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浔之漫智控技术(上海)有限公司
主营：西门子DP电缆代理商
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西门子6GK7343-1EX30-0XE0功能参数
因每种配置不一样，所以它的选型方式也有所差异，下面着重介绍大家常用的大众三菱plc的选型方法，大家可以做一个参考来选择使用三菱plc。
(一)分析被控对象并提出控制要求
详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对三菱PLC控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。
(二)如何确定三菱plc的输入/输出设备
根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备(如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等)和输出设备(如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等)，从而确定与三菱PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。
(三)如何选择三菱PLC
三菱 PLC选择包括对三菱PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择，详见本章二节。
(四)三菱plc分配I/O点并设计三菱PLC外围硬件线路
1.分配I/O点
画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表，该部分也可在2步中进行。
2.设计PLC外围硬件线路
画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入PLC的控制电路等。由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。
(五)三菱plc程序设计
1. 程序设计
根据系统的控制要求，采用合适的设计方法来设计三菱PLC程序。程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统的功能。除此之外，程序通常还应包括以下内容：
1)三菱PLC初始化程序。在三菱PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有：对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等等。
2)三菱PLC检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对立，一般在程序设计基本完成时再添加。
3)三菱PLC保护和连锁程序。保护和连锁是程序中不可缺少的部分，认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱，。
2. 三菱PLC程序模拟调试
程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。
1)硬件模拟法是使用一些硬件设备(如用另一台PLC或一些输入器件等)模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，其时效性较强。
2)软件模拟法是在三菱PLC中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，其简单易行，但时效性不易保证。模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。
(六)三菱plc硬件实施
硬件实施方面主要是进行控制柜(台)等硬件的设计及现场施工。主要内容有：
1) 设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。
2)设计系统各部分之间的电气互连图。
3)根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。
由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此三菱PLC控制系统的设计周期可大大缩短。
(七)三菱plc联机调试
联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从三菱PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。
全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失
0 引言
随着工业现场控制技术的不断发展，通过三菱变频器实现电动机的变频调速已经成为电机调速的主要方式。目前许多三菱变频器都附带了串行通讯功能，这样由变频器与上位控制器组成的串行通讯控制系统比传统的端子接线控制方式有了强的抗干扰能力、高的传输速率，并且可以很方便的实现一台上位控制器对多台变频器参数的控制。工业上与变频器进行串行通讯的上位机主要有两种：
