chǎn)品如NETGEAR公司的產(chǎn)品 FSM7326P 采用方案A也就是采用在傳輸數(shù)據(jù)所用的電纜對(duì)((1/2 & 3/6)之上同時(shí)傳輸直流電，這樣就確保交換機(jī)端口同時(shí)允許千兆以太網(wǎng)(Gigabit Ethernet)和以太網(wǎng)供電(PoE)共存，可提供10/100/1000Mbps三種速度的連接,并且Endspan在信號(hào)傳輸上對(duì)質(zhì)量更有保證。

2.2 PoE系統(tǒng)以太網(wǎng)供電工作過(guò)程供電端設(shè)備PSE是整個(gè)POE以太網(wǎng)供電過(guò)程的管理者。當(dāng)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中布置PSE供電端設(shè)備時(shí)，PoE以太網(wǎng)供電工作過(guò)程如下：

1.  檢測(cè)過(guò)程。剛開(kāi)始的時(shí)候，PSE設(shè)備在端口只是輸出很小的電壓，直到其檢測(cè)到其線(xiàn)纜的終端連接為一個(gè)支持IEEE 802.3af 標(biāo)準(zhǔn)的受電端設(shè)備。

2. PD端設(shè)備分類(lèi)。當(dāng)檢測(cè)到受電端設(shè)備PD之后，供電端設(shè)備PSE可能會(huì)為PD設(shè)備進(jìn)行分類(lèi)，并且評(píng)估此PD設(shè)備所需的功率損耗。

3. 開(kāi)始供電。在一個(gè)可配置的時(shí)間(一般小于15微秒)的啟動(dòng)期內(nèi)，PSE設(shè)備開(kāi)始從低電壓開(kāi)始向PD設(shè)備供電，直至提供到 48Vdc 級(jí)的直流電源。

4. 供電。為PD設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的48Vdc 級(jí)直流電，滿(mǎn)足PD設(shè)備不越過(guò)15.4W的功率消耗。

5. 斷電。如果PD設(shè)備被物理或者電子上從網(wǎng)絡(luò)上去掉，PSE就會(huì)快速地(一般在300 – 400 ms的時(shí)間之內(nèi))停止為PD設(shè)備供電，并且又開(kāi)始檢測(cè)過(guò)程檢測(cè)線(xiàn)纜的終端是否連接PD設(shè)備

在整個(gè)過(guò)程當(dāng)中，一些事情如PD設(shè)備功率消耗過(guò)載、短路、超過(guò)PSE的供電負(fù)荷等會(huì)造成整個(gè)過(guò)程在中間會(huì)中斷，又會(huì)從第一步檢測(cè)過(guò)程開(kāi)始。

2.3 PoE供電端設(shè)備電源管理如果一個(gè)24端口的Endspan 交換機(jī)在每個(gè)端口都提供 15.4W的電源輸出的話(huà)，整個(gè)交換機(jī)則要求提供高達(dá)370W的功率輸出！這會(huì)導(dǎo)致整個(gè)交換機(jī)要處理過(guò)熱的問(wèn)題。而在一個(gè)企業(yè)的典型應(yīng)用當(dāng)中，可能需要連接20個(gè) IP電話(huà)(一般每個(gè)為4-5Watts)，連接2個(gè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)接入點(diǎn)AP（一般每個(gè)約為 8-10Watts），連接 2個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)(一般每個(gè)約為10-13Watts)，總計(jì)需要約146Watts?？紤]到成本因素及其他，因此一般的Endn以太網(wǎng)供電交換機(jī)的輸出功率都設(shè)計(jì)在150Watts到200Watts之間，如NETGEAR公司三層以太網(wǎng)供電交換機(jī)FSM7326P就能提供170Watts的直流電輸出。另外也可以根據(jù)各種情況對(duì)各個(gè)不同端口的輸出直流電進(jìn)行各種各樣的管理以滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需要。

