西门子模块6ES7331-7PF01-0AB0支持验货
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产品描述

产品规格模块式包装说明全新

西门子模块6ES7331-7PF01-0AB0支持验货

2 系统通讯


    系统采用RS485标准总线,具有速度快(大位速率为10 Mbps),传送距离远(90 kbps速率下可传输1200 m)的特点。RS485以差分平衡方式传输信号,具有很强的抗共模干扰的能力,允许一对双绞线上一个发送器驱动多个负载设备。各节点下位PLC均带有RS485通信接口,在本系统中上位IPC通过RS232/RS485接口转换器提供上位机网络节点。在总线末端接一个匹配电阻,吸收总线上的反射信号,保证正常传输信号干净、无毛刺。

    在1∶N通信方式下,每台PLC被分配不同的地址,上位机与PLG采用统一的通信协议,上位机发出呼叫并启动通信。上位机通过RS485网络广播自己所要求的下位PLC地址,所有PLC都收听广播,记下广播地址。各PLC把收到的地址与自己的地址进行比较,地址相同的PLC为被选中的下位机,其余PLC皆为未选中的下位机,暂时从网络上隔离。网络上只剩下主机与选中的PLC,按主从式的通信过程进行通信。上位机采集PLC数据后根据新收到的数据刷新监控画面。

    上位IPC与下位PLC既相互通信构成一个完整的信息系统,又能彼此立工作,一旦上位IPC出现故障,下位PLC可脱离上位机立工作,确保现场设备、连续的运行。

    本系统所用控制变量较多,共需1500多个,因此,IPC与各PLC之间的通讯采用了北京亚控公司的组态软件组态王6.5开发。组态王把每一台下位控制器看作是外部设备,在开发过程中按照一定要求完成设备配置过程。在运行期间,组态王通过驱动程序和这些外部设备交换数据,包括采集数据和发送数据/指令。每一个驱动程序都是一个COM对象,这种方式使通讯程序和组态王构成一个完整的系统,既保证了运行系统的率,又使系统能够达到很大的规模。组态王通过串行口与PLC进行通信,访问PLC相关的寄存器地址,以获得PLC所控制设备的状态或修改相关寄存器的值。在实际编程过程不需要编写读写PLC寄存器的程序,组态王提供了一种数据定义方法,在定义了L/O变量后,可直接使用变量名用于系统控制、操作显示、数据记录和报警提示。

3 系统软件开发

    3.1 远程服务器通讯模块开发

    本地控制工控机与远程服务器端采用基于TCP/IP协议的Socket技术进行通信,由VC++6.0编程工具开发。本地控制计算机在5002端口侦听远程服务器发来的数据包,远程服务器在5003端口侦听本地控制工控机发去的数据包。通讯模块的主要功能有两个:接受总控服务器发送来的数据包并进行解析;对要发送的信息构造数据包并发送,IPC与远程服务器之间的通讯数据为二进制格式,长度不固定。数据包由发送者识别号、接收者识别号、功能代码、参数长度、参数内容等5个部分共(16+N)个字节组成。OPC(OLE for Process Control)在当今的过程控制领域是一种非常流行的数据交互技术。下位控制器与系统通讯模块的连接通过0PC接口实现。VC编程调用组态王提供的OPC动态链接库接口函数,实现了下位控制器与远程服务器的通讯。

    3.2 PLC系统控制模块开发

    下位控制器采用状态设计法编制程序梯形图。系统的运行和故障联锁全部由PLC控制,以提高系统的性;在软件设计中添加了各种联锁条件,使各动作间能够严格确保相互约束或定时关系;通过建立适合的状态标志位,实现了识别及处理故障的能力。控制程序从功能上可分成4个模块:1)开机画面设置及初始化模块;2)手动模块;3)报警、限位处理模块;4)自动模块。

    3.3 上位机软件设计

    组态软件KingView6.5由工程浏览器TouchMAK和画面运行系统TouchVew两部分组成,具有强大的图形编辑功能。运用开发环境TouchMAK设计软件,软件实现的系统功能包括:显示工艺流程图和各种参数实时测量值;实时修改下位机所需的各种参数的数值;上位机和下位机之间的通讯管理;实时显示故障报警画面;实时数据库和历史数据库管理;生成系统日志报表;将过程监控站中的各类实时数据、画面、图表等信息存入本地的网络服务器中。采用Access数据库保存历史记录,数据库中当天的操作记录在一个数据表中,数据表以用户名、年、月、日命名。TouchVEW是显示TouchMAK中建立的图形界面的运行环境。上位机监控系统运行时运行TouchVEW进控主画面,各设备的状态就以动画的形式形象的表示出来,通过主菜单或各画面的功能键,操作人员可方便地切换各画面,获得各画面具体的监控数据。

