产品描述
西门子模块6ES7216-2AD23-0XB8一级代理
1 引言
随着社会的发展,各类产品已发展到一个追求个性化、差异化的阶段,冰淇淋机的生产厂家在控制系统上有形形色色的差异,传统的控制系统在开发周期、硬件的灵活性、适应性已经很难满足用户的需求,黄石科威自控有限公司嵌入式PLC芯片组解决方案具有经济灵活的特点,值得OEM系统关注。
2 嵌入式PLC 芯片组
2.1 嵌入式芯片组原理
嵌入式芯片组由黄石科威自控有限公司研发。嵌入式芯片组是一种加载了PLC实时内核,具备PLC功能和CAN、RS232/485通讯功能、能够完成各类常规功能(I/O、A/D、D/A等)的控制模块。能够用梯形图语言编程实现过程控制,通讯功能的实现只需进行简单的设置,作为一款加载了系统软件的硬件平台,它大大缩短了产品的开发周期、简化了产品的设计过程。黄石科威自控有限公司EASY CORE 1.00 是一个加载了EASY-V1.00嵌入式PLC软件平台的芯片组,用于设计PLC,控制器(客制式PLC)及其它自动化装置PLC功能的嵌入。芯片组原理框图参见图1。
图1 芯片组原理框图
2.2 嵌入式芯片组基本性能
(1) 供电:+5V 200mA,RAM掉电保护5年。
(2) CPU:C8051F040。
(3) 嵌入扩展能力
● 32 I/O:可复用成SPI、I2C接口及外中断、外计数、AD等。
● 4 AD:12位精度,100 KPS。
● 2 DA:12位精度,100 KPS。
(4) 通信接口
● CANBUS:系统软件管理,使用工具软件CANSet构建CANBUS总线网络。
● UART0:系统软件管理,用于梯形图编程、监控,支持人机界面及用户驱动程序下载。
● UART1:系统软件管理,用于下载CANBUS网络参数、构建RS485网络及支持
三方设备互连。
3 嵌入式芯片组应用
基于加载了系统软件的芯片组,我们可以根据工艺需要来开发自己的各类嵌入式PLC产品。下面就介绍基于嵌入式PLC芯片组开发的一款冰淇淋机控制器。
3.1 控制器的要求
(1)输入AD信号:搅拌机电流、成型缸温度、料缸温度、电源电压。
(2)输入开关量信号:出料开关、左缸料位开关、右缸料位开关、制冷系统压力开关。
(3)输出开关量:控制压机继电器(2)、控制搅拌电机继电器(2)、控制成型缸电磁阀继电器()、控制风扇电机继电器()。
(4)参数、状态、故障显示:彩色液晶屏。
(5)操作:5只轻触键(自动、清洗、保鲜、设置、开/关)。
3.2 硬件设计
基于以上的控制要求,硬件整体结构图如图2所示。
图2 硬件整体结构
硬件电路说明:由于嵌入式PLC芯片组是针对工业现场控制、应用开发的,它的抗干扰能力、电磁兼容性、性等满足商用标准是毋庸置疑的。
(1)开关量输入电路如图3所示。
图3 开关量输入电路
由于嵌入式PLC芯片组所使用CPU的电源为+3.3VDC,故在设计开关信号输入电路时要考虑其高电平信号幅值不要过+3.3VDC。(2)电压或电流信号采集电路如图4所示。
图4 电压或电流信号采集电路
在设计模拟电路时,要考虑终送至芯片组AD接口的电压幅度以及所选择的参考基准电压。
(3)显示、键盘处理电路如图5所示。
图5 显示、键盘处理电路
(4)继电器输出控制电路如图6所示。
图6 继电器输出控制电路
3.3 软件开发
(1)嵌入式PLC芯片组是基于Cygnal公司的C8051f040芯片开发的,建议开发选择的编译器用KEIL C51,因为它可以生成我们所需要的HEX文件。
内核留出了七个用户嵌入程序入口:
USER_CONFIG: 用户I/O配置程序入口
USER_START: 用户上电初始化程序入口
USER_SET_INIT: 用户设置初始化程序入口
USER_RUN_INIT: 用户运行初始化程序入口
USER_STEP: 用户软中断程序入口(响应时间<100mS)
USER_SCAN: 用户演算周期扫描程序入口
USER_TMS: 用户2.5ms定时运行程序入口
只需要充分理解各个接口的功能就可进行二次开发了。接口功能详见科威公司的《EASY原理及应用》。
(2)驱动程序的嵌入。在KEIL C51中编译上述程序。使用下载工具软件“DOWNHEX”,把生成的.HEX文件通过串口下载到嵌入式PLC芯片组的固定地址处,使得内核可以调用它,从而完成二次驱动程序的开发。
