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1、石油设备公司实验系统方案一、概述本实验系统以实现电机的自动控制为目的，作为对新员工培训的教学基础和专业技术拓展之用。系统基于西门子的工业自动化软硬件实现对交流变频和电机的控制。采用传感器技术对实验电机进行实时状态监测，缩短实验时间。采用现场总线（Profibus-DP）技术和以太网技术相结合，使数据传输快速稳定。系统整体架构清晰明朗，具有较高的可拓展性，是公司总体实验系统的初步形态。二、技术能力的培养与实际效益企业的大小事务全部是由企业员工来担当执行的，只有当每个员工的能力足够强，做好工作的积极性足够高并具有耐心和担当精神才能确保事事做到位。企业的腾飞源自于效益的增长，员工整体素质的提高是突破
2、效益增长瓶颈的有效途径。相对于技术中心而言，每一位调试工程师的技术能力将直接影响客户对公司的主观印象与评价。对工作的了解，熟悉，以及精通是通过长时间现场经验积累而成的，面对新人从对石油现场环境的生疏，对各环节被控对象作用的不了解，再到对主回路元器件选型的陌生，对自动化网络控制概念的模糊无一不体现出对其进行培训的紧迫性和重要性。实验系统的建立能够充分缓解新人到现场面对诸多工作无从下手的不适应感，也可以在最短的时间内为公司培养出新鲜血液提高企业整体竞争力。企业员工从业素质的培养不只要依靠员工对工作的积极性和热情，更要源自于企业内部。从一个新员工的到来，再到为其定岗，直至能为公司做出贡献不只需要员工
3、自身的努力，更加需要企业的助力。通过实验系统，建立一个模拟训练的平台，不仅满足了对新员工培训载体的需要，也对促进专业技术拓展提供了一个良好的环境，对企业更具实际意义效益的提高。（下表单位为一人，以工作日计，主要针对新人。NA为无法预测）条目状态 现场工矿熟悉理解网络架构回路配置选型控制回路原理现场动手能力能够使用变频能够使用PLC独立编写程序常见问题处理未培训20301520 4060 4060304090以上90以上NANA经培训 57 37 710 101510左右 30403040304060以上 上表清晰体现了对员工培训前后，“血液”培养效率的提高。但我们所讲“效益”还远不止于此！我们
4、对后几项的统计中NA的出现也体现了这一点，企业技术的积淀对员工的成长尤为重要。设计的错误只有经历的人清楚，调试的问题只有遇到的人知道，这是一些企业经常遇到问题，只有通过系统化，专业化的培训才能化解这些弊端。针对于此我设计中心特向各位领导提出了此实验台的构建方案。三、实验系统功能、教学目的及配置3.1 本电机实验系统是利用计算机软硬件技术、网络通信技术和自动化技术对在线运行的实验电机进行实时监视、测量、 保护、控制和管理的自动化系统。 它集状态在线监控、 故障分析和数据记录等功能于一体， 对电机实验进行全方位的控制和管理。3.2 本电机实验系统主体教学目暂定涉及三部分， 首先是通过对电机的优化操
5、作熟悉S120的基本操作，通过对S120的设置了解电机的基本参数，明确参数含义、正确理解电机优化的作用，通过PMU完成对电机的独立控制。在此基础上了解S120本机上的端子定义，通过外部硬接线与参数配合完成对电机的启停与调速并输出反馈信号到信号指示灯。其次是了解PLC系统的各个模块的功能与接线方式，实际动手连接。掌握组态方法熟练上传下载等基本操作，能够独立对系统进行组态并控制指定点位。在此基础上熟练操作软件的编程系统，完成对被控电机的逻辑程序编写并通过模拟调试。最后是建立网络系统和相关数据库，使用现场总线技术直接对实验状态和数据进行监控和采集。充分了解总线概念，掌握SFC14与SFC15的使用方
6、法，理解控制字，状态字与PZD的概念，利用总线系统连接PLC与S120并进行实时通讯。最终通过程序控制电机的启停，调速等各种控制。3.3 控制系统的主站采用是西门子公司生产的S7-300系列模块。该系列可编程序控制器是西门子公司全集成自动化系统中的控制核心。传动系统采用西门子公司最新的S120变频器作为调速机构。系统整体框架清晰，操作简易，可拓展性强。系统基本涵盖并模拟了石油现场设备环境，通过对实验系统的调试可以大幅度缩短新进技术人员对石油工矿的熟悉时间，迅速提高技术能力至独立出差调试的水平，解决人员培训周期长，出差工作上手难的窘迫局面，最终提高公司技术人员总体技术竞争力。逐步实现技术积累，做