4 结 语

    本文研究的基于PLC和组态软件的光学组件自动控制系统,利用了PLC性高、抗干扰能力强的特点,又利用了组态软件强大的数据处理和图形表现能力,融合了较的自动化技术、计算机技术、通讯技术,具有性高、操作简单、维护容易等特点。该方案已成功应用于激光惯性约束核聚变靶场光路系统的设备监控,了满意的效果,其控制原理对其他分布式控制系统具有一定的借鉴作用。

  激光惯性约束核聚变是中国工程物理承担的科学研究项目,其目标是利用强激光轰击氘氚靶丸,产生受控惯性约束核聚变而释放出聚变能。其中原型装置靶场光电控制系统是保证多路激光束引导、投射、基频倍频、聚焦的重要组成部分。它需要根据靶场反射光路的实际情况自动调整投射和引导反射镜的姿态完成激光的准直引导,然后控制三倍频晶体的匹配角使激光能够按角度入射到KDP晶体中,后修正聚焦透镜的离焦量将激光的焦斑调整到坐标系的基准点。系统要求的设计精度非常高,由靶场瞄准定位控制系统所引入的误差不过10μm,并且运动机构多且分散,对控制及监控系统在设计理论和技术方案实施方面都提出了很高的要求。适应这种控制要求的系统,一般称之为集散控制系统(DCS,Dist曲uted Control System)。PLC以其特有的高性和不断增强的功能,使它在集散中发挥着越来越重要的作用,并且有取代Dcs控制器的趋势。

1 控制系统的功能和结构

    根据物理实验的要求,原型装置的靶场系统需要将12束激光从真空靶室的上方和下方以一定的角度射入真空靶室并经三倍频器、聚焦透镜引导至靶点(激光在靶场将依次经过大口径反射镜架模块、终端光学组件模块)。以此为基础,针对核聚变的性物理问题展开探索性实验研究。

    光学组件运动控制系统包括反射镜架模块与终端光学组件模块两大部分,共同调节12束激光准直至物理实验靶的位置。图1给出了控制系统的结构框图。运动控制系统的设计功能是,“本地控制”工控机(IPC)根据“远程集中控制”系统的指令完成各个光路的准直调节,状态监控,参数和重要数据记录等工作,从而为激光发射做准备。


图1 系统结构框图


    由于控制电机数量较多(48台伺服电机和48台真空步进电机),而且空间位置分散,因此光学组件控制及监测系统采用了分布式控制技术,通过工业控制网络组成的过程控制系统和实时、的监控系统。由上位监控计算机对系统进行的监控和管理;由安装在现场的48台日本松下公司型号为FP-e的PLC控制器作为下位控制器与现场电气设备和执行机构直接连接,执行、有效、具体的分散控制。系统的上位IPC与现场的各PLC控制器距离通常较远,为保证系统的性,采用RS485标准总线网络进行,这样就构成了分布式控制网络。由于采用了网络拓扑结构,系统扩充非常方便灵活,可适用不同规模系统的控制要求。

    系统的控制器和执行机构较多,因此,在设计控制箱时采用了模块化的设计思想。每路激光的控制由8个运动轴单元构成:引导反射镜俯仰轴和侧摆轴,投射反射镜俯仰轴和侧摆轴,倍频器俯仰轴、侧摆轴和滚动轴,以及透镜移动轴。每路激光的电机控制集中在两个控制箱中,分别称作反射镜架控制箱与终端光学组件控制箱,作为分布式控制网络的终端。每一个运动轴的控制由PLC、驱动器、电机、通讯适配器等组成.各控制箱与工控机之间同RS485总线进行信息传递系统的硬件配置如图2所示。工控机将位置指令发送给PLC,经驱动器功率放大后由电机带动精密丝杠螺母副驱动反射镜及终端光学组件运动。各运动坐标的限位置由接近开关检测,以开关量信号形式输入PLC进行处理.各光路反射镜、倍频器和透镜的调整电机可同时工作。



