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    浔之漫智控技术(上海)有限公司

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  • 公司认证： 营业执照已认证
  • 企业性质：私营企业
    成立时间：2017
  • 公司地址： 上海市 松江区 永丰街道 上海市松江区广富林路4855弄52号3楼
  • 姓名： 聂航
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    浔之漫智控技术(上海)有限公司

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    西门子精智面板6AV2123-2MB03-0AX0

  • 所属行业：电气 工控电器 DCS/PLC系统
  • 发布日期：2024-12-25
  • 阅读量：8
  • 价格：666.00 元/台 起
  • 产品规格：模块式
  • 产品数量：1000.00 台
  • 包装说明：全新
  • 发货地址：上海松江永丰  
  • 关键词：西门子代理商,西门子一级代理商

    西门子精智面板6AV2123-2MB03-0AX0详细内容

    西门子精智面板6AV2123-2MB03-0AX0


    一 概述
        
        着工业控制技术的发展,PLC和伺服技术的到了长足的发展。PLC是专为工业生产环境设计的计算机控制设备，且有性高、硬件配套齐全、用户程序简单易学且维护方便等优点而广泛应用于各行各业中；交流伺服电机控制采用了磁场定向矢量控制原理, 具有动态响应快、稳态运行精度高、转矩脉动小, 低速运行平滑等性能, 而且调速范围较大，做为进给传动装置得到了广泛的应用。PLC一般具备脉冲输出接口，所以以PLC和脉冲式伺服组成的简易数控系统是经济型机床的。
        
        PLC和伺服都是专门为工业控制环境而设计的,因此本身性强,所以在一般的控制系统中不用抗干扰设计或进行简单的抗干扰设计就可以使系统地运行。但在特别恶劣的应用环境中,如强电场、强磁场、剧烈的冲击和振动环境, 控制系统和执行机构并不一定能地工作;另外,在对性要求特别高的场合,就要对控制系统和执行机构进行特别的抗干扰设计。为提高系统的性,要认真分析相应的应用环境中各种可能产生干扰来源,在此基础上选择性强的PLC及相关模块,从硬件的角度如工程设计、施工布线、使用维护等进行抗干扰设计,另外,还要有针对性地从软件方面进行抗干扰设计。

    二 系统中主要的干扰来源和抑制措施
        
        干扰的来源众多,破坏了系统的稳定性。 系统的不稳定的主要表现为内部信息被破坏，导致控制系统混乱，执行机构误动作和网络出错，影响设备的正常运行。
        
    2.1 PLC
        
        从形式上讲, PLC控制系统的干扰分为两类:内部干扰、外部干扰。内部干扰,是PLC本身的问题;外部干扰,包括导线传入的干扰（由电源线、控制线各信号线等外部线引入的干扰） 、空间感应和辐射干扰、地线传入的干扰。在现实的工业实际情况中，内部干扰的情况比较少见。下面分析来自外部的干扰。
         
    （1）选用性能优良的电源，采取措施抑制电网干扰
        
        在PLC控制系统中，电源占有其重要的地位，也是干扰进入PLC的主要途径之一。电网线路上挂接了各种用电设备,如大功率电动机、交直流传动装置、变频器、家用电器等等,这些设备的启、停会引起电网的电流电压波动，产生的幅值很大浪涌和高次谐波。如果使用PLC系统的交流供电电源，在干扰较强或性要求很高的场合，可以在PLC的交流电源输入端加接带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器，屏蔽层应接地;也可以在初级、次级绕组之间加屏蔽层，并将它们和铁芯一起接地，以提高高频共模干扰能力。
        
    （2） 来自空间感应和辐射的干扰
        
        大多PLC控制系统所处的空间中有各种各样的电场和磁场,这些电场、磁场无不影响着控制系统。电磁场（EMI）主要由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的;屏蔽效果差的PLC控制系统本身也会产生电磁场,所产生的电磁场反过来又影响控制系统本身。这些电磁场统称为辐射干扰,其分布为复杂。只要PLC控制系统处于辐射范围内,其就会受到干扰。控制系统受到干扰的程度和辐射的强弱和频率有关。辐射通过以下两种途径影响PLC控制系统: ①直接对PLC内部的辐射,由电路感应产生干扰; ②对PLC通信网络的辐射,由通信线路的感应引入干扰。针对此种干扰，屏蔽、滤波和接地是三种主要的方法。
        
