西门子6GK7343-1CX10-0XE0功能参数

西门子6GK7343-1CX10-0XE0功能参数

由于PLC的和高性，目前已广泛应用于工业控制领域，并从单纯的逻辑控制发展为集逻辑控制、过程控制、伺服控制、数据处理和网络通信功能于一体的多功能控制器。由于PLC本身并不配置显示功能，因而实现其内部数据显示就变得很重要了，而且成为PLC控制系统设计的一个难点。

在PLC控制系统中，需要显示的内容主要有计时器值、计数器值和数据寄存器值，数据显示方法可归纳为两种基本类型:一类为基于PLC数据通信接口，如RS-232,RS-485/422，显示装置也具有此类接口，通过数据通信方式实现数据显示。

基于通信的数据显示技术

利用数据通信接口进行数据传送和显示，是实现PLC数据显示的有效途径。目前主流PLC均提供标准的RS-232或RS一485/422接口，或者通过模块扩展增加此类接口。

三菱FX2N的通信模块232ADP,232BD,485BD和48DP均可作为数据接口。显示装置可选用智能显示屏和通用计算机(PC).直接选用和PLC配套的显示屏或触摸屏，可实现PLC内部多个数据的集中显示，并可利用编辑软件编辑屏幕图形，提高显示界面的可视性。FX系列可配套的显示屏有F93000T一BWD,F940GOT一LWD和F940GOT-SWD。智能显示屏通过通信接口读取PL的寄存器，数据显示效，同时可简化控制系统的设计。但由于显示器的高成本，限制了大尺寸显示屏的应用，因此该方法适合于紧凑型的PLC控制系统。随着计算机性能和性进一步提高，"PC+PLC”模式的控制系统在工业控制领域得到广泛应用，PC机凭借丰富的软硬件资源，可实现PLC的在线监测，集中显示大量的PLC内部数据，能以图形化的方式显示控制设备的动态工艺流程和数据趋势曲线，使系统的人机界面直观友好。

PLC与组太王的通信连接

1：1一个站，距离〈15米,用编程口驱动

通过编程口通信(plc不需要进行编程)

1：N多个站(多16个站)，50米>距离>15米,用FX485驱动

1：N多个站(多16个站)，500米>距离>50米,用FX485驱动

1：N多个站(多16个站)，1200米>距离>500米,用FX485驱动(加485中继)

RS485的连线可以是一对或两对导线。根据用途来决定连线的方法，本设计采用的是两对导线连接方式。

为了建立PLC与组太王的通信连接，可以在PLC编程软件的菜单“PLC/串行口设置”中设置通信地址和通信参数，也可以在软件中直接用编程(MOV指令)来实现，按RS485规定具体设置是：

波特率设为9600bit/s，数据位设为7位，l位起始位，2位停止位，偶校验，采用协议1。用编程软件设置,其中在D8121中设置通信地址。

  一、概述

在商用制冷系统中压缩机的控制大都采用机械式控制，众所周知，机械式控制存在着许多不足，如：体积庞大，接线麻烦，不易维护，同时控制精度差，致使制冷系统中制冷剂的压力波动太大，造成制冷效果差，冷藏食品解冻受损，给用户造成的经济损失。

近 年来市场上也出现了一些采用单片机，工控机控制的控制器。但是，采用单片机开发的控制器由于抗干扰能力差，人机界面不够友好，操作繁琐，给用户带来了很多 麻烦，所以，也没有得到普及。而采用工控机控制的控制器由于大多是国外引进的产品，全英文界面，不仅操作繁琐，而且价格昂贵，大多数用户不能接受。因而也 得不到推广，本文介绍的控制器正好了这一空白。它不仅体积小，接线简单，人机界面友好，维护方便;同时控制精度高，运行，使制冷系统中制冷剂的压 力波动很小，制冷效果好，冷藏品得到了很好的保护;近用于冷链中广泛使用的并联机组，对冷量变化的调节和压缩机运行寿命的均匀调节，非常适合并联机 组的实际使用情况;并且，价格适中，因而受到了广大用户的普遍欢迎。五年来全国累计四十多套投入运行，运行情况良好。

二、系统的控制原理

本控制器主机采用三菱公司的PLC,型号为：FX2N—48MR,数据采集部分采用三菱公司的数据采集模块，型号为：FX2N—4A/D,现场监视的人机界 面采用三菱公司的图形操作终端，型号为：F940GOT。同时，由主机，调制解调器，公用电话网，计算机，SA软件组成远程监控系统。

