6ES7235-0KD22-0XA8库存充足

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本项目使用的欧姆龙协议宏编辑软件CX-Protocol是根据带有RS-232C或RS-422/485串行通信接口的第三方设备的通信命令格式，编写串行通信协议的软件，它可以设定收、发顺序并被下载、存储到串行通信单元SCU或串行通信板SCB(二者统称为PMSU，即ProtocolMacro Support Unit)中，实现PLC与第三方设备间的数据交换。本项目利用CX-Protocol软件创建一个协议项目( Project)，而一个协议项目中可以创建较多20个不同设备的协议( Procotol)。每个协议下又可以创建较多60个序列(Sequence)，而序列可以是不同操作的组合。每个序列较多可以由16步( Step)组成，每一步由发送帧、接收帧或收发帧组成。下面以读取巡检仪上6路测量值为例，说明创建协议宏的步骤与方法。

    (1)承接4.2.2节的串行通信单元设置内容，进入如图4-36所示的CX-Protocol软件的开发界面，图中PLC的机型与CPU型号已经配置完毕。当然，也可以直接打开CX-Protocol软件，选择菜单中的新建协议项目，弹出“变更PLC”对话框，如图5-32所示，配置PLC机型及CPU型号后，单击“确定”按钮，得到如图4-36所示界面。

    图5-32 配置PLC机型及CPU型号

    (2)创建一个新协议Protocol。用鼠标右键单击“New Protocol List”创建一个“NewProtocol”，如图5-33 (a)所示。在弹出窗口中选择协议宏类型为“CS/CJ”，如图5-33 (b)所示。对于C200Hα或CQMIH系列PLC，则只能选择“α”协议宏类型。

    图5-33 创建新协议(Procotol)

    (3)由于本项目的PLC控制系统中选取了CJIW-SCU41型串行通信单元，其单元号设为2，因此需在新创建的协议中选取存储协议宏的单元及单元号，如图5-34所示。

图5-34 协议宏存储单元设置

    (4)双击图5-34中“New Protocol“st”，用鼠标右键单击“New Protocol”创建一个新序列( Sequence)，如图5-35所示。

图5-35 创建新序列(Sequence)

    (5)继续单击“New Sequence”，设置序列的各项参数，如图5-36所示。其中主要设定“Timer Tr”（Receive wait time，从开始接收步至收到**个字节的时间）、“Timer Tfr”（Receive finish time，从接收**个字节开始至收到最后一个字节的时间）和“Timer Tfs”（Send finish time，从发送**个字节开始至发送完最后—个字节的时间）项，时间设置范围是00～99，单位可选10 ms，100 ms，1s或1min。设置示例如图5-36所示。

    图5-36 设置序列(Sequence)

(6)用鼠标右键单击“New Sequence”创建一个新步Step，如图5-37所示。在该Step的窗口中进行设置，其中主要设定通信命令“Command”，可选项包括“Send”（即只发送不接收型命令），“Receive”（即只接收不发送型命令）和“Send& Receive”（即收发兼备型命令）。本老化测试项目中读取巡检仪的测量值需要“有问有答”，因此应选取“Send& Receive”命令，如图5-38所示。其他的步设置项包括重复计数器(Repeat)、重试次数(Retry)、响应告示( Response)、下一步处理(Next)和出错处理(Error)等，含义见表5-8。

图5-37 创建新步(Step)

图5-38 设置步(Step)

表5-8 步设置项表

    (7)现以地址01巡检仪读测量值命令“#010106/”为例，编写其协议宏的发送协议，步骤如下。

    ①编写起始码#。用鼠标右键单击图5-38中的“Send Message”创建一个“NewMessage”，弹出“Message Editor”对话框，如图5-39所示。

    单击图中“Header”项下的“Edit”按钮，在弹出的“Message Header”对话框中选择数据类型为“ASCII”（巡检仪串行通信中传送ASCII码数据），在数据项中填“#”（巡检仪命令的定界符），如图5-40所示。设置完成后单击“OK”按钮返回到“Message Editor”对话框。最后还需在“Message Editor”对话框的“Header”项下单击“Insert”按钮，才能插入起始码#。

