6ES7222-1EF22-0XA0大量供应

6ES7222-1EF22-0XA0大量供应

一、 GForce-200 PLC与力控组态软件的连接设置GIPENG-

GIPENG-巨朋GForce-200 PLC是巨朋自动化生产的PLC，与S7-200系列PLC产品兼容。可以使用S7-200的编程软件STEP7-MicroWin进行编程调试，并且其CPU、模块可以很好的兼容，互换使用。

力控组态软件与GIPENG-巨朋GForce-200系列PLC的连接设置跟S7-200系列PLC设置相同即可。具体如下：

⑴GIPENG GForce-200 PLC PLC的设置—默认为PPI从机

GIPENG-巨朋GForce-200 系列PLC（以下简称GForce-200 PLC）为PPI通信端口，标准RS485电平，任何设置，默认为PPI从机。

GForce-200 PLC通讯口的默认设置如下：

地址：2；波特率：9600；数据位：8位；停止位：1位；校验位：偶校验。

若您没有对GForce-200 PLC的通讯进行任何设置，则可以直接按照上面所述的配置与GForce-200 PLC进行通讯。

⑵力控组态软件的设置

按照上面的GForce-200 PLC的默认设置，在力控组态软件里添加S7-200 PLC设备即可，力控组态软件的设备连接设置如下：

1、 定义力控组态软件设备

双击力控组态软件开发系统窗口->工程项目->IO设备组态，弹出如下窗口所示：

点击PLC->SIEMENS(西门子)->S7-200(PPI), 双击选中项目S7-200(PPI)弹出如下对话框， 

在设备名称中写上“GF200PLC”, 设备地址填“2”，点击下一步进入设备配置二步，如图所示。

在二步设置中，选择GForce-200PLC所连接的电脑的COM口，这里我们连接在COM1口，选择COM1，点击设置按钮设置串口波特率9600，偶校验，数据位1，停止位1，如图所示，我们按照上面所述设置即可，

点击完成按钮，完成IO设备组态。

力控组态软件的数据库组态设置

本文以访问GForce-200 PLC的I0.0变量为例，双击选择组态软件开发系统->工程项目->数据库组态， 弹出数据库管理器，如下：

双击格数据栏，选择“数字I/O点”，点击继续，

接下来的对话框里，在基本参数选项卡里输入点名“I”，点说明“I0.0”。

在数据连接选项卡里选择所连接的I/O设备，这里选择定义的“GF200PLC”设备，

点击增加按钮，选择内存区为“I 离散输入”，地址为“0”，数据格式“BIT（位0~7）”, 位偏移“0”。

点击确定即完成数据库设置，后保存数据库内容即可。

以上设置设置好后，就可以在力控组态软件的画面中进行动画连接调用了。

 在中小型恒压供水系统中，采用PXW9智能型多功能控制器作为压力调节器及PLC控制下的变频调速恒压供水控制系统，使其具有节能稳定运行、高性、操作方便、结构简单、自动化程度高、经济易配置等优势。

    水泵电动机容量是根据使用高峰期的水压设计的。而很多时间用水量较少，像夜间。水流量取决于水泵电动机的转速。若水泵电动机能根据实际用水量来调整，电动机功耗可大大减少，且可节约电能，使水压恒定。系统控制简图如图8-13所示。

    图8-13 系统控制简图

    (1) PXW9控制原理。PXW9 BF1 - IV数字式多功能控制器具有模糊逻辑控制功能，水泵出水管上安装一只压力传感器，将压力信号送到PXW9控制器，控制器采样并与压力设定信号比较求其偏差，经自身模糊控制，给出一个4～20mA的直流信号，此信号通过PLC控制变频器输出频率，从而改变水泵电动机转速，以偏差。经反复调节，终使管网出口压力与设定值保持一致，从而实现恒压自动供水。