    （3） 由信号线引入的干扰
        
        相邻信号线上的串扰信号会在被串单线路上产生噪声或在被串线路对上产生耦号,即在被串线路上有串扰信号存在。由信号引入干扰会引起I/ O 接口信号工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总地线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机。
        
    （4） 由地线引入的干扰。
        
        接地的目的有两个:一是为了;二是为了抑制干扰地线的连接方式不当,会引起地环流。地环流在屏蔽线内部产生电磁场,进而干扰屏蔽线,造成信号的失真。下图为正确的接地方式，坚决避免串联接地。

     

     

    （5）不科学安装和布线
        
        不同类型的PLC有不同的安装规范，如CPU与电源的安装位置、机架间的距离、接口模块的安装位置,1/O模块量、机架与安装部分的连接电阻等都有明确的要求，安装时按所用的产品的安装要求进行。PLC应设有立、良好的接地装置，接地电阻要小于100Ω，接地线不能过20m,PLC不能与其它设备共用一个接地体川。PLC电源线、I/O线、动力线放在各自的电缆槽或电缆管中，线距要保持至少大于300mm的距离。模拟量输入/输出线加屏蔽，且屏蔽层应一端接地。PLC要远离干扰源，信号线若不能避开干扰源，应采用光纤电缆。在室外安装时须采取防雷击的措施，比如在两端接地的金属管线中走线。

     

     

        为了减少动力电缆电磁辐射干扰,尤其变频装置馈电电缆引起的电磁干扰,决定采用两条基本原则:其一是在实际工程中,尽量采用铜带铠装屏蔽电力电缆,降低动力线产生的电磁干扰,这种方法的实际效果在许多场合被证明是非常有效的;二是对不同类型的信号分别由不同电缆传输,信号电缆应按传输信号种类分层敷设,严禁同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆平行敷设,以减小电磁干扰。    
        
        在PLC控制系统中,硬件上的抗干扰设计是基础也是抑制干扰的根本的措施。除此之外,还可以在软件设计上,可以采用数字滤波和软件容错等经济有效的方法,进一步提高系统的性。
        
    （1）数字滤波
        
        现场的模拟量信号经A /D转换后变为数字量信号,存人PLC中,再利用数字滤波程序对其进行处理,滤去噪声信号从而获得所需的有用信号。工程上的数字滤波方法很多,常用的有:平均值滤波法、中间值滤波法、加权滤波、滑动滤波法等。
        
    （2）软件容错
        
        尽管采用了各种抗干扰技术,但不能够杜绝干扰,干扰或多或少、或大或小总是存在的,并且在特定的条件下还有可能对控制系统造成大的干扰,因此,我们还应该在程序编制中采取软件容错技术。所谓容错,就是在干扰不能避免的情况下,万一其对控制系统造成大的干扰而使系统出现异常时,控制系统能对其及时的进行反应,并根据出错时的状态决定系统下一步补救措施。主要有以下容错技术:
        
        ①程序重复执行技术:在程序执行过程中,一旦发现现场故障或错误,在某些情况下可以重新执行被干扰的指令若干次。若重复执行成功,说明引起控制系统故障的原因为干扰,否则是干扰以外的原因,此时应输出软件失败（ Fault）并停机、报警。
        
        ②对死循环作处理:在程序中设计了定时狗（WDT）程序,当定时过原定时间时,可以断定系统进入了死循环。当控制系统进入了死循环,可以根据程序的判断,决定下一步是停机还是进入相关的子程序进行系统的恢复。
       
        ③软件延时:为确保重要的开关量输人信号、易抖动信号的检测和控制回路数据采集的正确性,可采用软件延时15ms—20ms,并对同一信号多次读取,结果一致,才确认有效,这样可偶发干扰的影响。
        