②编写从站地址01。在图5-39中单击“Address”项下的“Edit，，按钮，弹出“MessageAddress”对话框，如图5-41所示。选择数据类型“Contant ASCII”（ASCII码常数），输入地址“01”，设置完成后单击“OK”按钮返回。最后在“Message Editor”对话框的“Address”项下单击“Insert”按钮，才能插入从站地址01。

图5-39 “Message Editor”对话框

图5-40 “Message Header”对话框

图5-41 “Message Address”对话框

    ③编写读取测量值的通道范围“0106”。由于是常数，因此在图5-39中“Message Data”处直接写入“0106”，变量类型选择“Contant ASCII”，单击右侧“Insert”按钮完成插入，如图5-42所示。

    图5-42 编辑命令正文

    ④编写结束符↙。在图5-42中单击“Terminator”项下的“Edit"按钮，弹出“MessageTerminator”对话框，如图5-43 (a)所示，选择数据类型为“CODE”（编码），然后单击“Edit’， 按钮，在下拉菜单选项中选择“CR”为结束符（即回车符／），如图5-43(b)所示，单击“Insert”按钮，输入“CR”，再单击“OK”按钮返回。最后在“Message Editor”对话框的“Terminator”项下单击“Insert”按钮，才能插入结束符。

图5-43 编辑结束符

    ⑤发送协议编辑完毕，命令信息更名为“S1”（即01巡检仪发送信息），如图544所示。单击“OK”按钮确认。

图5-44 发送协议S1

    (8)编写巡检仪返回的应答数据协议。现以地址01巡检仪返回的应答数据“=+28.20@=+14.90@= -15.10@=+04.98 @=+05.01@=+10.88@↙”为例，编写协议宏的接收协议。起始码“：”与结束符“↙”之间的内容被视作应答有效数据（这其中包含了测量值、报警状态、正／负号和各通道测量值之间的定界符），由于接收的数据为ASCII码，按每个字符占一个字节计算，本应答例中除起始码和结束符外共需占用47个字节，通过RS-485串行通信总线将其采集到PLC后按顺序存储在表4-17中预留的D100之后通道内，以后再进一步从这些ASCII码中抽提出实际的测量值并转换为十六进制数（具体程序见图5-60中的梯形图）。由于接收协议的起始码和结束符与发送协议的编辑方法一致，在此不再赘述。编写接收协议中应答数据部分的步骤如下。

    ①用鼠标右键单击图5-38中的“Recv Message”创建一个“New Message”，弹出“Message Editor”对话框，在“Message Data”项内选择数据类型“Variable”（变量），如图5-45，所示。

②单击右侧“Edit”按钮，在弹出的“Message Variable”对话框中选择“Variable”的变量类型，如图5-46(a)所示，继续单击“Variable”按钮，弹出“Channel”对话框，“Type”项选择“Write W”（即向PLC*通道内写入数据），“Data Address”选择“Operand”（操作数），“Primary bbbbbbbbbb”（即线性表达式yN+x，N为重复步的次数）中设y为“0000”，x为“0001”，则“Text”中显示“W(1)”，如图5-46 (b)所示。W(1)的作用是当执行接收协议时，PLC将从巡检仪中接收到的6路数据按顺序写入到协议宏指令PMCR的*二个操作数所*字的下一个字中（5.3.3节将重点介绍PMCR指令）。单击“OK”按钮返回图5-46 (a)。

图5-45 “Message Editor”对话框

    继续单击“Length”按钮，弹出“Channel”对话框，设定接收数据的长度。在“Primarybbbbbbbbbb”项下设y为“0000”，x为“0047”，则“Text”中显示“47”，如图5-46 (c)所示，表示接收47个字节的数据。如果“Type”设置为“*”，则表示接收所有数据。连续单击“OK”按钮返回到“Message Editor”对话框。

