十堰西门子S7-300代理商

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西门子TP27-6触摸屏与微机的连接

PLC上0口地址2 1口 地址3 其中1口与TP27相连，触摸屏远程地址设为3。波特率对应。

西门子TP270-6触摸屏的连接

1． 程序下载（232与微机通讯）
2、3；4、6；7、8对调，5直连，1、9悬空。
2． 与S7-200的连接

一种采用MPI电缆。通过6ES7922-OBA12-DXA0 2个接头，中间采用PROFIBUS电缆连接，抗干扰能力强，推荐。
另一种为应急方案，2、3、5、8直连。
同时，通过相应软件把对应的通讯方式、地址、波特率统一。

OMRON PLC通讯电缆的制作
PC(9D母) PLC(9D公)
2、3直连，5接9；PC端4、6短接，7、8短接；PLC端4、5短接

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，并要易与管理。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操作平台上，开发出既能很简单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、调节阀等。装置内压缩机、膨胀机、丙烷制冷机、ESD紧急停车系统等与OPTO 22 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OPTO 22 产品的强大的通讯优势，将生产数据实时传输到OPTO 22 SNAP I/O系统。
2） 完善的安全监控功能。OPTO 22 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） 支持多通信协议。
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位控制，与OPTO 22 SNAP I/O控制系统之间通过网络通讯实现数据交换。OPTO 22 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OPTO 22 SNAP I/O控制系统的OPTO 22 SNAP LCM4作为主控制器，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，监控完全在OPTO 22 SNAP I/O中实现。OPTO 22 SNAP I/O控制系统中的LCM4控制器的COMO----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，不可能实现。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，奇偶校验、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实验，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（ESD）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，终顺利进行了连接。
在实现上述两个机组通讯的基础上，利用积累的经验，掌握了各机组的特点，实现了DCS与全部机组通讯。

二、系统结构及配置方案
在本系统配置中，采用OPTO 22 先进且成熟可靠的OPTO 22 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OPTO 22 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。


（结构图示）
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和条件，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 SERVER，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，对系统实行监视操作和控制。
第二层由四台OPTO 22控制器 OPTO 22 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相连，另外每台控制器于现场PLC相连。
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。这样可以把I/O单元和I/O模块分散安置在相关设备附近，使连接的信号线减到少，大大减少了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OPTO 22 SNAP I/O系统与多机组PLC之间的通讯是稳定和便捷的，实时性好，可靠性高。体现了OPTO 22 SANP I/O系统灵活、多变、通讯功能强大及其广泛适应性的特点。

1 引言

PLC因为体积小、功耗低、、抗干扰能力强、编程使用方便等优点被广泛地应用于工业控制领域。但在实际应用过程中，往往是被控对象的输出点少于输入点，实现控制任务需要检测的点较多，或者操作按钮比较多，这样在选型时PLC的输出点数目可以很容易的满足要求，而对于输入点来说有可能不易满足，针对这样情况通常可以采取如下措施:(1)选取输入点数目比较多的PLC，这样在满足了控制系统对输入点数目的要求同时，增加了输出点数目，使输出点产生冗余而闲置，造成了资源浪费。(2)选择输出点数目满足要求的PLC，通过配置专用的输入模块来增加输入点数目，使输入点数目满足控制系统的要求，这种方法增加了控制系统的成本，降低了系统的性价比。(3)仍然是选择输出点数目满足要求的PLC，但在扩展时增加部分外围电路，这部分电路主要由译码器构成，这样可以大大降低系统的初期投资。(4)采用PLC的软件编程实现，其优点是在PLC输出点数目满足系统要求的前提下，选择输入点数目较少的PLC，不增加额外的硬件，利用这PLC自身固有的资源，通过编码方法实现输入点数目的扩展。本文通过对PLC输入、输出点的组合，介绍了两种基于软件编程方法的输入点扩充方法。