    图8-14所示为PXW9压力调节器电气原理。

(2) PLC控制下变频调速控制原理。某小区楼群变频调速恒压供水系统共三台水泵(7. 5kW)，一台变频器。通过PLC控制器的切换和控制，可使任一台电动机处于工频运行和变频运行状态，并依次进行软起动。图8-15所示是PLC控制下变频调速主回路图，KMI、KM3、KM5分别是三台水泵运行接触器，KM2、KM4、KM6分别是三台水泵变频运行时接触器，它们都由PLC控制。

    图8 - 14   PXW9压力调节器电气原理图

    图8 - 15 变频调速主电路

    (3)系统工作过程。系统开始工作，压力传感器将压力信号送到PXW9调节器，开始时水压设定值，PLC起动升速程序，并按设计好的程序控制变频器运行频率逐渐上升。并使电机起动逐渐升速，同时管网水压也上升，当水压升至PXW9调节器设定值时，泵机在此频率下稳定运行，保持了水压恒定。当泵机频率达到电网工频时，水压还未达到设定值，此时PXW9调节器给出信号至PLC，PLC自动将1号泵切换至工频电网，接触器KM2释放，KM1吸合，变频器输出为零，PLC发出指令给2号泵使KM4闭合。2号泵起动并调速至水压达PXW9设定值，使水压转速恒定。3号泵一般作为备用泵，当用水量变化，如夜间用水量很低，水压过设定值，则水泵输出频率降低至频率为零时，KM4释放，2号泵停机，PLC发出指令，变频器至工频输出，将1号泵工频运行接触器KM1断开，切换至变频，KM2吸合并降频，使水泵转速降至PXW9调节器的设定值，稳定恒压运行。整个系统可将用水量从小至大控制。水泵进行工频和变频电网切换过程应尽量快，各接触器间的动作时间由PLC设定。

    (4) PLC与变频器的选用。PLC可选用OMRON公司的C28P小型整体式PLC，具有16个输入点、12个输出点，并可扩展一块D/A模块，满足系统的要求。变频器可选用富士FRENIC5000G9S型变频器，频率可调范围为0～60Hz。

    采用PXW9控制器及PLC控制，系统水泵平滑切换，结构简单，运行，调整方便，恒压供水质量高。应用变频调速技术，节能效果显著，水泵在变频下均为软起动，切换平滑，冲击电流小，水泵机组寿命相应延长。

本文主要介绍NA200系列PLC在棉花异纤机中自动控制系统的构成，并说明各部分控制功能的实现，以及与上位机通讯功能的设计。设备运行稳定，具有很高的可借鉴性。

   1、前言

随着可编程控制器（简称PLC：Programmable logic Controller）的从无到有，功能从弱到强，应用领域从小到大，其已经成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。

1.1 PLC应用的必要性

棉花异纤机作为一种在线棉花中异纤的设备，其主要作用是代替人工挑拣棉花中所含的各类异纤，从而保证纱线的质量。棉花异纤机作为一种生产质量控制设备，其运行的稳定性和设备的可操作性是要要求。，一旦设备运行不正常不仅会影响产量，还会造成纱线质量下降，因此，设备的控制单元选用性高的器件。二，设备自身的操作方法以及与生产线其他设备的级联控制方式，需要适应纺织厂工人的操作习惯，尽可能做到一键式启动、停止。基于以上需求，棉花异纤机采用PLC作为逻辑控制单元能够很好的满足设备的设计要求。

1.2 NA200系列PLC的特点

作为小型一体化PLC 产品，NA200PLC包括一个单的CPU模块，以及各种可供选择的功能扩展模块，无论是立运行，还是相互连接构成网络，均可以实现强大而复杂的控制功能。该系列PLC具有以下特点：①性高，抗干扰能力强，适合各种工业现场的使用。②配套齐全，功能完善，适用性强。CPU本体具有多种I/O规格可以选用，还具备高速计数、定时、标准RS232和RS485接口。多种扩展模块可供选择。③支持梯形图（LD）、指令列表（IL）、功能块图（FBD）、顺序流程图（SFC）和结构化文本（ST）五种语言编程，易学易用。④标准的Modbus RTV通讯协议，可以很方便的与计算机组成控制网络。⑤输入端口分组设计，可以适应不同电气性能的使用。⑥安装方便，支持平面安装和DIN导轨安装。⑦体积小，重量轻，能耗低。⑧高性价比，在棉花异纤机中使用，既可以满足设备的需求，又能够降低设计成本。

