连云港西门子模块代理商电源供应商

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引言

目前在中国各大城市中,各种现代化工具应用越来越普及,人们的脑力劳动强度远大于体力劳动,这就造成了办公室人员及退休人员的体质的下降,各种疾病随着劳动锻炼的减少面减少,其中、腰椎病等骨科常见病,也是困扰众多患者的难题之一。其中牵引是颈椎疾病和腰椎疾病的一种有效的手段。牵引中,以牵引床的效果为佳。它根据生物力学原理及中医推拿正骨原理设计面成,将中医传统推拿中的各种手法如屈曲背伸牵引、旋转复位、拉拔分解为牵引、旋转、摆角、倾角等基本动作,并转化为微机传感器控制下的物理量,如拉力、距离、角度、时间等参数,利用程序进行组合控制,模拟医生的手法,达到多种动作组合,完成医生难以达到的复杂手法,既达到了效果,又减轻了医生的繁重体力劳动。牵引是一个长期过程,目前市面上多以机械式牵引床为主,一部他智能牵引床虽然可以自动,但每次需要重新输入数据,也较为烦琐。针对以上因素,本文提出了一种基于局域网的智能型电脑控制牵引床设计方案,可以由上位机建立患者数据库并设定方案,把数据发送给患者所在牵引床进行;也可由医生根据患者的病情随进调整方案,有效地保证效果,降低了医护人员的人力资源耗费。

1.系统总体方案设计

系统根据医院实际情况,将病区划分为小的专项区域,如颈椎牵引区、腰椎牵引区等,每个专项区由一台上位机控制多台牵引床。上位机与牵引床之间采用串行总线的方式进行通讯。上位机软件基于bbbbbbS系统采用数据库技术,用以保存患者信息和方案,如牵引角度、牵引时间、牵引重量、牵引体位等;牵引床采用SIMATIC TDC进行控制,由医护人员设定牵引力和牵引时间,由压力传感器反馈牵引力大小,可以实现持续牵引、间歇牵引、反复牵引、手动牵引等模式。

2.上位机系统设计

本系统中有两个可用的数据源,即牵引床控制级中的PLC和操作监控级中的PC监控系统。硬件上,在管理计算机与PLC之间建立物理连接,从PLC中实时数据;软件上,为使实现过程较为方便、,则从监控系统中过程数据。

2. 1数据库管理模块功能

针对具体需要,本系统以患者数据管理为,将医生对患者的管理工作集成到一个系统中,从而达到提高管理和控制质量和效率的目的。利用VB提供的DataGrid控件定义数据库结构,所建立的患者信息库包括床号、姓名、性别、出生年月、工作单位、住址、联系电话、病情描述、禁忌病史、建议方案、次数等字段。整个数据库管理模块利用VB的数据库M实现对整个数据库访问,包括连接数据源;发出、执行命令;查询、返回数据;增加、删除、新数据。

2. 2串口通讯模块设计方案

随着科技的发展,RS-485串行通信设备硬件开发实现了集成化、简单化,且使用方便,因而应用越来越广泛。本系统中上位机与牵引床控制单元的通讯是采用RS-485串行模式进行的。由于任何指令在传输线路上均以数字形式存在,即一串高低电平,因此,使用VB的通信控件对线路上的数据侦听并进行分析。

2. 2. 1硬件连接

PLC上的端口为RS-485串行通信端口,而PC的机上的COM口为RS-232串行通信端口。为使数据侦听能够进行,需用到RS-232/RS-485转换器ADAM -4520。ADAM -4520转换器能够在配置RS-232的系统上使用RS-485信号。它将RS-232信号转换成立的RS-485信号,不需要改变计算机的硬件或软件。数据从同一端口采集,同时经过MPI电缆和ADAM-4520,分别经过5611卡和COM口进入PC。连接方法如图1所示:

2. 2. 2软件实现

用VB编写的与PLC的通信程序,实际就是PC向PLC发出相关指令,或按预定方案进行牵引,或在同时,患者根据自身情况与医生通讯,医生及时调整牵引力的大小,牵引角度等参数等。以从PLC读出数据为例:程序流程如图2所示。

3.牵引床控制系统设计

控制系统采用西门子的S7-300为控制单元。S7-300是模块化小型PLC系统,具备高速(0. 6~0. 1μs)的指令运算速度,方便的人机界面服务已经集成在其操作系统内,人机对话的编程要求大大减少;考虑到牵引床的使用场合与制造成本,牵引力动力采用伺服电机加齿轮变速带动牵引带,通过步进电机的正反转控制牵引力大小;压力传感器安装在牵引带上。为方便牵引床立使用,在牵引床侧配置有按键和LED显示屏,可以与上位机脱离立设定牵引时间与牵引力大小等并实时显示状态,显示部分采用了GXM12864SL大屏幕LED,这样屏幕上可显示自编的汉字、数字、等式及简单的图案;为了起见,系统上面设置有牵引力增大、牵引力减小、急停等按钮,在患者突感不适等意外情况下可以自行设定拉力或解除拉力。(见表1)。