7、到从实际提升至理论，突破只会干、讲不清的技术尴尬，再由理论“反哺”实际，真正做到理论与实际接合培养出“做得到，讲得清”的全面人才，为公司发展奠定坚实的技术基础。配置清单：序号名称型号(规格)数量备注1S120变频器整流单元：6SL3130-6AE15-0AA0(380V/5KW)逆变单元：6SL3120-2TE13-0AA0(380V/2*1.6KW)CU320: 6SL3040-0MA00-0AA1CF卡: 6SL3054-0AA00-1AA0(带扩展)TM31: 6SL3055-0AA00-3AA0SMC30: 6SL3055-0AA00-5CA2各1需购买2RACK6ES7 390-1A
8、F30-0AA01块3PS3076ES7 307-1EA00-0AA01块4CPU6ES7 315-2AG10-0AB01块5DI6ES7 321-1BH02-0AA01块6DO6ES7 322-1BH01-0AA01块7AI6ES7 331-7KF02-0AB01块8AO6ES7 332-5HD01-0AB01块9FM3506ES7 350-1AH03-0AE01块10MMC卡6ES7 953-8LJ11-0AA01块11USB通讯线6ES7 972-0CB20-0XA01条12编码器14-1436X-1024 + 9401-10*101个13电机功率：1.5Kw1台14附件DP总线，DP插
9、头，端子，电缆等备注：除S120变频器外均不需购买。四、实验系统管理办法4.1、本实验系统由专人负责保管，并负责对使用人员进行登记与管理。 4.2、本实验系统向设计中心全员开放，使用者需向负责人提出书面或口头申请，由负责人登记后方可使用。4.3、实验人员应保持实验环境安静，整洁，遵守公司规定的实验秩序，严禁在实验区吸烟。4.4、实验进行前，仔细学习相关理论知识，了解仪器设备性能后，严格按操作规程进行实验 。4.5、实验中提倡严谨科学的实验态度，禁止一切有人身安全的实验，努力完善实验环节，逐渐培养实验技巧。试验后认真总结实验过程，完成实验报告提交公司备档。4.6、实验过程中自觉爱护公司财物，安全
10、使用所有设备，对于损坏、盗窃仪器设备者，按公司有关规定严肃处理。4.7、发现设备故障或软件运行有问题应及时报告管理人员，不要擅自处理。4.8、凡使用实验系统进行其他与实验无关活动者，管理人员一经发现取消使用资格。4.9、实验结束后，整理好仪器设备、实验器材及相关物品，填写使用记录，必须经管理人员验收后才能离开。五、对实验系统的展望 实验系统的发展，按照其设备情况、范围和作用，可分为四个阶段：第一阶段是基础实验系统的建立，是以建立基础实验系统为主要目的，实验系统功能有限，仅用于培训公司新员工的最基本教学需求，在网络技术上是以单一的西门子Dp总线为主，在设备上体现为仅有最基本的控制单元PLC、驱动
11、单元S120、1.5Kw电机组成网络。涉及工控产品也仅为西门子品牌，相对单一；第二阶段为综合网络实验系统阶段，融合目前较为主流的工业控制品牌，如：西门子，施耐德，ABB，AB等；从技术复杂性和全面性上比第一阶段将有长足的进步，实验系统除了为基本教学服务外，还可进行较复杂的技术验证和实验，在网络技术上涵盖了DP，PA，USS，DeviceNet，Modbus等等，设备上体现为增加了AB，ABB，施耐德系统传动，控制等产品；第三阶段为建立技术先进的实验室阶段，利用实验系统具有的开放性的通信平台接口，综合理论研究，实践实验，为公司技术建设及拓展服务，此阶段的系统升级为实验室，除了具备以上两个阶段的要求外，还需提供了相应的场地；第四阶段为在实验室的基础上成立专业的培训部门，将前三阶段的科研成果在公司内部转化成生产力，服务于公司，带动效益增长。最终形成集内部培训，专业拓展，课题研究，生产力转化于一体的独立机构，并具有对外培训的组织、协调能力，使之机构化，专业化完成一条具有“特色”的实验、培训系统的价值链。