2 基于软件编程方法的输入点扩充方法

PLC的一个重要的特点就是各组输入、输出点的独立性较强，这一点主要表现在输入、输出点的公共端上。一方面，单独的输入、输出点可以有自己的公共端另一方面，多个输入、输出点可以共用一个公共端，这样输入、输出点相互间的组合就比较容易。通过这些组合，我们可以借用矩阵键盘扫描原理和输入节点组合矩阵的原理来增加输入点数目。
2.1 利用矩阵键盘扫描原理扩展PLC输入点数目
取PLC的m个输入点作为输入节点矩阵的行回扫线输入端，取PLC的n个输出点作为输入节点矩阵的列选择线输出端，同时将所用输入端的公共端COM和输出端的公共端COM相连，通过内部程序控制n条列选择线的状态，从而实现输入节点矩阵列扫描;通过检测m个输入点的状态，完成输入节点矩阵的行扫描;这样就可以唯一确定输入节点矩阵中某一接点的闭合状态。利用节点矩阵，可以很方便地由m个输入点和n个输出点扩展成m×n个输入点。

图1为采用矩阵键盘扫描原理扩展4×2个输入点的原理图。当PLC的输入、输出动作时必须构成一个闭合回路。下面以输入节点S0和S1说明系统的工作过程:
(1) 当PLC输出点Y0、Y1断开时，输入点I0的回路不通，此时即使输入节点S1、S2闭合，PLC也无法检测到节点的闭合。
(2) 当PLC输出点Y0闭合，Y1断开时，若输入节点S0闭合，可使PLC输入点I0有效;同时，因为Y1断开，S1闭合无效。
(3) 当PLC的输出点Y1闭合，Y0断开时，若输入节点S1闭合，可使PLC输入点I0有效;同时，因为Y0断开，S2闭合无效。通过上述分析，可以知道分时控制输出点Y0、Y1的状态，就可以唯一确定输入节点S1、S2的闭合状态，同理也可以将推广到输入节点S2、S3、S4、S5、S6、S7。在使用这种方法时必须确定键盘的扫描时间，而扫描时间的长短取决于PLC的输出点形式。对于晶体管、晶闸管以及固态继电器输出的PLC，在满足控制要求的前提下，可将扫描时间取的短一些;对于继电器输出的PLC，考虑到触点的寿命，扫描时间应适当延长。

2.2 利用输入点组合矩阵方法扩展PLC输入点数目
利用矩阵键盘扫描原理扩展PLC输入点数目的前提是PLC必须有剩余的输出点。如果没有，这种方案必然不可行，这时必须借助于输入点，下面介绍一种基于输入点组合矩阵的输入点扩展方法。
取PLC的m个输入点构成m个输入节点组，取PLC的n个输入点构成n个输入节点状态检测端，即每个输入节点组包含有n个节点，这样就可以实现m×n个输入点的扩展。当某一接点闭合时，对应的输入节点组和输入节点检测端都有信号送入PLC，通过输入节点的判断就可以唯一确定输入节点状态。
图2是利用输入节点组合矩阵扩展3×4个输入点的原理图。图2中包含有3个输入节点组，4个输入状态检测端，即每组包含4个输入节点。图2中二极管的作用是防止节点闭合时相互间的干扰。下面以输入节点S0说明系统的工作过程。
(1) 当输入节点S0断开时，对应的输入节点组输入端X0和输入状态检测端X6均无输入，表明S0断开。
(2) 当输入节点S0闭合时，对应的输入节点组输入端X0和输入状态检测端X6均有信号进入PLC，表明S0闭合。
通过上述分析，可以得到如下结论:由输入点X0和输入点X6组合的唯一性就可以唯一确定输入节点S0的状态，从而达到扩展输入点数的目的，这一结论可以从附表的真值表得出。附表1中，“1”表示PLC输入点内部触点闭合，“0”表示断开。
这种方法可方便的扩展PLC输入点数目，与前一种方法相比，对PLC的适用性较强，扫描时间的选择取决于应用程序的扫描时间。

3 结束语

利用PLC自身的输入点和输出点扩展PLC实际的输入点数目无需增加额外的硬件，tigao了系统的性价比。对于上面提到的2种扩展PLC输入点数的方法，在实验室中进行了验证，简便易懂，运行可靠，具有一定的应用价值。

