西门子模块6ES7216-2AD23-0XB8质量**

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 1.包装行业发展概况

    包装机械是指能完成全部或部分产品和商品包装过程的机械。包装过程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、堆码和拆卸等。此外，包装还包括计量或在包装件上盖印等工序。

    中国的包装业相对发达国家如日本和美国相当落后，具有非常大的发展潜力。2005年中国共生产各种包装机械93,000台，产值550亿元，比2004年有小幅度的下降。根据食品和包装机械工业协会的统计，中国目前有包装机械厂商3,600多家，但产值及销售额**过亿元的现在只有20家。

    国内包装机械企业主要生产比较简单的设备，高端设备主要依赖进口，只有少数国内企业能够提供成套的生产线。

    2.自动化产品在包装行业的使用情况

    1.)总体情况

    包装机械上使用的自动化产品主要有控制系统，传动控制，运动控制，人机界面和传感器这几类，具体包括：

    控制系统：嵌入式产品、PLC，IPC，现场总线；传动控制：变频器，直流调速；运动控制：伺服，步进，运动控制器；

    人机界面：文本显示器，触摸屏，平板电脑电器元件及传感器：光电开关，温度传感器，压力传感器，行程开关等

    2.)主要自动化产品介绍

    i.)控制器

    食品和包装机械使用控制器的情况差别较大，大型生产线用到了现场总线技术，控制点多达数千，单机上大多使用了PLC或者**控制器，部分中低端设备采用了继电器控制的方式，而更多的小型设备没有使用任何电子控制器，总体上国内的包装机械只有10%左右使用了先进的控制器。

    从性能上IPC较好，具有很强的扩展性，丰富的软件资源使它可以开发出更多的应用方案，目前主要用于大型设备的管理和通讯。PLC系统在5年以内仍然将是包装机械的主流控制器；继电器作为以前的主流控制器，将继续在低端市场延续，尽管市场有所下降，但是在3年内不会在包装行业淘汰。

    根据中国工控网的调查，2005年中国包装机械控制器市场为3亿元，其中PLC市场不到2亿元。

    ii.)传动传动产品在包装机械上的使用主要是为了调整主工艺速度和控制电机在生产过程速度的周期性变化。对于大多数包装机械而言，变频器并非必选的电气产品。尽管越来越多的包装机械厂商设计了基于变频器的传动方案，但是使用者寥寥。因此，除非在必须使用变频器的场合，包装机械生产厂商较少考虑采用变频器。变频器在本的使用率较低，在大型标准规机和包装生产线上有较大的发展空间。

    根据中国工控网的调查，2005年中国包装机械行业传动市场约为2亿元，主要是功率在7.5KW以下的小型变频器产品。

    iii.)运动控制

    运动控制产品在包装机上的应用主要是实现精确的位置控制和严格的速度同步，用于装卸，输送，打标，码垛，卸垛等工序。

波长较常见的是采用液晶或MEMS技术，通过阻断下路波长通过实现功能，它可以支持较多的光通道数和较小的通道间隔，具有较低的色散，并可以实现多个器件的级联，易于实现光谱均衡，但波长需要额外的上下路模块来构建系统，上下路配合可调滤波器和可调激光器，也可以实现Colorless。从本质上讲，WB是一个二维器件，通常在构建系统中由多个分立器件构成，体积较大，但可以支持64波@100GHz和128波@50G，并且技术成熟，成本较低，因此广泛引用于LH和ULH系统中。

平面光波电路ROADM也是近年来广泛采用的ROADM子系统之一。它是一种基于硅工艺的集成电路，可以集成多种器件，例如,光栅，分路器以及光开关等。它通过集成的阵列光波导（AWG）实现波长复用和解复用，集成的光开关实现波长直通，或阻断并加入（block-and-add)，可变光衰耗器（VOA） 实现每通道的光功率动态均衡。PLC ROADM上下路的通道是彩色光，这意味着只有预定义的彩色波长可以在每个端口上下，也可以配合可调滤波器和可调激光器使用。由于PLC的集成特性，使其成为的ROADM解决方案之一。广泛应用于城域和区域的WDM系统中。

波长选择交换器（WSS）是近年来发展迅速的ROADM子系统技术。WSS基于MEMS的光学平台，可以支持1x9 100GHz 或 5 x 1 50GHz 器件，具有频带宽，色散低，并且同时支持10 / 40Gbit/s光信号的特点和内在的基于端口的波长定义（Colorless）特性。采用自由空间光交换技术，上下路波数少，但可以支持更高的维度(e.g. Degree 8)，集成的部件较多，控制复杂。基于WSS的ROADM逐渐成为4度以上ROADM的可以选择技术。