2 软件系统设计

    软件系统在STEP7环境下采用梯形图编写,STEP7提供大量的组织块与用户程序接口,组织块的多少和具体的CPU型号有关,本系统运用循环处理组织块OB1,暖起动组织块OB100和中断组织块OB35,PLC采用循环执行用户程序的方式,在S7-300系列中,OB1是用于循环处理的组织块,即主程序。OB1循环执行用户定义的功能块或功能程序,并支持中断,OB100组织块在CPU暖起动时执行,且只执行一次,可用于系统的初始化,OB35为循环中断组织块,中断周期可由STEP7直接设置。中断周期由程序大小决定,若设置太小则PLC进入停止状态,所有系统组织块的属性设置和硬件组态都可由STEP7完成,用户只需要关心自己的程序功能块,在组态完毕后将程序下载至PLC即可,PLC上电后,先执行OB100组织块,初始化完成后,不断循环地执行OB1,循环时间监控模块监控PLC扫描时间是否过允许值,若过允许值,则可触发相应的组织块,执行用户设定的一系列操作,应注意的是,当程序运行时,所有对数字量输出的操作都暂时保存在数字量输出映像里,在一次扫描周期结束后才真正从输出端口输出,在编程中应特别考虑。

    根据螺旋压力机控制系统的要求,将主程序分化为多个子程序模块,系统软件结构如图4所示,各模块做到功能立,易于扩展。

    初始化模块即OB100主要完成各个输入/输出点,辅助标志位M,模拟量输出的初始化和系统相关参数的设置,程序编写时,利用辅助标志位M作为用户程序模块的运行使能位,每个程序模块对应各自的辅助标志位,若辅助标志位为“1”,则执行对应程序;若为“0”,则退出程序。

图4 控制系统软件结构

    设置定时中断组织块OB35中断周期为5ms,实时检测滑块位移和外部开关量等信号变化,控制辅助标志位的置位或复位,从而执行或退出相应的子程序,由于PLC是逐行扫描执行程序,而且每次扫描时间并不相同,因此在中断函数里进行辅助标志位的操作,保证了能尽响应外部信号的变化,增强实时性,每次的打击能量也是通过在中断函数中求出打击工件时的滑块速度后计算得出的,具体算法如图5所示,图中所有变量单位均为脉冲数。

图5 打击速度求取程序流程图

    开关信号处理模块主要处理按钮操作、指示灯的显示、润滑控制等操作,参数处理模块是在用户通过触摸屏重新设置预选能量百分比和打击行程后,根据设定参数计算出系统运行时所需的参数,如速度信号模拟量等,点动模块实现滑块的点动运行,以保以较小的速度实现的合模对零,点动运行运用ABB变频器恒速模式,只要通过触点控制便可实现恒速模式的切换,通过参数设置恒速运行的速度大小,从而方便准确地设置零点,满足工程应用的需要,故障处理模块检测外部信号状态,若出现问题则进行相应处理。

    下行打击子程序实现打击时能量的控制,输出设定能量对应的速度信号模拟量,考虑到机械制动器动作的延迟性,在开启制动器电磁阀后延时100 ms再闭合变频器运行触点,滑块加速至设定的速度后保持恒速下行。通过现场调整驱动器的PI参数获得好的动态性能,打击完毕后电机反转回程。实际工况中,滑块在打击工件后回弹,则编码器信号A,B相的相序发生改变,即高速计数器计数方向发生变化。系统组织块SFB47的数据位STS_C_UP存储高速计数口的递增计数状态,中断程序检测该数据位的状态,若检测到电平跳变,立即发回程信号,进入回程控制程序。

    图6为回程控制程序流程图,为加快生产进程,要求回程速度越快越好,但为了使滑块准确停靠地在设定位移处,回程速度又不能过大,因为电机本身的制动能力有限,若速度过快则无法停机,一般认为电机制动转矩不过额定转矩,回程时加速运行至允许的大速度,到位移后进入减速段,能耗制动回馈的机械能由制动电阻消耗,终进入恒速模式并停车,加速段的初速度指令须大于0,对实现快速正反转有较大作用,停机运行时在变频器停止操作执行后,延迟100 ms机械制动器动作,这样可减少机械制动器的摩擦损耗,延命。

图6 回程控制程序流程图

3 测试及结论

    对J58K_250型电动螺旋压力机试打测试,预选能量100%,打击行程300 mm,以约18次/min的频率连续运行8 h,室温34℃。每隔5 min检测电机温升,温升实测曲线(图略)表明,起初电机温度上升较快,在运行2 h后,温度稳定在91℃左右,电机绝缘等级为F级。

