6ES7214-1BG40-0XB0型号介绍

  随着经济和工业的快速发展，中国已经成为全球的制造中心。小型PLC在制造业，尤其是OEM制造业中，成为大部分控制系统的核心，OEM厂商因此越来越关注PLC的性能和价格。在工业自动化传感器领域具有地位的美国邦纳公司，顺应中国的发展趋势和用户需求，从“工业传感器专家”向“传感|检测|自动化技术专家”全面转型，日前成功发布了SHP系列小型PLC家族的新成员—SHP一体式控制器，凭借简单、经济和高效三大理念，立刻吸引住了所有OEM制造商的目光，以下以纺织机械行业为例介绍邦纳SHP一体式控制器在纺机上的应用。

      背景：
      纺织生产是从纺织原料加工到生产出高质量纺织产品的复杂过程，应用的纺织机械达2千多个品种、5万多种型号，归纳起来大体可分为三个主要加工过程和五大类纺织机械。以下以图示表示纺织机械的分类：

      系统概述：

      细纱工序是成纱的后一道工序，是将粗纱进一步牵伸30～50倍并加捻，纺成具有一定特数、符合相关质量标准的细纱，供捻线、机织或针织使用。传统细纱机的牵伸原理与粗纱机基本相同，而卷绕和加捻则是由钢领和钢丝圈来完成的。环锭细纱机和传统粗纱机一样由一台电机传动，通过齿轮箱变换各机构需要的速度。在环锭细纱机各组成部分中，牵伸系统是反映细纱机性能和影响纱线质量的关键因素，而新型的紧密纺纱技术通过对牵伸部分进行创造性改造，将牵伸区和集合区分离，在环锭纺罗拉牵伸与加捻之间叠加对纤维须条的气动凝聚或集聚技术，增加了须条的紧密度，毛羽减少约20％，强力则提高约10％，同时，条干均匀度、机器效率等也有不同程度的提高，不仅可以降低加工成本，同时可以减少后加工工序。紧密纺的另一优点是与原细纱机完全一致，只多出一对集聚罗拉，在原环锭细纱机上也可进行改装，具有广阔的市场前景。
      紧密纺细纱机的控制系统较环锭细纱机复杂许多，首先是前后罗拉的严格同步，实现牵伸倍数和捻度的精密控制，保证高支数纱线的成纱质量；其次是通过取消钢领板的传动齿轮，采用**的伺服控制技术实现卷装的电子成形技术，从而实现了机械机构的简化、生产速度的提高、以及纱线支数和管纱成形的自动调节。
控制系统结构

      在紧密纺细纱机的控制系统，采用了三套伺服驱动系统和无刷伺服电机，分别控制前、后罗拉以及钢领板；采用1台变频器控制主传动电机，采用1台变频器控制风机；整个系统采用邦纳SHP一体式控制器进行控制和监控，SHP一体式控制器与变频器及伺服间采用高速CANopen总线进行通讯，同时采用SHP集成的触摸屏进行系统操作和监控。

      控制要点：

      1． 可编程控制器：由邦纳SHP一体式控制器实现整机的逻辑控制和参数计算，实现整机的优控制。
SHP控制器是与传统的控制产品不同，新型的邦纳SHP控制器可以同时完成PLC和触摸屏的功能，集成I/O和网络接口人机界面，成本大大低于同性能PLC与人机界面组合，此款设备包括控制器，人机界面，内置I/O，网络和可移动的大容量数据存储器，成为一个一体化单元，是一款功能强大，可信赖的控制产品，画面和控制程序用同一个工业级软件BAPS完成。由SHP一体式集成的触摸屏实现纺纱参数的设定、显示和故障监控。
      2． 细纱的成形：由伺服控制钢领板升降。
应用伺服控制器的电子凸轮功能， 预先下载两条曲线至伺服驱动器，在机器启动后，伺服接受信号输入启动凸轮曲线后两条曲线交替切换工作。用户可从人机界面上输入相关参数，然后通过通讯传到伺服相关参数可以修正曲线以适应不同的产品需求。关于停电后恢复生产的功能，电子凸轮提供实时读取当前主轴位置的功能，TLC6的内存区内可以提供若干断电记忆的变量区间，我们利用这些功能将断电前瞬间的位置记住，在恢复电源之后重新进行生产过程。