三种ROADM子系统技术，各具特点，采用何种技术，主要视应用而定。HeavyReading对北美运营商的统计，**过70%的需求仍然为2-Degree的应用，而只有大约10%的ROADM节点，将会采用4-Degree或以上的节点。因此，基于WB/PLC的ROADM，可以充分利用现有的成熟技术，对网络的影响较小，易于实现从FOADM 到 2维ROADM的升级，具有较高的成本效益。而基于WSS的ROADM，可以在所有方向提供波长粒度的信道，远程可重配置所有直通端口和上下端口，适宜于实现多方向的环间互联和构建Mesh网络。因此，三种技术各有所长，在不同的网络应用中都有相应的地位。

可重构光网络需要的监控和管理

可重构光网络的需要更高的网络监控和管理能力，需要能够对每条光通道进行独立的监控和故障定位。阿尔卡特-朗讯公司首先采用了一种新型的光通路检查技术（Optical Path Checking）：一旦某个业务进入网络，将会被加上一个光层标记，从而可以实现对全网的任意一点的任意一个光通道进行实时监控。在网络中需要监控的地方，可以使用一个的来监控标记信息，来获取光功率等信息，而*昂贵的光测试仪表和专业培训的工程人员。这些监控信息可以通过网管系统远程读取，并以可视化的图表方式显示在网管上，便于维护人员远程操作和全网范围的故障定位。

网管系统为网络和设计工具之间搭起了一座桥梁。设计工具被用来为每个网络定义工程实施时所需的配置光参数，在设计阶段就保证任意到任意点的业务能力，并且在网络开通和配置时，可以直接使用设计参数，自动下载至每个相关网元，减少了开通时的工作量和出错可能，大大节约了运维成本。而光通路检查技术以及网管系统和设计工具之间的内在联系，使得系统的扩容设计和验证就变得非常简单。

向睿智光网络演进

通过引入上述先进的技术，进一步增进了光网络节点的灵活性，并且使其具备进一步演进至新型的睿智光网络节点：

可调ROADM，通过波长上下路端口的可调能力，进一步提升ROADM的灵活性，可以使得任意波长可以和任意客户端口通过简单的命令就可以互连，而上下路的端口就可以变成“无色”，并避免了可能的连接错误和冗长的时间检查。波长下上路的端口数只需要按照正真需要下路的波长数配置，而不是像早期的ROADM需要按照可能的下路波长数来进行预先配置。

N-Port睿智光节点，更多的光方向数使得可以构建网格状的光网络，突破了波分系统只能组建点到点和环网拓扑。这种N-port的光节点就像一台透明的光波路由器简化网络配置，或者是一台光层的交叉连接设备实现波长级别的保护和恢复。

ROADM的强大的节点波长调度能力和这种远程重构能力开启了高度自动化的睿智光网络建设的可能性。随着GMPLS/ASON控制平面的引入，采用ROADM技术的光层组网将体现出更多的智能光网络特性，例如，网络的自动发现能力，网络资源的自动管理能力，业务的自动配置，以及基于网格状组网的波长级的光通路保护和恢复能力。

基于ROADM的可重构光网络减少了运营商网络的运维成本，并提供

现在通过在每个印刷辊筒安装伺服电机，可以改变这些因素，使印刷辊筒成为真正的“电子轴”，分辨率达到1/8000000转的“电子轴”，他们和运动控制系统（MC）内部的“虚拟主轴”（分辨率为220）同步。电子同步钢性效果远**过机械钢性效果，并且“电子轴”的直接传动能避免传统齿轮传动啮合间隙的影响。

    印刷辊筒的独立驱动避免了从机械传动齿轮上传递的扭性干扰，带位置记忆功能的“电子轴”可在每次开机前轻松进入预先建立的套准位置，通过电子齿轮可对印刷长度进行精调，减小制版或贴版过程中没对准导致的套准误差。乐SYNAX200内部的自动套准控制功能可较大程度地保证印刷质量。

    压痕和开槽

    在压痕部位，将压痕辊侧安装伺服电机，实现在开机前根据纸板的宽度快速而精准的定位。可在系统中生成常规纸板尺寸的数据库，客户只需在操作前选择要生产的纸板规格，就可完成所有的参数设定。

    而开槽的基本任务是在纸板固定的位置上开一个或两个槽，通过在开槽上安装伺服电机来改变槽在纸板上的位置或调整开槽周向的角度，这些都可以自动完成，*人工操作。这种柔性的调整方式，减少了不同生产订单之间切换所需要的设定时间。

    圆模切

    圆模切引起的振动，是传统机械齿轮传动中干扰源的主要组成部分。一方面，产生的干扰传递到印元影响了印刷质量；另一方面，通过机械齿轮传动分配到各个单元上的动力不均匀而又相互干扰，影响了圆模切的质量。

