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西门子模块6ES7223-1BL22-0XA8产品特点

西门子模块6ES7223-1BL22-0XA8产品特点

  引言
    可编程控制器PLC外部接线简单方便,它的控制主要是程序的设计,编制梯形图是常用的编程方式,使用中一般有经验设计法,逻辑设计法,继电器控制电路移植法和顺序控制设计法,其中顺序控制设计法也叫功能表图设计法,功能表图是一种用来描述控制系统的控制过程功能、特性的图形,它主要是由步、转换、转换条件、箭头线和动作组成。这是一种先进的设计方法,对于复杂系统,可以节约60%~90%的设计时间.我国1986年颁布了功能表图的国家标准(GB6988.6-86)。有了功能表图后,可以用四种方式编制梯形图,它们分别是:起保停编程方式、步进梯形指令编程方式、移位寄存器编程方式和置位复位编程方式。本文以三菱公司F1系列PLC为例,说明实现顺序控制的四种编程方式。
    例如:某PLC控制的回转工作台控制钻孔的过程是:当回转工作台不转且钻头回转时,若传感器X400检测到工件到位,钻头向下工进Y430当钻到一定深度钻头套筒压到下接近开关X401时,计时器T450计时,4s后快退Y431到上接近开关X402,就回到了原位。功能表图见图1:

图1     功能表图


2  使用起保停电路的编程方式
    起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令,无需编程元件做中间环节,各种型号PLC的指令系统都有相关指令,加上该电路利用自保持,从而具有记忆功能,且与传统继电器控制电路基本相类似,因此得到了广泛的应用。这种编程方法通用性强,编程容易掌握,一般在原继电器控制系统的PLC改造过程中应用较多。如图2为使用起保停电路编程方式编制的与图1顺序功能图所对应的梯形图,图2中只有常开触点、常闭触点及输出线圈组成。

图2     起保停电路实现顺序控制


3  使用步进梯形指令的编程方式
    步进梯形指令是专门为顺序控制设计提供的指令,它的步只能用状态寄存器S来表示,状态寄存器有断电保持功能,在编制顺序控制程序时应与步进指令一起使用,而且状态寄存器必须用置位指令SET置位,这样才具有控制功能,状态寄存器S才能提供STL触点,否则状态寄存器S与一般的中间继电器M相同。在步进梯形图中不同的步进段允许有双重输出,即允许有重号的负载输出,在步进触点结束时要用RET指令使后面的程序返回原母线。把图1中的0-3用状态寄存器S600-S603代替,代替以后使用步进梯形指令编程,对应的梯形图如图3所示。这种编程方法很容易被初学者接受和掌握,对于有经验的工程师,也会tigao设计效率,程序的调试、修改和阅读也很容易,使用方便,程序也较短,在顺序控制设计中应优先考虑,该法在工业自动化控制中应用较多。

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图3     步进指令实现顺序控制

   
4  使用移位寄存器的编程方式
    从功能表图可以看出,在0-3各步中只有一个步在某时刻接通而其他步都在断开,把各步用中间继电器M200-M203代替,就很容易用移位寄存器实现控制。图4为用移位寄存器编程时的梯形图,采用移位寄存器M200-M217的前四位M200-M203代表4个步,组成1个环形移位寄存器。用移位寄存器主要是对数据、移位、复位3个输入信号的处理。该方法设计的梯形图看起来简洁,所用指令也较少,但对较复杂控制系统设计就不方便,使用过程中在线修改能力差,在工业控制中使用较少,大多数应用在彩灯顺序控制电路中。

图4     移位寄存器实现顺序控制


5  使用置位复位指令的编程方式
    如图5为使用置位复位编程方式编制的与图1顺序功能图所对应的梯形图。在以置位复位指令的编程方式中,用某一转换所有前级步对应的辅助继电器的常开触点与转换对应的触点或电路串联,作为使所有后续步对应的辅助继电器置位和使所有前级步对应的辅助继电器复位的条件。对简单顺序控制系统也可直接对输出继电器置位或复位。该方法顺序转换关系明确,编程易理解,一般多用于自动控制系统中手动控制程序的编程。