      3． 自动落纱:由位置型伺服实现细纱的高速、、全自动落纱。
      应用伺服控制器的(位置型) 点到点**定位，同时应用伺服控制器的内置编程功能实现停电时的位置记忆。
      4． SHP一体式集成触摸屏：
      清晰的操作屏幕：12” TFT， 800 x 600像素， 实现32768色彩色控制和监视；
      5． 现场总线通讯：速率高达1M的CANopen总线。
      CANopen总线是基于CAN BUS的高层协议，秉承了CAN总线的抗干扰性强、高速、实时的优点，另外CANopen应用PDO、SDO、NMT等通讯对象，方便了总线的管理和应用。邦纳SHP一体式控制器具有强大通讯能力：内置10/100M以太网接口，支持3个串口，可用Modbus/RTUmaster或slave, Modbus/TCP, ASCII读写和调制解调器，除支持CANopen通迅之外还支持Profibus通讯。SHP一体式控制器的采用不仅可获得高性能的总线通讯，而且非常经济。

 随着人们环保意识的增强,在水资源急剧贫乏的,水处理项目日益增多。而在众多的水处理项目中,罗克韦尔自动化产品以其优越的性能得到广泛的应用。天津纪庄子再生水厂系统全部选用了罗克韦尔自动化产品。

一、 项目背景

    天津纪庄子再生水厂是国家在全国重点扶持的五个中水项目之一, 设计日产量为5万立方米/天，主要用于给生活（居民区），工业区供水。其中生活区供水为2立方米/天，工业区供水为3万立方米/天。

    整个厂区的自动化控制又分为进水泵房，加氯，加药，CMF，臭氧发生间，出水泵房，滤站共7个PLC站组成。其中进水泵房与出水泵房采用罗克韦尔自动化公司的RSLOGIX5000系列PLC，通过CONTROLNET与中控室进行通讯。加氯，加药，臭氧发生间，CMF及滤站采用罗克韦尔自动化公司的SLC500系列PLC，通过DH+网进行通讯，全厂的通讯采用LOGIX5000系列的DHRIO模板将DH+网的数据采集后由CONTROLNET传送到中控室计算机。计算机监控系统由罗克韦尔自动化公司的RSVIEW组成，负责整个厂区的设备监控及报警。现场各子站控制柜上设有触摸屏，用于各工段的设备状态显示及报警。同时在七台高压柜上安装了西门子的综合继保，用于输出各种电器的分合闸及电量信号，在十四台现场电器控制柜上安装了EMP420A的智能型电器仪表用于输出设备的电流，电压及功率，这些仪表都安装有MODBUS输出接口，由MVI56- MCM模块将这些电量数据传输到PLC。

    大家对ControlLogix系统及网络之间的通讯已非常熟悉，但ControlLogix与第三方产品的通讯往往是我们调试中的难点，下面我们就ControlLogix系统与Prosoft公司的MVI56-MCM模块的通讯,详细介绍如下：

二、硬件接线及初始化操作

2.1整体示意图：

                                        
2.2超级终端
    对MCM模块的初始化要用超级终端(Hyper Terminal)，使用超级终端时要注意选择相对应的波特率等参数，参数设定完成后，MCM模块需重新上电，才可监视MCM的数据表。

2.3 MCM模块的硬件设定
    MCM模块可通过短路棒设定为RS232,RS422及RS485三种通讯协议。本应用选用RS485通讯。

2.4电能表的接线
    本应用中Modbus设备使用的是DAETECH 公司的EPM420A型网络电力仪表，接线如图：

2.5 MCM模块的软件组态

· 在RSLogix5000软件中的I/O Configuration中添加1756-Module，连接参数中的输入及输出尺寸可根据用户的通讯量的大小设置。
· 模块添加完成后，需要产生如下图所示的主要接口Tag，以便和电能表通讯。也可以参照例程产生所需Tag。