    2、设备概况及系统组成

棉花异纤机是一种能在线检测并剔除棉花中有害杂质的集机、光、电、气于一体的自动化电子设备，可无缝接入到前纺工序中。设备主要包括前级输棉风机、电机、罗拉电机、吸废棉风机、光源系统、高速相机、大规模集成处理板卡、工控机和高速气阀等，各部分负载类型不同，所需电压不同，对电源稳定程度的要求也不同；其启动流程为：启动工控机，20秒后启动光源系统，工控机启动完成后启动吸废棉风机，然后启动电机，待转速正常后，启动罗拉电机，启动前级输棉风机，后启动相机、板卡，后设备自动进入运行状态。另外，设备安装与纺织厂的生产线中，采用统一的供电线路和控制，来进行整条生产线的启动及故障报警等。生产线启动时，启动滤尘系统，然后启动后级梳棉设备，接着启动异纤机，后启动前级开棉机，整条生产线开始过棉生产。

基于以上工艺设计要求，系统采用PLC进行启停逻辑控制。系统组成由南大奥拓CPU201-4002的PLC、中间继电器、工控机、RS232通讯电缆和异纤机的输入输出开关等构成，其中PLC主要负责接收生产线开启信号，对棉花异纤机进行电气逻辑控制，同时完成光源寿命计时统计、电机转速测量以及与工控机进行Modbus RTV通讯。系统硬件组成如图1所示：

图1 系统组成

3、软件功能设计

3.1硬件配置及端口设定

在系统设计之前，根据其复杂程度，从经济性、性等方面考虑，选择NA-200PLC作为棉花异纤机控制系统的控制主机。PLC采用220V交流供电，本体具有24个数字量输入点（可设计为源型或漏型输入）和16个数字量继电器输出点，CPU内部集成两个RS232（Modbus RTV）、128K程序存储空间和8K掉电保持存储空间、4通道的高速单相计数器。具体PLC的I/O分配如图2所示。

   图2 PLC外部I/O分配

3.2 PLC内部资源分配

在设计程序过程中，会使用到许多中间继电器、寄存器、定时器等软元件，为了便于编程及修改，在程序编写前先列出可能用到的软元件，现将与上位机通讯及关键元件进行规定，如表1所示。

MW1

 输入端口状态映射

 MW2

 转速测量值

MW3

 可见光源寿命计时

 MW4

 光源预热时间计时

MW5

 紫外光源寿命计时

 MW6-MW8

 上位机下发指令

NW1

 可见光源寿命10分钟计时存储

 NW2

 可见光源寿命小时计时存储

NW3

 紫外光源寿命10分钟计时存储

 NW4

 紫外光源寿命小时计时存储

NW5

 高速计数器模式设定

 NW6-NW7

 高速计数器计数当前值

NW8-NW9

 高速计数器预置值

 M120-M167

 接收上位机指令按位分解

    表1 PLC内部关键资源分配表

3.3控制软件设计

制软件采用梯形图语言编写，采用模块式设计，针对不同的控制功能采用不同的功能子程序完成，主程序中通过控制条件对各个子程序进行调用。如图3所示。

     图3 程序整体设计

PLC上电以后，执行MAIN主程序，主程序采用顺序执行方式，根据不同的状态，调用不同的子程序；主程序根据PLC的初始化状态，调用INIT、RECMD、CALSPEED这三个初始化和状态初始检测程序；待初始化完成后，PLC根据输入的“自动/手动”信号以及上位机的控制命令，开始进行光源预热、寿命统计、输入输出逻辑控制、数据通讯等功能；程序执行过程中，全程监控通讯、转速等状态，如出现异常，则立即将异常状态上报上位机，并转入执行PROTECT子程序，对整机进行保护，防止出现为严重的故障。