系 统的工作原理：，通过FX2N—4A/D采集系统压力，电压，温度以及设备的保护等信号，并对模拟信号进行数字滤波，抗干扰滤波，然后进行模拟量的量 化和标度变换，与设定参数进行比较判断，根据比较结果和保护信号控制压缩机的启动与停止。当需要开机时，，根据所有压缩机的开机时间，判断哪一台压缩 机开机时间短，然后，判断其保护信号是否正常?如果正常，则开机，否则判断下一台压缩机，……直到后一台。反之，当需要停机时，根据所有压缩机的 开机时间判断哪一台压缩机开机时间长，然后，输出停机控制信号。

正常工作情况下，任何一台压缩机的保护信号出现故障，主机一旦检测到故障信号，立即输出停机信号，停止相对应的压缩机，并发出报警信号，告诉值班人员系统出现故障，需要人工监视。同时，主机一旦检测到故障的恢复信号，也会立即输出开机信号，启动相对应的压缩机。

F940GOT 是人机接口图形操作终端，通过它可以输入系统运行参数，可以手动操作，例如：手动启动或停止压缩机等等。它可以显示系统运行的各种参数及系统运行的各种状 态。另外，压缩机的各种保护信号可以通过主机的开关量输入端输入PLC作为压缩机的开机条件。安装了SA软件的计算机通过调制解调器，公用电话网与 PLC 连接，可以实时读取系统运行参数及设备运行状态从而进行实时的远程监控。采用本系统可以预防系统即将出现的故障，并及时采取补救措施，从而为客户挽回不必 要的经济损失。

三、系统的硬件框图

图1系统硬件组成

输入部分：输入部分包括模拟信号输入和开关信号输入两部分组成。

模拟信号包括：安装在吸气集管上的吸气压力传感器(0~200PSIG)，和安装在排气集管上的排气压力传感器(0~500PSIG)和温度传感器。还有监视系统供电电压的电压传感器。

开 关信号包括：安装在压缩机上的电子热保护(温度探头安装在电机绕组内)，安装在压缩机吸气侧的低压开关，安装在压缩机排气侧的高压开关，油位控制器，油压 差控制器. 电子热保护根据安装在电机绕组内的温度探头感知的绕组温度的高低，发出一个开关信号，当温度设定值时断开控制回路，反之则接通控制回路，主要防止因绕 组温度过高而导致的压缩机故障。安装在压缩机吸气侧的低压开关主要用于：当系统进入机械后备状态时，根据吸气压力的高低来控制压缩机的开/停。安装在压缩 机排气侧的高压开关则用于：当排气压力过上限设定值时断开控制回路，停止压缩机的运行，防止由于排气压力过高而造成的压缩机故障。油位控制器：当压缩机 的瑞滑油供应不上时(系统油位某一设定值时)断开控制回路，停止压缩机的运行，可以有效防止压缩机因缺油干磨导致的损坏。油压差控制器.用于监测半封 闭压缩机高低压腔油压差，当油压差太小时将出现润滑油供应不上，影响压缩机的润滑，将导致压缩机干磨。还有监视系统供电电源的相序保护器。

输出部分：通过中间继电器控制压缩机和报警。

另 外：一方面，主机通过RS 422接口与触模屏(图形操作终端F940GOT)连接，触模屏作为一种人机接口，可以通过它

进行系统参数的设定，系统运行工况的监视等等。另一方面，主 机通过RS 232接口与调制解调器连接，通过公用电话网，把系统参数，系统运行工况传送到远方的计算机以便于进行远程的监控和远程维护。

四、控制软件的编制思路

在控制软件编制之前，要搞清楚影响压缩机运行的各种因素，以及各种因素本身的特性和它们之间的相互关系，结合本控制器，影响压缩机运行的各种因素如下：

系统的吸气压力

系统的供电电压

三相电源的相序保护

压缩机的电子热保护

压缩机的低压开关

压缩机的高压开关

压缩机的油位控制器

压缩机的油压差控制器

正常情况下，在设备安装完毕后应校正三相电源的相序，保证三相电源的相序是正确的;系统的供电电压应处于正常范围内(线电压为交流380V±15%)。 当压缩机的电子热保护探测到的绕组温度正常，压缩机的排气压力设定值，压缩机的油位正常，压缩机的油压差控制在必要的范围内，此时当系统的吸气压力高 于设定值时，压缩机即可以开机运行。

在设备运行过程中，三相电源的相序是不变的，当系统的供电电压出正常范围(线电压为交流380V±15%)时，控制器将发出电压故障报警信号，同时，将停止所有正在运行的压缩机，提醒值班人员检查系统电源供电情况，直到解除故障。