    模切辊和砧辊可用两个伺服电机独立驱动，是全面保证生产质量的解决方案。这样，模切辊得到了足够的动力和位置控制，既保证了模切的精度，又不会把振动带到其他单元，砧辊在伺服电机的运动控制下延长了使用寿命。

    在圆模切这方面，除了使用SYNAX200整体自动化系统的解决方案和先前介绍的前缘进纸方案一样，也可通过较新系列的驱动器（IndraDrive）集成的运动和逻辑的功能（MLD），对原**器的模切进行升级和改造。

1.引 言

    当今，在自动化的工业生产中，变频控制往往与计算机远程控制相联系在一起，从而实现电机的远程变频控制。可编程序控制器系统不仅可作为单一的机电控制设备，而且作为通用的自动控制设备，也被大量地用于过程工业的自动控制。欧姆龙较新推出的可编程控制器SYSMAC CP1H，具有“高度扩张性”的端子台型一体化[1]。与以往产品CPM2A 40 点输入输出型为相同尺寸，但处理速度可达到约10倍的性能。本课题通过控制机（即为PLC）设定比例运行参数，然后控制机通过D/A转换模件发出控制变频调速器的指令，使变频调速器带动振动磨电机按输入的速度和时间运转。基于OMRON PLC的链接通信（有通信协议），我们采用功能强大的Visual C++6.0语言来实现这种小型集散控制系统的上、下位机的通信和友好的监控界面，实现了上位机与PLC间的通信。

2.通讯软件的设计

    在本项目中，上位机选用计算机, 下位机选用日本Omron公司的CP1H系列XA40DR-A可编程序控制器。在计算机外设中，RS-232串口因为其组成方式简单，编程控制方便而成为应用较为广泛的I/O通道之一。32 位下串口通信程序通常采用两种方法实现:一是利用ActiveX控件; 二是使用API通信函数。使用ActiveX控件, 程序实现非常简单, 结构清晰,缺点是欠灵活; 使用API通信函数的优缺点则基本上相反[2]。VC++6.0的MSComm是Microsoft 公司提供的简化bbbbbbs 下串行通信编程的ActiveX控件，它为应用程序提供了通过串行接口收发数据的简便方法,笔者采用了这种方法。其端口接线见附图。



2.1 上位机与PLC的通讯协议

    HOST bbbb系统使用HOST bbbb 通信协议进行通信,上位机具有传送**权,总是首先发出命令并启动通信,HOST bbbb 通信单元收到命令交由PLC执行,然后将执行结果返回上位机,两者以帧为单位轮流交换数据。

2.2 上位机的PLC链接通讯

    通信时一组传送的数据称为块,它是命令或响应的单位,从上位机发送到HOSTbbbb 单元的数据称为命令块,相应的,从HOSTbbbb单元发送到上位机的数据称为响应块。多点通信时,单帧发送的较大数据块为131 个字符,因此当一个数据块含有132 个或更多字符时,要分成两帧或多帧进行发送。多帧发送时中间帧的格式为:正文、FCS、分界符。起始帧、中间帧的长度为131 ,结束帧的长度较多为131 个字符。

    Omron系列的PLC 通过RS232 口与主机通信有两种方式,**种是由上位机向PLC 发送初始命令,*二种是由PLC 向上位机发送初始命令[3]。在监测系统中一般采用**种方式。有关通信协议如下所述:

2.2.1上位机→PLC 的命令格式

    其中:

（1）@为起始标志符;

（2）N2 、N1 为PLC 节点标志码,由两位十进制数表示,它们用来*与上位机通信的PLC。而PLC 自己的通信节点码可由它的DM6648 和DM6653 来设置;

（3）CMD2 、CMD1 为两字节命令码;

（4）MT 为命令内容,用来设置具体的命令参数;

（5）V2、V1 为两字节的帧校验码,它是从开始符“@”到MT码结束的所有字符的ASCII 码按位异或的结果; 帧校验和是一个转换成2 个ASCII 字符的8 位数据。它把帧中每一个字符顺序地进行异或操作而得到的结果,即把帧的**个字符到正文结束的所有字符转换成二进制形式的ASCII 码后,逐个异或而得到的[4]。当发送命令时,将其加在命令格式中,作为帧的一部分发送到接收端。当接收数据时,按上述步骤重新计算FCS ,当计算结果与数据块中所带的FCS 相同时,说明传输无误,否则,说明接收到的数据不正确。

（6）“＊”和“CR”两字符表示命令结束。

   例如，@00WD00060500表示写一个数500到节点为0的PLC的DM0006中。

2.2.2 PLC→上位机的响应格式

 

