西门子模块6ES7223-1BM22-0XA8实体经营

西门子模块6ES7223-1BM22-0XA8实体经营

1 引言

近年来,随着建筑业的蓬勃发展，高层建筑和智能化建筑的不断涌现，人们对电梯提出了越来越高的要求，单台电梯往往不能满足建筑物内的交通需要，这时候就需要合理安装多台电梯来缓解电梯运行的压力，因此电梯系统(elevatorgroup control system)应运而生。与此同时，随着自动化技术的快速发展，也大地促进了电梯控制技术的进步,大量的控制技术应用于电梯系统,使得电梯系统的控制特性得到很大的改善。针对目前这一现状，本论文以两台五层电梯为设计对象，对电梯的问题进行了较为深入的分析研究，提出了一些自己的认识和看法，设计出了一套PLC双电梯联动控制系统。

2 控制系统的硬件设计

本系统是主要由PLC、变频器、控制箱、显示器、曳引电动机组成的交流变频调速系统(Variable VoltageVariable Frequency，简称VVVF)。通过一台PLC去控制两台电梯运行的方式，可以省去两台可编程控制器之间的相互通信,从而使得控制系统的性高，结构显得加紧凑。本系统的硬件框图如图1所示。

图1 PLC双电梯联动控制系统硬件框图

从图1可以看出，该系统主要由两个部分组成，其中电梯控制的逻辑部分由PLC来实现。通过分析研究电梯的实际运行情况和控制规律，从而设计开发出一套双电梯联动控制程序，使得PLC能够控制两台电梯的运行操作。电梯的调速部分则选用的矢量控制变频器，配以脉冲发生器(编码器)测量鼠笼式曳引电动机的转速，从而构成电机的闭环矢量控制系统，实现鼠笼式曳引电动机的交流变频调速(VariableVoltage Variable Frequency，简称VVVF)运行。

PLC接收来自电梯的呼梯信号、平层信号，然后根据这些输入信号的状态，通过其内部一系列复杂的控制程序，对各种信号的逻辑关系有序地进行处理，后向直流门控电机、变频器和各类显示器适时地发出开关量控制信号，对两台电梯实施。在电梯控制系统中，由于电梯的控制属于随机性控制，各种输入信号之间、输出信号之间以及输入信号和输出信号之间的关联性很强，逻辑关系处理起来非常复杂，这就给PLC的编程带来很大难度。从某种意义上来说，PLC编程水平的高低就决定整个系统运行质量的好坏。因此，PLC应用在电梯控制中的编程技术就成为控制电梯运行的关键技术，这同时也是本系统设计的一个。

在PLC向变频器发出开关量控制信号的同时，为了满足电梯的要求，变频器又需要通过与鼠笼式曳引电动机同轴连接的脉冲发生器和PG卡,对电动机完成速度及反馈,形成闭环系统。脉冲发生器输出A、B两相脉冲，PG卡接收到脉冲信号以后，再将此反馈给变频器内部,以便进行运算调节。根据A、B脉冲的相序,可判断出电动机的转动方向,并可以根据A、B脉冲的频率测得电动机的转速。由于本设计选用的是通用型变频器，因此其参数设置和外部线路设计的复杂程度要远远地电梯变频器，其设置的好坏也将直接影响到电梯运行的实际效果。

2.1 PLC的型号的选择及I/O点数分配

电梯逻辑控制系统的控制是PLC，哪些信号需要输入至PLC，PLC需要驱动哪些负载,以及采用何种编程方式，都是需要认真考虑的问题，都会影响到其内部I/O点数的分配。因此，I/O点数的确定,是设计整个PLC电梯控制系统需要解决的问题,决定着系统硬件部分的设计，也是系统软件编写的前提。

本系统是为一幢5层大楼所设计,根据PLC的I/O节点使用原则,应留出一定的I/O点以做扩展时使用。系统中实际需要输入点47点,输出点40点,因此我们选用西门子S7-300PLC，其中CPU的型号选为CPU315，输入模块的型号选为DI32xDC24V，总共需要两块，输出模块的型号选为DO32xDC24V/0.，总共也需要两块

引言
电子技术的日益发展，通讯接口给工业控制的自动化集中控制带来的变化，系统的分布控制，网络的远程监控等都是通过通讯来实现监控。各个智能设备之间要进行正常通讯，要保证以下3个条件一致：通讯硬件界同；通讯参数设置一致；以及通讯协议一致。在串口的通讯中，界面都已经是标准化，参数设定亦可透过设定来保持一致。但在智能自动化设备中，由于和产品都存在差异，对于同一种产品，不同的就可能存在不同的通讯协议！所以，智能设备的通讯，设备的选择是关键！但针对同种协议的产品，就有可能缩小设备选型范围，势必会对系统的组成存在影响。如造成成本的提升，系统得不到优化等问题。
现就针对通讯协议，介绍永宏PLC的自由口通讯协议做介绍。即通过自由协议，可以跟任何一个智能设备进行连接，进行数据的传输。大大方便了技术人员的选型，有利控制系统的优化，性价比的提升！

