贵阳西门子中国代理商DP电缆供应商

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1 引言
    修水县是江西省的蚕桑大县，蚕丝产量是该县的经济支柱，且关系到千家万户农民的切身利益，为了提高蚕种的产量和质量，促进蚕桑经济的发展，该县蚕桑局委托我们开发蚕种孵化过程的温湿度实时控制系统。
2系统结构及控制流程
    修水县蚕桑局蚕种孵化楼共三层，每层有6个孵化室，根据技术要求和孵化室的地理位置，我们采用了按层控制的方案，即每一层的6个孵化室为一个立的控制系统，使用一个PLC对其温度和湿度进行控制，各PLC通过双绞屏蔽线与工控机互联，整个系统为二级计算机监控，系统结构如图1所示。图中温湿度变送器采用北京昆仑海岸传感技术的JWSF-3AC-E型温湿度变送器，该变送器为三线制电流远传，输出为标准的4～20mA电流信号(两路)；巡检仪也采用北京昆仑海岸传感技术的XSL/A16BS3巡回检测报警仪，具有16通道4～20mA电流输入(实际只用了12通道，其中6个温度通道6个湿度通道)，输出为数字信号，共19位，其中D18～D14为通道编码，D13为性，D12～D0为温湿度数值，各通道数据分时巡回输出，通过设置各通道的量程上、下限还可巡回显示各通道的温湿度数值；PLC采用西门子S7-200系列CPU226(增加扩展模块EM223)，由于西门子PLC提供的是RS485串行接口，而工控机只提供了RS232串行接口，所以在PLC和工控机之间使用RS485/232电平转换器。

    控制方案为：安装在各孵化室的温湿度变送器将孵化室的温湿度信号转换成4～20mA的电流信号并送至巡检仪，巡检仪根据事先设置的量程上、下限将电流信号转换成温湿度数据并巡回显示，同时还以二进制形式巡回输出这些数据至PLC，PLC以开关量的形式采集这些二进制数据，并按照规定的格式将这些二进制数据转换成各孵化室的温湿度数据，然后与按工艺要求设定的温湿度数据进行分段比较、判别，发出控制信号，控制信号经控制板功率放大，驱动相关执行器(空调、加热器和补湿器)实施孵化室的分段温湿度控制。采用上述控制方案既保证了在工控机或通信发生故障时，可根据巡检仪显示的数据，采用人工调节的方式对孵化室的温湿度进行控制，又避免了在PLC中增加A/D转换模块，从而确保了系统的性，降低了成本。
3软件设计
    根据控制方案及用户要求，工控机主要完成下列功能：工艺流程的设置，控制参数的修改，实时数据的显示、报警及保存，蚕种销售的管理等。我们选用Delphi作为前台程序设计语言，设计各种人机界面和工控机部分的通信程序，Microsoft Access作为后台数据库系统，用于保存各孵化室的分段温湿度设定值、整点实际值、报警及蚕种销售等，修改控制参数的人机界面如图2所示。

    由于工控机既要完成人机界面操作，同时又要与PLC进行串行数据通信，为了保证人机界面的操作不影响数据通信的正常进行，而数据通信的进行也不会造成人机界面的停滞或反应不及时，我们在程序中引入了多线程的机制，将程序处理的任务分为两个线程：响应用户操作线程和数据通信线程，并且把响应用户操作线程作为主线程，该线程具有级，以保证系统能够响应操作员的各种操作，而数据通信线程的级设为较低。
    PLC部分的程序主要完成各孵化室温湿度的实时采集，并与设定值进行比较、判别，发出控制信号，控制空调、加热器、补湿器及电机的启停，确保空调、加热器及补湿器两次启动的短间隔时间满足系统设置的要求，还确保了空调(用于制冷)和加热器不会同时开启。PLC的另一个任务是与工控机进行串行通信。
4串行通信
    西门子S7-200系列PLC的通信口主要有两种工作方式：PPI方式和自由口方式，PPI方式专门用于西门子PLC与其编程器或人机接口产品之间的通信，不对外公开，而自由口方式对用户开放，采用自由口方式，S7-200系列PLC可以与任意具有串口的设备进行通信。
    自由口通信采用主从方式，工控机为主站，PLC为从站，PLC始终处于被动状态，随时准备接收计算机的通信请求帧，只有在PLC接收到工控机发送来的请求帧后，才能回送相应的帧。工控机发送请求帧采用周期性通信，周期为10秒。本系统采用半双工方式通信，物理层采用RS485协议，波特率为9600bps，数据长度8位，停止位1位，采用奇校验。
    工控机部分的通信程序由Delphi实现，利用Delphi实现串行通信的方法有多种(如使用控件、调用API函数、嵌入汇编、调用动态链接库等)，我们采用了SPComm控件实现串行通信，其主要属性有：CommName、BauRate、ParityCheck、ByteSize、StopBits等，分别用来设制串口名、波特率、是否校验、采用奇还是偶校验、数据长度、停止位数等，主要方法有StartComm、StopComm，分别用来打开和关闭串口。
    本系统中工控机与PLC之间传输的信息有两种：工控机发送的组态数据(温湿度的设定值，空调、加热器、补湿器两次启动之间的短间隔时间等)和PLC发送的现场数据(主要是各孵化室的温湿度数据和空调、加热器、补湿器及电机的状态)，因此，我们定义了如下通信协议(其中XX为从站号)。