我们重点要关注MCM1 Tag。

 
三、模块主要参数设置说明

3.1  MCM1.ModDef   数据传送参数

MCM1.ModDef   是用来设定模板的数据库。模板共有5000个用来读/写的寄存器。
· WriteStartReg:  从PLC到模板传送数据的寄存器起始地址。
· WriteRegCnt:    从PLC到模板写数据的寄存器地址的长度。
· ReadStartReg:   从模板到PLC传送数据的寄存器起始地址。
· ReadRegCnt:     从模板到PLC读数据的寄存器地址的长度。
· ErrStatPtr:          模板状态数据的寄存器起始地址。

3.2   MCM1.Port    ModBus  通讯参数

 
      MCM1.Port   是用来组态模板通讯的串口组态。 MCM1.Port [0]   对应Port1，
MCM1.Port [1]  对应Port2。

· Enable:    通讯口使能。
· Type:    Modbus Master / Modbus  Slave  方式。
· Protocol:   Master   RTU / Modbus ASCII
· Baudrate:   波特率。
· Baarity:    奇偶校验位。
· DataBits:   数据位。
· SlaveID:    当该口为Master方式时，此参数为零，只有当该口为Slave时，可设1—255。即Slave ID 号。
· CmdCount:    Modbus Master 命令的数量。

3.3 MCM1.P1Cmd，MCM1.P2Cmd   Modbus  Master  命令

MCM1.P1Cmd，MCM1.P2Cmd   是用来设定模板的Modbus master 命令。每个口多可组态100个Modbus master 命令。

读/写命令:

· Enable:  命令使能。
· Int Address: 读/写数据的起始地址。
· PollInt:   数据传送的时间间隔。
· Count:     从Slave设备上读/写数据字的数量。
· Swap:      数据交换的方式。
· Device:    Modbus  Slave 设备的节点地址。
· Func:      向Slave设备读/写命令的Modbus 功能码。读命令为3或4，写命令为6或16。
· DevAddress:  与读/写命令相对应的Modbus Slave 设备的寄存器地址。

3.4 MCM1.ReadData, MCM1.WriateData    读/写数据区

· MCM1.ReadData：  读数据区。一个从Master 设备写到作为Slave设备的通讯口，或从Slave设备读取的数据。这个位置的数据是从MVI56-MCM模块返回到ControlLogix处理器的。
· MCM1.WriateData：写数据区。位于MCM1.WriteData中的数据是ControlLogix处理器的信息及需要写到模板的内部数据库的信息。包括写到Slave设备的信息（设为Master时），或写到模板的信息（当口组态为Slave时)。

四、  Modbus 通讯协议执行过程

    应用Modbus RTU协议，EPM420电能表提供了和SCADA系统直接连接的RS485通讯模式的选择。Modbus 协议中，主机通过网络传送给从机以下内容来建立起主从通讯方式：
1. 从机地址
2. 定义所请求动作的操作码
3. 要发送的数据
4. 校验码
从机返回的内容包括：
1. 所采取的动作
2. 返回的数据
3. 校验码
    如果错误发生在接收信息时或从机不能执行要求的操作，从机将会产生一个出错信息并作为响应送出。
    RS485网络允许的大长度为3900英尺。包含控制器在内多可连接32个节点。
    数据传输速率在2400，4800，9600，19200范围内可选择。
每个参数放在一个寄存器内，用Modbus总线代码04来访问所有的参数。
    用Modbus总线协议可看到或改变需要的参数。Modbus 03命令用来读参数，16号命令用来写参数。

    注意，无论是读还是写，数据长度都要乘以2，因为ControlLogix数据是32位的，而电能表的数据地址是16位的。另外，如果电能表读上来的数据是浮点数，而ControlLogix的数据地址用的是整型数据类型，则数据还要通过梯图程序进行转换。

五 、结束语
   ControlLogix系统以其**的技术在各个行业都有许多成功的应用,借助单一的ControlLogix平台,完全可以满足用户的不同要求。和第三方产品（Modbus, Profibus….)丰富的通讯功能，使它进一步扩展了应用的灵活性。天津纪庄子再生水厂项目中的现场电器控制就是ControlLogix和Modbus通讯的成功应用，我们相信ControlLogix系统在今后的应用中定会发挥更大的作用