(3)梯形图程序及通讯。冰淇淋机的过程控制可用梯形图语言编程实现。梯形图语言是面向工厂自动化人员、电工层面的编程语言,易学易懂,而PLC的软件资源十分丰富,它的各类继电器(X、Y、M、S、T)、计数器及寄存器对于冰淇淋机的过程控制简直就是量身定制。冰淇淋机生产厂的自动化人员或电工不必再受控制器开发方的限制,可自己动手改控制过程,到达控制上的要求。详见科威公司的《嵌入式PLC编程手册》。以下为用梯形图语言编写的5分钟延时程序案例。
要想实现将多台冰淇淋机的各种工作参数上传到个人PC,用户坐在计算机前就能了解每台冰淇淋机的工作状态、产量以及调整冰淇淋机的工作模式,也是件很容易的事。
4 结束语
由于嵌入式PLC芯片组是本着软硬件可裁剪的原则开发的,所以基于嵌入式PLC芯片组开发出的产品可以很好的满足用户的个性化需求,缩短了研发周期,并且得到了许多单片机所不具备的强大功能,使很制功能的实现变得简单容易
PLC 将常被询问的问题集FAQ
以下是许多台达PLC用户集会提出的部分FAQ,先在此公布,日後会以新标题逐一於论坛内发表。
1) How to use the IFD8500 RS232 to RS485 converter to login to PLC RS485 port if the RS232 porthas been use to communicate to HMI ?
若PLC的RS232埠介面已被使用,如何使用IFD8500转换器连接至PLC的RS485埠介面?
2) Use EH series how to connect to modem for remote monitoring.
EH系列PLC如何连接数据机作远端监控?
3) Use EH series to communicate to another EH PLC, in master/slave configuration.
在主/从式的配置架构下,如何以EH系列通讯连结其他的EH PLC?
4) Use Delta plc to communicate using MODBUS RS485 to 2 delta inverter&2 delta servo at the same to give run **,speed ref ,monitoring drive status where the PLC act as master,how to optimise the communication btw them.
使用台达PLC做为主机(Master),,其通讯利用MODBUS RS485同时连接二台台达变频器及二台台达伺服驱动器,下达运转、速度并监控驱动器的状态,如何在他们彼此间化?
5) How to use alarm device command(ANS,ANR)?
如何使用警报点命令(ANS、ANR)?
6) How to communicate to a analog module like DVP-06XA-S using DVP-SS or DVP-SA using RS485?
使用DVP-SS或DVP-SA的RS485介面,如何通讯连结至一台类比模组,如DVP06XA-S?
7) How to use the fuzzy temperature control command,FTC?
如何使用FTC模糊温度控制指令?
How to use set the RTC in PLC&use the RTC in PLC for alarm logging in HMI instead of using HMI RTC?
如何使用PLC的RTC万年历?如何使用此RTC将异常记录於PLC以取代使用HMI人机的RTC?
9) How to write the PID applications?
如何写PID的应用?
10) How to do scaling &conversion for analog module directly.Example, the raw analog bbbbb is 4-20mA,&the engineering unit is 0-100m/min, if there any shortcut where i can directly convert these raw value( mA,V) to engineering unit without writing long formulas in PLC?