    每当PLC接收到工控机发出的信息后即触发中断服务程序，中断服务程序根据事先定义的帧格式(即通信协议)识别其内容，作出相应的响应。在工控机发送组态数据时，若出现无应答、应答错误或累计和错误，工控机延时10秒后再发R命令，若连续6次出现上述情况，则发出通讯错误报警。在工控机接收现场数据时，若出现无应答、应答错误，上位机延时10秒后重发T命令，若连续6次出现上述情况，也发出通讯错误报警。
5结束语
    本系统投入运行一年来，据用户反映性高、效果好。由于控制精度高，工艺正确，孵化出来的蚁蚕强健、好养，成茧茧层厚、茧丝长、净度优，社会经济效益十分明显。

1 引言
    三峡MQ2000型高架门机（以下简称高架门机）作为原电力部机械制造局的项目，从上世纪90年代初开始调研、设计，当时的设计指导思想是立足国产，创国内，为三峡工地提供、、使用维护方便的产品。高架门机自1995年底在吉林水工机械厂完成整机出厂调试，1996年开始用于三峡工地，至今已有7年多，为三峡工程的建设作出了应有的贡献。高架门机的主要技术指标见表1。

2 电机与调速方案
    高架门机有起升机构、变幅机构、回转机构和大车机构，其中起升机构、变幅机构和回转机构采用直流电动机加可控硅整流的调速方案，大车机构则采用交流电动机加液力耦合器的方案。
    根据当时国情，直流电机采用上海南洋电机厂引进国外技术生产的Z4系列直流电动机。高架门机的起升机构在安装功况小幅度时大起重量为63t，额定速度为28m/min，而在浇筑功况时，满罐（20t）时要求速度为63m/min，空罐（5.6t）时则为100m/min，调速范围很宽。因而在安装功况，采用改变电枢电压的恒转矩调速方案，而在浇筑功况，当电机过额定速度后采用减少励磁电流的弱磁升速恒功率调速方案。
    可控硅整流装置则采用当时国内的由天津三开厂与德国西门子合资生产的6RA22系列全数字直流调速装置。整个控制系统的控制与调节都由16位的微处理器来实现。一个带有数字显示器的参数设定单元，不再需要其它的附加设备，便可完成参数的设定与调试。电枢由两个反并联无环流三相全控桥供电，为电枢可逆系统，并有较宽的弱磁调速范围。由于采用微机控制，使系统的调试过程大为简化，既可根据经验进行手动优化，也可通过一个调用参数对电流调节器、速度调节器及励磁特性曲线进行自动优化，从而实现控制。装置还具有完善的故障诊断、报警、显示和保护功能。
3 PLC硬件配置与应用软件
3.1 PLC
    采用日本光洋电子（无锡）有限公司生产的SU-6型PLC，硬件配置见图1。
    司机室与电气房各装一套PLC，利用一对一方式通讯，节省了大量的控制电缆，便于安装、维护，提高了性。

3.2 GV50-E型触摸显示屏
    由于三峡地区雾多，能见度差，视觉存在死角（看不到吊钩），在司机室联动台配置了一台触摸显示屏，能实时动态以图形和数字同时显示整机状况，如时间、吊钩高度、回转角度、变幅幅度等，出现故障时能同时显示故障代码，如图2所示。根据需要，还可切换显示。