图5-46 变量数据设定

    ③在“Message Editor”对话框中，单击“Insert”按钮，插入变量数据“(W(1)，47)”，如图5-47所示。

    ④继续插入结束符后，接收协议编写完毕，命令信息更名为“R1”（即01巡检仪接收信息），如图5-48所示。单击“OK”按钮确认。

图5-47 插入变量数据

图5-48 接收协议R1

    按图索骥，可以编写出号为02～04巡检仪的发送协议S2～S4与接收协议R2～R4，在此不再赘述。4台巡检仪并联接入到CJ1W-SCU单元的串口1（RS-485接口），使用PMCR指令调用协议宏，将数据上传至PLC。

    探测器接入到CJ1W-SCU单元的串口2（RS-232接口），同样可以采用协议宏方式采集射检数据。由于串口2是采用“排队”方式接入4台探测器的，即先到先得，因此不存在给探测器分配地址的问题。又由于只有当PLC发出“射检”指令后探测器才能反馈射检数据（应答帧“AA55040050XXXbbb”），因此仅编写射检数据的接收协议即可。

    通过分析应答帧内容发现，每帧数据的前部“AA55040050”是固定不变的，可以视作起始码，随后数据中“XXXX”为射检判断数据（合格数据为“0980”），“SS”为校验和（2位十六进制数，计算范围是从“地址04”开始到“射检判断数据XXXX”结束的所有字节数据累加，注意不包括帧头数据），二者需存储在表4-16中预留的422通信通道内。编写射检数据接收协议的方法与巡检仪相同，结果如图549所示。

图5-49 射检数据接收协议R0

    由于采集的射检数据为十六进制数，因此图5-49中起始码[AA55040050]的数据类型为“Constant Hex”（十六进制常数）。而存储“XXXbbb”将占用3个字节。因此(W(1)，3)的作用是当执行接收协议时，PLC将从探测器中接收到的射检数据按顺序写入到PMCR指令的*二个操作数所*字的下一个字中，共写入3个字节。

    至此，本项目的协议宏全部编写完成，本协议宏下各序列汇总如图5-50所示，所有协议序列中各步的发送与接收信息汇总如图5-51所示。特别注意序列号与各序列的对应关系，5.3.3节中PMCR指令将根据序列号来调用不同对象的协议宏，实现对4台巡检仪和探测器的数据采集。

 1#探测器的RS-422通信线路一旦接通（4.14位为“1”），就执行协议宏调用程序（参见图5-59中的梯形图），射检数据（十六进制数）随即被采集到PLC的*通道内（25通道之后）。“射检协议宏序列创建”，由于射检应答帧为“AA55040050XXXbbb”，其中[AA55040050]作为协议序列的起始码，“XXXX”为射检数据（合格数据为“0980”，但上位机要求传送“8009”），“SS”为校验和（2位十六进制数，计算范围是从“地址04”开始到“射检判断数据XXXX”结束的所有字节数据累加，即04+00+50+XX+XX=SS，注意不包括帧头数据），二者占用3个字节，顺序存储到CIO区26、27通道内。如果射检合格，则26通道值为“0980”，27通道值为“DD00”( SS=04+00+50+09+80=DD).

    当4.14位接通的Ss定时器T0011导通后，调整射检合格数据的显示格式，程序如图5-87所示。使用数传送指令MOVD将26通道值的高字节数(09)与低字节数(80)对调，存储在28通道内，如果射检合格，则28通道值为8009H。

    T0011导通后开始计算射检应答帧的校验和，程序如图5-88所示。计算思路是将存储射检数据的26通道值拆分成两个字节值，依次与04（地址）、00（命令）和05（功能号）相加，和即为校验和。

