西门子模块6ES7231-0HC22-0XA8使用方式

1 、概述
大庆油田天然气红压深冷装置是天然气分公司大的气处理装置，每天处理天然气量达到90万方，生产轻烃200余吨。根据天然气深冷分离装置自动化监控系统的设计要求，由于相关的PLC设备分布广泛，监控功能要求自动化程度高，而且有关的信息要迅速获取及处理，并要易于管理。因此自动控制系统以OPTO 22公司SNAP I/O系统作为骨干框架，结合其极其先进易用的应用开发组态软件包Factory Floor Suit 4.0c，在32位的bbbbbbS操作系统平台上，开发出既能很简便完成系统各种监控功能，又具有使用灵活的人机界面的天然气深冷分离装置自动化监控系统应用软件，监控装置区各工艺点的温度、压力、差压、调节阀、电磁阀等。装置内压缩机、膨胀机、丙烷制冷机、ESD紧急停车系统等与OPTO22 SNAP I/O系统通过通讯进行数据交换，由于机组自带的PLC系统出自多个厂家，通讯标准不同，技术难度较大。
我们通过不断摸索、实践，在较短时间内，顺利完成了多个系统间的通信问题，使系统具有可靠性高、兼容性强、操作简便等优点，并且为项目节省了投资。
2、通讯系统的要求
1) 具备实时数据传输通讯功能，利用OPTO22 产品的强大的通讯优势，将生产数据实时传输到OPTO22 SNAP I/O系统。
2) 完善的安全监控功能。OPTO22 SNAP I/O系统接收到机组通讯传出的报警信号，能够及时记录并执行相应现场控制流程。
3) 支持多通讯协议；
4) 良好的中文人机界面；
5) 采用工业组态软件实现，便于维护、扩充和升级；
3、技术实现
红压深冷装置项目由压缩机控制子系统、膨胀机控制子系统、丙烷机控制子系统、ESD紧急停车子系统和OPTO 22公司OPTO22 SNAP I/O控制系统(ME系统)五部分组成。其中前四个系统只是进行局部的单体控制，与OPTO22 SNAP I/O控制系统之间通过网络通讯实现数据交换。OPTO22 SNAP I/O系统(ME系统)在整个系统中处于全局控制和监视的至关重要的地位。
在本项目中我们使用OPTO22 SNAP I/O控制系统的OPTO22 SNAP LCM4做为主控制器，该控制器CPU采用32位Motorola 68EC030 处理器，4MB内存带电池后备，2MB快闪可读写内存，四个串行接口，一个固定的RS-485，三个可分别独立设定为RS-232/485。我们利用控制器自带的串行接口进行编程实现。
在现场应用中，首先我们分析ESD系统。ESD紧急停车系统是红压深冷装置的基础，它采用SIEMENS S7-400 可编程序控制器实现，自身设计成主站工作，无上位机显示设备，监视完全在OPTO22 SNAP I/O中实现。OPTO22 SNAP I/O控制系统中的LCM4控制器的COM0---COM3 通讯端口可以根据需要设置成232或485方式，根据现场的多次通讯实验，通讯采用标准MODBUS 方式实现不了。主要原因是ESD 系统采用的是主站方式，若改为从站通讯方式需更换所有 ESD软、硬件。费用太高，实现不可能。经过对ESD PLC的进一步分析,我们决定采用自由口通讯方式，把SIEMENS S7-400 通讯端口用485接线方式连接到与其标准兼容的LCM4控制器的COM3上。通过编制数据交换程序，设定起始码、奇偶效验、每个数组的位数、传输波特率等。调试过程中，DCS接收到了ESD发送的数据，但稳定性差,在线（ONLINE）程序中看到有时出现空栈错误，程序运行至通讯时逻辑不正常，经过反复分析及多次试验，在程序中加了数据同步处理，至此，与ESD通讯完全正常，实现了DCS与紧急停车系统的通讯。
在与压缩机系统PLC通讯时，压缩机系统采用GE公司的90-70，我们采用MODBUS RTU方式，编制相应程序，在程序编制完成后，通过下装、运行，不断调试，终顺利的进行了连接。
在实现上述两个机组通讯实现的基础上，利用积累的经验，根据机组各自的特点，实现了DCS与全部机组的通讯。
二、系统结构及配置方案
在本系统中，采用OPTO 22的先进且成熟可靠的OPTO22 SNAP I/O系统，这是一个应用串行通讯多次重发技术的三层分布式网络。本系统由自控中心的监控主机PC和四台OPTO 22的主控制器OPTO22 SNAP-LCM4以及7个可分布安装放置的前端智能I/O单元B3000组成，有关的系统结构示意图，请参阅以下的图示。