在设备运行过程中，无论压缩机的电子热保护，压缩机的高压开关，压缩机的油位控制器，压缩机的油压差控制器那一个出现故障，都可以随时停止相应的压缩机;当故障解除后，相应的压缩机即可根据控制器的需要随时投入运行。

压缩机的低压开关主要用于机械后备。当主控制器故障时将让出控制权，由压缩机的低压开关控制系统继续运行，以保持制冷系统正常工作，避免因主控制器故障而导致整个制冷系统停止工作。

五、人机界面的设计

人机界面采用三菱公司的图形操作终端：F940GOT—LWD。在进行人机界 面的画面设计之前应该了解系统要监视和操作的内容，这里我们要监视系统的吸气压力，压缩机的运行状况(即目前压缩机是运行状态还是停机状态，自动运行状态 还是强制运行状态)，系统电源电压，各台压缩机运行时间等等。另外，还要设计运行参数设置的画面和手动操作的画面，以及系统故障后的报警画面和报警解除画 面，报警记录和运行记录的画面。

在主菜单画面中，显示了系统操作的一级菜单，它包括厂商信息，运行显示，运行记录，报警记录，参数设置，系统维护等画面。

在厂商信息画面中，记录了本软件的研发背景和公司的简单介绍。

在运行显示画面中，可以监视系统的吸气压力，压缩机的运行工况，系统电源电压及系统时间，日期，还可以显示系统目前是自动运行状态还是强制运行状态。

在运行记录画面中，记录了低温系统和中温系统中各台压缩机详细的运行时间和本记录开始时间。本记录开始时间以 年，月，日，时，分，的形式显示，压缩机的运行时间以 时，分，的形式显示。

在报警记录画面中，记录了报警的历史记录和当前正在进行的报警，以及各种报警的频率和报警提示信号，在此画面中可以解除正在进行的报警的音响信号。

在参数设置画面中，可以对系统运行的基本参数进行设置，它包括调试阶段部报警的时间，压力和电压报警的延时时间 ，故障判断时间，压缩机的开机间隔时间;压缩机的台数，系统压力设，系统压力波动范围和压力上下限报警设定值等等。

在 系统维护画面中，可以对系统运行进行人工干预(强制操作)，可以强制开启某一台压缩机，或者强制停止某一台压缩机;在系统维护画面中，还可以对系统运行记 录和报警记录进行操作。在此画面中为了防止误操作，特意设置了防误程序。另外，还设计了三级密码，用以限制用户的越级操作。

由于本软件采用中文界面，语言简洁，操作简单方便，因此受到了广大用户的。

六、SA软件的设计

监 控软件的设计有二种方案：一种是通过RS485与主机连接实现设备的当地监控，另一种是通过调制解调器(MODEM)，公用电话网，调制解调器 (MODEM)与主机连接实现设备的远程监控。当地监控主要用于用户的日常监控，远程监控主要用于设备隐患的预防和设备故障的快速定位及修复。监控画面的 设计与人机界面的设计类似。用全中文共控组态软件MCGS做开发平台。

七、结束语

本文旨在探讨和研究用PLC, 触模屏，计算机构成的网络之间的数据通讯和商用制冷系统的监视与控制方案，为同类系统的设计和实现提供了一种方便，快捷的工程组态方案。

1 引言

提高薄膜收卷质量对塑料薄膜的二次加工至关重要;对于薄而易变形的薄膜的收卷，一个重要的方面就是要实现薄膜牵引和卷取过程当中的恒线速度控制。我们建立了牵引和卷取的恒线速度控制图，构成了由计算机、可编程控制器、变频器等组成的硬件系统，实现了计算机和可编程控制器、可编程控制器和变频器之间的通信。

2 恒线速度控制图的建立

2.1 异步电机在两相同步旋转(M、T)坐标系中的数学模型[1][2]

在同步旋转坐标轴系中，电压可用右式表示：[μ]MT =[Z]MT [ī]MT (1) ，

同步旋转轴系上的数学模型为：

2.2 异步电机的状态方程[1][2]

研究一个三相系统时，采用同步旋转坐标轴系，其状态方程中的系统矩阵A和输入矩阵B与θr无关，可以简化求解过程。如果取定子和转子电流I(t)，转速ωr(t)为状态变量，定子电压μ，频率ω3(t)及负载转矩TL(t)输入量，则异步电机在同步旋转轴系中的状态方程