    为电机转矩响应的快慢,将编码器信号并接至研华PCL-833计数卡,运用10 ms中断实时采集一次完整的打击过程的滑块位移信息,并给出图7所示的滑块速度-加速度曲线。

图7 滑块速度-加速度曲线

    对速度曲线,OA段为滑块下行加速段,近似一条直线;AB段滑块打击工件并反弹,历经加速回程段BC,减速段CD和恒速段DE,终停机,停靠在设定位移。由于外部负载一定,因此加速度曲线反映了电机输出转矩的大小,可以看出,输出转矩存在较大波动。但速度曲线OA段近似直线,因此如果将整个过程分作若干区间,那么每个区间内平均加速度基本相等,速度曲线AB段反映了驱动器控制电机从输出正向大转矩到负向大转矩的转换能力,由图看出,当前负载条件下实现快速正反转的时间不过30 ms,对每次打击过程的实际能量和回程位置进行统计分析,能量大波动范围不过设定能量的2%,回程点在设定位移的±2 mm内。

    综上所述,双电机驱动的基于S7-300的电动螺旋压力机控制系统,电机转矩响应,能量、回程控制,长期运行电机温升在允许范围之内,满足了生产要求,并已成功运用于J58K系列电动螺旋压力机中。


 运动能量是电动螺旋压力机的主要技术参数之一,能量的大小取决于飞轮转速,在大惯量负载条件下,大运动能量的性能指标的实现,离不开输出转矩的快速响应,另外,由于电机频繁的进行正反转,一直处于起动一制动一起动的非稳态过程,电流较大,转子发热严重,电机温升的问题比较,而行程次数是压力机的另一重要指标,为了保设备的长期稳定运行,采用的方法控制电机温升,基于上述性能要求,本文提出了一种基于PLC(可编程控制器)的电动螺旋压力机控制系统,该系统以西门子可编程控制器S7-300和ACS800变频器为控制,辅以触摸屏TP170B作为人机交互。

1 系统结构原理

    S7-300系列PLC采用组态硬件的方式来组态CPU和扩展模块,组态操作由STEP7软件完成,本系统采用CPU本身集成的数字量和模拟量,不需要扩展模块,系统结构如图1所示。

图1 控制系统原理结构框图

    通过高速计数口HSCO检测滑块位移;模拟量接口实时输出速度或转矩指令给ACS800变频器,数字量输出控制变频器触点的闭合或断开同时驱动2个电机带动传动机构运行;其余的数字量主要处理控制按钮的操作和各类指示灯的显示;数据显示和参数设定由触摸屏TP170B完成,CPU通过DP口与触摸屏进行通信。

1.1 滑块位移检测

    系统采用同步带轮结构检测滑块位移,同步带固定于压力机机身,滑块移动时带动与同步带配合的增量型编码器运转,发出一定频率的差分信号,经过信号处理输入高速计数口HSCO处理,单位脉冲对应的位移量

    Sp=πD/P,(1)

    式中:D为同步轮节圆直径;P为编码器线数。

    只要通过HSCO不断检测当前脉冲数,再乘以单位脉冲对应位移量,就能得到滑块实时位移。系统采用2000线的编码器,输出5 V差分信号,Sp约为0.045 mm,脉冲信号大频率不过20kHz,因主机与控制柜有一定距离,采用抗干扰能力强的差分信号,但高速输入口不能识别差分信号,且小高电平要求15 V。因此需将差分的A+,A-,B+,B-信号转化为单端A和B相信号,并进行电平转换。

    系统的信号转换电路见图2,图中只画出了A相的信号转换示意图,由MC3486芯片将差分信号转化为单端信号,再通过高速光隔将5 V的脉冲信号转化为高电平为24 V的脉冲信号输入HSC0高速计数口,高速光隔工作频率应编码器信号频率的值,本系统采用PC900。

图2 电平转换示意图

1.2 双电机驱动

    系统采用ACS800变频器同时驱动2台相同规格电机,电机在变频器输出端并接,变频器整定时输入等价的单台电机参数,例如采用2台功率11 kw,转速970 r/min,电流22 A的电机,则输入电机参数时输入22 kw,转速970 r/min,电流44 A。这样,整定后驱动器实际上是将2台电机组合当作1台进行控制。