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图5     置位复位指令实现顺序控制


    以上四种顺序控制编程方式各有特点,可以根据实际情况选择一种来编制梯形图,它们的一般比较见附表。教学实践表明这些编程方式很容易被初学者接受和掌握,用它们可以得心应手地设计出任意复杂的顺序控制程序。

6  结束语
    采用功能表图的四种方式来编制梯形图,可适应于不同场合,供工程技术人员视工艺要求决定。它是一种先进的设计方法,对于复杂系统,能节省(60~90)%的时间。

FX-PLC的编程口通讯协议只有几个命令,这就是"0,1,7,8"(读/写/强制位ON/强制位OFF), 它以PLC内部映象地址为操作对象,所有元件地址都从一张映象地址表中换算出来,包括用户程序。 它属于低层操作协议,有强大的功能,诸如元件读写、强制位元件、程序读写、密码读写、非连续地址通讯时用的指针队列读写....有厂家编程软件所提供的全部功能(它也是通过编程口与PLC连接的)。在上位机独占PLC的直连条件下,是一种得心应手的通讯方法。 本人尝试在Execl电子表格中编程,遍历读出FX-PLC的全部映象地址里的数据和它的状态 ,当然它包含了PLC的全部元件区和用户程序区(PLC密码在程序区内)了。 具体做法: 1. 在新建的XLS文档里,命名一个“遍历读FXPLC”和一个“PLC数据”工作表。 2. VBA程序全部放在与“遍历读FXPLC”工作表对应的代码区内,工作表的行放3个控件,一个MSCOMM通讯控件和两个命令按钮。这里要说明的是,用户在安装了VB6.0后才可使用 MSCOMM控件,当然可以在自有 MSCOMM32.OCX 时自行注册后使用。 MSCOMM控件的引用: 在Exexl的菜单栏中点击: 视图 -> 工具栏 -> 控件工具箱, 将它拖到工具栏上或其它合 适的位置. 点击控件工具箱工具上的"查看代码"按钮,进入代码编辑区,再点击VB编辑器的菜单栏中的: 工具 -> 引用,在"可使用的引用" 区中寻找"MSCOMM32.OCX"控件并选中它。如找不到,点 击"浏览"按钮,在bbbbbbs的系统文件区(system/system32)可找到它, 注意在文件类型栏 中应选"ActiveX控件(*.OCX)",找到"MSCOMM32.OCX"文件后点击选择,退出。 3.返回Execl编辑器,点击控件工具箱上的"其它控件"按钮,在它的菜单栏中选中: Microsoft Chart Control, version 6.0 或: Microsoft Communications Control, version 6.0 把这个电话机图标安放在"遍历读FXPLC"工作表的行上,它的缺省名为MSComm1 再在控件工具箱拖放两个命令按钮放到行:CommandButton1和CommandButton2, 给按钮分别命名为"开始测试"和"打断操作"。 4.说明:"遍历读FXPLC"工作表从第二行起由程序自动填写每次操作的状态,如:"0000:OK", 表示读映象地址0000区时得到了正确的数据,而“8000:ERR”则表示在读8000h映象地址 时出错。 "PLC数据"工作表由程序自动填写由PLC返回的对应数据,如"8000:XXXXXXX.....",它表示 PLC返回8000h首地址开始的完整数据(含起始符、结束符和校验码)。 程序开始运行后,整个读入过程大约需时10-15分钟。 5.下面就可以在"遍历读FXPLC"的代码区编制代VB代码了。