具体计算过程是，首先使用二进制加法指令+将28通道值(定是合格值8009H)与立即数5400（即三个射检字节值相加，04+00+50=54）相加，和为“D409”存储在29通道中；然后，使用数传送指令MOVD将29通道的低字节数(09)传送到30通道的高字节（30通道值0900H）；最后将30通道值(0900H)与29通道值(D409H)相加，和为“DD09”存储在30通道内，覆盖原值。

图5-87 调整射检数据显示格式程序

    图5-88 计算射检应答帧校验和程序

将计算得到的校验和与实际接收的校验和比较，程序如图5-89所示。使用字逻辑与指令ANDW提取30通道的高字节值存储到31通道（通道值为DD00H），接着与实际接收校验和通道值（27通道值DD00H）进行比较，如果不相等，则使RS-422通信报警8.01置位，说明RS-422通信线路异常，射检数据失真；如果相等，则使RS-422通信校验位11.09为“l”，说明PLC通过RS-422串行总线接收到的数据与探测器发送数据相同。

    图5-89 判断RS-422通信线路与射检合格程序

    当11.09位为“1”后，由其执行比较指令CMP，将28通道值与立即数8009比较，相等则置位RS-422通信正常位11.10；不相等则置位RS-422通信报警位8.02。射检判断产生的三个可能结果为合格（11.10为“1”）、不合格（8.02为“1”）和RS-422通信错误(8.01为“1”)，任何一个结果都意味着射检阶段结束（回顾图5-72的梯形图）。RS-422通信结束位10.10关闭探测器，探测器进入休息阶段。

回顾2.1.1节的“射前检查阶段”，表2-5中列出了射检数据所包含的状态信息及其正常／异常状态，其中的1--8项分别对应28通道二进制位00～07，其正常状态对应的一个字节值是09。这些状态位将在射检结束后显示在上位机组态操作界面中，程序如图5-90所示。注意28.01和28.03位与其他位逻辑相反。

    图5-90 射检状态信号显示程序

三个射检判断位的复位程序如图5-91所示。自动模式下，只有总开关12.00触发的下微分位10.02才能复位射检不合格标志位8.01和8.02;总开关12.00触发的上微分位10.03或探测器4.01触发的上微分位10.05使RS-422通信正常位11.10复位，即每次探测器启动都将复位上次老化测试周期的射检正常标志位。此外，当老化测试过程全部结束后，循环数计数器C0101为“1”，此时操作员按总消声按钮11.03（回顾图5-85的梯形图）也将复位11.10。

图5-91 复位射检判断标志程序

众所周知：低压控制电路中，停止、急停按钮基本都是采用常闭触点。而在PLC控制上，许多同仁不以为然，“反正无论是常开常闭触点都能实现”这一思想往往酿成大的损失！
     简单PLC控制电机的例子：停止按钮采用常闭触点，如果停止按钮接触不好，那就能保证电机处于停止状态，无论对设备还是对人都是安全的；反之，如果停止按钮采用常开触点，万一该按钮接触不好，想停机都不能保证马上停止下来，岂不是个安全隐患！
     上面说的是输入点，再说一下输出点。
     曾给一冶金行业做除尘控制系统，该除尘风机是由10KV额定电压的电机经液力耦合器带动的，该电机的保护自然不少：震动、前后轴承温度、定子温度、冷却水温度......我们控制系统就是将这些信号采集，与其设定报警值比较，如果达不到要求，就不给电机发送“允许运行”的信号，达到了就发去信号。实际就是PLC输出控制一中继，中继的触点串在电机的控制回路中。当时为调试方便，就将该信号采用了中继的常闭触点，以为即使PLC不工作，也不影响电机的启动（因为当时PLC编程尚未完成，而业主已经将电机厂家叫到现场要求试电机）。结果被电机厂家（这是大连的一家电机厂）的技术人员发现了，他给我们讲了一件他刚刚碰到的事。他到另外一厂去调试，他们在现场仪表上看到轴瓦明明已经**温了，可电机依然在运转，导致价值几十万的轴瓦全烧坏。后来经检查，就是触点选择了常闭的，而PLC根本就没有投入运行。所以业主和该技术员要求我们必须采用常开触点！
     想一想也是，如果选择常开触点的话，PLC不投入运行就不会允许电机启动。PLC投入运行了，如果各采集数据达到要求，就让中继得电，常开触点动作，电机控制回路接通，允许电机运行；如果各采集数据达不到要求，中继失电，常开触点保持断开状态，切断电机的控制回路，从而保证电机停止运行。
     这件事给我的印象较其深刻，让我在以后的工程中对常开常闭的选择再也不敢随意！