由式(4)可见，即使在同步旋转坐标系中，异步电机调速系统在一般情况下也是一个非线性系统，应用线性多变量系统理论对式(4)进行线性化，可得线性化后的状态方程：

2.3 牵引和卷取恒线速度控制系统示意框图

根据吹塑薄膜牵引和卷取的实际情况[3][4]，可画出恒线速度控制示意图，如图1所示。其中

3 系统硬件设计

对于吹塑薄膜自动生产线，一方面电机的数目较多，另一方面电机分布距离不是很近。卷取部分的控制系统采用计算机为上位机，PLC为下位机来实现对整个系统的控制，PLC与变频调速器可构成多分支通讯控制网络[6][7]。利用通信技术，由计算机控制PLC，PLC直接控制变频器完成多电机调速，其方法是将通讯模块集成在变频器中或利用通讯模块与PLC连接，通过通讯接口控制变频器带动电机调速。PLC采用三菱公司的FX2N-64MR-001，变频器采用三菱公司的FR-A540，编码器采用增量型编码器。

计算机的通信接口RS232和PLC的通信功能扩展板FX2N-485-BD之间通过RS232C/PLC 变换接口FX2N-485PC-IF连接[8]，如图3示。

PLC和下位器件之间关系如图4所示。变频器的通信连接单元为FR-CU03，符合RS-422/RS-485通信规范;3MD2系列PLC数字显示器可以实时的显示PLC中的数据。电机1、2转速的计算和比较，张力反馈的PI调节等都由PLC来完成。

由图3和图4构成整个控制系统硬件的连接，这样的连接可以实现计算机对PLC远距离的调试与监控、PLC的离线编程、PLC对变频器的远距离监控等操作，使对薄膜吹塑生产线的控制灵活。

4 软件实现

考虑到使用的方便，采用基于bbbbbbs操作系统的软件包SWOPC-FXGP/WIN-C，可对FX全系列可编程控制器(FX0S、FX2N、FX0N、FX2、FX2C)进行编程和控制[9]。这种软件可以实现寄存器数据的传送、PLC存储器、串行口设置(D8120)、运行中程序改、遥控运行或停止、PLC诊断、采样跟踪和端口设置等操作;可读取和显示可编程控制器中的程序，实现文件的发送和接收;可监控和测试可编程控制器，实现动态监视器、元件监控和显示监控数据的变化值(十六进制)等功能;可以实现梯形图、指令表和顺序功能图(SFC)程序的相互切换显示，同时显示多个功能窗口。

要实现对薄膜牵引和卷取的恒线速度控制，需要PC与PLC之间点对点的串行通信和PLC与下位器件之间进行正确通信，这需要设定握手信号和数据传送格式。为了避免发送与接收的帧错，发送与接收采用相同的数据格式。

4.1 计算机和PLC的通信协议

为了使计算机和PLC进行正确地通信，对PLC的特殊寄存器作相应的设置[8]。D8120用来设置数据长度、校验形式、波特率和协议方式;D8121用来设置站号(设置范围为00H-0FH);D8122和D8123分别存储待传送数据和已传送数据的长度;D8124存储数据开始位(初始值：STX);D8125存储数据结束位(初始值：ETX);……D8129用来设置间歇校验时间。上位机和PLC的通信协议有多种格式，我们所使用的通信协议格式4如图5、6、7所示，图5和图6中的和校验码是从站号开始到数据结束的所有字节转化为ASCII码相加后的末两个字节。

主要控制字符含义如下：ENQ：计算机的请求信号(05H);ACK：无校验错误，PLC的应答信号(06H);NAK：检验到错误时，PLC的应答信号(15H);STX：信息帧开始标志(02H);ETX：信息帧结束标志(03H);ETO：传输结束(04H);LF：数据供给(0AH);CL：清空初始化(0CH);CR：传输再次开始(0DH)。

4.2 PLC与变频器之间的通信协议

在PLC与变频器构成的1：2通信网络中，每个变频器为一个子站，其站号由参数设定单元设定。工作过程中，PLC通过FX2N-485-BD发有关命令信息后，各个子站均收到该信息，然后每个子站判断该信息的站号地址是否与本站站号一致。若一致则处理该信息并返回应答信息;若不一致则放弃该信息的处理。这样就保了在网络上同时只有一个子站与主站交换信息。通信协议仍采用通信协议格式4，如图5、6、7所示。

4.3 PLC程序组成

PLC程序主要由主程序模块，通信组织子程序，接收数据帧处理子程序，发送数据帧处理子程序，电机速度的计算和比较、卷径计算子程序，故障处理子程序等组成。与PLC和PC机通信有关的主要功能指令如图8所示。

