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西门子6ES365-0BA01-0AA0
概述
---- 本例说明如何以自由协议实现S7-200与M20 GSM Modem的通信。可实现的功能为:当M20收到GSM短信息时,可以自动向发送方回发一条短信息,信息的内容由用户自行定义。
AT指令:
---- 本例中使用的AT指令主要有四个:
短信息格式选择指令CMGF
---- M20支持两种格式的短信息,PDU格式和TEXT格式。
---- AT+CMGF=0 设置短信为PDU格式(默认)
---- AT+CMGF=1 设置短信为TEXT格式
---- 本例中将使用TEXT格式,因此必须对M20进行初始化。
读短信息指令CMGR
---- 指令格式为:AT+CMGR=< index >,index一般为1到15的整数,视SIM卡的容量而定,它表示所要阅读的短信息在SIM卡中的存储位置。在本例中,由于收到的短信息在阅读后都会被删除,因此每次收到的短信息都会被保存到**个存储位置,在收到短信息后,用AT+CMGR=1即可阅读。
发送短信息指令CMGS
---- 指令格式为:AT+CMGS=< da >,da为目标手机号,如""。M20接到指令后返回一个"〉"提示输入短信内容,短信内容以CHR(26)结束。
删除息指令CMGD
---- 指令格式为:AT+CMGD=< index >,index与读指令中的index含义相同。本例中使用AT+CMGD=1来删除收到的息。
---- 注:所有的指令都以CHR(13)作为结束
PLC程序执行过程:
---- PLC在**次扫描时执行初始化子程序,对端口及RCV指令进行初始化,并向M20发送AT+CMGF=1设置短信息格式为TEXT格式。初始化完成后,运行RCV指令使端口处于接受状态。
---- 当M20收到短信息时,会发送 +CMTI: "SM", 1 在PLC的接收完成中断中判断CMTI这四个字符来对M1.0进行置位,在主程序中通过该标志位调用ReadSMS子程序。
---- ReadSMS子程序中执行的操作为:复位子程序的触发条件(复位M1.0),置位M0.0,停止端口的接收,然后向M20发送AT+CMGR=1阅读收到的短信息。置位M0.0的目的是在发送完成中断中判断是哪个子程序执行了发送操作,从而重新对RCV指令进行设置,以接收Modem返回的信息(其他的子程序也采用了相同的做法:SendSM1的触发位为M1.1,子程序执行时置位M0.1;SendSM2的触发位为M1.2,子程序执行时置位M0.2;DelSM的触发位为M1.3,子程序执行时置位M0.3;ReSend的触发位为M1.4,子程序执行时置位M0.4)。Modem在接收到AT+CMGR=1后会将收到短信息的内容发送给PLC,信息的格式为:
---- +CMGR: "REC UNREAD","+86",,"02/03/05,13:44:12+32"
---- CALL ME
---- OK
---- 其中"CALL ME"为短信息的实际内容,该信息转换为十六进制的形式为:
---- 0D 0A 2B 43 4D 47 52 3A 20 22 52 45 43 20 55 4E 52 45 41 44 22 2C 22 2B 38 36 31 33 38 30 31 31 38 34 32 38 36 22 2C 2C 22 30 32 2F 30 33 2F 30 35 2C 31 33 3A 34 34 3A 31 32 2B 33 32 22 0D 0A 43 41 4C 4C 20 4D 45 0D 0A 0D 0A 4F 4B 0D 0A
---- 这样,在发送完成中断中,以M0.0为条件,将RCV指令的接收的起始字符设置为空格符CHR(32)(十六进制的20)用以接受M20发送的短信息内容。在接收完成中断中,用接受缓冲的**个字节等于CHR(32)来触发SendSMS1子程序。
---- SendSMS1子程序将从收到短信息的内容中提取出发送方的电话号码,并向M20发送AT+CMGS="发送方号码",Modem在接到该指令后返回的信息为:
---- >
---- 对应的十六进制形式为:
---- 0D 0A 3E 20
---- 其中0D 0A为不可显示字符,20为空格符
---- 这样,在发送完成中断中以M0.1位条件设置接收的起始字符为"〉"CHR(62)用以接受M20发送的提示信息。在接收完成中断中,用接受缓冲的**个字节等于CHR(62)来触发SendSMS2子程序。
---- SendSMS2子程序将所要发送的内容加上结束字符CHR(26)发送个给M20。如果短信息正确发送,M20返回 +CMGS: xxx(xxx为该SIM卡已发送的数量);如果信息未能正确发送,则M20返回 +CMS ERROR。在接收完成中断中,用CMGS来触发DelSMS子程序,用ERROR来触发ReSend子程序。
---- DelSMS子程序向M20发送AT+CMGD=1用来删除收到的息,ReSend子程序重新发送SendSMS1中的指令AT+CMGS=" 发送方号码"。



2工艺流程