1  引言
目前,我国酸雨面积占我国国土面积的三分之一,环境形势十分严峻,加大环境保护力度,控制污染源排放量,特别是SO2的排放量,是目前环境保护工作的重中之重。国家环保总局出台了政策,对排放量20吨以上排量的锅炉必须安装烟气监测系统,我公司研制的CEMS固定污染源烟气连续排放监测系统具有世界水平,自动化程度高,真正实现无人职守,是远程通讯传输数据的监测系统。
可编程控制器(PLC)是专为工业环境下应用而设计的工业控制平台,已经成为电气控制系统中应用为广泛的核心位置,它不仅能实现复杂的逻辑控制,还能完成各种顺序或定时的闭环控制功能,并且抗干扰能力强、可靠性高、稳定性好、体积小,能在恶劣环境下长时间、不间断运行,且编程简单,维护方便,并配有各类通讯接口与模块处理,可方便各级连接。

2  固定污染源在线监控系统
根据国家标准《固定污染源排放烟气连续检测系统技术要求及监测方法》,固定污染源在线监测系统监控部分采用典型的两级监控方式。上位机以标准的工业控制计算机(IPC)作为主要的人机界面(Human-Machine Interface),为生产管理级,完成对下位机的监控、生产操作管理等,主要面向操作人员;下位机由GE FANUC的MICRO型号PLC构成,为基础测控级,完成生产现场的数据采集及过程控制等,面向生产过程。自行设计的软件是一个监控管理系统,它真实的将监控过程中的数据显示、记录、打印以及通过网络传送等功能集成为一体。
2.1  系统控制要求概述
(1) 在监测过程中,存在许多的物理量,如压力、温度、liuliang等模拟量参数。需要通过PLC对这些参数进行实时采集和处理。
(2) 系统监测过程的状态显示,即将整个监控系统中,传感器、分析仪等的状态进行监控显示,如故障、报警等状态的显示。
(3) 系统反吹清扫装置的自动控制。采样系统和皮托管由于长期处于烟囱里面,环境恶劣,容易在进口处聚集灰尘,所以必须定时用压缩空气进行吹扫。通过PLC方便的控制电磁阀的开关来进行反吹。
根据以上的控制要求,下面我们将详述为满足固定污染源在线监控系统所需要的硬件和软件组态。
2.2  系统硬件组态
为了满足上面提到的固定污染源再现监控的控制要球,系统采用了GE FANUC的MICRO型号PLC,根据系统控制的I/O点数以及考虑以后的扩展功能等要求,我们选择了以下硬件配置:
(1) 研华的工业控制计算机(IPC),操作系统为bbbbbbs 2000 Professional,采用Pentium Ⅳ处理器,2.66GHz主频,256M内存,40G硬盘;
(2) GE FANUC的MICRO PLC IC200UDR005主模块;
(3) GE FANUC的MICRO PLC的模拟/数字量模块IC200UEX636 2块;
(4) GE FANUC的MICRO PLC的输入输出扩展模IC200UEX011 1块;
组态的主要工作是完成硬件型号参数设置、通讯模式选择、设定地址、传输方式、数据通讯方式等。使用GE FANUC的MICRO PLC专用编程软件VersaPro进行组态。具体的组态过程是这样的:打开VERSAPRO,进入View下面的Hardware Configuration,创建一个组态文件或者是打开一个已存在的文件。或者选中某个已存在的文件的Hardware Configuration并双击,打开硬件组态程序HWC,根据上面所选的硬件进行组态

