西门子模块6ES7223-1BM22-0XA8支持验货
相关设备和行业:吹塑机、吸塑机、注塑机、滚塑成型机、热成型机、压延机
1、引言:
塑胶设备作为加工行业量大的设备之一,因其对温控、伺服、液压等方面的要求较高,长期以来,国内的厂商都只能生产中低端的设备。
作为国内技术力量强的PLC研发和生产厂商——德维森科技有限公司从03年开始就为各设备厂商提供塑胶机械的PLC和完整的自控解决方案,大力提升塑胶厂商自控的档次和技术水准。下面我们以吸塑机讲述V80的应用。
2、吹塑机技术:
吹瓶机的示意图如下:
这是一台注塑吹塑成型机,相对于其它的挤出吹塑成型机在精度和光洁度各方面都要好很多。
该系统分为型坯注塑和吹塑成型两部分,大多采用液压和气动,后一部分可以采用伺服阀,保证壁厚的均匀。系统上装有两套电子尺进行反馈和控制。
在该产品中比较复杂的是在于型坯壁厚是不是均匀可控,因参数和程序量比较大目前相当多的厂商选用中型PLC进行控制,使成本居高不下。
3、德维森的吹塑成型机解决方案:
德维森公司针对前面提到的各种问题,提出了一个更为优胜的方案:
一方面德维森公司的小型PLC V80有48K步的程序空间和48K的变量空间,使大程序的运行成为可能,另一方面V80的智能扩展模块本身带有CPU芯片,极大的分担了CPU模块的工作,使系统的运行更加快捷和稳定。
上图前面的是CPU模块M40DT-DC,它带有两个通信口,一个口可以在线编程,或者接监控电脑或者触摸屏,另一个RS485口可以用于与变频器或者其它仪表的通信。
第二个模块是E8AD2,是电压输入模块,采集电子尺送过来的电压信号,用于液压和伺服的定位闭环控制。
后面带有E5THM是热电偶模块,但该模块不但带5路热电偶信号,同时还带5路PWM信号输出,更重要的是E5THM模块内本身带有CPU芯片,并内带PID算法,也就是说E5THM模块本身就是一个5路的温控仪表,CPU模块在上电设置好参数后,E5THM模块就可以自行控制固态继电器的通断,从而控制温度的稳定。
后面的E4DA2输出的电压信号经变送器变为±10V的信号供伺服控制用,用户也可以选用本体CPU模块上带的50K高速脉冲输出来驱动伺服电机,这样在精度上可以更有保证
该方案的特点于下:
1、功能强,精度高
带温控功能的热电偶模块:
不光V80的CPU模块带有PID算法,同时扩展的E5THM模块也带有PID算法,同时E5THM带有5路热电偶输入和5路晶体管输出,可以在一个模块内完成所有的温度控制工作。从而保证温控的精度和响应速度更高,可以轻松满足±1℃的要求。
另外E5THM模块支持B、E、J、K、R、S、T7种热电偶信号,满足各种不同设备的要求。
功能强大的CPU模块:
M40DT模块是24路数字量输入和16路晶体管输出的CPU模块,本身带有两个通信口,一个RS232和一个RS485,内部带MODBUS主从通信协议和FREE通信协议,可以与各种HMI或者各种组态软件通信,目前德维森为各吹塑成型机厂商提供的通信协议库文件也使各厂商自行开发上位机软件提供了相当多的便利。
M40DT内带FLASH存储器,可以将各种参数存储在本地,同时还带有掉电保持的RAM芯片,可以保证使用的可靠性和便利。
M40DT高速的运算速度和完备的数学运算能力更使其在需要大更通信和模拟量处理的环境从容应对。
2、可靠性高,抗干扰能力强
整个系统的宽温和宽电源供电设计使其可以在任何恶劣的环境中游刃有余,另外V80全系列产品都通过了CE认证,也为用户产品的出口打下了良好的基础。
3、
一方面因为热电偶模块的整合,使整个系统的点数需求减至少,另一方面德维森作为国内厂商,在人力成本和品牌成本方面有进口产品的优势,所以该方案相对于使用其它PLC或者工控机加板卡的方案,性价比更高。
4、结论:
该吹塑成型机方案在多家吹塑成型机厂商的应用过程中,得到了极高的好评,作为国内的工业控制厂商,德维森一直以“客户自己的PLC”作为自己的服务理念,立足于国内装备制造业,为广大设备生产厂商提供更为贴近的服务。
一、引言
在各种机械设置上,PLC与变频器的应用可谓无处不在。常见的用法是使用模拟量模块(一般是电压)来对变频器进行控制。这种方法的主要的缺点是成本高,并且容易受干扰(电压方式),控制精度也很难作得很高,而采用通信方式就可以很好地避免这个问题。但是,一般PLC的通信编程是一件很不容易的事。本文介绍了V80系列PLC与变频器的通信方法。