整个洗涤过程分为进水、洗涤、放水、脱水四个部分,系统从进水环节开始到脱水环节结束共循环三次。
设备运行示意图:(见附图)
A.系统运行循环三次:**次循环转鼓进水至中水位时开始洗涤;第二、三次转鼓进水**水位时开始洗涤。
B.洗涤方式分轻洗、标准洗、强洗(按正转、停止、反转、停止四步动作循环至洗涤时间到达)
C.在20-80HZ频率脱水环节时如转鼓出现运行振动较大,则变频器停止输出至转鼓停止后再从20HZ重新脱水。
3控制要求及功能
A.洗涤设备应具备延时停止进水功能(即洗涤水进至中水位或高水位时开始洗涤但不关闭进水阀,直至延时时间到再停止进水)
B.系统具备停止与急停功能(即系统在运行时按下停止键则终止所有运行,再启动时又从**环节开始。按下急停键时则系统暂停运行,急停复位时系统再从急处继续运行)
C.洗涤设备的启动、停止、急停操作、参数设定均由人机界面完成。
D.系统使用变频器简易PLC功能来完成洗衣机脱水环节的多段速度曲线(**段20HZ / 20秒;*二段50HZ/15秒;*三段80HZ/15秒;*四段100HZ/10秒;*五段130HZ/10秒)
E.洗涤频率加/减速速率2HZ/秒,脱水频率加速速率0.5HZ/秒,减速速率1.5HZ/秒。
F.脱水过程中如机械振动大于设计要求的振动时,系统应立即停止变频器输出直至转鼓停止后再重新从**阶段开始脱水(由振动开关提供信号)。
G.变频器中的简易PLC一至五阶段运行频率与运行时间由可编程控制器通过通讯方式设定。
4系统控制原理
该系统由可编程控制器、变频器、触摸屏等控制元件组成,可编程控制器完成整个系统逻辑控制、各运行相关参数传送与读写、设备运行状态显示功能。变频器与可编程控制器利用自由口通讯协议通讯完成设备的启/停、简易PLC程序的执行及其它相关运行参数的传送。PLC与触摸屏通讯实现人机对话,完成相关参数设置、启停操作与状态显示。
5方案的实现
触摸屏:
通过对厂家参数画面进行相关参数设置,将设备的洗涤时间、洗涤频率、手动脱水频率、自动脱水简易PLC的运行频率及运行时间固化到可编程控制器中,再将运行频率与运行时间等参数通过自由口通讯协议方式传送到变频器中。操作画面上设置诸如设备的启/停、运行时间及运行状态显示。
楞编程控制器:
可编程控制器中编写主机带频率正转、主机带频率反转子程序供洗涤环节调用,编写阶段一至价段五运行频率设定、阶段一至阶段五运行时间设定子程序供厂家修改变频器简易PLC程序中的参数。
变频器:
1)频率给定通道与命令给定通道均选择串口给定; 主机各运行频率与运行指令由PLC通过通讯的方式发给变频器。
2)将上限频率与运行频率设为130HZ。
3)加速时间1、减速时间1(洗涤环节的加/减速速率2HZ/秒)设为65秒,加速时间2、减速时间2(脱水环节的加速速率0.5HZ/秒,减速速率1.5HZ/秒)分别设为260秒和80秒。
4)V/F曲线电压值V1设为35%,频率值设定为20HZ否则电机会因起动转矩过低而无法启动;
5)X1、X2端子设定为选择加/减速时间2功能,系统运行在脱水环节时(X2为高电平)加减/速时间2有效,变频器按加减时间2进行加/减速。
6)X3端子设定为外部停机命令功能,当PLC给出停止命令或振动过大时(X3为高电平)变变频器停止输出。
7)X4设定为简易PLC程序失效功能;系统运行在进水与洗涤环节时(X4为高电平)简易PLC程序不能运行。
8)X5设定为简易PLC程序暂停功能;系统运行在脱水环节时如按下急停键(X5为高电平)简易PLC程序将暂停运行。急停复位后再从暂停处继续运行。
系统控制:
参数设置
A.进入厂家参数画面设置洗涤频率、洗涤时间、延时停止进水时间。
B.进入脱水参数画面设置阶段一至阶段五的运行频率与运行时间。
手动控制 按进水、洗涤、放水、低脱、中脱、高脱的顺序对设备进行独立启、停操作,操作过程中程序运行不受设置的运行的时间与转鼓振动频率影响。
自动控制
A.设置好各运行参数后按下系统启动键,进水电磁阀打开转鼓开始进水简易PLC程序运行为无效。
B.转鼓进水至中水位时洗涤启动,设备按所选择的洗涤模式(轻洗、标准洗、强洗)运行,设定的洗涤时间到达时停止洗涤。
C.洗涤完成后开启放水电磁阀放水,简易PLC程序运行设为有效,放水至低水位时简易PLC程序开始按设定运行速度曲线运行。
D.如在脱水时出现机械振动大时,接近开关接通(X3为高电平)变频器停止输出,直至转鼓停止后再从阶段一开始脱水。
E.脱水环节完成后系统自动进入*二次循环(第二、三次循环时进水水位到高水位时再开始洗涤)
6总结
利用可编程控制器、变频器与人机界面等自动化产品的有机结合来实现对工业洗涤设备的自动控制,其主要控制思路是对洗涤设备的进水/出水、洗涤模式、洗涤时间、脱水频率的设定、可编程控制器通讯功能的应用、变频器简易PLC功能的应用进行有机的组合与设计。此方案应用艾默生可编程控制器、艾默生EV1000变频器、深圳人机触摸屏组成自动控制系统,结合艾默生可编程控制器、变频器与人机界面的控制优点,实现了可编程控制器与变频器的通讯功能;可编程控制器与人机界面的实时数据交换功能。从根本上解决设备控制线路繁锁、故障点多、操作复杂等一系列问题;有效的提高设备生产效率与设备性能。经调试与运行测试后能达到客户的设计要求并已投入生产