1. 系统硬件要求

1.1 永宏FBs-PLC通讯功能
永宏FBs-PLC提供相当强大的通讯功能，SoC单晶片中集合5个高速通讯端口。主机自带一个通讯端口。多样的扩展方式，可以选择通讯模块或者通讯板实现通讯端口的扩展，单一主机可以多扩展至5个通讯端口；可以选择ASCII码或者速度快一倍的二进制码来传输；每个通讯端口通讯速达 921.6Kbps；支持RS-232,RS-485,USB和Ethernet等界面；通讯协议提供永宏标准通讯协议，工业界通用的ModBus标准协议，以及自由口协议。这里我们就永宏PLC的自由通讯协议做进一步探讨。
1.2 永宏PLC自由通讯协议简介
所谓自由通讯协议，永宏PLC作为主站，根据通讯的从站设备通讯格式来编写通讯传输数据格式，以保证通讯格式的一致性。在符合从站设备的数据格式时设备才能识别主站发送出来的命令要求，再根据命令来进行处理数据、做响应回复等工作。这样将大大提高PLC控制对象的通讯接口兼容。

图1.1 RS-485单主多从通讯示意图

如图1.1所示，一个永宏PLC可以跟多个智能从站进行通讯；智能从站可以同为一种设备不同，或者不同设备不同，例如其他的PLC、变频器、智能仪表等，只要符合RS-485通讯要求即可组网。

2. 软件系统要求与设计

2.1 串行口通讯协议格式
在串行通讯中，数据的格式一般如下图所示：

图1.2 串行口一般通讯数据格式

在协议中，一些通讯协议要求命令请求码，一些则不需要；从起始符到结束符，格式都相似。
起始符：表示通讯命令的开始， 常用02H表示。
地址：从站设备的地址， 范围在“00H~7FH”。
功能码：从站设备所规定的功能码，以响应主站的作动要求。
数据：根据命令码执行的数据区。
校验：为保证数据的准确的通讯，协议中都设定校验码。常见的校验有CRC,CHECKSUM。
结束符：表示一笔通讯命令的完成。通常使用03H表示。
在所使用的设备中会，做相关的协议规定和参数说明，所以我们只要依照设备的通讯格式编写通讯命令，请求从站执行命令，并根据主站是否要求做相关的回应，来完成响应。下面，我们会以与士林变频器通讯为实例，做相关的介绍。

2.2 永宏PLC端软件设计

永宏PLC在通讯编程方便提供相当便利的指令和编程方法。在指令方式，使用一个功能指令配合通讯表格，即可完成通讯命令。下面就对指令与表格编辑做相关介绍。永宏PLC提供两个通讯指令FUN150和FUN151，其中FUN150用于ModBus协议通讯用，这里就不做介绍，详细请参考《永宏PLC使用手册》介绍。FBs-PLC可由Por t 1、2、3 或4等四个通讯端口来作永宏多台CPU bbbb联机或与具有RS-232/RS-485通讯接口的智能型外围通过通讯方式作联机整合应用。
FUN151(Cbbbb)通讯联机便利指令可那个通讯端口以何种工作模式运作共有Mode 0～ 3 四种工作模式， 其中的Mode 3 模式为〝高速bbbb 网络〞模式只允许Port 2使用，其余都为“一般bbbb 网络”，下表是高速bbbb 与一般bbbb 指令模式的差别说明。

一. 概述

一般波峰焊机比较大，流水线生产，但有些客户比如实验室、学校、小型工厂需要小型的无铅波峰焊机。某电子设备厂开发了这种产品，采用了永宏FBS系列PLC和Panelvisa触摸屏。该设备需要控制三个温度，共三个PID，永宏FBS系列PLC多实现8路PID，可以满足该设备要求。再配上Panelvisa触摸屏，具有很高的性价比。

二. 工艺简述

双波峰焊机要把焊锡温度、预热温度、预热补偿温度共三个温度加到设定的温度值。当条件成立后，整机就可以生产了。把PCB板放到轨道上，按启动开关，传输电机运行，气泵启动，喷助焊剂，PCB板助焊剂的喷涂完成，延时气泵停止。当PCB板到左边预热区后，传输电机停止，PCB板停在预热区，预热，时间到后，传输电机启动，PCB板向右运行，锡泵电机启动喷锡，PCB板经过预热补偿温度区，进入了喷锡区，过了喷锡区后，锡泵停止，当PCB板到右边后，传输电机停止，冷风电机启动。这样一个完整的循环就结束了。