在如图所示的三层网络结构中，上一层是由PC组成，使用ETHERNET网络连接，作为监控系统的人机界面，动态显示各种设备运转的实时状态，显示和记录设备的异常和故障报警，设定设备的自动运行时间及条件，操作者可切换系统设备按自动或手动的方式运行。另外如用户有所要求，可把监控主机设立为Web Sever，所有的监控图画转换为Web Page，用户可在局域网和互联网上，使用标准的网页浏览器Internet Explorer，对系统实行监视甚至进行操作控制。
第二层由四台OPTO 22控制器OPTO22 SNAP-LCM4组成，各控制器与监控主机之间采用以太网通讯方式，组成监控网络（C-Net）。其中两台控制器与现场I/O相联，另外每台控制器与现场PLC相联。
第三层是由多台PLC及7个I/O智能单元B3000组成。I/O单元之间及相关控制器之间由RS-485,组成I/O网络(I/O-NET)，I/O单元的距离是1000m，加通讯重发器可延长分布距离。这样就可以把I/O单元和I/O模块分散安置在各相关设备附近，使连接的信号线减到少，大大减少信号传输过程中受到干扰的机会。I/O单元直接获取设备的工作状态和报警信号，设备的检测信号数值，同时可自动或手动控制设备的运转，对有关的PID运算控制回路，进行本地的运算和调节，大大加强了系统的实时控制及快捷反应能力。
结束语
通过实践证明OPTO22 OPTO22 SNAP I/O 系统与多机组PLC间通讯是稳定的和便捷的，实时性好，可靠性也高。体现了OPTO22 OPTO22 SNAP I/O 系统灵活、多变、通讯功能强大的特点。

一、 前言

晒版机可对锌版、PS版、树脂版等印刷感光版材完成晒版工作。
       传统的控制方式是使用单片机板完成系统控制，这种控制方式的缺点是，系统工作不稳定，参数设定繁琐、维护麻烦。
      矩形科技公司的V80系列PLC控制晒版机，系统工作稳定、抗干扰能力强、参数修改简单易懂、维护很方便、用户还可以根据自己的需要设计不同的界面。采用自动控制的二次抽气方式，预先慢速抽气，然后快速抽气，保证晒版质量。

二、 V80小型M16DR的特点
       V80-M16DR系列PLC是V80系列中的一款通用型16点小型可编程控制器，具有高硬件集成度，采用专用硬件逻辑处理芯片，程序执行速度高和I/O处理能力强，配合标准的编程软件VLadder丰富的指令功能，可以处理快速的离散量顺序处理。 
　特性
         I/O控制点多。可控制的I/O点大可达256点。
         程序记忆容量大。梯形图程序容量为48k words，可做各种复杂的控制。
         程序扫描速度快。执行每1K words的程序仅需0.2ms，系统反应迅速。
         在线操作控制能力。可在线程序编辑、存取、仿真、控制及参数设定。
         应用指令丰富。除具有基本梯形图指令、计数、计时指令外，还具有浮点数运算指令、数码转换指令、数据处理指令、PID指令及特殊指令等，能适应各种复杂的控制要求。
          具备完整的自我诊断功能。遇故障时即自我警告，并可关掉系统的运作。
         具有可靠的掉电保护功能。能够保证运行时的数据不丢失。
         强大的仿真控制与显示能力。通过编程软件的显示画面，可仿真输入与输出显示。
         简单易用的编程软件。V80系列PLC的编程软件采用梯形图编程方式简单易用。