3.4设计中的问题及解决措施

①硬件方面：在异纤机的设计中，主要的硬件问题是PLC的输入设计和外围线路接线设计。

PLC本体所具备的24V输出电流驱动能力有限，再加上节能的考虑，PLC的输入端口接线方式设计为漏型，外围开关尽量使用常开触点，保证正常工作时，所需电流小，只有在开关特定操作或异常时才导通，减少对PLC驱动电流和各个输入端口的损耗。PLC的输出端口大部分与接触器等元件连接，接触器的突然断开和闭合会形成浪涌，对PLC的输出端子造成损坏，因此在每个接触器上加装一些保护装置，例如，浪涌抑制器等，增加触点的寿命。

②软件方面：在PLC控制软件的设计中，主要是控制逻辑的设计和验证的问题。

为了保证PLC控制命令的及时响应，在程序设计中应对程序的长度进行优化，尽量采用模块化设计，利用状态命令字来切换需要执行的功能模块，减少执行周期内的指令数目。在程序编写完毕后，在电脑上利用NAPro自带的软件对程序执行结果进行软件，主要是检查是否存在错误；然后通过PLC联机的方式检查程序是否存在逻辑上的缺陷。调试时，可根据功能模块分类分别调试，后进行总体调试。

③通讯方面：PLC支持自由协议通讯和Modbus RTV通讯。根据异纤机整体设计的需要，PLC采用Modbus RTV协议、上位机查询模式进行通讯，提高PLC程序执行的效率，降低上位机中断响应的频率。

    4、结束语

目前，该PLC控制系统已在陕西长岭纺织机电科技有限公司的CS系列异纤机种使用。经过长达4年的使用表明，采用南大傲拓科技有限公司的NA200系列PLC作为控制设备，运行稳定，，效果很好！该系列PLC具有丰富的内部资源，支持多种编程语言，程序设计简单，对于需要严格控制成本的异纤机产品是一个不错的选择。

S7 300系列作为西门子的中型PLC在国内拥有众多的用户，紫金桥软件也是国内非常的组态软件在国内各个领域应用的非常广泛。S7-300 PLC与紫金桥软件有几种常用的通讯接口:①多点接口(MPI)。②PROFIBUS-DP 接口。③工业以太网接口。紫金桥软件提供MPI驱动可直接与MPI接口通讯,而要实现与PROFIBUS-DP及工业以太网接口的通讯则通过OPC方式。接下来详细介绍这两种通讯方式。

1、紫金桥软件与S7-300的MPI通讯方式

MPI(Multi-Point)为多主站的通讯方式。在西门子公司的可编程控制器S7-300集成有MPI口，可与PC机、S7-200建立小型的MPI网。由于S7-300可以作为MPI从站，所以装有紫金桥的PC机与S7-300仍为主/从协议。PC机通过MPI卡(如CP5611通讯卡)接入MPI网中作为主站。

图1 PC 与PLC 的连接方式

还要安装通信软件PRODAVE 和编程用的PC/MPI 适配器，通过PLC的MPI 编程接口，实现计算机与S7-300/400 的通信。将CP5611通讯卡安装在PC机中，并根据硬件安装向导安装卡的驱动程序，用PC-MPI通讯电缆将CP5611卡与MPI通讯口相连，CP5611作为主站。然后安装PRODAVE S7，运行PG/PC-interface bbbbbeterisation，对通信参数进行配置。

（1）在桌面执行菜单命令“开始→程序→PRODAVE_S7→PG-PC Interface”，打开接口参数设置对话框。

图2 PG/PC 接口设置

（2）选中接口参数配置列表框中的“PC Adapter(MPI)”，在上面的“Access Point of the Application（应用程序访问点）”列表框内选择“S7ONLINE(STEP 7)”。点击“Properties...”（属性）按钮，打开属性对话框。将“MPI”栏中的“Transmission Rate”（波特率）设置为187.5 kbit/s，其他参数可以采用默认的设置。在“Local Connection”选项卡的“COM Port”选择框中设置实际使用的PC 串口的编号，波特率可以设置为19.2kbit/s。