二、V80 PLC介绍
V80系列PLC是深圳德维森科技有限公司开发的一款通用型高性价比的小型可编程控制器(PLC),采用32位高性能CPU芯片和高速逻辑解析ASIC芯片,相对于一般的小型PLC,在通信应用方面具有以下特点:
1、本机自带双串口,其中一个是232编程口,工作于MODBUS从模式,一般只用于编程和连接人机设备。另一个口为485接口,除了具有串口1所具有的功能外,还能工作于MODBUS主模式、自由通信模式,具有强大的通信功能。与一般的PLC相比,它不需要额外购买连接电缆和通信组件。
2、具有48K的程序空间,9000个中间接点,9999个内部寄存器,加上极其强大的应用指令,能够方便地编写很复杂的程序,甚至是复杂的通信协议。
3、V80 PLC的默认通信协议就是MODBUS从协议(RTU),甚至内部变量的编址方式也是按照协议进行的,所以在MODBUS通信的应用性上具有无可比拟的优势。对于不支持MODBUS协议的设备,则可以通过自由通信方式编写。
三、与兼容标准MODBUS RTU协议的变频通信
对于采用MODBUS RTU从协议的设备,可以把V80PLC的串口2设置成MODBUS主的方式与其进行直接互连。下面以东元7200MA变频器为例,下面是引用其说明书上的一段文字:
东元7200MA变频器采用了MODBUS RTU从协议,它的通信数据格式描述如下:
在MODBUS RTU 模式的通讯协议中,一个信息(Message)乃由4 个部份组成:Slave 地址、功能码、数据及CRC-16数据校验,并依序送出。每一个信息的开始与结束,皆以3.5个字符(Character)的间隔时间来做识别。
对于V80系列PLC,上面的信息只是证明了它采用了部分MODBUS从协议(只支持03、10H这两种命令,也就是读写寄存器4XXXX命令),是可以与V80直接连接的,而具体的细节就不需要关心了,因为V80_PLC的M_BUS指令已经封装了这些数据过程。我们只关心如下参数:
1、读写类型及设备地址。
2、目标设备的寄存器(线圈)号,本地存放数据的寄存器(线圈)号,信息长度。
3、通信间隔,也就是多久通信一次。
4、一些通信参数,如波特率、奇偶校验位、通信超时时间等
根据这几项参数,用以下程序就可以实现与东元变频器的通信了。
假设东元变频器上的设备地址为1,上图的程序完成了这样一种功能:把PLC内部41100~41115变量的内容,写到东元变频器寄存器区域偏移为00~015的连续16个寄存器里去,中间继电器01000每次从0变为1,双方通信一次。当然在之前要对PLC进行一下参数设置,具体可参见V80PLC的软件手册。
四、与其它协议的变频器通信
对于不兼容标准MODBUS RTU协议的变频器,可以采用自由通信功能块实现。相对于M_BUS指令,自由通信的编程难度要大得多,但也灵活得多,大体上跟一些语言(如C语言)的编程思路差不多。用户好具有一定的通信编程的经验,并需要先准备好一些调试工具,如232->485转换器、串口监控软件等,因为影响通信的因素太多,有一些好的调试工具往往可以收到事倍工半的效果。
下面以正弦SINE003系列变频器为例,说明V80PLC的自由通信协议编程方法。
正弦SINE003系列变频器的通信格式如下:
异或校验
数据含义:数据帧从机地址至数据信息的异或结果。既第 2字节与第3字节异或的结果,再与第4字节异或,以此类推至第13字节。
数据类型:16进制,单字节。
发送方式:将校验和字节的高 4位和低4位拆分并转换为ASCII码,先高后低发送。
结果处理:当校验结果小于等于 1FH,则校验结果加20H。
它使用了ASCII码来表示传输内容,用STX(02H)、ETX(03H)作为开始和结束标志,也是一种比较典型的通信协议。使用前首先要把数据转换成ASCII码,V80PLC提供了ASCBIN及BINASC指令,来完成 “0~H”这十六个ASCII数字与十六进制码的互换。
当发送脉冲产生时,各数据被换成ASC码并存放在发送缓冲区中,每个二进制码转换后占二个字。
SINE003采用异或校验,只针对ASC码部分,这部分程序如下:
实际上还有几个字节的异或指令没列出来,然后对异或结果进行判断,小于1FH则加20H,之后可以用字组拆分指令“PACK”把它拆成两个字节,按先高后低填到发送区,这部分比较简单,不再单独列出,下面是发送和接收程序。
发送程序比较简单,只需填一个发送长度即可,而接收的情况则要复杂一点(图里没有体现出来)。在发送的同时就打开接收,使能开始字符和结束字符(通过设置控制位,这里没画出来),并把开始字符和结束字符填好,还有一些超时时间之类的设置(有兴趣的可以参见V80PLC的软件手册),这样当接收到“02H”就认为是一帧的开始,接收到“03H”就认为是一帧的结束,当然也可以结合其它条件,如字符超时等,各种状态都可以在状态位里体现。
接收到完整的一帧后,状态位里会有指示,然后把接收回来的数据进行校验,并重新转换成十六进制,就可以进行各种处理了。
一、引言
随着生产力的发展和自动化水平的提高,在越来越多的控制系统中需要灵活可靠的微型控制系统。M40DR是V80系列小型PLC中的CPU单元,它具有24路输入回路、16路继电器输出回路。具有功能丰富、可靠性高、自我知识产权、自主品牌及本地化服务等特点,目前已被广泛应用于各种控制领域,实现逻辑、步进、数字、模拟量等的自动控制。V80系列PLC提供了功能强大的运动控制功能块,可实现灵活的过程控制。本文以自动读卡机系统为例,介绍V80系列PLC的脉冲输出功能。
二、脉冲输出功能设置及模式
V80有两路独立的高速脉冲输出接口,每路脉冲输出有两种输出模式可选择,即:PWM模式和PTO模式。
2.1 PWM模式
PWM模式是指输出任意占宽比的无限个数的脉冲序列。通过调用PWM设置功能块(PWMSET)可以选择脉冲输出工作在PWM模式。
在设置好相关参数后,调用脉冲输出运行功能块(PLSRUN)就能把新设置好的PWM波形输出去。图1是设置脉冲输出回路1为PWM输出模式的一个例子。
2.2 PTO模式
PTO模式是指输出等占宽比的有限个数的脉冲序列。根据不同的情况又有3种不同的参数设置方式,见表格1。
用户可以根据实际需要选择某种设置模式来设置PTO。
在设置好相关参数后,调用脉冲输出运行功能块(PLSRUN)就能把新设置好的PTO波形输出去。下面将结合一个自动读卡机控制系统的案例来具体阐述脉冲输出PTO的使用。
三、自动读卡机控制系统的梯形图设计及编程范例
3.1 自动读卡机系统简述
自动读卡机系统由上位机、V80-M40DR、两个步进电机及机械系统组成(参见图2)。上位机与PLC之间进行通讯,完成对PLC的编程,以及命令控制和过程监控,PLC用于控制2个步进电机的动作。具体的工艺流程是:上位机发“推卡”命令,PLC做出相应的控制,并且由脉冲输出接口1驱动电机1把卡推放到工作台,然后等待上位机进行数据读写处理;接着上位机根据读写情况,发“好卡” 或“坏卡”命令,PLC由脉冲输出接口2驱动电机2把卡推放到目标位置。要使电机以一个比较“平稳运动”的方式运作,电机应该从一个比较低的速度平稳加速到目标速度,再以目标速度匀速运行一定时间后,然后平稳减速到停止,V80系列PLC的PTO包络输出方式能很好满足平稳运动的性能要求。本系统中还需配合电机的运动做一些与顺序相关的其它I/O的控制,本系统将采用V80的CAM功能块来完成此项任务。
3.2 自动读卡机系统编程范例
1、初始化程序
利用扫描标志调用一个子程序,在子程序中初始化脉冲输出参数。参见图3、图4。
2、电机的控制
参见图5、图6。选定一个用户变量单元来(40020)保存每次上位机发来的命令字,并与上一次保存的命令字(40030)做比较,当命令字有变化,则表明有新命令,否则就没有新命令。有新命令时,重启一个定时器(41103)由0开始计数。即开始一个新的控制过程。
图6中,CAM功能块的作用是:把定时器(41103)的当前值与一系列用户设定目标值相比较(用户设定目标值的首地址是41200),比较的情况反映在从00065单元开始的目标单元中。
利用CAM的输出可以控制电机的重新开始运行或相应的I/O。在已经运行了PLSRUN功能块后,只要重新设置一下PTO设置功能块,就可使脉冲序列再次输出。参见图7。
四、结束语
该系统通过本身具有的高速脉冲输出功能有效地解决了运动控制配置复杂、开发成本高等问题,在客户中获得良好的评价。V80系列PLC以其脉冲输出功能的灵活性及其实用性,使其在以简单运动控制为特征的机械加工领域开拓了广阔的市场空间。