1 引言 
    近年來(lái)，隨著我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)的提高，工廠自動(dòng)化也上了一個(gè)新臺(tái)階?？删幊踢壿嬁刂破?PLC)作為一個(gè)從八十年代發(fā)展起來(lái)的新興的工業(yè)控制器，是自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種專(zhuān)門(mén)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。PLC以其體積小、功能齊全，價(jià)格低廉，可靠性高等方面具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。 
    洪門(mén)水電廠是一個(gè)投產(chǎn)30多年老電廠，原有的自動(dòng)化設(shè)備無(wú)法滿(mǎn)足安全生產(chǎn)的需要。溢洪道是水電廠最重要的水工建筑物之一，因此對(duì)于該建筑物日常運(yùn)行維護(hù)特別重要，消力池排水廊道自動(dòng)抽水系統(tǒng)的更新改造正是為了滿(mǎn)足這要求。考慮到水工建筑物自然環(huán)境因素，根據(jù)可靠性第一，選用性?xún)r(jià)比較高的產(chǎn)品的原則，我們重點(diǎn)對(duì)AB、GE、三菱、OMRON（歐姆龍）、MODICON（）、SIEMENS（西門(mén)子）等公司的PLC系列產(chǎn)品進(jìn)行了綜合的比較、選擇，最后選用了三菱公司的產(chǎn)品，這是因?yàn)槿夤井a(chǎn)品除具有上述優(yōu)點(diǎn)外，還具有維護(hù)方便及操作簡(jiǎn)單直觀易掌握的特點(diǎn)。PLC采用三菱 FX2N- 48MR+2A/D+2D/A,主要負(fù)責(zé)水位的數(shù)據(jù)采集，控制潛水泵的啟動(dòng)/停止等。同時(shí)選用了一臺(tái)三菱5.7寸觸摸屏，主要負(fù)責(zé)參數(shù)顯示和修改參數(shù)以及顯示詳細(xì)的故障信息等。 

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 
    洪門(mén)水電廠溢洪道消力池排水廊道排水系統(tǒng)主要由三部分組成。①一級(jí)堰廊道自動(dòng)排水系統(tǒng)；②二級(jí)堰廊道自動(dòng)排水系統(tǒng)；③人機(jī)對(duì)話(huà)系統(tǒng)。其中主控制系統(tǒng)安裝在二級(jí)堰廊道它由水位變送器、液位開(kāi)關(guān)、可編程控制器、接觸器、控制開(kāi)關(guān)等構(gòu)成。除具有現(xiàn)地控制功能外，還具有通過(guò)遠(yuǎn)方的液晶觸摸顯示器完成水位檢測(cè)、實(shí)時(shí)顯示、傳感器整定、實(shí)時(shí)控制、保護(hù)等功能。一級(jí)堰廊道只安裝了水位變送器和接觸器等水泵起動(dòng)設(shè)備。液晶觸摸屏也就是人機(jī)對(duì)話(huà)系統(tǒng)安裝在溢洪道維護(hù)人員的辦公地點(diǎn)，離主控中心有100米左右。 

3 各部分工作元器件特性 
    3.1 PLC 
    PLC(FX2N-48MR)是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心控制部件，其豐富齊備的控制運(yùn)算指令、優(yōu)越的性能、現(xiàn)場(chǎng)編程調(diào)試的方便已使其成為深受現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員歡迎的控制設(shè)備。主要性能指標(biāo)為：24點(diǎn)輸入/24點(diǎn)繼電器輸出，內(nèi)置8000步RAM可使用存儲(chǔ)盒，運(yùn)算速度為1.52цs～數(shù)100цs/步（應(yīng)用指令）；其輸出接點(diǎn)的最大負(fù)載為80VA或100KW，輸出接點(diǎn)的壽命為20VA/300萬(wàn)次，35VA/100萬(wàn)次，80VA/20萬(wàn)次。 
    3.2 2A/D及2D/A 
    FX2N-2A/D轉(zhuǎn)換模塊用于接收水位變送器輸出的4～20 mA電流信號(hào)，并將其變?yōu)镻LC程序可用的十進(jìn)制數(shù)。（即將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)值量） 
    FX2N-2D/A轉(zhuǎn)換模塊用于將PLC運(yùn)算得到的控制量數(shù)值轉(zhuǎn)換為-10V～+10V電壓信號(hào)，通過(guò)RS485或RS422接口連接將電流模擬量信號(hào)輸入到遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)。 
    3.3液位變送器和液位開(kāi)關(guān) 
    液位變送器采用高精度、高可靠性美國(guó)麥克產(chǎn)品，型號(hào)為MPM426W 液位開(kāi)關(guān) 采用臺(tái)灣凡宜LTB產(chǎn)品，當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定值時(shí)，給可編程一個(gè)動(dòng)作信號(hào)。 
    3.4 觸摸屏 
    作為一種新型的人機(jī)界面，從一出現(xiàn)就受到關(guān)注，它的簡(jiǎn)單易用，強(qiáng)大的功能及優(yōu)異的穩(wěn)定性使它非常適合用于工業(yè)環(huán)境。用戶(hù)可以自由地組合文字，按鈕，圖形，數(shù)字等來(lái)處理或監(jiān)控管理隨時(shí)可能變化的信息。隨著工業(yè)設(shè)備的飛速發(fā)展，以往的操作界面需由熟練的操作員才能操作，無(wú)法提率。但使用人機(jī)界面，能明確指示并告知操作員機(jī)器設(shè)備目前的狀況，使操作變得簡(jiǎn)單生動(dòng)。使用觸摸屏，還可以使機(jī)器配線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、簡(jiǎn)單化，同時(shí)也能減少PLC控制所需的I/O 點(diǎn)數(shù)，降低生產(chǎn)成本，也相對(duì)提高整套設(shè)備的附加價(jià)值。本系統(tǒng)選用三菱公司的GOT930觸摸屏，它和三菱PLC有很好的通用性，能在線(xiàn)監(jiān)視并修改程序，不必很麻煩的重復(fù)插拔接口。 