三. 硬件配置

输入点：检测开关量、操作开关等。
检测的开关量有：右点开关、左点开关。
操作开关量有：启动开关，急停开关。
输出点：三个区域的加热固态继电器、传输电机、锡泵两台电机、排烟电机、气泵电机、 冷却电机、上电自保点。
模拟量输入点：三个区的温度检测。
传输电机和锡泵电机都需要调速，用的是变频器，速度需要通讯设定。

硬件配置：
型 号 数量 功 能
FBS-32MA 1 主控制器，交流220V输入，继电器输出
FB6EYT 1 8x24V,晶体管输出模块
FBS-6TC 1 4通道热电偶输入模块
Panelvisa触摸屏PV057TST 1 人机界面

四. 程序编写

程序编写包括PLC程序和触摸屏程序
包括四大功能：设备参数、手动调试、生产画面、报警查询。
以下是一些特点：设备的每个动作都可以在手动调试画面完成在开始调试设备和维修时非常有用。
设备参数可以从触摸屏上设定，包括温度、时间、PID系数。
报警查询，可以快速的找到故障原因。
生产画面是把生产用到的显示数据、按钮都放到这个画面了，方便用户在这个画面下监示三个区的温度、过程指示以及在这些画面中进行操作。
传输电机和锡泵电机的速度设定是触摸屏设定到PLC，再由PLC通过PORT1传到各电机的变频器。用到了PLC中MODBUS主站的功能，非常方便。
由于锡锅冷却下来需要一段时间，设定了关机按钮。当按此关机按钮，PLC计时，当温度降到80？切断电源。这样方便用户下班后，不必等温度降下来再走，比较。

五． 结束语

永宏PLC在某电子设备厂半自动精密丝印机成功应用后，又成功应用到了小型波峰焊机。设备厂家认为，永宏PLC与Panelvisa触摸屏成套供货，性价比是非常高的。今后这样的配置会陆续应用到多的设备上。

