西门子模块6AV2124-0GC01-0AX0

西门子模块6AV2124-0GC01-0AX0

自从1969年台可编程控制器(简称PC机)在美国问世以来，在工业控制中得到广泛的应用。近年来，我国在石油、化工、机械、轻工、发电、电子、橡胶、塑料加工等行业工艺设备的电气控制中，越来越多地采用PC机控制，并了显著的效果，深受各行业的欢迎。我厂于1988年开始将可编程序控制器应用在硫化机上，至今使用情况一直良好。下面以欧姆龙公司的C200H可编程序控制器为例，谈一谈PC机在硫化机上的应用。 

1 C200H可编程序控制器的特点

1 C200H可编程序控制器的特点 

(1)系统构成灵活。 
(2)性高，抗干扰性能强，环境适应性好。 
(3)功能强。 
(4)指令丰富，速度，快，编程简捷。 
(5)故障诊断能力强，具有自诊断功能。 
(6)多样化的通信功能。 

2 在硫化机上使用可编程序控制器的优点 

(1)简化输入设备及其本身的接线，如转换开关、按钮等可从复杂的多组组合简化为单组组合。限位开关、按钮等的接线可只接一组接点(常开或常闭)，另一种状态可通过PC内部识别，这样大大地降低了外围设备的接线姓。 

(2)用软件代替继电器的倾接线.改变控制要求方便。PC机采用有微型计算机为的电子线路，是多种电子式继电器、定时器和计数器的组合体，它们之间的连线(即内部接线)通过指令用编程器进行.如果按照现场要求改变控制方式，修改控制线路，只需用编程器对指令进行修改即可，十分方便。 

(3)用半导体元件将继电器有触点控制改为PC机无触点控制，大大提高了。J靠性相稳定性，将原继电器盘控制装町的故障，如继电器线圈烧坏、线圈粘连、线阁吸合不紧、接点脱落等继电器本身的故障。 

(4)扩展I/0饥架有两种电源型号选择：①使用100～120VAC或200～240VAC电源；②使用24VDC电源。输入设备如按钮、选择开关、行程开关、压力调节器等可用24VDC电源作为信号源，这样可避免由于生产环境温度过高而造成行程开关、压力调节器等短路现象，提高了维修工人的性，降低了维修工作埠。输出端可通过200～240VDC电源直接驱动电磁阀、接触器等输出负载。 

(5) 除了有CPU错误、电池错误、扫描时间错误、存贮器错误、Hostink错误、远程I/O错误等自诊断功能和能判断PC机自身故障外，对应于I/O每一个点都有信号指示灯，指示I/0的0N/OFF状态，根据I/O指示灯的显示可准确、快捷地判断PC机外围设备的故障。 

(6)根据控制要求，可方便地构成合适的系统，且便于扩展。如果硫化机需增加和改进外围控制系统，在主CPU上再加扩展元件，以后设备需联网，可很方便地构成系统。 

3 如何给硫化机编程 

(1)确认硫化机正常运行的整个过程做那些动作，以及它们之间的相互关系。 
(2)确定行程开关、按钮等作为发送输入信号到PC的输入设备所需的输入点数；电磁阀、接触器等作为接收来自PC输出信号的输出设备所需的输出点数。然后给每一个输入和输出点一个I/0位，同时分配“内部继电器”(IR)或工作位和计时器/计数器。 
(3)根据输出设备之间的相互关系和控制对象动作的顺序(或时间)，画出梯形图。 
(4)如果使用GPC(图形编程器)，FIT(工厂智能终端)或LSS(IBMXTAT编程软件)就可以直接用梯形图逻辑编PC程序，但如果使用普通编程器，把梯形图转换为助记符(由地址、指令和数据组成)。 
(5)利用编程器或GPC检查程序，并纠正错误，然后试运行程序，并观察硫化机的运行，是否与我们的要求相一致，然后修改程序，直到程序完善。 

4 硫化机自控系统的常见故障 

采用PC机控制的硫化机故障率相当低，故障一般主要发生在下面几个方面。 

(1)输入设备 

象行程开关、按钮、转换开关经过多次反复动作后，会产生松动、不复位等现象，有的甚至会损坏。 

(2)输出设备 

由于环境潮湿和管路泄漏现象，使电磁阀进水，发生短路，烧坏电磁阀。信号灯也经常有烧坏的现象。 

(3)PC机 

由于输出设备多次短路，产生高电流，冲击PC内部的输出继电器，而使输出继电器触点熔化而粘连在一起，损坏继电器。 

5 维护和保养 

(1)在安装PC机时，远离下列环境：腐蚀性气体；温度剧烈变化；阳光直射；灰尘、盐和金属粉末。 
(2)平时使用定期检查，象某些易损件(如保险、继电器和电池等)需要经常换。 
(3)每组输出单元经220VAC输出，至少加一个2A250VAC的保险丝，当该保险烧断，一定要检查该组输出设备是否有异。若不检查就马上换上新保险，则易损坏输出单元的继电器。 
(4)平时要注意观察电池报警指示灯，如果报闪，在一周内换电池(换电池要在5min内完成)，电池平均寿命为5年(在室温25℃以下)。 