4.结束语

西门子S7-300系列PLC具有模块化、运算速度快、通信能力强、组态简单等优点。将PLC应用到牵引床设计中,一方面可节约开发的时间和成本,另一方面,能够充分保证效果,提高过程的性。而网络化的设计,在上简化了医疗机构的过程、减少了医疗人员的投入,可组网使用,也可立单床使用,适用各级医院、乡镇卫生院、个体诊所或保健机构等,具有很广阔的应用前景。

主要介绍了基于 PLC 的悬浮式电子皮带秤在四川某公司制丝生产线中的应用， 介绍了悬浮式皮带秤的构成与工作原理，并从硬件、软件角度阐述了 PLC 如何实现对皮带秤的控制。 　　基于 PLC 的悬浮式电子皮带秤应用于四川某公司，皮带秤为直接受力式，而且结构简单、稳定，其皮带输送道和物料全部悬置于四个称重传感器上，无中间传力件，钢性好、位移小、对称性好，在称量断续烟片时，对流量的控制较容易实现。而且 PLC 应用于皮带秤的控制系统中，不仅能实现对皮带秤复杂的闭环控制，而且还能完成各

  1 悬浮式皮带秤的构成与工作原理

悬浮式皮带秤构成,如图 1 所示。

在行业中，皮带秤皮带上的物料多为烟叶、烟片、，其物理特性不同，而且一般是不均匀的，因此多采用积分法计算物料瞬时流量和累积流量。

1)速度采样。 装于驱动电机轴上的光电脉冲位移传感器与PLC 中的高速计数模块连接，当电子皮带秤运行后，光电脉冲位移传感器发出脉冲， 其每一个脉冲代表皮带走过一个固定的间隔，该脉冲进入 PLC 高速计数模块后便可作为速度采样。

2)重量采样。 当输送机皮带上有物料流过时，4 个电阻应变片称重传感器输出正比于物料重量的电压信号，该信号经称重终端转化为秤台负荷信号送入 PLC 进行运算， 完成一次重量采样工作。 随着输送秤的不断运转，每隔一定长度都将产生一个脉冲，进行一次重量采样，将各次采样值经过累计即可得到累计重量。

3)流量控制工作原理。 流量的计算由 PLC 装置完成，PLC将采集到的速度信号与重量信号进行乘积运算就可以得到瞬时流量。 其工作原理示意图如图 2。

2 PLC 系统设计

2.1 PLC 系统硬件的配置

由于控制系统以开关量为主，含有少量的模拟量，并且中控系统控制采用的是基于 RSLogix 5000 系列的编程系统， 为保证与中控系统通讯的便捷与稳定， 经比较选用罗克韦尔公司的SLC-5 可编程序控制器 、RSLogix 500 编程软件 、RSNetWork控制网组态软件以及 RSView 软件组成的自控系统。 其稳定性好，功能强，并提供了多种不同点数的 CPU 模块和数字量、模 拟 量 I/O 扩 展 模 块 供 用 户 选 用 。 系 统 的 人 机 界 面 采 用RSVIEW 公 司 的 人 机 界 面 ， 称 重 终 端 采 用 美 国 METTLERTOLEDO 公司的 JAGXTREME 并配有总线通讯板与 PLC 进行通讯。 具体配置为：SLC-5 可编程序控制器配置模块为：1747-L551C 5 / 05 CPU 模块; 处理器模块提供的 1746-OB16I / O 模块; 并配置了 1746-HSCE 高速计数器模块; 以及 2 个1747—SDN DeviceNet Scanner 模块。 开关量接线简图如图 3所示。

2.2 系统软件设计

该系统软件设计部分包括 PLC 控制程序设计、参数配置以及人机界面参数程序设计。 PLC 程序设计在 RSLogix 500 软件环境下完成，采用梯形图编程。

1)PLC 系统控制软件。 软件设计主要分为三块： 开关量控图 5 计量秤、控制秤、配比秤应用示意图制、模拟量采集、模拟量的控制。 开关量控制主要指按钮、指示灯、连锁信号等的控制;模拟量处理主要指模拟量的采集、显示、存 储 ; 控 制 主 要 是 指 瞬 时 流 量 控 制 和 累 计 量 计 算 。 利 用RSLogix 500 设计的控制程序主体部分如图 4 所示。