关键词：可编程序控制器（PLC）；石灰石粉磨；过程监控；ifix3.5组态软件
0前言
由于国家对环保的日益重视，对企业达标排放监管力度的加强，从而促进了工业烟气采用湿式脱硫技术的广泛应用。而湿式脱硫的原料是石灰石粉，因此对石灰石粉的品质和产量要求越来越高，这样就需要具有水平、性高的控制系统。
当前的可编程序控制器（PLC），是专为工业环境下应用而设计的工业控制计算机，已经成为控制系统中应用广泛的位置，它不仅能实现复杂的逻辑控制，还能完成各种顺序或定时的闭环控制功能，并且抗干扰能力强、性高、稳定性好、体积小，能在恶劣环境下长时间、不间断运行，且编程简单，维护方便，并配有各类通讯接口与模块处理，扩容方便。
1石灰石粉磨工艺简介
石灰石粉磨是制备石灰石粉保证石灰石粉品质为关键的工艺设备。它由磨辊、磨盘、减速机、选粉机、主电机、辅传电机、密封风机、张紧结构、液压润滑站、冷却水组成。
整个生产过程中包括各关键点的数据和记录、工艺流程的切换、冷却水泵的切换控制、选粉机的转速控制、液压润滑站的压力控制、石灰石粉磨内的温度、差压及料位控制、生产设备运行状态的监控等，如此多的设备和复杂的工艺运行操作，需要复杂的自动化控制。
2石灰石粉磨生产监控系统的运行环境
（1） 在该生产过程中，有大量的物理量，如温度、压力、料位、流量等模拟量参数，需要通过PLC对这些参数进行实时采集和处理。
（2） 整个生产过程的模拟量自动控制和故障诊断。
（3） 整个流程的顺序控制和实时报警、联锁保护停机。
3控制系统结构
石灰石粉磨的控制系统采用Modicon公司生产的Quantum系列可编程序控制器。该系统由4台工业PC机与PLC通过网络交换机（冗余配置）构成物理结构为10BASE-T的局域网，工业PC机与PLC之间通过以太网进行数据通讯，率为10Mbp/s。整个控制系统由主系统和扩展系统组成，负责与现场测量和控制部分之间的，肩负着全部生产运行工艺、流程的逻辑控制、报警、联锁等。4台工业PC机均运行bbbbbbs2000 Professional操作平台，分为两台上位机操作员站，运行ifix3.5组态软件,实现监视、操作、报表打印、事故分析等功能；另外一台为工程师站，运行Quantum系列的Concept2.6组态软件，实现逻辑控制、逻辑与参数的修改、在线监视等功能；还有一台为通讯接口站，通过485电缆完成与6Kv高压综合保护的。配置结构采用双以太网的形式，保证了自动化控制系统运行的连续性，提高了设备运行的性，保证了生产。　　4硬件配置
（1）为了满足工艺过程的控制要求，控制采用了研华的工业控制计算机，其配置为：
CPU Inbbb PⅣ2.4GB,内存256MB,硬盘80GB,软驱3.5in，光驱52X，彩显PHILIPS 21纯平，101键盘+光电鼠标。
（2）Modicon Quantum系列CPU-434-12
（3）Modicon Quantum系列8通道模拟量输入模块11块（包括热偶、热电阻）
（4）Modicon Quantum系列8通道模拟量输出模块2块
（5）Modicon Quantum系列32通道数字量输入模块7块
（6）Modicon Quantum系列32通道数字量输出模块3块
（7）Modicon Quantum系列以太网通讯模块2块
（8）Modicon Quantum系列远程I/0通讯模块3块（主1，从2）
（9）Modicon Quantum系列电源模块6块
组态的主要工作是完成硬件型号参数设置、I/O地址的分配、传输方式等。使用Modicon Quantum系列PLC的编程软件Concept2.6进行组态。具体过程是：打开Concept2.6→File→New project，双击PLC Selection选CPU型号→OK，双击Config Extensions→双击Select Extensisns→双击Select Extensisns，在出现的对话框TCP/IP处选择以太网网络数目→OK。双击I/O Map，点击Head setup按钮→选择RIO数，这个数为主I/O通讯模块在主站背板所占用的槽号（从I/O通讯模块在扩展柜中根据自己的意愿随意放置）→OK。
一般情况下，1和16槽放置电源模块
2槽放置CPU模块
3槽防止主I/O通讯模块
4和5槽放置冗余的以太网通讯模块
6至15槽放置I/O模块。
5软件组态
在该系统中，上位机采用ifix3.5组态软件，下位机采用Modicon Quantum系列的Concept2.6编程软件。
1、 人机界面组态
（1） 工艺流程图：该画面通过编程实现动态模拟显示整个石灰石粉制备的过程——从上料、进磨到出粉再到仓储。实现整个生产过程中各个运行设备的程控启停以及各个运行设备的单体操作，并对故障进行实时诊断。
（2） 系统操作功能：它有自动和手动两种工作方式，正常运行时采用自动方式，故障和调试时采用手动方式。它由PID控制回路实现对一些重要的模拟量数据的控制，以达到期望值。
（3） 报警记录：实时地发出所有发生故障的参数的声光报警，提醒值班人员采取相应的措施。
（4） 实时曲线：在线监视所有重要参数的实时变化，以便提前采取维持正常参数的措施和手段。
（5） 历史曲线：检查过去的数据记录，以便发生故障时，分析出故障原因。
（6） 报表打印：按不同的时间段实现统计与计量。
2、 PLC控制程序设计
PLC采用Modicon Quantum系列
Concept2.6编程软件。Concept适用与所有的bbbbbbs操作系统，强大的梯形图面向用户，其电路图符号和表达式与继电器电路原理图非常接近，控制过程形象、直观、易于掌握、易于修改。有实用的功能块和在线功能，并且不需要停止CPU运行，就可以下载修改的配置与逻辑。丰富的功能可以满足系统的各种要求。下图是冷却水泵的启动/停止逻辑：
冷却水系统由两台冷却水泵及冷却水泵出口电动门组成。两台冷却水泵一用一备，当启动其中的一台冷却水泵后，投入另一台冷却水泵备用，以保证这台冷却水泵故障停泵时另一台冷却水泵自启，也就保证了冷却水系统的正常运行，进而保证了石灰石粉磨系统的、、稳定的运行。冷却水泵与冷却水泵出口电动门之间联锁，冷却水泵出口电动门在关闭位置才允许启动冷却水泵。在联锁解除时，可以单体操作冷却水泵，实现冷却水泵的检修调试。
6系统通讯功能
Modicon Quantum系列PLC可编程序控制器利用其灵活的通信方式，方便地组成了PLC处理器与就地控制柜、远程控制柜、计算机工作站及其电子设备之间的通讯，其通讯方式是多渠道、多方式的。
7结束语
本控制系统功能，性高，操作简单实用，提高了劳动生产率，避免了由于操作人员操作失误而造成的事故，改善了现场操作人员的劳动条件，对提高石灰石粉磨管理水平，保证设备稳定运行起到了很好的促进作用。并已在生产上得到实际应用，为企业带来了可观的经济效益和良好的社会效益。