    高架门机的回转机构可360°回转，变幅机构只能在小幅与大幅之间运行，从俯视图上看，吊钩可处于小幅一个圆与大幅一个圆之间360°任一位置，吊钩的高度则用棒形图来表示。
    由于GV50-E触摸显示屏图库较简单，变幅与回转的吊钩俯视位置需逐点手动生成。先将回转光电编码器360°回转变化值分成64个区域，再将变幅光电编码器从小幅至大幅的变化值分成16份，然后逐点输入至显示屏。当变幅与回转机构动作时，通过对相应光电编码器的数据计算，图2上的吊钩俯视位置即相应变化。吊钩高度用棒形图显示则较简单，只要将起升位置和位置的光电编码器数据置入棒形图的点和点即可。当起升机构动作时，吊钩高度即相应变化。
3.3 带编码器的主令开关
    当时国内产的主令开关一般都是节点式的，个别也有带电位计的，但在繁重工况下，一般在一年左右就会损坏。因而我们专门配置了带编码器的主令开关。编码器在一圈内数据从0~255变化，主令开关在零位与正、反大值之间使编码器各转160度左右，也就是使主令开关在零位及正、反大位置之间约有100个点，相当于无级调速。由于编码器选用坚牢型、无接触磨损、性高，从而提高了主令开关的寿命。另配有专门开发的软件，使光电编码器在安装时对准数据位置，下面以升降主令编码器为例加以说明，参见图3。

    编码器安装固定后，其升降对应的旋转方向是固定的，本例中对应降方向，编码器的数据为增加方向，中间有可能增至255后突变至0，再从零开始增加。主令开关在零位时对应的数据可能是0~255中的任一个。在设置方式下，只要将主令从零位往升方向至大值，再往降方向至大值，PLC就能自动得出数据寄存器R2101~R2104的数据。从而计算出升区间长度R2105和降区间长度R2106。进而计算出主令手柄位置在升或降区间的相对长度值，就可换算成相应的速度给定值。计算流程图参见图4（R2100存放当前主令位置对应的编码器数据）

3.4 PLC增量给定
    采用西门子6RA22系列全数字式可控硅直流调速装置，利用PLC的D/A模块输出作为调速装置的速度给定，机构的恒定加速度通过PLC增量形式给出。通过“安装/浇筑”工况方式转换开关，可方便地调整机构的加速度，如安装时起升速度为28m/min，加速时间为5s，浇筑时再结合重量传感器及电机电流等参数，使满载起升速度为63m/min，空载自动为100m/min，为提高生产率，加速时间则缩短为3s，兼顾了安装时所需的平稳及浇筑生产时的，参见图5。增量计算流程图见图6。

    用增量给定除了可改变电机的加减速度，还可通过判断目标值是否等于当前给定值来确认电机是处于加速还是匀速状态，从而可利用电机电流等参数来计算吊钩下负荷大小，再对力矩保护曲线线性插值，计算出允许力矩值，作后备力矩载保护。
3.5 抱闸控制软件
    配有专门开发的位势负载抱闸控制软件，当电机电流大于设定值时才允许抱闸打开，防止溜钩；停机时，先电制动，当速度降到设定值以下，再投入抱闸(紧急故障状况时，则立即投入抱闸)，做到制动平稳，制动器磨损少。
3.6 多重保护装置
    配有多重保护装置，如限位有光电编码器，凸轮开关，限机械开关等，重量检测有负荷传感器和电机电流等参数综合检测，正常时，所有保护同时起作用。当部分有故障时，在的前提下，可方便地通过转换开关将部分保护切除，不影响正常生产，待允许停机时，再相应故障，确保生产，适应国情。
3.7 机房操作开关
    电机低速运行值可方便地设置，在机房机构旁有相应的操作开关，以便于卷筒穿绳和调整等维护工作。
3.8 故障诊断
    配置故障诊断程序，当电气故障出现时，能在显示屏上显示故障代码。
3.9 PLC程序编制
    在PLC的程序编制中，巧妙地将用于顺序控制的级式编程移值到方式、功能块转换上，从而缩短了程序扫描时间，提高了实时响应速度，并使程序简洁、明了、易于调试。
4 结语
    高架门机自三峡工地投入使用以来，由于其、、使用维护方便，受到了使用单位的。在基本无参考资料的情况下，使国产高架门机电气控制性能上了一个台阶，可与进口设备相比美，达到了预期的设计目标。