三、 晒版工艺流程

放版－－－－下框架－－－－抽真空－－－－下布帘－－－－一次曝光¬¬－－－－曝光电机－－－－二次曝光－－－－上布帘
 

四、 晒版机输入信号
1、 光计量
2、 盖板开关
3、 布帘下限
4、 后限位
5、 前限位

五、 晒版机输出信号
1、 曝光
2、 吸气
3、 后退
4、 前进
5、 二次吸气
6、 真空泵
  

六、晒版机电路图
 

一、 前言

       PS版冲版机可使已曝光的广告艺术用PS版及工业用PS版（阳图版、阴图版）快速完成显影、水洗、上胶、烘干。
       传统PS版冲版机的控制系统，使用PWM控制显影电机速度， 这种控制方式存在电压波动大、速度不稳定、显影时间不能jingque的调整。
        矩形科技M20MAD控制器模拟量电压输出精度12位，能非常jingque控制冲版机的显影时间，解决了传统方式中的波动问题。M20MAD控制器自带继电器输出，可以为用户节省成本。

二、 M20MAD控制器的特点

       M20MAD模块是一款在本体上自带模拟量的混合型控制器，设计灵活，可以根据用户要求进行修改和裁减，适合不同应用场合，标准配置如下：
1、6通道12位分辨率的单端（电压/电流可选）输入通道
2、2通道12位分辨率的DA输出（电压/电流可选）,标准型是AO1输出4-20mA电流、AO2输出0-10V电压。
3、7点继电器输出
4、5点开关量输入（5路都可以用于软高速计数，频率10K以内）
5、通信口RS232
6、自带实时时钟
7、自带电池，实现数据的掉电保持功能
8、自带FLASH，保存程序及参数
9、直流24V供电/交流供电可选

根据用户的不同需要，对配置进行修改，可选配置如下：
1、3通道（通道1－通道3）热电阻输入（类型可选）；
2、通信口RS485可选；RS485通信口可根据需要（接到A+、B-）外接一个120欧姆的终端电阻；若接成上、下拉电阻则相应回路的继电器DO6、DO7不能使用。

三、 PS版冲版工艺流程图

四、 M20MAD应用于冲版机输入信号
1、 PS版进版感应传感器
2、 二次水洗控制按钮
3、 传动马达走版计数
4、 显影温度热电阻输入（10K负温度热电阻）
5、 烘干温度热电阻输入（10K负温度热电阻）

五、 M20MAD应用于冲版机输出信号
1、 显影循环泵
2、 蜂鸣器报警
3、 风机和水洗阀
4、 补液
5、 显影加热
6、 烘干加热
7、 传动马达调速（0-5V输出）
8、 毛刷马达调速（0-5V输出）
  

六、电路图
 

 引言
      程控变频钢球加工机床是我公司主导产品，产销量居国内首位，并批量出口美、德、日、韩、意大利等国。产品设计吸收了国内外多项先进技术，本文就电气传动控制部分进行阐述。

       九十年代以来，变频传动技术日臻完善，其调速稳定，节能降耗，方便可靠等优点突出，已完全取代原来的滑差调速和直流调速。而可编程序控制器易于编程，易实现传统的继电器控制不能实现的许多功能。PLC与变频器的系统集成自动化已成为产品设计时的解决方案。RS485通讯只需用两根线，安全可靠且传输距离远被广泛应用在变频器和PLC上，这就使变频器与可编程序控制器通讯极为便利，低廉的成本也提高了产品的竞争力。

2 工艺过程简述
      研磨机的主要动作为转动研磨盘由主减速电机经一对三角皮带轮，通过卸荷带轮内的花键幅带动主轴旋转获得，输球料盘由减速电机经过一对链轮传递蜗杆减速箱，减速后由料盘内的直齿轮啮合带动料盘旋转。两者均需要选用不同的转速来加工不同系列的钢球，为此均选用变频调速。为了安全期间，在系统中也加上了机床运转保护功能。如主轴运行监控接近开关，装在机床的主轴大皮带轮上，随时监视研磨盘的运动状态，防止皮带打滑造成研磨盘卡死，当转速低于正常值时，就停车报警；料盘除设有转速检测外，还加有堆球时快速停机，在设定时间内若恢复正常则重新自动运行的保护。