    2.2 伺服
        
        伺服系统和PLC系统类似，PLC的外部干扰源和抗干扰措施同样适用于伺服系统。同时，伺服系统和PLC还有不同之处。伺服驱动器的抗干扰主要式防止干扰脉冲的输入。
        
        （1）伺服驱动器的脉冲输入端口分为开路集电方式和差分输入方式。由于开路集电方式的抗干扰能力比差分输入方式的差的多，所以，选型的时候尽量选取含有差分输入方式的伺服驱动器。
        
        （2）为了尽量减少伺服驱动器在没有上位定位指令的时候将干扰信号输入，在程序设计中要在没有脉冲输入时，将伺服驱动器的“脉冲输入禁止”信号，这样能有效的减少干扰脉冲的输入。
        
    （3）伺服驱动器和伺服电机之间的连线要使用屏蔽线，线缆的拨开屏蔽层的部分不能大于75mm，屏蔽层要在伺服驱动器侧接地。
        
        （4）如果条件允许，应采用伺服的速度控制模式和上位控制器构成闭环控制。

    三 实例
        
        某公司生产了一种采用简易的数控钻床，控制系统为三菱公司的Fx系列的PLC，X、Y轴为伺服电机带动丝杠进行定位控制，Z轴为液压进给方式，主轴为变频器带动普通的三相异步电动机通过减速箱控制。在实际的调试中发现定位不准确。经检查发现，该机床的伺服电机在没有脉冲指令的时候仍然存在脉冲输入，且伺服驱动器收到的脉冲数和上位控制器PLC发出的脉冲数不相等，尤其是在变频器启动的瞬间，情况为严重。所以判断此系统存在严重的干扰。
        
        经过以上的分析，拟在PLC的电源处增加一个输入滤波器，PLC与伺服驱动器的脉冲信号连线采用屏蔽双绞线连接，并且使这根线尽量的短；在伺服驱动器的电源处增加一个输入滤波器；在直流电磁阀处增加续流二管，在交流接触器处增加浪涌吸收器；信号线和动力线分别敷设在不同的走线槽中并且间隔200cm；变频器的输入端增加一个输入滤波器，把变频器和电动机的连接线改用屏蔽电缆，并且在变频器侧良好接地；修改PLC的控制程序，使伺服驱动器上的“脉冲输入禁止”信号在上位控制器没有脉冲输出的时候就生效。


    在FX系列中，指针用来指示分支指令的跳转目标和中断程序的入口标号。分为分支用指针、输入中断指针及定时中断指针和记数中断指针。

    1.分支用指针（P0～P127）

    FX2N有P0～P127共128点分支用指针。分支指针用来指示跳转指令（CJ）的跳转目标或子程序调用指令（CALL）调用子程序的入口地址。

    如图1所示，当X1常开接通时，执行跳转指令CJ P0，PLC跳到标号为P0处之后的程序去执行。



    图1 分支用指针

    2.中断指针（I0□□～I8□□）

    中断指针是用来指示某一中断程序的入口位置。执行中断后遇到IRET（中断返回）指令，则返回主程序。中断用指针有以下三种类型：

    （1）输入中断用指针（I00□～I50□） 共6点，它是用来指示由特定输入端的输入信号而产生中断的中断服务程序的入口位置，这类中断不受PLC扫描周期的影响，可以及时处理外界信息。输入中断用指针的编号格式如下：

            

    例如：I101为当输入X1从OFF→ON变化时，执行以I101为标号后面的中断程序，并根据IRET指令返回。

    （2）定时器中断用指针（I6□□～I8□□） 共3点，是用来指示周期定时中断的中断服务程序的入口位置，这类中断的作用是PLC以的周期定时执行中断服务程序，定时循环处理某些任务。处理的时间也不受PLC扫描周期的限制。□□表示定时范围，可在10～99ms中选取。

    （3）计数器中断用指针（I010～I060） 共6点，它们用在PLC内置的高速计数器中。根据高速计数器的计数当前值与计数设定值之关系确定是否执行中断服务程序。它常用于利用高速计数器处理计数结果的场合。