5 结论

本控制系统应用于吹塑薄膜生产线的牵引和卷取控制，避免了由于牵引速度和卷绕速度不同步而造成的薄膜在牵引辊上自卷或者薄膜厚度达不到要求等问题，使生产加稳定，提高了薄膜收卷质量。

一、保养规程、设备定期测试、调整规定

(1) 每半年或季度检查PLC柜中接线端子的连接情况，若发现松动的地方及时重新坚固连接;

(2) 对柜中给主机供电的电源每月重新测量工作电压;

二、设备定期清扫的规定

(1) 每六个月或季度对PLC进行清扫，切断给PLC供电的电源把电源机架、CPU主板及输入/输出板依次拆下，进行吹扫、清扫后再依次原位安装好，将全部连接恢复后送电并启动PLC主机。认真清扫PLC箱内卫生;

(2) 每三个月换电源机架下方过滤网;

三、检修前准备、检修规程

(1) 检修前准备好工具;

(2) 为元件的功能不出故障及模板不损坏，用保护装置及认真作防静电准备工作;

(3) 检修前与调度和操作工联系好，需挂检修牌处挂好检修牌;

四、设备拆装顺序及方法

(1) 停机检修，两个人以上监护操作;

(2) 把CPU板上的方式选择开关从“运行”转到“停”位置;

(3) 关闭PLC供电的总电源，然后关闭其它给模坂供电的电源;

(4) 把与电源架相连的电源线记清线号及连接位置后拆下，然后拆下电源机架与机柜相连的螺丝，电源机架就可拆下;

(5) CPU主板及I/0板可在旋转模板下方的螺丝后拆下;

(6) 安装时以相反顺序进行;

五、检修工艺及技术要求

(1) 测量电压时，要用数字电压表或精度为1%的表测量

(2) 电源机架，CPU主板都只能在主电源切断时取下;

(3) 在RAM模块从CPU取下或插入CPU之前，要断开PC的电源，这样才能保证数据不混乱;

(4) 在取下RAM模块之前，检查一下模块电池是否正常工作，如果电池故障灯亮时取下模块PAM内容将丢失;

(5) 输入/输出板取下前也应先关掉总电源，但如果生产需要时I/0板也可在可编程控制器运行时取下，但CPU板上的QVZ(时)灯亮;

(6) 拨插模板时，要格外小心，轻拿轻放，并运离产生静电的物品;

(7) 换元件不得带电操作;

(8) 检修后模板安装一定要安插到位。

三菱PLC的主要特点(此处PLC是指电力线上网属错误引用)

① 结构灵活

不受环境的限制，有电即可组建网络，同时可以灵活扩展接入端口数量，使资源保持较高的利用率，在移动性方面可与WLAN。

② 传输效果好

可以很平顺的在线观赏DVD，它所提供的14Mbps带宽可以为很多应用平台提供保。新的电力线标准HomePlug AV传输速度已经达到了200Mbps;为了确保QoS，HomePlug AV采用了时分多路访问(TDMA)与带有冲突检测机能的载体侦听多路访问(CSMA)协议，两者结合，能够很好地传输流媒体。

③ 范围广

无所不在的电力线网络也是这种技术的优势。虽然无线网络可以做到不破墙，但对于高层建筑来说，其必需布设N多个AP才能满足需求，而且同样不能避免信号盲区的存在。而电力线是基础的网络，它的规模之大，是其他任何网络无法比拟的。由此，运营商就可以轻松地把这种网络接入服务渗透到每一处有电力线的地方。这一技术一旦进入商业化阶段，将给互联网普及带来大的发展空间。终端用户只需要插上电力猫，就可以实现因特网接入，电视频道接收节目，打电话或者是可视电话。

④ 

充分利用现有的低压配电网络基础设施，任何布线，节约了资源。挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物、公用设施、家庭装潢的破坏，同时也节省了人力。相对传统的组网技术，PLC，工期短，可扩展性和可管理性强。目前国内已开通电力宽带上网的地方，其包月使用费用一般为50-8/月左右，这样的价格和很多地方的ADSL包月相持平。

⑤ 适用面广

PLC作为利用电力线组网的一种接入技术，提供宽带网络“后一公里”的解决方案，广泛适用于居民小区，酒店，办公区，监控安防等领域。它是利用电力线作为通信载体，使得PLC具有大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受4.5~45Mbps的高速网络接入，来浏览网页﹑拨打电话，和观看在线，从而实现集数据、语音、视频，以及电力于一体的“四网合一”。

plc发展新动向PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化等各个，它具有高性、抗干扰能力强、功能强大、灵活，易学易用、体积小，重量轻，价格的特点