如何直接定义及转换类比模组?例:未经处理的4-20mA类比输入,其工程单位为0-100m/min,是否有简易的方法,可以让我直接转换这些未经处理的资料(mA, V)成为工程单位,而无须撰写繁杂的PLC程序?
11) How to do floating points calculations in plc?
在PLC内如何作浮点运算?
12) Any other features in Delta PLC which is suitable for process control which requires extensive calculations,PID,logging in data values,alarms etc.
台达PLC特色中,其他适合作程序控制需求额外演算、PID、资料值记录、异常等?
13) Use EH series or DVP01-PU-H high speed pulse output expansion module to run bbbbbbbbing to delta servo using commands like ZRN,PLSV,DRVA,DRVI,PLSY,PWM,PLSR,GPWM.
使用EH系列或DVP01PU-H高速脉波输出扩充模组,如ZRN, PLSV, DRVA, DRVI, PLSY, PWM, PLSR, GPWM指令,在台达伺服上执行定位?
14) How do configure&program for high spd counter bbbbbs using MPU or DVP01-HC-H module&commands like DHSCS,HST commands?
在主机(MPU)或DVP01HC-H模组,如何配置与设计高速计数器输入,如:DHSCS、HST命令?
15) How to write interrupt program to switch to interupt routine when detect interupt **?
当真测到中断信号,如何写中断程式切到中断副程式中?
16) When&how to use watchdog(WDT)&constant ramp time for RAMP command?
三菱GX-Developer编程软件,是应用于三菱系列PLC的中文编程软件,可在bbbbbbs 9x 及
以上操作系统运行。
1 GX-Developer 编程软件的主要功能
GX-Developer 的功能十分强大,集成了项目管理、程序键入、编译链接、模拟和程序
调试等功能,其主要功能如下:
(1) 在GX-Developer 中,可通过线路符号,列表语言及SFC 符号来创建PLC 程序,建立
注释数据及设置寄存器数据。
(2) 创建程序PLC程序以及将其存储为文件,用打印机打印。
(3) 该程序可在串行系统中与PLC进行通讯,文件传送,操作监控以及各种测试功能。
(4) 该程序可脱离PLC进行调试。
2 系统配置
(1) 计算机
要求机型:IBM PC/AT(兼容);CPU:486以上;内存: 8兆或高(16兆以上);显示器:分辨
率为800×600 点,16色或高。
(2) 接口单元
采用FX-232AWC型RS-232/RS-422转换器(便携式)或FX-232AW 型RS-232C/RS-422转换
器(内置式),以及其他的转换器。
(3) 通讯电缆
采用FX-422CAB型RS-422缆线(用于FX2,FX2C型PLC,0.3m)或FX-422CAB-150型RS-422
缆线(用于FX2,FX2C型PLC,1.5m),以及其他的缆线。
3 GX-Developer 编程软件的安装
运行安装盘中的“SETUP”,按照逐级提示即可完成GX-Developer 的安装。安装结束后,
将在桌面上建立一个和“GX Developer”相对应的图标,同时在桌面的“开始\程序”中建立
一个“MELSOFT应用程序→GX Developer”选项。若需增加模拟功能,在上述安装结束
后,再运行安装盘中的LLT 文件夹下的“STEUP”, 按照逐级提示即可完成模拟功能的
安装。