当利用变频器构成自动控制系统进行控制时，很多情况下是采用PLC和变频器相配合使用，如何正确地把PLC和变频器连接在一起就成了系统成功的关键。
1.PLC开关指令信号输入
变频器输入信号中包括对运行/停止、正转/反转、微动等运行状态进行操作开关型指令信号。变频器通常利用继电器接点或具有继电器接点开关特性元器件（如晶体管）与PLC）相连，到运行状态指令。
使用继电器接点时，常常接触不良而带来误动作；使用晶体管进行连接时，则需考虑晶体管本身电压、电流容量等因素，保系统可靠性。
设计变频器输入信号电路时还应该注意，当输入信号电路连接不当时也会造成变频器误动作。例如，当输入信号电路采用继电器等感性负载时，继电器开闭产生浪涌电流带来噪音有可能引起变频器误动作，应尽量避免。
当输入开关信号进入变频器时，会发生外部电源和变频器控制电源（DC24V）之间串扰。正确连接是利用PLC电源，将外部晶体管集电极二极管接到PLC。
2.变频器数值信号输入
变频器中也存一些数值型（如频率、电压等）指令信号输入，可分为数字输入和模拟输入两种。数字输入多采用变频器面板上键盘操作和串行接口来给定；模拟输入则接线端子由外部给定，通常0～10V/5V电压信号或0/4～20ｍＡ电流信号输入。接口电路因输入信号而异，必须变频器输入阻抗选择PLC输出模块。
当变频器和PLC电压信号范围不同时，如变频器输入信号为0～10V，而PLC输出电压信号范围为0～5V时；或PLC一侧输出信号电压范围为0～10V而变频器输入电压信号范围为0～5V时，变频器和晶体管允许电压、电流等因素限制，需用串联方式接入限流电阻及分压方式，以保证进行开闭时不**过PLC和变频器相应容量。此外，连线时还应注意将布线分开，保证主电路一侧噪音不传到控制电路。
通常变频器也接线端子向外部输出相应监测模拟信号。电信号范围通常为0～10V/5V及0/4～20ｍＡ电流信号。哪种情况，都应注意：PLC一侧输入阻抗大小要保证电路中电压和电流不**过电路允许值，以保系统可靠性和减少误差。）另外，这些监测系统组成互不相同，有不清楚方应向厂家咨询。
另外，使用PLC进行顺序控制时，CPU进行数据处理需要时间，存一定时间延迟，故较精确控制时应予以考虑。变频器运行中会产生较强电磁干扰，为保证PLC不变频器主电路断路器及开关器件等产生噪音而出现故障，将变频器与PLC相连接时应该注意以下几点：
（1）对PLC本身应按规定接线标准和接条件进行接，应注意避免和变频器使用共同接线，且接时使二者尽可能分开。
（2）当电源条件不太好时，应PLC电源模块及输入/输出模块电源线上接入噪音滤波器和降低噪音用变压器等，另外，若有必要，变频器一侧也应采取相应措施。
（3）当把变频器和PLC安装于同一操作柜中时，应尽可能使与变频器有关电线和与PLC有关电线分开。
（4）使用屏蔽线和双绞线达到提高噪音干扰水平。
3.结束语
PLC和变频器连接应用时，二者涉及到用弱电控制强电，，应该注意连接时出现干扰，避免干扰造成变频器误动作，连接不当导致PLC或变频器损坏。