    制要求-按工艺分为不同模块 

    模块1：锌浆站灌浆操作控制（PLC 7） 

    PLC7作为锌浆站的主控PLC包含有以下几个动能模块： 

    1. 电池空位信号检测：电池体进入锌浆旋转体前，需要提前检测流水线上是否存在空位。如果检测到空位，则对应的灌浆站（Station）不进行灌浆动作。 

    2. 灌浆时序控制：PLC 7接受E-Cam的7组脉冲输出信号，根据生产工艺流程运算出时序控制信号，并以Profibus通讯方式将控制信号发给PLC5、6以完成具体的灌浆操作。 

    3. 锌浆站初始化控制：用于上电时初始化锌浆站，包括分步上电、配方管理（一个配方，可改）、通信配置等。 

    4. 系统报警及错误处理：PLC7将采集从站（PLC 5、6、ET200S）的报警，作出逻辑判断并将报警通过以太网发送给PLC 1。由PLC5、6检测到的单个Station故障只影响该Station的动作，锌浆站其他Station将继续工作。由于故障导致停线时，已经触发的动作将继续执行完成。 

    5. E-Stop处理：PLC1可向PLC7发送E-Stop信号，PLC7在接收到该信号后将切断锌浆站的电源。伺服放大器上的E-Stop信号将连至外部的急停控制器上，用于急停联动。急停恢复时PLC5、6、7均须做一次初始化操作，以保证。 

    模块2：锌浆站灌浆工艺过程控制（PLC 5、6） 

    PLC5、6作为锌浆站的运动控制PLC，配置有*324运动控制模块，其功能包括： 

    1. Station运动控制：通过运动子程序调用控制伺服放大器和伺服电机完成灌浆动作。从站以ProfiBus通讯方式接受来自主站PLC 7的灌浆控制信号, 分别对站1-12和站13-24进行灌浆工艺过程控制。 

    2. 系统报警及错误处理：用于捕获系统运行时产生的设备报警，并根据报警进行错误处理，如产生系统报警标志位。伺服部分的报警尽量详细，并能显示在Panel上。 

    3. 配方管理：PLC5、6将保存后一次正常的配方，在每次上电时自动调用该配方。Quick Panel对配方的修改将保存在PLC5、6中。 

    模块3：操作面板现场操作 

    新安装的Quick Panel将通过以太网与PLC5、6、7通信，可完成以下功能： 

    1. 设备的控制和监视：用户可以通过现场触摸屏监视系统设备的状态点和控制设备的动作； 
    2. 配方参数设置：用户可以通过现场触摸屏设置相关的配方参数； 
    3. 报警信息及系统报警复位：现场触摸屏可以显示当前产生的报警描述信息，报警信息为用户提供故障解决的参考。用户解决设备故障之后，可通过触摸屏复位掉之前产生的报警并让系统重新正常运行。 
    4. 故障信息统计功能：可分类统计每个Station的错误。 
    5. 报警可考虑形象直观的提醒图标。 

    原有控制系统功能改造（PLC1、PCM、PLC3） 

    1. 移除原先PLC 1中Emerson 运动控制系统的控制程序，并将原先PLC 1中锌浆站时序控制程序移植到PLC 7中； 
    2. PLC1需通过以太网发送Set、Reset信号给PLC7，用于所有的错误。 
    3. PLC1和PLC7之间需作通信检测。 
    4. 在原先PLC 1中PCM模块上相关报警信息； 
    5. 原有空位检测信号由PLC3移至PLC7后，需对PLC3程序进行部分修改。原有的锌浆站出错信号将继续保留。 
    6. PLC1上原有的锌浆低液位报警信号继续保留。 