1 引言

城市交通控制系统可以有效改善交通，缓解交通拥堵，tigao路网的服务水平，增加系统交通liuliang，减少延误时间和停车次数，减少燃油消耗，降低交通噪声及尾气带来的环境污染，tigao交通安全性，从而促进城市经济建设的进一步发展。
然而实施一个中央集中控制式城市交通控制系统需要昂贵的造价、建设周期长，一些中小城市难以承受，而且中小城市的交通信号控制往往只集中于有限的几条主干道上的路口，控制方式选择干线控制较为理想实用，所以开发一个中小规模的干线控制系统更符合中小城市交通控制的需求，同时该系统也适用于大城市中未受控制中心交通控制系统控制的干道上各路口的交通信号协调控制。干线控制系统与中央集中式自适应城市交通控制系统相比具有造价省、建设周期短的优点，更易于推广应用。

2 系统组成

干线控制系统主要由干道各路口的信号机和位于某路口(一般定义为关键路口)的干线控制计算机(路口线控计算机)组成，如图1所示:

图1 路口线控系统组成示意图

PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，PLC是工业自动化装置中应用多的一种设备。专家认为，PLC将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。PLC是在继电器控制逻辑基础上，与3C技术(Computer, Control, Communication)相结合，不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。

2.1 信号控制机的功能及性能指标
· 符合中华人民共和国公共行业标准GA47-2002《道路交通信号控制机》;
·工作方式有:关灯、全红、黄闪、多时段定时控制、感应控制、无电缆协调、区域协调控制(包括干线协调方式);
·具有硬件手动控制及上位机用户的软件手动控制;
·可与上位机(干线控制计算机)进行相关数据通讯;
·至少可接入32路检测器、驱动48路信号灯;
·多可执行16个相位信号控制，可设置运行32个时段、32个方案、16个特殊日时段方案;
·可通过手持设备或面板上的按键方便地设置相关参数;
·具有显示屏幕，直观显示信号机的相关工作状态及相关参数;
·可在全天候下工作。
2.2 干线控制计算机
(1) 功能
· 与信号机通讯，获取信号机发来的信息、输出相关命令至信号机;
· 具有良好的用户界面，显示当前干线控制系统运行信息及配置信息，并接收处理用户的输入;
· 根据优化算法及相关信息计算各信号机的控制参数。
(2) 结构
硬件上可用成熟稳定的工控机及另配多串口扩展卡组成，也可用PC104嵌入式微机及串口扩展板组成，主要负责对干线下辖的信号机进行通讯控制，同时预留与上一级中央控制机的通讯扩展接口，主要设备需满足工业环境下运行的要求。
软件上主要是获取各信号机的相关信息，通过线控优化算法计算控制参数(周期、绿信比、相位差)，送至相关信号机付诸执行;同时也获取用户的干预输入，将用户命令进行分析后，对系统配置进行修改或送至相关信号机;另外还将各信号机的执行情况在用户界面上显示。结构如图2所示。

图2 干线控制计算机软件结构示意图

干线控制机与路口信号机也可采用PLC可编程控制器作为主控制器，从原理上，两者可合并为一，选型的主要出发点是:
· 输入输出点满足120点以上;
·具备实时时钟;
·具备RS232或422通讯接口;
·可构建点对点通讯或串行总线通讯;
·具备寄存器数据化管理功能;
·数据处理速度0.7μs;
·模块具有自诊断功能;
·路口信号机与干线机之间的通讯。
(3) 通讯结构
信号机与干线控制计算机之间的通讯目前仍采用串行口RS232C方式，通讯结构为点对点的方式(如图3所示)，设备可采用MODEM加电话线或光端机加光缆或专用串口设备加专线的方式进行。在干线控制机一端采用多串口的扩展设备。

图3 路口线控系统的通讯结构

(4) 通讯接口内容
·信号机与上位机(干线控制计算机)之间的握手协议，及相关连接规程;
·信号机传送的信息有:日期时间;当前的控制方式、时段、方案;相位切换通知;各组成部分的故障状态;检测器的状态及实时的原始数据;liuliang及占有率数据;配置参数的更改通知;配置参数的相关内容。
·上位机(干线控制机)发送的命令有:设置信号机的日期时间;信号机各种信息的查询，如查询信号机的日期时间、控制方式、时段方案、相位执行情况、信号机各组成部分的故障状态等命令;读写信号机的各个配置参数;设置信号机的控制方式，如将信号机工作方式降级为单点及人工干预降级等等;设置信号机为软件手动工作方式，可远程手动控制相位的执行。2.3 PLC构建信号控制器的实现
在PLC控制中选用KOYO S系列中性能价格比较高的中型PLC SU-6M，其性能能够满足控制功能，并且可以使用ASCII-BASIC模块进行复杂的运算，使用DIRECTSOFT编程软件进行复杂程序编程，tigao速度和降低成本。