2)人机界面系统。 利用上位机软件 RSView 构造系统操作介面，操作触摸屏上设有主要设备运行状态指示，以彩色图形的方式，形象地显示变频器、缓冲机、输送秤的开停状态和秤台负荷、设定流量、瞬时流量、累加流量、趋势画面、系统故障报警画面、 各种参数设置画面等。 另外为了提高整个系统的性，提供了登陆机制，赋予不同操作管理人员不同的访问权限。

3 悬浮式电子皮带秤在制丝生产线上的应用

在行业制丝生产线中， 电子皮带秤可根据现场生产的工艺要求，分别用于物料的计量、控制、配比等等。

1)计量秤。计量称输送物料时，PLC 装置将采样到的重量信号与速度信号进行运算分别得到瞬时流量与累计流量， 同时提供瞬时流量和累计流量的输出信号，不对流量进行控制，而且流量的计量精度作为计量秤的主要指标尤为重要。

2)控制秤。控制称同时具有计量与控制的功能。根据设定流量对实际流量进行控制，以便与其前级设备喂料机等配合使用。通过 PLC 装置得到的流量信号与设定流量或者中控远程流量信号相比较，通过变频调速器，对电机转速进行控制，起到调节皮带速度的目的，进而控制流量的大小，使流量值始终保持在预先设定的流量值附近。

3)配比秤。 在制丝生产工艺中，叶丝、梗丝、膨胀丝、薄片丝等需要按比例进行掺配， 因而要用到用于计量配比的配比皮带秤。 配比称用于与前级主秤配合使用， 根据主秤提供的流量信号，按照一定的配比比例随主秤流量的变化而变化。计量秤、控制秤、配比秤在四川某生产线的应用示意如图 5 所示。

4 安装使用过程中的主要问题与改进

为使皮带秤在今后的使用过程中保持计量精度、 控制精度等等关键参数，在安装与使用过程中应注意几点问题：

1)皮带跑偏。 在生产过程中，如果皮带尺寸不标准，或者皮带前后滚筒不平行，从而产生夹角;或者物料偏离秤称重;皮带滚筒在机加工过程中产生了轴偏离等等都会引起皮带秤在运行过程中产生皮带跑偏现象，在保好皮带秤制造工艺的前提下，安装过程中应调整好称重秤架的四角高度，以保证秤体的水平;并且应该调整皮带前后滚筒，以保证前后滚筒的平行。

2)安装位置。 由于在某些生产线中皮带秤与振动输送机连接较近，现场振动比较大，不仅会严重影响皮带秤的计量精度，而且很容易造成皮带秤元器件损坏给计量与控制带来很大影响。 因此在安装过程中，一定要注意与前后级设备之间连接时，设计好合理的安装位置，皮带秤安装处的支撑要有足够的强度，强度不足时要进行适当的加固，以保证设备正常稳定地工作。

3)计量管堵料。计量管多用于皮带秤与喂料机的衔接处。计量管上安装有光电开关，以检测计量管内的物料情况。 若计量管物料流通空间较小，就会限制物料流量的大小，当所需流量过大时，很造成计量管堵料。 根据实际情况，把计量管设计成宽窄可调、薄厚可调的模式，可以根据实际流量的大小及时地调整计量管的空间，可以保证物料的顺利输送。

5 结束语

该电子皮带秤已在四川某公司得到应用。 维护简单、使用方便，并且计量精度、控制精度等都控制在千分之五以内，将大大提高生产线上设备的运行效率、 提升烟产品质量等关键问题，并且能够其它电子皮带秤的弊端与不足。

  摘 要 介绍了西门子 S7-200PLC 和 WinCC 组态软件在润滑控制系统中的应用，通过分析干油润滑系统的特点，提出了一种智能干油润滑系统的总体设计方案。在设计的计算机监控系统中集成了总线技术和组态技术，利用工控机和 PLC 组成上、下两级分布式监控系统。上位机采用工控软件 WinCC 实现工艺流程、报警、历史曲线的显示报表以及数据库查询等功能。　　充分利用现代的润滑技术能显著提高机器的使用性能和寿命并减少能源消耗[1]。根据工业现场的实际润滑需要，利用 PLC 和组态技术设计的这套智能干油

