6ES7223-1BM22-0XA8选型说明

部分：关于EASY-A1600N简要介绍

EASY-A1600N功能：

接收任意分度号的热电偶输入；

内置可编程增益放大器，可用梯形图控制；

AD采样12位精度；

内置mV(毫伏)---T（温度）非线性转换函数，转换特性由梯形图指定；

指令和通信均兼容FX2N，因此与人机界面、组态软件及FX2N可以高效连接；

双排显示功能，用梯形图进行显示控制：如代码显示、数值显示；

支持CAN总线，可作为CAN主站或从站；下辖CAN网络，上接计算机（RS232）；

EASY-A1600N硬件对应的控制说明：

1、外接输入通道对应的软件资源：

2、自带双排数码管对应的软元件：

显示模式： 两种模式

模式0 (MODE_FLAG=0) 模式1 (MODE_FLAG=1)

模式切换方法：同时按下FUN，UP，DOWN键5秒。

模式0：编程显示模式：

显示方式控制字：D5195

D5195_b15=0,按以下方式进行显示。

模式0的四种显示方式

说明：

当用十进制显示时，若显示内容为D5196的值，若值超出9999，则显示9999。

当用代码方式显示时，其控制位与各段对应关系如下：

视窗码段设定：

上排显示单元码段与数据位对应关系

下排显示单元码段与数据位对应关系

当对应位为0时，对应码段点亮；当对应位为1时，对应码段熄灭。

D5195_b15=1,以固有显示模式显示数据。

固有显示模式，此处略。

3、自带按键对应的软元件

模块自带三个按键，按键指定为M0，M1，M2，可由梯形图编程使用。

当键按下时，对应辅助继电器ON；松开按键时，对应辅助继电器OFF。

4、内部辅助输入对应的软资源：

环温AD输入通道：D5098。

CPU内部热电阻AD输入通道：D5099。

第二部分：用EASY-A1600N进行16路K分度采样并将采样数据送计算机。

技术要求：

16通道都接热电偶，采集温度0-300度。

300度对应的电压为12.21mV,因此PLC的PGA可设定为2，PGA（可编程增益放大器）为2时，可对0-15mV的信号进行有效处理。

本例对AD值不进行梯形图滤波，而直接调用温度转换函数，转换后的温度存放在D10-D25的寄存器中，带有一位小数。如120.4度，寄存器中内容为K1204。

EASY-A1600N适用于慢信号采集，每通道采集时间为82 ms,因此全程采样时间为18*82=1476 ms 。

A1600N自带显示，上部显示温度，下部显示通道号，按增减键可人工进行查看。按FUN键可以按设定时间进行巡检D10---D25。

本例将编程口留给人机界面或组态连接连接，而用串口1按照计算机链接方式协议用VB示例将PLC与计算机进行连接。

计算机与PLC通信提供的是一个读写程序。

本例梯形图编号为：A16K08.PMW,有详细的注释。

方案描述

NL-netbbbb的MPI端口插入S7系列CPU的MPI通讯口，另一端以太网RJ45端口接入企业局域网，计算机安装Hilscher IP-Driver和OPCServer。

工作方式：

通过OPCServer：监控计算机可以对系统进行动态监控；网络数据服务器可以对系统的数据采集、处理和归档。

OPC Server

当前我们提供三种版本的NL-OPCServer:

1)NL-OPC单机版

支持单个S7系列PLC与上位机进行通讯；

2)NL-OPC多机版

支持四个S7系列PLC与上位机进行通讯；

3)NL-OPC无限制版

支持无限个S7系列PLC与上位机进行通讯；

NL-netbbbb的优点

1）在MPI总线上，NL-netbbbb拥有唯一的MPI地址，因此当PLC的MPI口已经连接了HMI设备（如SIEMENS触摸屏），netbbbb仍然可以通过MPI口进行通讯；

2）netbbbb提供公开的底层通讯库，可以将西门子的PPI协议、MPI协议、PROFIBUS-FDL协议转成以太网协议,

换句话说，netbbbb既可以取代西门子传统的编程电缆，如PPI电缆、PC适配器、USB电缆，又可以成为西门子产品网络化既方便又省钱的解决方案。

通常西门子的以太网模块CP243-1、CP343-1、CP443-1价格昂贵，并且需要复杂的SIMATIC NET组态，给企业联网工程造成了一定的难度,

如果选用netbbbb，就可以把传统的编程口(PPI口、MPI口、DP口)直接转换成以太网接口，联网功能强大，而且即插即用，维护方便;