    ACS800变频器控制采用的直接转矩调速技术,直接转矩控制在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,直接把转矩作为被控量进行控制,通过转矩滞环比较器将转矩波动限制在一定的容差范围内,同时通过滞环比较器保持磁链幅值基本不变,完成对转矩的进一步控制。直接转矩控制借助于转矩、磁链的离散的两点式调节,产化的PWM开关信号,以输出恒定的设定转矩为目的,从而获得转矩的高动态性能,因为保持磁链恒定的情况下,转矩基本与电流成正比,将转矩限定在一定容差范围内,电流波动小,不会引起电机发热。

    驱动器有转矩信号和速度信号输入通道,转矩信号4~20 mA,速度信号0~10 V,可通过控制方式选择触点来选择转矩控制模式或速度控制模式,转矩控制模式下,转矩给定有效,4 mA对应设定的小转矩参数,20 mA对应设定的大转矩参数,输出转矩与输入信号成线性关系,并保持定值;速度模式下,速度给定有效,0 V对应设定的小速度参数,10 V对应设定的大速度参数,速度模式控制电机速度保持恒值,并与输入信号保持线性比例关系,电动螺旋压力机的优势之一就是能量可调,因此采用速度控制方式,在能量设定后,保持电机转速恒定,即保持飞轮转速恒定,从而保每次打击工件时的能量一致,转矩模式用于特殊场合,打击完毕回程时进行电机制动,通过制动电阻将回馈的能量释放。

图3 控制主体算法示意图

    如图3所示,PLC根据用户设定的能量预选参数,计算出对应的电机转速,并求出速度信号模拟量AQW0。打击时,PLC输出AQWO至变频器速度指令输入端子,通过运行触点的闭合或断开来控制电机带动滑块往复运动,完成打击工序。位移检测装置实时检测滑块位移,调整电机的运行模式,实现各种功能。当出现意外故障时,能采取措施保护主机,变频器采用开环控制方法控制电机,减少了故障环节,提高了系统稳定性。


一、传统仪器设计过程回顾

    现代化的自动仪器设备均具有如下几方面的性能和特点:

    的信号检测,适时数据采集,数据处理,实现其功能的光机电一体化的自动装置,以及人机操作界面,除此之外还有完备的上下位机的控制程序软件包。为实现以上几个方面的性能,以的微处理器为基础的嵌入式单板机就似乎成为迄今仪器设计的选择。从而,在仪器具体的性能要求确定以后,单板机的软硬件设计制造工作就进入议事日程。   

二、新设计方案的提出和可行性分析与单板机方案比较

    所谓的新方案的概念源于个人的技术经历和接触不同的技术领域,笔者分别从事过精密仪器设计和工业自动化领域的工作,PLC技术,特别是国产HOLLiAS LM 系列小型PLC的性能给我一个在精密仪器设计方案上重新审视的技术空间。

    从设计方法学的角度来看待设计问题,全世界没有谁规定自动仪器一定要以单板机为,只要能够实现倾向用户使用要求的仪器设计就是成功的产品,换句话说用户和使用者不关心仪器的设计过程和内部构造,他们只关心仪器的性能价格比。而作为设计人员,我们所要考虑的是所有可以实现预期性能的设计方案和手段以及技术途径,这样较为符合设计方法学的思想方法和设计规程。

    考虑技术可行性,先来看一下电子控制的硬件要求,一般地,系统需要有的CPU,一定数量的内存,DI,DO,AI,AO,与人机界面的通讯端口,以及根据具体运行要求所编制的程序。这些工作对一个单板机或DSP系统来说,无异于编制一套小型操作系统。在硬件上甚至往往需要设计单板机或DSP的PCB板,在SMT技术的今天设计完善这样的系统也非易事,调试的问题不用说,甚至一两个DI的扩展,都需要重新设计改动PCB板。

    再看一下PLC的性能,PLC是可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)的英文缩写。对有工业自动化控制经验的人来说,一点也不陌生,但对于那些仅从事仪器设计的人来说,也许不甚了解或者涉足使用。PLC通常具有的CPU,相当规模的内存,可任意扩展的DI,DO,AI,AO接口,其中AI的分辨率为16 BIT 以上,其DO接口可以直接驱动1A电流的功率器件或继电器, 因此PLC在硬件上可以代替单板机。

    再从软件编程和运行的方面比较,单板机或DSP,即使借助于C语言或其他专门的开发环境,其工作也是相当厄繁的,而且不使用汇编语言,指令对硬件的直观控制效果不易观察,调试困难。对于仪器控制的特殊应用,运行时子程序调用比较多,在线调试困难。而对于PLC来说,其自身的功能块,指令组,就此类系统控制应用而言,比C语言完备得多,如各种微电机控制,定时,记数,脉宽调制,脉冲输出等等。另外PLC程序在运行时是实时重复扫描,可以根据逻辑计算结果的要求实时任意取舍子程序或功能块的运行,对于一个接近120K内存的较长程序,一次扫描仅需几十毫秒,就绝大多数应用而言,速度足够快。就编程而言,PLC的指令系统容易学,容易使用,调试方便。PLC 较之嵌入式的程序,具有好的可读性和易读性,它可以使得多公司和多工程技术人员从事开发工作.