4 GX-Developer 编程软件的界面
双击桌面上的“GX Developer” 图标,即可启动GX Developer,其界面如图1 所示。GX
Developer 的界面由项目标题栏、下拉菜单、快捷工具栏、编辑窗口、管理窗口等部分组成。
在调试模式下,可打开远程运行窗口,数据监视窗口等。
(1) 下拉菜单
GX Developer 共有10 个下拉菜单,每个菜单又有若干个菜单项。许多基本相同菜单项的
使用方法和目前文本编辑软件的同名菜单项的使用方法基本相同。多数使用者一般很少直接
使用菜单项,而是使用快捷工具。常用的菜单项都有相应的快捷按钮,GX Developer 的快捷
键直接显示在相应菜单项的右边。
(2) 快捷工具栏
GX Developer 共有8 个快捷工具栏,即标准、数据切换、梯形图标记、程序、注释、软元
件内存、SFC、SFC符号工具栏。以鼠标选取[显示] 菜单下的[工具条]命令,即可打开这些工
具栏。常用的有标准、梯形图标记、程序工具栏,将鼠标停留在快捷按钮上片刻,即可获得
该按钮的提示信息。
17位移位寄存器指令每当EN端由0变1时,寄存器按要求移位一次。()
1 组合机床的工作循环图及元件动作表如图示,试用置位复位指令编写程序
1. DCS是一种“分散式控制系统”,而PLC (可编程控制器) 只是一种控制“装置”,两者是“系统”与“装置”的区别。系统可以实现任何装置的功能与协调,PLC装置只实现本单元所具备的功能。
2. 在网络方面,DCS网络是整个系统的神经,它是双冗余的高速通讯网络,系统的拓展性与开放性好。而PLC因为基本上都为个体工作,其在与别的PLC或上位机进行通讯时,所采用的网络形式基本都是单网结构,网络协议也经常与标准不符。在网络上,PLC没有很好的保护措施。我们采用电源,CPU,网络双冗余。
3. DCS整体考虑方案,操作员站都具备工程师站功能,站与站之间在运行方案程序下装后是一种紧密联合的关系,任何站、任何功能、任何被控装置间都是相互连锁控制, 协调控制;而单用PLC互相连接构成的系统,其站与站(PLC与PLC)之间的联系则是一种松散连接方式,是做不出协调控制的功能。
4. DCS在整个设计上就留有大量的可扩展性接口,外接系统或扩展系统都十分方便,PLC所搭接的整个系统完成后,想随意的增加或减少操作员站都是很难实现的。
5. DCS性:为保证DCS控制的设备的,DCS采用了双冗余的控制单元,当重要控制单元出现故障时,都会有相关的冗余单元实时无扰的切换为工作单元,保证整个系统的。PLC所搭接的系统基本没有冗余的概念,就谈不上冗余控制策略。特别是当其某个PLC单元发生故障时,不得不将整个系统停下来,才能进行换维护并需重新编程。所以DCS系统要比其性上高一个等级。
6. 系统软件,对各种工艺控制方案新是DCS的一项基本的功能,当某个方案发生变化后,工程师只需要在工程师站上将改过的方案编译后,执行下装命令就可以了,下装过程是由系统自动完成的,不影响原控制方案运行。系统各种控制软件与算法可以将工艺要求控制对象控制精度提高。而对于PLC构成的系统来说,工作量其庞大,需要确定所要编辑新的是哪个PLC,然后要用与之对应的编译器进行程序编译,后再用的机器(读写器)专门一对一的将程序传送给这个PLC,在系统调试期间,大量增加调试时间和调试成本,而且其不利于日后的维护。在控制精度上相差甚远。这就决定了为什么在大中型控制项目中(500点以上),基本不采用全部由PLC所连接而成的系统的原因。
7. 模块:DCS系统所有I/O模块都带有CPU,可以实现对采集及输出信号品质判断与标量变换,故障带电插拔,随机换。而PLC模块只是简单电气转换单元,没有智能芯片,故障后相应单元全部瘫痪。
8. 现在的PLC与DCS的功能已经差不多,DCS对网络和分布式数据库还要定时扫描有较强的功能,同时对运算和模拟量的处量比较拿手。
9. PLC还分大、中、小、微PLC,其中的只卖几百块到2000块,点数也好少,大型的可以带数千点,运算能力与DCS差不多,但对多机联网功能较弱。现在两个技术平台都差不多,只是不一样
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