    I/O信号硬件接口 

    1. E-CAM脉冲输出信号：此次锌浆站该改造使用成熟的E-CAM脉冲信号触发的方式来控制灌浆站的工艺流程，E-CAM脉冲输出通道改成PNP输出类型。该部分时序控制使用以前控制方式,可直接使用现有的配置参数来配置E-CAM。E-CAM信号一共使用了8个输出通道，信号直接接到PAC 3i主站（PLC 7）输入模块。 
    2. Lift及Pump到位检测信号：该信号已连接到现有的PLC3中，用于检测各个Station的Lift及Pump动作是否到位，如未到位将通过PLC1触发系统停线。 
    3. 检修门锁闭信号（Output）：该信号由PLC7产生，当生产线运行时，将检修门锁闭； 
    4. 检修门关闭到位信号（bbbbb）：该信号接入PLC7并通信给PLC1，当锌浆站检修门未关到位时将触发系统停线。 
    5. Power On/Off 信号：该信号已接入PLC1 Block6，用于软起/停锌浆站。该信号在改造时将接至PLC7，PLC7控制接触器切断锌浆站电源。该开关考虑放置在不易接触到的地方。 
    6. 电池体空位检测信号：在锌浆站前安装空位接近开关，信号直接接到PLC 7输入模块，用于PLC7判断是否存在空位。 
    7. E-Stop：该信号以硬线方式接入伺服放大器和PLC1。 
    8. PLC1上原有的锌浆低液位报警信号继续保留。 
    9. 现有Panel上的各种开关、按钮、控制面板需作调整，安装新的Quick Panel后需考虑Panel 24VDC的供电。原有接入PLC1 Block 7控制锌浆站的按钮将取消。其他控制按钮，含后来新增的按钮将保留。 

    PLC间信息交互通讯接口 

    1. Profibus通讯：系统主站PLC 7和从站PLC5、6以及ET200S之间使用Profibus通讯交互报警数据和控制信号。 

    2. 以太网通讯：PLC 7需要通过以太网发送报警给PLC 1，同时PLC 7也要接受来至PLC 1的停线或急停信号。现场触摸屏通过以太网和PLC 7进行通讯，采集状态，报警信息以及发送Reset信号。 

    项目实施效果 

    项目竣工以来，GE PLC和Fanuc伺服系统凭借其稳定和控制保证了设备24小时/天 无间断定工作，保证工厂日均产量，客户对实施效果深表满意，后续其他改造项目正在进一步洽谈中。 

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    结合系统结构图说明了该系统的组成和特点。PLC温控模块具有16位测温精度，且自带PID自整定功能，静态时温度误差可控制在0.5℃以内。再流焊接是表面贴装技术（SMT）特有的重要工艺，焊接工艺质量的优劣不仅影响正常生产，也影响终产品的质量和性。PC系列PLC因其在方案上的优越性，正越来越多的应用在回流焊行业。 

    回流焊一般有8到20个温区，每个温区上下部分别有1路热电偶测温及1路加热管加热。总得来说，这些温区又可以分为以下4个基本温区： 

    1） 预热区，也叫斜坡区,用来将PCB的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度。炉的预热区一般占整个加热区长度的15～25%。次段要求温度控制反应，同时不能调，否则容易损伤电子元器件； 

    2） 保温段的主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定，尽量减少温差。在这个区域里给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元件，并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。温度的静态误差要控制在0.5℃以内； 

    3） 回流区,有时叫做峰值区或后升温区,这个区的作用是将PCB的温度从活性温度提高到所的峰值温度。活性温度总是比合金的熔点温度低一点，而峰值温度总是在熔点上。回流区如果峰值问题过高，时间过长，则会PCB的过分卷曲、脱层或烧损，并损害元件的完整性。 

    4） 冷却段这段中焊膏中的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被连接表面，应该用尽可能快的速度来进行冷却，这样将有助於得到明亮的焊点并有好的外形和低的接触角度。缓慢冷却会导致电路板的多分解而进入锡中，从而产生灰暗毛糙的焊点。 

    PC系列PLC在回流焊设备的方案： 

    PC系列PLC自带编程口和485通讯口。其编程口同工控机通讯，实现数据的监控和设置；485通讯口同变频器modbus协议通讯，表格化的modbus指令，编写复杂通讯程序，使用非常简单方便。 

    PC系列温控模块不仅具有16位测温精度，而且自带PID自整定功能，PID参数调节编写冗长的程序。科学的温控算法，静态时温度误差控制在0.5℃以内。有的调抑制功能，能够有效的保护电子元器件过热损坏。另EPRO软件提供示波器功能，能够实时监控温度曲线，并将监控曲线导出至EXCEL表格，为提升回流焊工艺提供依据。 