4 本裝置系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能 
    4.1具有三種運(yùn)行方式:自動(dòng)、手動(dòng)和退出，采用操作把手手動(dòng)切換。 
    4.2在“自動(dòng)”運(yùn)動(dòng)方式下，根據(jù)液位開(kāi)關(guān)（或液位變送器）提供的液位信號(hào)啟動(dòng)和停止?jié)撍茫辉凇笆謩?dòng)”運(yùn)行方式下，可以直接通過(guò)手動(dòng)操作把手起動(dòng)/停止?jié)撍谩Ｔ凇巴顺觥边\(yùn)行方式下，自動(dòng)和手動(dòng)操作均不起作用。 
    4.3自動(dòng)定時(shí)切換各潛水泵間的主用/備用狀態(tài)，也可以人為進(jìn)行切換各泵間的主用/備用狀態(tài)。 
    4.4采用發(fā)光二極管指示裝置的運(yùn)行狀態(tài)和系統(tǒng)故障。 
    4.5采用液晶顯示屏來(lái)進(jìn)行參數(shù)顯示（如：水位等）和修改參數(shù)（如：水泵啟動(dòng)和停止水位整定值、水泵切換時(shí)間參數(shù)、）以及顯示詳細(xì)的故障信息。 
    4.6具有故障報(bào)警功能，報(bào)警信息包括：電源故障、水泵故障、變送器故障、水位過(guò)高、水位過(guò)低、PLC故障等。 
    4.7具有自檢功能和較強(qiáng)的容錯(cuò)能力。 
    4.8控制電源采用交直流兩路輸入的UPS電源。 
    4.9具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，將報(bào)警信號(hào)和模擬量信號(hào)等傳送到遠(yuǎn)方計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。 

5 軟件設(shè)計(jì) 
    根據(jù)溢洪道消力池排水廊道排水系統(tǒng)控制的要求，利用三菱公司PLC豐富的指令編制控制程序，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及優(yōu)化控制程序的原則，本控制系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)控制程序模塊。 
    5.1 二級(jí)堰廊道自動(dòng)排水控制過(guò)程 
    5.1.1當(dāng)兩臺(tái)水泵處于“自動(dòng)”狀態(tài)時(shí)，若液位開(kāi)關(guān)達(dá)到“水位高”位置時(shí)，主用水泵起動(dòng)；若液位開(kāi)關(guān)達(dá)到“水位過(guò)高”或“水位很高”位置時(shí)，備用水泵也起動(dòng)，并且同時(shí)發(fā)出“水位過(guò)高”告警信號(hào)。 
    5.1.2當(dāng)液位開(kāi)關(guān)低于“水位低”位置時(shí)，所有運(yùn)行的水泵都停止工作；若“水位過(guò)低”時(shí)，除水泵停止運(yùn)行外，還發(fā)“水位過(guò)低” 告警信號(hào)。 
    5.1.3當(dāng)PLC發(fā)出某臺(tái)水泵的運(yùn)行指示后2秒內(nèi)該臺(tái)水泵的磁力起動(dòng)器未動(dòng)作，則該臺(tái)水泵主/備用狀態(tài)改變至備用狀態(tài)，并同時(shí)發(fā)出告警信號(hào)。 

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