然后对紫金桥软件MPI通讯的设置进行介绍，进入紫金桥开发环境建立设备，点开左侧“数据库”标签“设备驱动”->“PLC”->“siemens”->“S7-300/400(MPI)”对话框，在其中对S7-300设备MPI地址和槽号参数进行设置。S7-300设备的出厂设置是：MPI地址为2，槽号为2。接下来进入紫金桥点组态数据库进行点组态，也就是我们要哪些S7-300的监视量和控制量，并与S7-300设备实际地址进行外部连接。后在画面上就可以应用这些点来显示生产的过程。这样紫金桥软件就可以与S7-300/400 MPI 编程接口通信了。

2、紫金桥软件与S7-300的Profibus-DP及工业以太网通讯方式

   Profibus-DP是用于分布式的I/O设备高速通信的一种协议，该协议定义了主站和从站，支持单主或多主系统，各主站间为令牌传递，主站与从站间为主/从传送，主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。

   S7-300可作为Profibus-DP从站。使用Profibus-DP协议方式S7-300和紫金桥通讯时，需要通过OPC方式来实现，西门子提供OPC Server，紫金桥可作为OPC Client进行数据通讯。另外紫金桥与S7-300的工业以太网通讯也可通过OPC方式来实现。

具体Profibus-DP和工业以太网通讯方式配置过程为:

(1)将CP5611通讯卡安装在PC机中，并根据硬件安装向导安装卡的驱动程序，用Profibus-DP通讯电缆将CP5611卡与S7-300Profibus-DP通讯口相连，CP5611作为DP主站；以太网方式通讯则在S7-300上加装以太网通讯模块，在PC机一侧使用普通网卡或西门子网卡都可以，但普通网卡不能完成双机热备的通讯。

(2) 在PC机上安装Simatic net 6.4软件，它用于实现OPC功能。软件安装后，选择SIMATIC NET→Settings→Configuration Console，在PC Station中添加OPC Server程序及CP5611通讯卡;然后使用SIMATIC NET→Settings→Commissioning Wizard→PC Station Wizard创建项目和虚拟PC Station;在PC Station中设置CP5611卡的地址和通讯波特率及协议模式，此处我们将CP5611卡的地址设为1，通讯波特率设为1.5M，协议选择DP，并将CP5611卡操作模式选择设为DP Master;在HW Config窗口的DP Master 总线上添加S7-300 CPU模块作为DP从站，设置其地址为2，并建立数据交换区，可根据实际需要选择交换区大小;在SET PG/PC Interface设置为S7ONLINE(STEP 7)→PC internal(local), CP_L2_1:→CP5611(PROFIBUS);然后将以上配置信息下载到虚拟PC站中；以太网方式通讯则选择相应参数。

(3) 通过西门子提供的OPC Server程序读写PLC中的的数据。用鼠标点击SIMATIC NET→Profibus→Softnet Profibus→OPC Scout"，进入OPC Server的项目配置环境;在OPC Server中用鼠标双击"OPC.SimaticNet"，新建一个组名，双击创建的组则可打开"OPC-Navigator"，此时可看到在配置网络过程中选择的协议;双击“DP”项，在OPC中作相应的定义。定义完毕后，运行OPC Server程序，则可通过Profibus-DP总线协议和PLC建立连接。以太网方式通讯则选择相应参数。

(4) 用紫金桥OPC Client读取OPC Server中的数据。紫金桥软件和OPC软件连接大概分3部分，步建立OPC CLIENT客户端设备，二部在紫金桥数据库里建点与外部连接，三部建立一些监控画面，把数据库里的过程数据呈现出来。在紫金桥中建立一种OPC IO设备，选择OPC.SimaticNET建立OPC服务器，定义OPC通讯参数。在建立完OPC（Client）设备定义后，就可以进行数据IO连接定义了。在数据库组态导航器上双击“点组态”节点项，打开数据点组态管理界面。数据库点可直接引用OPC中所定义的所有变量元素;在制作好的画面上建立变量的连接并运行紫金桥，则紫金桥可通过OPC与S7-300通信。

(5) 紫金桥软件也提供S7 NET驱动可直接与西门子OPC Server通讯。