2  固定污染源在线监控系统
根据国家标准《固定污染源排放烟气连续检测系统技术要求及监测方法》,固定污染源在线监测系统监控部分采用典型的两级监控方式。上位机以标准的工业控制计算机(IPC)作为主要的人机界面(Human-Machine Interface),为生产管理级,完成对下位机的监控、生产操作管理等,主要面向操作人员;下位机由GE FANUC的MICRO型号PLC构成,为基础测控级,完成生产现场的数据采集及过程控制等,面向生产过程。自行设计的软件是一个监控管理系统,它真实的将监控过程中的数据显示、记录、打印以及通过网络传送等功能集成为一体。
2.1  系统控制要求概述
(1) 在监测过程中,存在许多的物理量,如压力、温度、liuliang等模拟量参数。需要通过PLC对这些参数进行实时采集和处理。
(2) 系统监测过程的状态显示,即将整个监控系统中,传感器、分析仪等的状态进行监控显示,如故障、报警等状态的显示。
(3) 系统反吹清扫装置的自动控制。采样系统和皮托管由于长期处于烟囱里面,环境恶劣,容易在进口处聚集灰尘,所以必须定时用压缩空气进行吹扫。通过PLC方便的控制电磁阀的开关来进行反吹。
根据以上的控制要求,下面我们将详述为满足固定污染源在线监控系统所需要的硬件和软件组态。
2.2  系统硬件组态
为了满足上面提到的固定污染源再现监控的控制要球,系统采用了GE FANUC的MICRO型号PLC,根据系统控制的I/O点数以及考虑以后的扩展功能等要求,我们选择了以下硬件配置:
(1) 研华的工业控制计算机(IPC),操作系统为bbbbbbs 2000 Professional,采用Pentium Ⅳ处理器,2.66GHz主频,256M内存,40G硬盘;
(2) GE FANUC的MICRO PLC IC200UDR005主模块;
(3) GE FANUC的MICRO PLC的模拟/数字量模块IC200UEX636 2块;
(4) GE FANUC的MICRO PLC的输入输出扩展模IC200UEX011 1块;
组态的主要工作是完成硬件型号参数设置、通讯模式选择、设定地址、传输方式、数据通讯方式等。使用GE FANUC的MICRO PLC专用编程软件VersaPro进行组态。具体的组态过程是这样的:打开VERSAPRO,进入View下面的Hardware Configuration,创建一个组态文件或者是打开一个已存在的文件。或者选中某个已存在的文件的Hardware Configuration并双击,打开硬件组态程序HWC,根据上面所选的硬件进行组态,基于硬件的组态图如图1所示:


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3  软件组态
在本系统中,上位机使用自行设计的监控软件,下位机使用VersaPro进行编程实现。下面分两部分进行介绍软件组态。
3.1  上位机软件组态
在上位机中软件设计中主要包括了以下几个内容:
(1) 数据图2显示:



如图所示,监控界面中显示了系统监控过程中的各项数据,并且将各项数据按照不通的颜色在平面坐标系中显示,能让人非常形象的查看到实时数据。
(2) 监控数据的状态显示
对于监控的数据都设置有上限,如果监测数据超限,系统的监测画面中能够显示处超限报警的图示,易于操作者及时调整设备。系统对于监控的仪器状态是否正常也有显示。
(3) 设备控制
监控程序能够对系统的一些设备进行手动控制,比如分析仪的手动标定就能够通过软件打开电磁阀然后进行手动标定。反吹控制也能够通过软件手动打开电磁阀,手动进行采样和皮托管的反吹。 
3.2  PLC编程
系统控制软件由一个主程序组成的,它是以GE FANUC的MICRO PLC所使用的VersaPro编程软件为开发环境,采用的是梯形图方式编程。
PLC的一个显著特点就是进行逻辑控制,可以把这种控制有效的应用在处理模拟量数据中,如模拟量数据的采集与变送。对于象温度、压力、liuliang等这样的模拟量输入输出参数必须实时在线采集和测量,检测部分由一次仪表构成,即测量温度的热电偶或热电阻,测量liuliang的皮托管,测量压力的电动差压变送器或压力变送器等。信号处理部分包括变送器、转换器、变换器等,作用是将传感器的输出信号进行放大、线性化、转换等处理后,变换成标准信号输出给PLC,在本文中经过变送器转换的信号为4~20mA的标准的电流信号输出。

4  结束语
本文讨论了基于PLC的固定污染源在线监控系统的设计与实现。本控制系统已在实际使用中得到了检验,能够连续的监测固定污染源排放的各种数据。在该系统中PLC控制充分发挥了其配置灵活、控制可靠、编程方便和可现场调试的优点,给整个系统的稳定性带来较大的益处。这种方法对其它生产线或设备的控制有一定的参考作用


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