(5)当CPU和扩展电源拆下检修后，安装接线时一定要接对，否则很容易烧坏CPU和扩展电源。(end)

系统主要由监控、无线通信系统、现场监控终端、传感器及仪表四部分组成。

监控：由微机、无线数传机、全向天线、模拟屏及UPS组成，主要完成各现场终端数据的实时采集、监测、控制、数据存储、打印报表、数据查询等功能。

无线通信系统：监控与各泵站终端之间采用无线方式通讯。监控为主动站，其它终端副站为被动从站，该系统采用无线电管理给定的数据频率，以一点对多点的方式与从站通讯，监控为全向天线，各副站为定向天线。

现场监控终端：为PLC，是一个智能设备，它有自己的CPU和控制软件，主要完成现场的数据采集、转换、存储、报警、控制等功能，并通过无线信道与监控微机进行数据通信。根据监控的命令分别完成系统自检、数据传送、控制输出等任务。

传感器及仪表：是PLC监测现场信号的“眼睛”，现场所有信号都需经过传感器及仪表的转换，才能输出标准信号，被PLC终端所接受。系统主要测量电压、电流、液位、压力、流量及耗电量等参数。 

三、现场PLC终端

现场PLC监控终端是工业现场与监控之间的桥梁纽带，一方面它采集现场仪表、变送器、设备运行状态等信号，另一方面它又与监控通讯，执行有关命令。现场终端一般无人值守。因此，终端机的性能和质量对系统的性影响很大。经充分论证，选用西门子S7-200系列PLC作现场终端具有较高的性能价格比，它具有体积小、易扩展、性能优等特点，非常适合小规模的现场监控。

1、PLC硬件设计

现场某一终端需测控开关输入信号12路，开关输出信号14路，模拟量输入信号9路。因此，我们选用S7-214基本单元，一块继电器输出扩展单元（EM222），三块模拟输入扩展单元（EM231）。这样系统共有开关输入14路，开关量输出18路，模拟量输入信号9路，满足现场要求。

2、通讯接口

S7-214PLC基本单元提供一个RS-485接口，为了与无线信道的数传机（电源、Modem、进口电台三者合一）相连，我们专门设计了RS-485接口的Modem，并采用光电隔离技术，使二者在电气上立，避免相互干扰，由于数传机发射时需要RTS信号，而RS-485接口又不提供RTS信号，解决这个问题有两法。其一，由无线Modem根据PLC的发射信息产生RTS信号，这就要求该Modem智能化，同时PLC在发送信息之前需先与Modem通信，让其输出RTS信号，并回送RTS已产生信息，然后PLC再发送现场信息。其二，采用PLC的某一I/O输出点，产生RTS信号，由PLC在发送信息前现接通该点，控制数传机发射，延时一段时间后（电台建立载波时间），再发送信息。后一种方法简单、实用，较好的解决了无线通信的接口问题。

3、抗干扰设计

为提高系统的性，现场终端、数传机、PLC、直流温压电源及部分变送器装于一个控制柜内，各部分相对立，便于维护。PLC开关量输入、输出与现场之间家继电器隔离，模拟信号采用信号隔离器和配电器隔离，电源采用隔离变压器供电，以减小电源“噪声”，同时系统设置良好的接地。 

四、PLC软件设计

PLC终端软件采用梯形图语言编写，为提高终端的抗干扰能力，软件设计中采用了数字滤波、故障自检、控制口令等措施，保证控制操作的正确性和性。程序设计采用模块化、功能化结构，便于维护、扩展。终端软件主要由下列模块组成。

1、初始化程序：设定各寄存器、计数器、PLC工作模式、通信方式等参数初始值。 2、数据采集子程序：对各路模拟量数据采集、滤波、平均等处理。 3、累计运行时间子程序：对泵机等设备的运行时间进行累计。 4、脉冲量累计子程序：对电耗、流量、仪表的输出脉冲进行累计，并进行标度变换。 5、遥信子程序：检测电机、阀门、报警开关等设备的运行状态。 6、置初值子程序：由监控对时间、电耗、流量等累计参数按用户的要求设定初始值。 7、故障自检子程序：检测PLC的故障信息、校验信息，并发往监控。 8、控制子程序：根据监控的命令，或现场自控条件输出相应的操作。 9、通讯子程序；完成与监控的各种通信功能。

通讯程序中，接收命令采用中断处理，通过ATCH指令使中断事件8在接收不同特征命令下执行不同的程序。对串行通信的时限制则通过设定内部定时中断来控制，其事件号为10，定时时间由SMB34的值确定。为减少通信的误码，采用偶校验及异或双重校验措施。 