3 系统硬件设计
3.1 单自动化平台
       艾默生CT的EC10系列小型PLC因其运行速度快、通讯组网能力强、编程灵活、仿真模拟运行方便、程序保密性强、抗干扰能力强、性能稳定可靠，钢球研球机成为钢球研球机PLC的自动化平台。根据工程经验，爱默生EV1000系列变频器故障率能极低，能实现高转矩、宽调速范围驱动，有优越的防跳闸性能，对恶劣电网、高温、潮湿和粉尘有较大的适应能力，能较好满足钢球专用加工设备的多样化的使用环境，可以实现单品牌同平台技术集成，也成为项目设计的。由此项目通过选用爱默生的EC10-1614BRA小型PLC及EV1000-4T0055G和EV1000－2S0007G变频器，达到了单一自动化平台技术集成，例如EC10系列PLC对艾默生CT系列的变频器有简洁的通讯指令，一条指令即可控制变频器的运行控制。

3.2 电气原理设计
       系统主电机电气原理（料盘电机控制与主电机同）如图1所示。为了用户调速及监控运行速度，电动机转速由电位器调节，其数值由线性数显表显示，不通过通讯控制。主令按钮线直接接于PLC的开关量输入点上。PLC——变频器对电机的启动、停止、点动功能采用通讯控制方式，使用双绞线通过RS485口来实现PLC对变频器的启停控制，这样极少占用PLC的输出点，也无需用接触器控制，降低了机床的成本。EV1000的RS485口直接端子连接，极为方便。但需要注意的是RS485口“+”，“—”极性不能接反，否则将无动作。因变频器本身具备过电流，过电压，欠电压，接地，过热和过载等多项保护功能，一旦异常故障发生，常开点RA，RC闭合，变频器立即停止输出，将断开所有的动作并停车报警，我们将其接入PLC的输入点来控制。变频器故障时可查看变频器屏幕上显示内容，对照变频器使用说明书异常原因及处置方法，采用相对应的措施进行处理即可。变频器多项对输出的保护功能使我们无须对电动机另加保护环节，直接接于变频器的输出端子上即可。针对变频器的输入端保护相对较为薄弱，在输入端加上无熔丝断路器QF实现反时限热保护。

图1 电气原理

4 系统软件设计
       EV1000变频器具有丰富的控制功能。因为研球机的两控制电机均为减速电机，选择做静止自整定，然后对高操作频率，低操作频率， JOG点动频率，加/减速时间，频率指令来源，运转信号来源，停车方式、过载报警检出及时间等参数进行设定。针对个别机床的共振现象对载波频率，跳跃频率，电机稳定因子等参数进行设定。为实现轻压启动机床及节电等性能，对转矩提升、自动节能、AVR功能等参数设定来优化系统性能；对通讯位址，通讯送传速度，通讯资料格式等参数进行设定，以使PLC对变频器实施控制。EC10系列PLC对艾默生CT系列的变频器有简洁的通讯指令，一条指令即可控制变频器的运行。
 

      通讯协议采用MODBUS模式，EVFWD为正转，1为COM1通道(EC10只支持通道1)，1为通讯地址，其值必须预先设定，与变频器通讯地址一致，“唯一”且不可覆盖。EVREV为反转指令，EVDFWD为正向点动指令，EVSTOP为停止指令。

5 结束语
       该系统应用变频器调速实现无级调速，满足用户工艺多样化的需求。使用RS485通讯口，不占用PLC的输出点，接线少，提高了产品的可靠性。所选艾默生CT变频器具有较强的自诊断功能，便于维护。该系统自投入使用以来，运行稳定，工作可靠，尚未出现故障，具有很高的性价比