其中S2 、S1 为命令结束状态码,如00 表示正常结束,01 表示RUN 模态下PLC 无法完成上位机命令,其余符号代码意义同上。实现上位机与HOST bbbb 通信单元的通信只需编写上位机程序,因为HOST bbbb 通信单元自身带有通信程序,上位机下发命令,地址相符的PLC 自动上传响应帧,所以这一部分程序不需要客户编写,但是,编写上位机的通信程序时,通信参数的设置必须保证与PLC 的通信参数一致性。

3.用VC++6.0编写串行通信程序

    首先建立一个基于对话框的MFC应用程序SCommTest，支持ActiveX控件，电话形状的控件是在系统中注册过的MicrosoftCommunications Control, version 6.0，接受缺省的选项。

1.打开串口设置串口参数

   在主对话框CSCommTestDlg::OnInitDialog（）中打开串口，加入如下代码：

if（m_ctrlComm.GetPortOpen（））

m_ctrlComm.SetPortOpen（FALSE）;

m_ctrlComm.SetCommPort（1）; //选择com1

i f （ ! m _ c t r l C o m m . G e t P o r t O p e n （ ） ） m _ c t r l C o m m .

SetPortOpen（TRUE）;//打开串口

else

AfxMessageBox（"cannot open serial port"）;

m_ctrlComm.SetSettings（"9600,E,7,2"）; //波特率9600，偶校验，7个数据位，2个停止位m_ctrlComm.SetbbbbbModel（1）; //1：表示以二进制方式检取数据m_ctrlComm.SetRThreshold（1）;

//参数1表示每当串口接收缓冲区中有多于或等于1个字符时将引发一个接收数据的OnComm事件

m_ctrlComm.SetbbbbbLen（0）; //设置当前接收区数据长度为0

m_ctrlComm.Getbbbbb（）;//先预读缓冲区以残留数据

2.发送数据

    为发送按钮添加一个单击消息BN_CLICKED处理函数，选择IDC_BUTTON_MANUALSEND，添加OnButtonManualsend（）函数，并在函数中添加如下代码：

UpdateData（TRUE）; //读取编辑框内容

SendData（m_strTXData1,6）;

// m_strTXData1表示发送速度命令的具体数值，6表示写数据的地址DM0006

Sleep（100）;

SendData（m_strTXData2,12）; //m_strTXData1表示发送时间命令的具体数值，12表示写数据的地址DM0012

3.发送命令

    按照命令格式，本课题主要发送两个WD命令：

（1）数据采用十进制发送，向DM0006中写入速度指令；

（2）数据采用十进制发送，向DM0012中写入时间指令。部分程序如下：

Void CSCommTestDlg::SendData（int m_TobeSend,intm_address）

｛ CByteArray Array;

unsigned char auchMsg[45]=｛0｝

auchMsg[0]=64; // 起始标志符

auchMsg[1]=0x0; //节点号

auchMsg[2]=0x0; auchMsg[3]=‘W‘; //命令符

auchMsg[4]=‘D‘;

auchMsg[5]=m_address/1000;

auchMsg[6]=（m_address%1000）/100;

auchMsg[7]=（m_address%100）/10;

auchMsg[8]=m_address%10;

auchMsg[9]=m_TobeSend/1000;

auchMsg[10]=（m_TobeSend%1000）/10;

auchMsg[11]=（m_TobeSend%100）/10;

auchMsg[12]=m_TobeSend%10;

LRC（auchMsg,13）;

//auchMsg[13] ,auchMsg[14] ,保存FCS值

auchMsg[15]=‘＊‘; //命令结束符

auchMsg[16]=13;

Array.RemoveAll（）;

for （Count=0;Count<17;Count++）

Array.Add（auchMsg[Count]）;

m _ c t r l C o m m . S e t O u t p u t （ C O l e Va r i a n t （ A r r a y ） ） ;

4.计算校验码函数

unsigned char uchLRC = 0 ; 初始值设定

while （usDataLen——）

｛uchLRC ︿= ＊auchMsg++; ｝

unsigned char high=0xF0;

//high为校验码的高位

unsigned char low=0x0F;

//low为校验码的低位

high&=uchLRC;

low&=uchLRC;

high>>=4;右移四位

if（high<=9）

high=high+48;

else

high=high+55;

if（low<=9）

low=low+48;

else

low=low+55;

＊auchMsg++=high;

＊auchMsg++=low;

4.结束语

    此程序在VC++6.0中运行通过，并成功应用于振动磨的控制中。该系统采用OMRON XA40DR-A PLC与上位机连接组成控制系统，上位机通过串行口向PLC发出写命令及数据，PLC接受数据后，通过D/A转换模块，将模拟量发给变频器，从而实现了振动磨振动速度和时间的控制。

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