SU-6M CPU模块内包含有RS-232/422通讯接口，可以用来连接触摸操作的可编程操作显示器GC-53LM3，在这个操作显示器上设定/显示所有的工作数据，运行情报和给PLC辅助运行指令，由于这个操作显示器的使用，所有的人机接口的操作非常直观和方便。

如果干线控制机也使用PLC构建，则需要扩展通讯端口，可使用DM模块。DM是专用数据通讯接口模块，用于整个干线或系统，指挥中心的联网运行。在这个网络上，可以根据网络中的站数决定是否采用管理PLC。站数较多时为了减轻中心计算机的负担采用专门的PLC对下级各种采集数据;站数较少时直接由上位计算机采集也可以。

为满足信号机大量的实时运算要求，可使用ABM模块。ABM是SU系列CPU上使用的ASCII/BASIC协处理器(Co-processer)模块。

ABM模块通过BASIC语言程序，可以访问PLC的I/O点，中间继电器等位功能存储器，以及数据寄存器。位功能存储器的状态和数据寄存器内容也可以被ABM控制。

SU-6M CPU的ABM模块可以安装在任意位置，并且不占I/O点。(SR系列的ABM模块略有不同。)

RUN方式下的ABM BASIC语言和语法与通常BASIC相似，特别是QBASIC，ABM程序可以几乎经过修改在QBASIC系统下运行，只不过ABM程序中对PLC功能存储器的访问在QBASIC中会被当作数组来操作，例如:SU6-R(1400)，SU-6M(1000)在ABM程序中访问数据寄存器R1400和中间继电器M1000而同样程序在QBASIC中会被当作大的数组。

COMMAND方式下的命令包括程序的传送，参数地设定，打印程序等菜单操作，以及直接命令的键入，例如删除、保存、列表程序，选择程序，运行程序，运行方式改变等。

2.4 线控优化算法
信号控制的基本参数是周期、绿信比和相位差。线控的算法可借鉴自适应交通控制系统中的子区优化算法，线控各路口中有一个关键路口，关键路口的周期作为所有路口的共同周期，绿信比针对各个路口单独进行调节，相位差对所有路口进行优选。
(1) 检测器数据预处理
通过原始检测数据获得交通每个车流通行的周期liuliang及占有率数据，由于交通流的随机性波动，所以为反映实时交通变化的趋势及避免控制方案频繁的变动，应对检测器数据作平滑处理。平滑的方法是将当前周期的数量与前几个周期的数据作加权平均。
(2) 饱和度的确定
以相位车辆占用的绿灯时间与车辆通行的有效绿灯时间之比作为此相位的饱和度。
(3) 信号周期的优选
周期大小由关键路口决定。线控算法收集三个周期内路口的交通数据，三个周期内有两个周期需增加或减少周期长度，则决定了周期变化的方向。周期的变化幅度由路口的饱和度、周期大小相关因子来确定，范围在±(1～6s)内。线控启动时取关键路口当时的周期作为起始周期长度。
(4) 绿信比的调节
绿信比的调节针对各路口单独进行，采用“等饱和度原则”分配各相位的绿灯时间，且使各相位绿灯时间的变化值在±(1～4s)的范围内。
(5) 相位差的优选
相位差反应了各路口间的协调。首先确定线控的路线，根据各路口的信号周期、绿灯时间、相位色步序列、路口间距、路段平均车速等计算路口间的相位差。目标是使线控路线的上下行绿波带宽度大。相位差的变化范围在±(1～4s)之间。

3 结束语

使用PLC做为信号控制器的主控单元，大大降低了硬件开发的周期。由于其具有强大的通讯和计算能力，使得信号机的实时控制需求得到了充分的满足。