3）更加方便快捷的实现系统的改造和升级，在改造过程中，不需要改变原系统的结构，也不需要修改软件，不影响原系统的性能和正常运行。

4）支持无线网络通讯，采用无线路由器，可以实现远距离无线监控，减少复杂的网络布线。

5）用户可以根据工程的需要，开发特定的驱动

1 引言
　　电源监控是铁路信号的重要的监控系统。在此之前信号的电源监控系统基本上是采用单片机作为信号采集系统的核心。单片机监控系统一方面存在采集速度慢、界面不友好、操作不方便等技术局限，另一方面由于其中的电源模块部分的监控相对独立，对电源系统带来了诸多不便，比如维护困难、界面显示繁琐等。基于以上原因本项目配套开发了基于台达PLC作为信号采集核心、台达HMI触摸屏作为操作和监视界面的电源监控系统。监控子系统与电源模块通过工业总线网络互连实现整合的经济实用、技术先进的铁路信号的电源监控系统。
2 硬软件系统设计
2.1硬件体系设计

图1 硬件体系设计

　　铁路信号电源监控硬件体系设计参见图1。系统规模：44个数字量输入；1个数字量输出；6个电源模块；39路模拟量输入。
　　控制系统配置如下：触摸屏：DOPA75CSTD；PLC：DVP16EH00T＋1个DVP04AD-H＋3个DVP16HM11N；电源模块通讯卡1块；分时采集电路卡1块。
　　触摸屏主要是用来显示采集数据、报警、报警上下限设定、采集数据显示微调、报警数据显示、历史趋势图显示等。PLC主要是采集数据并计算，由于考虑系统对模拟量采集的速度要求不是很高，为了节省成本，系统中使用了1 个DVP04AD-H对39路模拟量进行了分时采集，为了实现这个功能我们与厂家共同实验开发了一个电子开关电路，对39路模拟量分了十组、每组4路，通过输出不同的组别进行采集。电源通讯卡主要负责把6块电源模块的数据汇总并且通过RS484接口以MODBUS协议与PLC通讯，使PLC采集得到6块电源模块的数据，为实现这个功能我们公司的电源研发部门做了大量的工作，终使PLC与电源模块的通讯卡实现了通讯，电源模块的信息得到了采集。

2.2软件体系设计
　　（1）系统功能设计：44个数字量采集显示，故障判断；6个电源模块的数据采集显示、显示电源模块的工作状态并判断报警；39路模拟量显示、并判断上下限报警；显示报警画面、报警信息、当前报警、报警频次；报警上下限设定；数据微调功能，并且显示微调值；
历史趋势图显示；不同画面开启权限设定；
　　以上有必要说明的是数据微调功能，由于现场的一次测量元件测量会有误差，而且此误差是固定的，短时间内是不变的，所以在程序当中增加这部分功能，使终显示出来的数值是消除误差之后的值；
　　（2）系统结构设计分为HMI人机对话界面部分和PLC现场监控部分。HMI部分主要构架参见图2。

图2 HMI人机对话界面

　　PLC监控部分主要包括：电源模块通讯；分时采集40路模拟量，每次采集4路；对采集的模拟量根据量程进行计算得出显示值，显示电源模块的工作状态并判断报警；微调值计算，显示值微调，并做负值消除；故障和报警；数字量采集显示，故障判断；

3 工程调试
　　调试分时采集功能时需要注意分时采集的时间，过大会影响整体数据采集的时间，过小会造成采集数据混乱，另外需要在两次采集数据之间加一段间隔时间，避免两组数据的重叠。对采集的模拟量根据量程进行计算得出显示值。微调值计算，显示值微调，并做负值消除；注意微调时可能会出现负值情况，所以要考虑负值的消除。电源模块通讯注意电源通讯时的通讯协议一定要在通讯卡中设置好，包括站号设定，另外注意地址对应。故障和报警；因为报警点共有79个，很繁琐，需要思路清晰。

4结束语

可编程逻辑控制器（PLC）是八十年代发展起来的新一代工业控制装置，是自动控制、计算机和通信技术相结合的产物，是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备。
由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和运行的长周期连续性，使PLC在设计上有自己独特的特点：可靠性高，适应性广，具有通信功能，编程方便，结构模块化。
在现代集散控制系统中，PLC已经成为一种重要的基本控制单元，在工业控制领域中应用前景极其广泛。
1.系统概况
大庆石化公司化工一厂火炬系统是在生产装置紧急停车的情况下，需要对紧急排放的气体进行燃烧的安全保护性装置，同时也用来燃烧生产过程中排放的有毒废气。
1.1工作过程
当燃气排放时，火炬总管内的流量信号升高到给定值时，系统认为有燃气向火炬排放，由PLC+PC计算机等组成的控制系统，控制高压发生器和调理器输出高电压，使高空点火器内的电梯发生装置产生面状电弧火源，并打开高压燃气电磁阀向高空点火器内喷入燃气，同时与空气混合被点燃，自高空点火器顶部喷出火焰，并引燃火炬顶部的排放燃气。
火炬点燃后，由火炬火焰遥测器探得火焰信号，反馈给控制系统，停止向高空点火器供给高压电和燃气，点火过程完成，系统处于监控状态。
当因某种原因，火炬自动熄灭，排放燃气依然存在时，系统将自动重新点火，以保证火炬点燃。当火炬点燃后，火炬顶部的消烟蒸汽也同时投用。系统将自动打开消烟蒸汽管道上的蒸汽控制阀，若火炬熄灭，系统会自动关闭蒸汽调节阀，接通氮气。火炬排放气如果停止排放，或排放很少，火炬可能熄灭，氮气将自动引入火炬筒内，火炬点燃时自动切断氮气。
2.控制系统配置流程图
控制系统的逻辑程序是按照自动点火系统的工艺特征、电发弧特性、燃气特性、安全要求、输入/输出参数等综合因素统筹考虑而设计的如图1所示。