1 智能干油润滑系统结构

1. 1 系统硬件设计

设计的智能干油润滑系统主要包括上位机、PLC、中继箱、识别器以及执行元件等，其硬件组成如图 1 所示。

系统采用 SIEMENS S7-200 系列可编程控制器作为主要控制元件，整个系统控制过程共有 10个数字量输入点，3 个模拟量输入点和 23 个数字量 输 出 点。 中 央 处 理 单 元 ( CPU ) 选 用CPU226CN，另 外 需 要 一 个 模 拟 量 扩 展 模 块EM231CN 和一个输出的扩展模块 EM222。在自动运行状态下主控系统按照设定的程序运行，启动电动高压润滑泵，并控制电磁给油器的启闭，润滑脂过滤后被输送到各润滑点的电磁给油器，流量传感器实时检测每点是否供油，监测系统远程显示该点的润滑状态，如有故障及时报警。

控制系统可进行自动、手动操作: 手动运行时，在触摸屏的受控控制画面上输入润滑点号，然后点击手动控制即可对应现场的相应润滑点。开启电动高压润滑泵后，润滑脂被压注到主管道中，待管道压力升至 10MPa 时( 根据管道远近此压力可在 5 ～30MPa 之间) ，输入数字来选择现场润滑点号，对应点电磁给油器得到信号，开通油路，将润滑脂压注到相应的润滑部位; 系统在自动运行时，按照设定好的量( 可调整) 自动地对每个润滑点逐点供油，逐点检测，直至所有润滑点给油完成，进入循环等待时间( 可调整) ，循环等待时间结束，自动进行下一次给油过程。

1. 2 编码解码控制方式

系统工作是通过主控编码模块对西门子 S7-200 控制模块的输出信号进行编码，通过串行输出到现场给油器箱，现场给油器箱里的解码模块将串口接收到的信号与设定的地址进行比较，然后确定是否为该给油器箱提供数据，如果比较相同，该给油器箱中的 4 个点按事先设定好的参数给润滑点供油。

给油器中的解码模块上有一个 8 位拨码开关，当拨码开关置上时其所在的位置为 0，反之为1。拨码开关与给油器箱的对应关系见表 1。

当某给油器箱的地址需设为 1 时，也就是给油器箱为 1 号时，只要把 1 号拨码开关置 1( 下)即可。当某给油器箱的地址需设为 115 时，也就是给油器箱为 115 号时，115 = 64 + 32 + 16 + 2 +1，需把 7 号、6 号、5 号、2 号和 1 号拨码开关置 1( 下) 。

当某个润滑点工作时，此润滑点的给油器箱内的 4 个传感器电源同时带电，该点运行过程中，如有油通过时，基于霍尔原理反馈 24VDC 的直流信号，驱动控制柜中的接收流量反馈信号的继电器，这样 PLC 模块接收到信号，由 PLC 判断该点运行状态，从而实现了故障点的记录功能，方便设备的点检，可以快速判断故障点所在[2]。

  阐述了MODBUS协议RTU模式的通讯机制，并详细介绍了CRC16校验码的生成步骤。利用三菱Q系列PLC丰富的编程功能和串行通信智能模块，通过RS485总线与MT-51流量显示仪进行通讯，实现对多路质量流量计控制。

    1 Modbus协议简介  

    Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准，有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。

    在Modbus网络上，当控制器设为以RTU（远程终端单元）模式通信，在消息中的每8位的字节包含两个4位的十六进制字符。这种方式的主要优点是：在同样的波特率下，可比ASCII方式传送多的数据。

    在RTU模式下每个字节的格式：

    ·8位二进制，以十六进制数0...9，A...F来表示。

    每个字节的位

    ·1个起始位

    ·8个数据位，的有效位先发送     

    ·1个奇偶校验位，无校验则无

    ·1个停止位（有校验时），2个Bit（无校验时）

    ·CRC（循环冗长校验）

    使用RTU模式，消息发送至少要以3.5个字符时间的停顿间隔开始。传输的个域是设备地址。网络设备不断侦测网络总线，包括停顿间隔时间内。当个域（地址域）接收到，每个设备都进行解码以判断是否发往自己的。在后一个传输字符之后，一个至少3.5个字符时间的停顿标定了消息的结束。一个新的消息可在此停顿后开始。    

    一典型的消息帧如下所示：

    2 质量流量计

    本项目应用中，采用的是汇博隆公司MT-51流量显示仪，通过RS485接口与PLC通讯。实现对5台AE公司的质量流量计的监控。通讯设定如表1所示。

    RS-485是面向网络的一种接口标准，一对传输线上可以接多至32个。在此网络上，PLC作为主控制器，发送查询命令，而MT-51流量显示仪作为从控制器，当从控制器接收到主控制器的查询消息，它将建立一从控制器回应格式并返回给发送的主控制器，以回应PLC的查询。例如：