    PC系列PLC由于在温控和通讯上的优势，给客户工程师在使用过程中提供了大的支持，有效提高了工作效率及系统性能，在回流焊行业应用越来越广泛。(end)


    一、机组技术概况概述 

    上引法连铸无氧铜材工艺，是80年代末新技术，主要用于生产光亮、大长度、高导电率的无氧铜杆、线。它把传统的铜线生产的熔铜—铸锭—加热—开坯—轧制—剥皮—拉伸等工序，简化为熔铜上引连铸两道工序。 

    机组采用微机监控，交流伺服电机驱动，具备优良的软件支持系统，使系统具有宽广的调速范围，使生产过程控制为简单，上引连铸铜杆质量加稳定，成材率高。熔铜炉采用的精炼技术，设置熔化、保温炉三连体结构，节能，生产，无三废污染，该机组从上引连铸、牵引、收卷实现了机电一体化，本机组可生产ф8、ф14.4、ф17、ф20光亮大长度含氧量低的铜杆线。 

    1、机组技术设备特点 

    1．采用交流伺服电机驱动，微机（PLC）控制连铸速度、节距、牵引频率，具有高分辨率、驱动，高的响应速度，完成拉—停—停—反推运动，使连铸铜杆质量稳定，成材率高，上引速度0-3米/秒。并能在线调整连铸节距大小、牵引频率、反推量，操作简便，克服了传统打链，离合器机械牵引的诸多弊端。 

    2．连铸机采用四立柱式结构，刚性好，克服了单柱式连铸机面板振动不稳而影响铜杆质量。由于铸机面板和两端设置双电机驱动，能生产两种不同规格铜杆，换工装可生产铜管、棒、扁带。 

    3．熔化炉和保温炉设置三联体、四联体组合结构，可实现大块废紫铜下料（或电解铜整板下料），节能，无三废污染。 

    4．机组连铸铜杆特性：（1）密度8.9kg/dm3；（2）软态电阻率≤0.017241Ωmm2/m；（3）含氧量≤10PPM（0.001%）；（4）抗拉强度≥280N/mm；（5）伸长率≥4%。注：用1#电解铜原料生产可保证以上特性，用光亮废电线电缆原料生产，可保证拉线丝至0.12mm，但电阻率不保。 

    2、主要技术参数 

    (1)主要工艺流程：用废紫铜料投入熔化炉中熔炼，在铜液上覆盖木炭，使铜液与空气隔离并对之还原除氧，熔化炉底部与保温炉连通，熔化的铜液由此流入保温炉中。保温炉的铜液上覆盖石墨片，以隔离空气和防止热辐射，铜液在此得到进一步的精炼并保持在结晶温度，将结晶器装在牵引机上，接通冷却水，将牵引杆通过结晶器插入铜液中，铜液在结晶器中不断地结晶、冷却，被牵引拉出即为铜杆。 