五、结论

本系统在软、硬件方面采取了多种措施，特别是现场终端选用了S7-200 PLC，提高了系统的性，在铁路供水系统了较好的应用效果。本系统将无线通讯与S7-200 PLC的结合，解决了现场分布较散、距离较远、范围较大的系统监控问题，在供水、供电、供气、油田、气象、水文水利等部门有较好的应用前景。 (end)

1引言 

在聚乙烯塑料生产工艺中，挤压造粒设备是一类工艺较复杂的机械设备，其控制系统是设备正常运行和产品质量的关键。在以往各生产线的设备中大多是采用进口的配套DCS控制系统，其维护和改进都较困难，并且造价很高。我们在近期新产挤压造粒设备中，采用了PLC控制系统，其性能稳定且造价低廉。 
在改造前的生产运行中，由于进料的不稳定性及产号改变的经常性，使得手动操作不仅很难使产品达到较理想的水平，而且经常出现堵料、防爆膜由于压力过高损坏及其它机械故障等，从而生产开工率不高，达不到设备标称产量。采用PLC控制系统控制后，大大改善了设备运行的性及连续稳定性，使产品质量达到较高的水平。 

2设备工艺特点及控制要求 

2.1设备工艺特点 

图1为塑料生产线工艺流程简图，其主要包括混炼机、喂料机、融熔泵和切粒机四个大部分。

该系统于2002年6月投入运行，经过数月的观察及控制参数的不断摸索后，设备运行稳定，且在达到设备产量时，也能够满足多种牌号产品的质量要求，大大提高了生产效率，得到了良好的效果。 

1 主电路 

主电路由三相交流输入、变频驱动、曳引机和制动单元几部分组成。由于采用交-直-交电压型变频器，在电梯位势负载作用下，制动时回馈的能量不能馈送回电网，为限制泵升电压，采用受控能耗制动方式。 

2.2 PLC控制电路 

选用OMRON公司C系列60P型PLC。PLC接收来自操纵盘和每层呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号，经程序判断与运算实现电梯的集选控制。PLC在输出显示和监控信号的同时，向变频器发出运行方向、启动、加/减速运行和制动停梯等信号。 

2.3 电流、速度双闭环电路 

采用YASAKWA公司的VS-616G5 CIMRG 4022变频器。变频器本身设有电流检测装置，由此构成电流闭环；通过和电机同轴联接的旋转编码器，产生a、b两相脉冲进入变频器，在确认方向的同时，利用脉冲计数构成速度闭环。 

2.4 位移控制电路 

电梯作为一种载人工具，在位势负载状态下，除要求外，还要求运行平稳，乘坐舒适，停靠准确。采用变频调速双环控制可基本满足要求，但和国外电梯相比还需进一步改进。本设计正是基于这一想法，利用现有旋转编码器构成速度环的同时，通过变频器的PG卡输出与电机速度及电梯位移成比例的脉冲数，将其引入PLC的高速计数输入端口0000，通过累计脉冲数，经世式（1）计算出脉冲当量，由此确定电梯位置。电梯位移 

h=SI 
式中 I——累计脉冲数 
S——脉冲当量 
S = lpD / (pr) （1） 

本系统采用的减速机，其减速比l = 1/32，曳引轮直径D = 580mm，电机额定转速ned = 1450r/min，旋转编码器每转对应的脉冲数p = 1024，PG卡分频比r = 1/18，代入式（1）得 
S = 1.0mm / 脉冲 

3 程序设计 

利用变频器PG卡输出端（TA2.1）将脉冲信号引入PLC的高速计数输入端0000，构成位置反馈。高速计数器（CNT47）累加的脉冲数反映电梯的位置。高速计数器的值不断地与各信号点对应的脉冲数进行比较，由此判断电梯的运行距离、换速点、平层电和制动停车点等信号。理论上这种控制方式其平层误差可在±1个脉冲当量范围。在考虑减速机齿轮啮合间隙等机械因素情况下，电梯的平层精度可达±5mm内，大大±15mm的标准，满足电梯起制动平滑，运行平稳，平层准确的要求。电梯在运行过程中，通过位置信号检测，软件实时计算以下位置信号：电梯所在楼层位置、快速换速点、中速换速点、门区信号和平层位置信号等。由此省去原来每层在井道中设置的上述信号检测装置，大大减少井道检测元件和信号连线，降。下面针对在实现集选控制基础上新增添的楼层计数、快速换速、中速换速、门区和平层信号5个子程序进行介绍。 

3.1 楼层计数 

本设计采用相对计数方式。运行前通过自学习方式，测出相应楼层高度脉冲数，对应17层电梯分别存入16个内存单元DM06 ~ DM21。