    PLC读取设备号为1的质量流量计瞬时流量值，PLC发送查询命令01030010000185CF（16进制数据流）。01－设备号；03－功能代码（读命令）；0010－寄存器起始地址；0001－字长；85CF－CRC16校验码。

    MT-51流量显示仪将回应查询，返回0103020064B9AF（16进制数据流）。01－设备号；03－功能代码（读命令）；02－字节数；0064－是用0000~0FFF（十六进制）表示的瞬时值，0000表示关闭，0FFF表示满度流量；B9AF－CRC16校验码。

    3 CRC16校验[1]     

    使用Modbus协议RTU模式，消息包括了一基于CRC16算法的错误检测域。CRC16域检测了整个消息的内容。CRC16域是两个字节，包含一16位的二进制值。它由发送控制器计算后加入到消息中。接收控制器重新计算收到消息的CRC16校验码，并与接收到的CRC16域中的值比较，如果两值不同，则有误。

    计算CRC16校验码的步骤为：

    1）预置16位的寄存器为16进制的FFFF（即全为1），称此寄存器为CRC16寄存器；

    2）将个8位数据与16位CRC16寄存器的低位相异或，把结果存放在CRC16寄存器；

    3）并把寄存器的内容右移一位（朝低位），用0位，检查移出的位的值；

    4）如果值为1，将CRC16寄存器的内容与16进制常量A0001相异或，并把结果存放在CRC16寄存器；

    5）重复步骤3和4，直至右移8次，整个8位数据全部处理完；

    6）重复步骤2到步骤5，进行下一个8位数据的处理；

    7）当所有数据处理完成后，终得到的CRC16寄存器的值就是CRC16校验码。

    4 PLC参数设置与软件实现

    在本项目应用中，利用三菱Q系列PLC[2][3]的QJ71C24-R4串行通信智能模块通过RS485总线与MT-51流量显示仪进行通讯，实现对AE公司质量流量计数据的采集和控制量输出。

    4.1 开关设置[4][5]

    如图1开关设置所示：开关1和开关2是QJ71C24-R4串行通信智能模块的通道1的参数设定；开关3和开关4是通道2的参数设置。两个通道参数设置相同，任意一个都可以进行通讯，可在监控PC上通过改端口号来切换。

图1 开关设置

    开关1/开关3的高8位（05）表示通讯波特率为9600；低8位（C2）表示传输设置－8个数据位，无奇偶校验，1个停止位；开关2/开关4（0006）表示采用无顺序协议通讯。     

图2 程序流程图

    4.2 软件实现

    在GXDeveloper[6]编程中，编写SEND子程序来完成16进制查询命令的生成和数据的发送；RECV子程序完成接收到的数据的处理；CRC子程序完成发送数据和接收数据的校验码生成。整个顺控程序流程图如图2所示。

    SEND子程序调用指令格式为-[ECALLP“SEND”P700W30W35W3A]。ECALLP是子程序调用指令；“SEND”是子程序名称；P700是公用指针号；链接寄存器W30、W35和W3A是子程序的传递参数，分别表示设备号、功能代码和数据。例如：链接寄存器W30、W35和W3A的值分别为1、5和64（16进制），则表示设定设备号为1的质量流量计的流量输出值为100sccm，QJ71C24-R4将发送16进制查询命令010600110064D824。

    由于MT-51流量显示仪返回的数据长度根据接收到的查询指令不同而不同，所以在SEND子程序里发送查询指令时，要根据查询命令的内容改QJ71C24-R4接受数据的长度。为防止QJ71C24-R4的OS缓存区溢出错误，在每次调用SEND子程序之前，使用ZP.CSET指令来OS缓存区。

    查询命令发送完成后，PLC将延时等待QJ71C24-R4的回应信号。如果等待延时时间到，回应信号一直为OFF，则表明无回应，对应该设备号的通讯错误计数器将累加，PLC将返回执行下一条查询命令；如果在等待时间内，回应信号变为ON，则表示接收到MT-51流量显示仪的回应。PLC将通过G.bbbbb指令将接收到的数据从QJ71C24-R4的OS缓存区读取到PLC内存，并调用RECV（调用指令格式为-[ECALLP“RECV”P800]）子程序进行接收数据的校验。如果校验正确，将新PLC相应的数据存储区，并复位对应该设备号的通讯错误计数器；如果校验错误，对应该设备号的出错计数器将累加，计数器累积到阀值后，系统将报警输出该设备号的质量流量计通讯错误。

    5 应用效果

    在本项目应用中，PLC可的实现对5台质量流量计的数据采集和输出控制，很好的满足了系统要求。但由于受MT-51流量显示仪通讯波特率的限制，存在一定的时间延迟，延迟时间在1s以内。