1　引　言
PLC（Program Logic Control，可编程逻辑控制器）具有编程容易、通用性强、性高、控制系统构成简单、维护方便等优点，常用作监控系统的一种现场设备，它擅长对开关信号序逻辑和组合逻辑控制，具有实时信号数据采集、出色的可编程控制能力、集中图形显示、智能化数据处理、自动打印记录等诸多优点。这种系统功能齐全、性能稳定、，深受众多用户的青睐，目前在工业自动化领域中应用十分广泛。南京禄口机场的行李处理系统就采用了AEGModicon公司的PLC产品，通过PLC完成行李处理系统（BHS，Ba ggage Handling System）与安检系统（SCS，Security Control System）联动的PLC控制程序编程，接受火灾报警系统（FIAS，Fire Inbbbbation Alarm System）的火警信号自动处理，同时完成PLC向行李监视计算机实时信号传递的编程。
2　PLC的工作原理
PLC由CPU、控制电路及与CPU连接的I／O（输入／输出）模块组成，输入模块接受现场传感设备的电信号，并将该电信号转换成能被CPU处理的电平信号，CPU在系统软件的控制下，在进行必要的内务处理之后，按照编写的梯形图网络的顺序号，逐一，直到后一个网络。模块把CPU程序逻辑的结果以必需的电压或电流信号的形式送给现场的有关设备。
3　行李系统控制要求
行李系统由4个到港子系统和3个离港子系统组成，每个子系统由2条输送线、1个转盘和1个控制柜组成。所有现场实时信号通过以太网送至监视的计算机上，集中图形显示，自动报警并打印错误信息。系统结构见图1。
                 
4　PLC的选用及控制过程
   为了实现行李系统的控制功能，提高工作人员的工作效率，禄口机场的行李处理系统选用了Modicon公司的984－145（到港系统）和984－E685（离港系统）两种型号的PLC，并配备了相应的I／O模块 。984－145型属于Modicon984紧凑型的PLC，它将大型PLC的功能放置在一个模块式、微型的组合件内。984－145PLC具有8K用户逻辑，1920个寄存器，含有一个Modbus接口，从而提供了可连接控制器、编程器 、操作员接口及主计算机的方法。984－145PLC还有一个Modbus＋9针通讯口，一个为Modbus＋口编址的DIP（Double Inline Package，双列直插式组件）开关和相应的Modbus＋口LED指示灯，它可进行 、点对点及网络广播通讯。984－685E型PLC适合中、大型应用场合，它支持5个本地800系列I／O机架及31个远程站。984－685E支持可选处理器以增加系统的性能和功能，包括S911热备处理器和D908分布式控制处理器。984－685E型PLC具有16K用户逻辑区，9999个寄存器，2个Modbus接口和1个Modbus－plus通讯口。每个控制柜留下了30％的冗余，以供将来拓展。
行李处理系统采用分散式控制原理，使用Modicon公司的Modbus Plus通讯网络，将7个控制柜与监视（MIS，Manage Inbbbbation System）的监视计算机连接起来。通过支持Modbus Plus通讯能力PLC中的MSTR（Master System TravelRule，主要系统传送功能协议）功能块，网络允许监视计算机和每个PLC之间以1Mbps的速率启始信息的传递，进行网络控制、数据采集、在线远程编程、程序上装下装等操作，具备了完备的远程控制、信息、故障监视报警等多项的功能，这样，在监视（MIS）就可以监视现场设备的运行情况，故障发生的时间、地点及故障原因，以便及时处理。
5　PLC控制软件的编程
根据功能图表设计PLC的梯形图程序所用逻辑符号与继电器、接触器系统原理图的相应符号其相似，人们能熟悉该种编程语言，对于复杂的系统，在梯形图设计中采用大量的中间单元来完成记忆、联锁、互锁等功能，只要熟悉控制流程，分析起来比较容易，修改和阅读也很方便。
5．1　BHS与SCS的联动控制
行李系统与一组双通道X光机通过2条17＋E芯通信电缆交换信息，并由PLC完成程序处理，然后将反应信号送至连在输出信号接口的电机及电气设备上，再通过行李LAN网络将监视信号送至MIS监视。