    考察性能价格比,显然在开发阶段,PLC的成本很低,它是工控市场化批量生产的产品,只需要设计少量外围电路,软件环境也容易在PC上设置,经常是PLC厂家提供的。在生产阶段,PLC与单板机的成本相差不悬殊。况且PLC较单板机的用户面宽,产品成熟,质量稳定,从而在生产订购上也节省时间。

    综上所述,PLC的功能和实时运行能力以及系统开发的简易性过一般意义上的单板机。甚至具备单板机所不具备的实时在线能。因此,从理论到实践上看PLC作为仪器都是具有多优越性。

三、设计过程详实(以自动生化分析仪为例)

    自动生化分析仪是用于医院临床检验血液生化指标的复杂仪器。生化分析仪的基本功能是按照各自不同的生化方法要求设定测试参数,然后自动机构取样并按照设定对各样品及同一样品的不同测试加入所需的试剂,按所需特定比例进行稀释。进而分别注入比色杯对反应液进行保温和延时(经稀释后的样品称为反应液),下一步对反应液按照所需编排好的测试方法和时间进行测试,后计算并储存和打印测试结果。 从而得到生化分析仪对电子系统的软硬件要求,并据此选择PLC的软硬件配置。

    1) 硬件要求

    120K程序内存
    3 AI输入
    24 DI输入
    16 DO输出,包括2 -PTO,1-PWM输出
    2 AO 输出
     RS232(及485)串行口
    如有必要可以选择2个或多PLC CPU模块联合控制。
   
    2) 软件功能及内部函数要求

    输入高速记数
    高速脉冲输出
    步进电机脉冲控制模块
    PID 控制功能块
    自由通讯功能块
    基于ST文本的数据处理子程序
    多种逻辑和计算结果判断指令。

    3)    总控制程序,自动机构微电机控制,数据采集及数据计算处理软硬件安排

    仪器的PLC控制软件由主控制程序,初始化复位子程序,自动机构动作算法子程序,自动机构运动执行子程序,数据读取控制子程序,及数据计算处理子程序组成。

    主控制程序完成各子程序的选择执行以及与人机界面的通讯,为梯形图程序。
    初始化复位子程序完成自动机构的回位和数据初始化,为梯形图程序。
    自动机构动作算法子程序完成安排自动机构的动作顺序判断,为梯形图程序。
    自动机构运动执行子程序驱动自动机构完成要求的动作,为梯形图程序。
    数据读取控制子程序执行检测数据的读取和机构为读取数据的配合动作,为梯形图程序。
    数据计算处理子程序完成生化分析所需的分析计算,由ST语言编写子程序。

    4)  硬件的安排

    自动机构的运动和控制(包括比色用不同波长光源的自动选择转换)由高速脉冲输出端口配合普通DO端口选择控制多个微型步进电机来实现,其中机构的运动定位由 DI,高速DI以及AI接受运动和位置反馈信号用以控制步进电机来实现。

    恒温槽的温度由AI接收温度传感器,经PLC的PID结合脉宽调制驱动电热元件实现。控制精度可达±0.05°C,典型值达到±0.1°C。

    数据的读入由对数运算放大器(LOG100)接入AI实现。由于PLC可设置数字滤波参数。所以数据采集可以保持所需的精度要求。

    PLC与人机界面的通讯由PLC的RS232串行口实现,可以采用PLC自身的MODBUS协议,也可以采用PLC提供的自由协议功能块,这样编程方便。本系统采用自由通讯协议。

四、结论和展望

    近年来工控市场上新的PLC不乏高性价比的小型PLC,使其设想成为可能。而且,仪器设计者如果多采用PLC产品,必将促使PLC制造商不断提高PLC的性能,以及向单板机容合,那样设计人员将有多便利的设计手段和软硬件可选择。从而缩短新产品的开发周期,增加产品品种,使用户、仪器开发商和PLC生产商都得到好处。




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