一种是采用工控机与三菱变频器通讯，工控机的操作比较灵活，支持各种语言，但是由于价格高昂又不利于机电工程师编程且硬件使用上存在的各种缺陷，使得此种方式较少使用到性要求较高的控制系统中。
另一种是采用可编程控制器(PLC)的串行通讯口与变频器通讯，由于三菱PLC的高性和新型人机界面(HMI)——触摸屏技术的普及，用HMI+PLC对变频器进行穿行通讯控制方式的应用越来越广泛，本文主要介绍OMRON公司的CP1H型PLC对三菱公司FR-E540变频器的串行总线通讯控制。
1 控制系统组成和通讯参数的设置
RS-485串行通讯是一种典型的无协议通信，即不使用固定协议，不经过数据转换，通过通信端口输入输出指令，发送和接受数据。本文所采用的CP1H型PLC有两个RS-485通信端子，使用前需要预置使用的串口，由PLC通讯控制的变频器，多可达到32台，在进行RS-485通讯前，先要进行正确的硬件连接和参数设置，接线如图1。
图1 PLC与变频器的接线图
PLC对多台变频器进行通讯时，要在末端的变频器处设置一终端阻抗，阻值为100Ω，并且把PLC的工作设定用拨码开关引脚1置为ON，表示有终端电阻存在。现以采用CP1H的串行口1对一号变频器通讯为例来说明各参数的设置。
选择CP1H的串口1进行RS-485通讯，需要在串口上外接RS-485通讯选件板，型号为CP1W-CIF11。同时将拨码开关SW4置OFF，表示串口1通讯可用。
为了使PLC和变频器能够进行正确的RS-485通讯，设置相互认可的参数，使得通讯的数据帧一致。FR-E540变频器的通讯参数可以通过面板设置，变频器设置参数如表1所示。
CP1H的通讯参数设置比较特，省去了对通讯寄存器的设置，直接通过OMRON软件CX-Programmer,按照步骤[PLC设定]→[串口1]→[通信设置]进行PLC通讯参数的设置，需要注意PLC中的各参数要与变频器参数设置一致，否则将出现通讯故障。在CX-Programmer中进行串口一参数设置的具体情况，如图2所示。
图2 PLC串口
2 PLC和变频器的通讯程序设计
2.1 变频器数据设计
PLC对变频器的通讯可分为5个阶段：(1)PLC通讯请求发送到变频器;(2)变频器数据处理;(3)从变频器返回数据给PLC;(4)PLC处理返回数据;(5)PLC再次返回应答。十六进制数据在PLC与变频器之间使用的是ASCⅡ码传输。在完成不同的指令功能时通讯格式是不一样的，常用的指令有HED(运行频率写入)H6F(输出频率)HFA(运行)指令。例如将频率50HZ输入到一号变频器，其数据帧格式如表2：
表2 数据帧格式
上表中，ENQ表示通讯请求，01是一号变频器站号地址，ED为运行频率写入，等待时间1MS，1388表示变频器运行频率50HZ.将指令转换为ASCⅡ代码得到“H05H30H31H45H44H31H31H33H38H38”。数据帧后一个字节八位，是总和校验码，其数值是由被校验的ASCⅡ数据的总和的一个字节(8位)表示的2个ASCⅡ数字。如上例，H30+H31+H45+H44+H31+H31+H33+H38+H38=1EF,取的低8位EF转化位ASCⅡ数据得到H45H46。综上所述，按照变频器通讯协议，将50HZ频率写入一号变频器，需要由PLC输出的ASCⅡ代码为：“H05H30H31H45H44H31H31H33H38H38H45H46”。
2.2 PLC的通讯命令
PLC用于串行通讯的命令主要有串行发送指令TXD和串行接受指令，其梯形图如图3：
图3 PLC串行通讯指令
参数“S”为发送信息的地址，“D”为接受信息的地址，“C”为控制字，主要为发送或接收字节的顺序以及通讯端口的选择。“N”为发送接收信息的字节数，一个字所存放的ASCⅡ字符为两个字节，所以每次发送接收的信息为“S(D)～S(D)+(N÷2)-1”重的内容。例如：一次发送TXD(-)的指令参数为：S=DM0000,C=#0100,N=#0016,则此次发送的任务是把从DM0000开始的16字节的内容以高字节在前，低字节在后的顺序从端口1发送出去。将50HZ的频率由CP1H的串行端口1发送给一号变频器的完整梯形图如图4所示。
图4 PLC梯形图程序
梯形图中的A392.13为串口1通讯发送可行标志，当发送可行时为ON.以上程序是将频率写入变频器，但是电动机还不能够运转，需要向变频器发送HFA指令，该指令可控制电机正，反转和停止，具体的指令写法和编程思想与上述过程类似，在此不详细说明。
3 结语
通过上述方式编写的PLC与变频器串行通讯控制程序，在高速磁耦合试验台控制系统中得到了应用。实践证明，可以利用串行通讯控制技术得到电机的任意需要转速，而且只使用一根屏蔽双绞线，就能控制多台变频器，简化了现场接线，大的提高了抗电磁干扰能力。该项技术应用前景十分广泛
1)、分散性
根据江北水厂工艺的特点，分为取水泵站、投矾车间、投氯车间、反应池、平流滤、滤池、清水池、供水泵站等。由于主体设备过于分散因此需要控制系统设计成几个不同功能的分站，通过网络使各个站之间既立又关联，互不影响地进行各自的控制任务。
2)、集中监控
为了确保供水水制，操作人员需要在中控室对整个水厂的生产情况了解，并进行集中监控。
3)、性、性