    如今工业控制产品已发展到一个追求个性化、差异化的阶段。传统的PLC产品已经无法满足加细分化的市场需求,为了满足这种需求,出现了嵌入式PLC产品。 
    一、嵌入式PLC 
    嵌入式PLC是将PLC系统软件构建于控制器内,根据用户控制需要定制硬件,以PLC的应用方式解决对象控制问题的PLC。它由两部分组成：嵌入式PLC系统软件和芯片组成。 
    1、嵌入式PLC系统软件 
    嵌入式PLC系统软件将PLC语言(梯形图语言)、CAN总线嵌入到单片机中,使单片机的产品开发从使用汇编语言变为使用PLC梯形图语言,并具有CAN总线的互连特性。 
    该系统软件具有以下特点:1.以梯形图语言为内核,添加了中断管理系统,能实现PLC无法实现的硬实时操作;2.强化运算能力,增加了CANBUS函数库、浮点数库、自整定PID、嵌入式WEB等,丰富了PLC的功能;3.提供开放式扩展结构,支持三方开发扩展单元的接线;4.增加了网络互连功能,在远程端加载浏览器后,即可实现远程监控。 
    系统软件包括三个部分。 
    ①嵌入式PLC内核：它完成实时任务调度、梯形图语言解释、执行、通讯等基本功能,并提供二次开发驱动接口； 
    ②二次开发驱动程序：通过系统软件提供的外挂,使用内核开发各种面向具体对象个性化、差异化的驱动程序； 
    ③终端应用程序：指面向工艺流程控制的梯形图语言程序。 
    2、嵌入式PLC芯片组 
    EASYCORE1.00是一个加载了嵌入式PLC系统软件的芯片组,作为一款加载了系统软件的硬件平台,可以用来设计通用和PLC。 
    1)芯片组基本性能： 
    ①供电： 5V200mA,RAM掉电保护5年。 
    ②CPU：C8051F040。 
    ③嵌入扩展能力 
    ?32I/O：可复用成SPI、I2C接口及外中断、外计数、AD等。 
    ?4AD：12位精度,100KPS。 
    ?2DA：12位精度,100KPS。 
    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。 
    二、应用开发 
    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嵌入式PLC产品。下面就介绍基于嵌入式PLC芯片组开发的16路输入的模拟量PLC产品(可输入标准信号或热电偶信号)。 
    1、硬件设计 
    AI0是芯片组内的一个AD转换通道,P1.0—P1.4作为模拟开关的通道控制线来进行16个模拟信号通道间的切换。 
    (1)信号采集电路 
    用AD公司的高精密放大器OP07构成模拟信号放大电路,OP07具有低输入偏移电压(10uV)、低漂移电压(0.2uV/℃)和宽范围的供电电压(±3V－±18V),可以很好地满足该产品的要求。在这里OP07由±5V供电,R18、R79作为调零电阻,输出电压由下式给出：Vout＝Vin(1＋R98/R56)。 
    (2)信号选择电路 
    选择16通道的模拟开关CD4067构成信号选择电路,A、B、C、D、INH接到芯片组的P1.0－P1.4引脚,做为模拟开关的通道选择控制信号。OUT引脚接到芯片组的AIN0,即个AD转换通道。 
    2、软件开发 
    嵌入式PLC是基于Cygnal公司的C8051f040芯片开发的,所以二次程序的开发使用51汇编语言。开发选择的编译器是KEILC51,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接口,我们只需要充分理解各个接口的功能就可了进行二次开发了,需要熟悉如下内容：a、内核功能b、内核结构c、内核任务管理d、内核存储空间分配。由于系统软件中已经加入了232通信、485通信和CAN通信的功能,所以16路模拟量PLC的二次驱动软件的开发主要集中在模拟量的AD转换和PLC资源区中AD值的实时刷新上。 
    (1)程序规划 
    T4中断：完成AD转换和16个通道的切换程序 
    USER_SCAN：PLC资源区中AD值的刷新。

    AD转换过程如下：每一通道连续采样16次,采样完后得到累加和,然后启动下一通道的AD转换。 
    PLC资源区中AD值的刷新过程如下：在梯形图扫描周期结束时进行,把各路AD值的累加和求平均值后放入PLC的资源区的对应位置处。 
    (2)程序代码 


    3、驱动程序的嵌入 
    在KEILC51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。到此,16路模拟量PLC的开发工作基本完成。 
    三、功能介绍 
    基于嵌入式PLC开发的多路模拟量网络节点具有以下功能：1、采集工业现场的多路热电偶信号,2、支持三菱、台达等多家人机界面,3、支持梯形图编程(86条指令),4、支持CANbus互连(多机并联运行或扩展单元连接)等。这里简要介绍下该网络节点的梯形图功能应用。 
    嵌入式PLC的系统软件中内置了温度转换函数,其功能是把热电偶毫伏信号对应的AD值转化成温度值。适用于任意分度热电偶输入信号,应用于不同的控温场合,配合PID调节,使受控温度精度可达±1℃。 
    四、结束语 
    笔者利用嵌入式PLC芯片组开发的的PLC产品的实例证明,本着软硬件可裁剪的原则,开发出的产品可以很好的满足用户的个性化需求,节约了硬件成本、缩短了研发周期,并且得到了许多强大的功能,相信它的出现必将使得PLC生产厂家生产出越来越多的贴近终端市场的PLC。



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