关键词：PLC　触摸屏　变频器

1引言

数字化、智能化印刷机'>印械关键技术与装备项目是围绕书刊、报业、包装装潢、商业印刷的重大装备急需。双面印刷是出版物印刷、说明书印刷以及笔记本印刷的印刷工艺。双面印刷可以保证印品一次印刷完成，效率成倍增长。对开双面平版印'>印刷机是一种新型高速双面印刷机'>印刷机，适用于书刊杂志等印品的印刷。高速双面印刷机'>印刷机以高速印刷高质量的印刷品受

到用户的青睐。项目选用了台达机电自动化系列产品对电气进行了改进设计。

2工艺自动化分析

高速双面印刷机'>印刷机整机动作控制整机由输纸机、收纸机和主机三部分组成。主机除主电机，上、下水辊电机，制动辊电机分别由四个变频器控制外，其余主要动作由七个气缸分别来控制上水辊、下水辊、上墨辊、下墨辊、递纸、上滚筒、下滚筒等的离合动作。气路的控制分为手动和自动两种模式。整机的调试工作就是电气、气动与机械动作相匹配，避免印刷中纸张的浪费。

由于自动工作模式下各动作要以一定的顺序工作，机械采用凸轮来控制各动作离合时的角度，电气选用二相增量型旋转编码器来实时测量凸轮的旋转角度，编码器每旋转一周，产生360个脉冲，PLC高速计数器计数720，到零位后复位重新计数。我们可以随时改编码器的角度值，来配合机械的改动或因速度不同，惯性不同，所需动作的角度值不同，省却了烦琐的机械控制。

3台达机电技术的自动化应用

3.1系统原理设计

机床的控制以台达的DVP-EH型PLC为技术平台，触摸屏为操作界面，变频器作为执行构件。触摸屏通过COM2口与DVPEH　PLC的COM口相连，采用MODBUS协议。PLC通过485口控制四台变频器，支持MODBUS协议。

3.2系统配置设计

台达　PLC：DVP64EH00R＋扩展DVP08XP11R。台达触摸屏：DOP-A57CSTD。台达变频器：VFD110B43A；VFD004M21A。框架如图1所示。

图1印刷机'>印刷机系统配置设计

3.3编程案例

（1）触摸屏显示报警。台达EH系列PLC提供了方便的高速计数功能，使程序编写简单，调试快速。我们将编码器的信号线接入PLC的高速计数端子X0，X1，编码器的复位端子接X2，对应计数器为C251，Y23为主机运行，当编码器两相接错时，触摸屏显示报警M455,如图2所示。

　　　图2触摸屏显示报警

（2）通讯调试。在小型电气控制系统中，设备间的通讯调试是一个难题，但台达PLC与变频器有简洁的通讯指令，一条指令即可解决问题。如读取主变频器的输出频率,先写好通讯协议，然后利用下条指令即可：

其中通讯命令装置地址为01，数据地址H2103，数据长度2个word。

两者的通讯省却了中间继电器的控制，减少了故障隐患，再利用触摸屏将PLC中的数据读出，可以方便地监视运转中出现的问题。

（3）画面设计。触摸屏的应用省略了原有的一些按钮、指示灯、计数器、转速表、时间继电器及润滑程控控制器等元器件，降低了故障率，也减少了接线的工作量。台达的人机编辑软件－TPEditor提供了7个等级密码的保护，有利于使用厂家对某些特定的使用条件进行了限定，保护了用户的利益。因触摸屏有3M的内存，所以设计时在画面中以走马灯的形式提供了大量的报警信息，也设计了多屏PLC输入、输出状态监视画面，在系统帮助里详细介绍了本机电气操作及维修提示，使整机的电气系统操作、使用、维修简单方便，参见图3。

图3触摸屏画面设计

4结束语

该系统配置取代了原日系的配置，整体来说性价比要高好多，故障率也远原配置。现批量使用已有一年多，系统稳定性强，用户操作简单，维护方便，得到了用户的肯定。

一方面由于出口商品比较多，另一方面由于人们的生活水平不断提高，审美要求不断发展，纸包装印刷质量和品种严重滞后于社会经济发展的速度，一批制约印制造业发展、对行业产品升级换代和技术进步具有带动性强、辐射面大的相关关键共性单元技术和数字化、自动化印刷技术装备，对提高数字化印刷技术与装备的自主能力和技

术水平，对国外印的市场，对增强竞争力是非常有帮助的。日常消费品包装正在从单色向多色发展，市场潜力。单张纸多色高速双面印刷机'>印刷机领域的空白还有待于别的关键技术与装备突破。

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