水厂的、稳定运行直接关系到千家万户，所以从控制系统的结构设计、软硬件产品质量到控制程序编制等各个环节都是高性的。
4)、可维护性
系统在系统软件、应用软件和硬件方面具有强大的报警和故障自诊断功能，方便工程师对系统故障进行分析和维护。
5)、可扩展性
系统应采用具有一定标准及应用较为广泛的软硬件产品，并考虑一定的余量，为将来水厂的扩建及系统的变打下基础。
6)、开放性
开放性是用户对控制系统的普遍需求。随着计算机和网络技术的发展和应用的普及，人们越来越需要过程控制系统与管理信息系统交互信息，从而实现管理与控制一体化。终达到向管理要效率，向管理要效益。尽管各控制系统生产厂家在现场控制器模块级还不可能开放或通用，但要求上位机监控系统具有开放性，例如：监控系统应基于微软公司的bbbbbbsNT、2000或9X平台，支持各种规范的协议如OPC、ODBC、ActiveX、DDE等。
控制系统构成
1)、 控制系统硬件
如图所示，江北水厂根据系统不同功能分为五个PLC站，应用三菱MELSECNET/10网组网通讯，通过A1SJ71UC24-R2与计算机通讯。利用电信局帧中继与公司调度室进行。远程测压点通过无线通讯进行。根据生产的特点五个PLC站分别为投加分站、平流池分站、滤池分站、反冲分站、主站。所有PLC站均采用三菱AnS系列PLC。
A、投加分站以过程控制为主，利用仪表、变频器进行投氯、投矾的回路控制。仪表输出4-20mA标准信号。
B、排泥车分站以逻辑控制为主，通过PLC发出的指令，指令通过中间继电器及变频器，对行车的电机及泵等设备进行开停、运行频率变化等控制，以达到运行的高度自动化。
C、滤池分站是逻辑控制与过程控制相辅相成，并加入了PID控制。在几个站中滤池分站属于复杂繁烦，我厂有十组滤池，并且都投入运行，三菱PLC能达到控制要求。
D、反冲分站主要是以逻辑控制为主，当PLC接受到滤池站发出的反冲要求指令时，开始按程序顺序地进行控制。
E、主站以逻辑控制为主，其作用主要是加强报警功能，将各分站发生的紧急事故，时间通知值班人员。
以上各站中主站CPU选用三菱A2ASCPU-S1(I/O点数1024，存储容量256K)，其它各站选用A2ASCPU(I/O点数512，存储容量64K)，A/D转换模块选用A1S68AD，D/A转换模块选用A1S68DAI，在网络方面选用了A1SJ71BR11模块组成的同轴电缆总线方式的MELSECNET/10网。此网络的大优点是当一个站由于电源故障或其它故障而脱网时，这个站将被分离，数据链接继续在有效的站间进行，当故障时，它自动返回在线状态，重新开始通信。从江北水厂投产运行至今，除了一次被雷电击坏了网络模块以外，还没有因PLC故障导致生产无法正常运行的事件发生。
由于篇幅有限，这里主要讲一下PID控制，水厂涉及PID控制回路主要是滤池站，在PID控制回路中要给出一个水位的设定值(SV值)，通过PID控制单元将过程值(PV值)与设定值(SV值)对比，并执行PID控制算法，送出适合于执行机构特性的命令值(MV值)。执行机构是由模拟输出控制。我厂共有10组滤池，因些组数设为10，设定执行周期为K100(1sec)，P值为K1000(10)，I值为K2000(200 sec)，D值为K0。实际应用中能满足控制要求，达到V型滤池恒水位控制的要求，我厂PID控制可以分为自动和手动两种方式，自动控制即由PLC进行全自动控制，不需要进行人工干预。手动控制即在上位机上给定一个阀位输出值(MV值)，通过PLC对阀位进行控制，手动方式时内部设不与测量值校准。
编程梯形图软件用三菱公司的GPPW软件，在组网设置方面非常简便，在程序调试方面及在线检测方面已大大优越于老版本的GPPA。
在变频器的使用中，我们接触过两款三菱公司的变频器，FR-A044-2.2K 和FR-E540-0.75K，产品均采用以微处理器的数字控制技术，在使用过程中都能达到很好的响应能力，具有频率设定检测、负荷选择、电流输入等，共计100多个参数选择。及对变频器过载、CPU故障、电机再生电压过大等多种故障进行监控。当设备发生故障时，该变频器可及时停止运行，防止事态恶习化，并通过参数单元显示故障代码，提高查找故障的效率。相比FR-E540-0.75K调节参数设置方面没有FR- A044-2.2K方便。使用变频器后感觉大的优点是：变速区段全由软件设置，具有柔性控制的特点。
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系统结构图
2)、控制系统监控组态软件
江水水厂的人机监控系统由位于中控室的两套FIX6.15组态软件及投加室一套组态王软件构成，组态软件与PLC构成了上、下位机关系。通过的I/O dirver将二者结合起来，实现数据采集和监控(SA)的 。组态软件支持三方应用程序的运行，具有操作简单、管理方便、性、维护性、可移植性、稳定性强的特点。我们还利用FIX通过ODBC SQL实现了与调度室任务，保证了系统的开发性和可扩展性。FIX提供了报警系统生成、显示、存储报警信息等功能，使下位机PLC的事件实时地显示出来。
本系统在江北水厂已稳定运行近四年多，运行结果表明三菱自动化PLC及变频器与组态软件组成的PLC+PC系统能充分满足对水厂控制系统的要求，对水厂的运行、提高供水质量、节能降耗、优化管理等方面起到了至关重要的作用