3.硬件组成
3.1操作站硬件配置如图2。
*CPU 1G
*内存 256M

*硬盘 40G
3.2 PLC硬件配置
*CPU单元 C200HS-CPU21-E
*CPU底板 C200H-BC101-V2
*开关量输入单元C200H-ID212
*模拟输入单元C200H-AD002

图2 硬件配置图
*继电器输出单元C200H-OC225
*通讯接口 RS232
I/O点分配：
开关量输入：16路
开关量输出：16路
模拟量输入：隔离输入8路（可扩16路）
模拟量输出：8路
4.软件配置
*操作系统 bbbbbbs NT4.0
*系统软件 TAL-401.PLC
*应用软件 WINMAKER V4.01
4.1系统软件功能特点
TAL-401.PLC支持软件是基于bbbbbbs3.1/95，支持梯形图和助记符的编程工具，它充分利用bbbbbbs GUI 功能，大量使用通俗易懂的显示，更有效的剪贴操作和鼠标操作。
PLC面向现场的模拟量输入输出设备和各种开关量的输入输出设备，实现数据的采集、运算及各种逻辑动作的实时控制。
PLC在脱离PC机的情况下依然能够正常运转进行实时控制，一些运行结果、特征标记、采集的数据值和运算结果都存入PLC相应的存储单元，等待PC机取出。
PLC接受PC机的命令，通过计算机实施点火操作。
软件特点：
－在线状态中可以编写程序。
－对应于丰富的SYSMAC 机器：适用于SYSMAC C系列到CVM1/CV 系列的机器。
－可以读出并编写用欧姆龙DOS版支持软件（CV支持软件、SYSMAC 支持软件等）编写的程序。
－在多重窗口下可同时编写多个程序，由此可以高效地编写程序。
－可以进行指令、I/O名称、I/O指令、行指令的部分查找，还可以查找、替换I/O编号、DM 等内容。
4.2应用软件WINMAKER V4.01
可实现如下功能：
-可以在WIN95；98；2000；NT平台上安装。
-面向PLC，具有很强的编辑功能。
-可以采集PLC中的数据，也可修改PLC中的内容。
-可以进行画面、曲线、显示点、报警、控制等功能的编辑。
-可以对各种给定参数进行修改。
-实现系统连接控制和程序控制之间的切换。
-按显示系统模拟流程画面。
-显示系统操作画面和参数调整画面。
-显示报警画面。
-显示数据报表画面
-打印显示画面、设置参数和报表等
5.系统实现的功能
5.1操作功能
1.动点火：实现半自动、全自动、硬手动点火的控制与显示。
2.停止点火：控制高压电相关设备和某些工艺参数的接通与断开。
3.试报警：实现点火失败的报警系统。
4.消报警：确认报警。
5.打印画面：打印各种即时报表，操作信息，历史曲线。
5.2显示功能
1、 显示流程图如图3。
2、 显示当前参数曲线。
3、 显示历史趋势。
4、 显示过程即时值。
5、 显示积算器记录。
6、 显示记录查询。

5.3门槛设置
1、 设定燃气排放压力启动点火门槛。
2、 设定火炬火焰，确定燃烧的门槛。
3、 设定高空点火器门槛。
5.4时间设定
1、 设定点火持续时间。
2、 设定送燃气时间。
3、 设定火焰确认时间。
4、 设定点火次数。
5、 设定超前送高压时间。
6、 设定再次点火间隔时间。
6.编程步骤
编制一个PC控制程序的基本步骤如下，如图4：
1、确定被控制系统必须做哪些事情及完成的顺序；
2、分配输入和输出设备到PC的I/O位。也就是决定哪些外部设备将发送信号到PC和哪些设备从PC接收信号；
3、使用继电器梯形符号，画出梯形图以描述所需操作规程的顺序和他们之间的内部关系；
4、如果用编程器，应把梯形图符号转换为记忆符指令代码，使程序逻辑能够被输入到CPU；
5、对程序的错误进行检查；
6、调整程序以纠正错误；
7、运行程序并测试执行中的错误；
8、再次调整程序以纠正错误。

7.投用效果
该PLC火炬自动点火系统自2005年6月投用以来，目前使用状况良好，运行稳定，可实现火炬在线自动点火，即在没有废气排放时熄灭火炬长明灯。该系统克服了人工点火、长明灯点火和一般电打火的缺陷，采用独特的电梯发弧方式和远距离遥测火炬火焰，以PLC+PC组成主控器，实现了火炬点火安全可靠，为我厂全面回收装置废气，彻底消灭火炬长明灯提供了安全可靠的保证。