西门子6ES7 215-1AG40-0XB0安装调试

西门子6ES7 215-1AG40-0XB0安装调试

1  引言
        在炼钢企业各环节生产中，经常需要对钢卷进行称重，并将所得到的重量上传到生产管理系统，以便于生产监控、管理。以往常采用工控机加电子秤进行控制，使用此种控制方式，可靠性差，自动化程度不高，且成本高昂。目前已有许多企业采用可编程控制器(plc)对传统接触控制进行改造，大大提高了控制系统的可靠性和自控程度，为企业提供了更可靠的生产保障。本文在此介绍台湾永宏plc对称重环节进行控制的解决方案，其电路结构简单，投资少(可利用原有设施改造)，系统不仅自动化程度高，具有在线修改功能，灵活性强，亦可将相关数据于上位机进行交换。

2  系统设计
2.1 控制要求
        控制系统根据生产线下来的钢卷到达指定位置，启动重量接收程序，当接收重量完成，并停泵；操作人员可通过确认按钮解除音响报警信号，闪烁灯光转平光；系统具有手动/自动两种控制方式，并设有试验功能。
2.2 plc选型
        系统在设备选型和实施过程中遵循以下原则： 
        (1) 通用性：在选型过程中充分考虑备件购买的方便性，在满足设计要求的情况下尽量选择通用设备。
        (2) 标准性：在选型和编程中使用标准方法以尽可能得到系统设备厂商的将来可能提供的升级支持。
        (3) 可靠性：尽可能的增加异常检测，同时考虑非关键设备故障时系统的容错性，提高系统可靠性；对于关键设备，使用冗余方法，将故障停机时间缩短到小。
        (4) 性价比：plc的选择应着重考虑plc的通讯功能、性能价格比，选择可靠性高功能相当，负载能力合适，经济实惠的plc。永宏plc单机可扩展至五个通讯口，除永宏标准通讯协议外，还可选用modbus ascii/rtu/tcp协议或自订协议，同时有6种通讯板8种通讯模组可轻易满足各种不同应用场合之弹性选择，为同级plc之，且经济实惠，故选用台湾永宏plc经济型主机(型号为：fbs-10ma)，配以台湾英展的称重仪表ex2002进行控制。
2.3 系统硬件配置
        因系统外部只有两个指示灯输出且只需要有两个通讯端口，选用永宏plc小点数的fbs-10ma就可方便达到控制要求。系统正常运行时，因称重控制仪表同plc同时使用同一电源，故不用再做电源指示直接通过观看电子秤就可知道电源的工作情况提高i/o端口的利用率，节省i/o点数。

3  系统软件设计

图1  系统流程图

        控制程序流程如图1所示。
3.1 i/o变量定义
        i/o变量定义系统如硬件配置图2所示。

图2  系统硬件配置图

3.2 系统设计
        (1) 本系统为液位的双位控制系统。液位可分四段设定和显示，在低液位时自动启泵，当液位到达设定值时自动停泵。
        (2) 采用il/ilc分支指令，通过0008旋钮实现手动/自动两种功能的选择，当0008旋钮闭合时，自动指示灯亮，系统执行il/ilc分支内程序，完成自动监控；当0008旋钮打开时，手动指示灯亮，系统执行分支外程序，通过0010、0011旋钮实现手动启泵、停泵。
        (3) 液位由0004～0007旋钮分低、较低、较高、高四段设定，系统设置由低到高的优先权，即当多个设定旋钮同时闭合时，低液位设定优先。
        (4) 采用干簧管检测液位时，当液位到达检测点时其触点闭合，指示灯点亮；液位离开检测点时其触点打开，为保证相应测量段指示灯不立即熄灭及不受液位波动的影响，每段指示灯的控制均采用keep保持指令，只有当液位上升或下降到相邻段时指示灯才熄灭。
        (5) 当液位到达检测点时，液位指示灯闪烁，灯光闪烁因子采用内部闪烁内标1902，以1s为周期闪烁；若液位到达设定值时，自动停泵，并设置电子音响报警，报警声设计为响3s停2s，循环30s后自动停止，或在30s内按0009确认按钮停音响，指示灯传平光。电子音响报警和泵的启停同样考虑液位的波动影响，设计时采用keep保持指令和difu微分指令联合使用。
        (6) 开车时，液位低于或高于低液位时，需先手动启泵，再切换成自动运行；或**入试验方式，按低液位试验按钮启动料泵，再进入自动运行方式。
3.3 plc梯形图设计
        (1) 定义port1/port2通讯参数(参照手册第十一章)

        (2) port2接收电子秤数据

        (3) 接收完成

        (4) 处理接收到的数据到port1

        (5) port1接收电子秤数据

        (6) 上位机收到数据指示完成

4  结束语
        本控制系统控制协议简单、方便、只要带有通讯功能的上位机都可以与之建立通讯，加上一个协议转换器可进行局域或海外连线。自成功设计以来在广州经济开发区某大型的不锈刚企业中被大规模采用，使用过程得到用户的好评，值得同类企业推广和使用。

程序说明：
1、程式是PLC应用通讯方式控制变频器的正转、反转、停止、调节变频器的频率和监视变频器的输出频率和输出电压。
2、通讯方式：RS-485 MODBUS协议。
3、所用硬件永宏PLC FBS-24MC和CM25E通讯模块，英威腾CHE 100-0R7G-S2变频器，通讯接线如下图：

4、所有的I/O点都是以按钮的方式输入，
X1由0→1电机正转； X2由0→1电机反转； X5由0→1电机停止运行
X6由0→1变频器的输出频率增加； X7由0→1变频器的输出频率减少。

步：设定变频器（详细请见变频器说明书）
1． 设定频率指令选择P0.03 为 6
2． 设定大输出频率P0.04 为90HZ
3． 设定运行频率上限 P0.05 为90HZ
4． 设定运行频率下限 P0.06 为0HZ
5． 设定本机通讯地址 PC.00 为2
6． 设定通讯波特率 PC.01 为3 (9600BPS)
7． 设定数据位校验 PC.02 为1 (偶校验E,8,1)

第二步:PLC编程
1． 在PLC软件中编好程序（如下）

程序注解：
1、PLC的Prot4跟变频器的通讯指令（FUN150M-BUS）

在编程软件里编辑通讯表格：
　　　在项目窗口中点选Modbus Master: 专案名称→表格编辑→Modbus Maste→右键单击后，点选“新增表格”会跳出如下图。

表格类别：固定为“Modbus Master表格”。
表格名称：可为联机表格输入一容易辨识的名称，方便日后修改或错用。
表格起始地址：输入指令（FUN150）所用的通讯程式（数据传输表格）起始缓存器SR的起始位置。

设定好后点击确定，跳到以下界面：

仆站站号：变频器设定地址
仆站数据起始位置：变频器的地址，变频器的地址转换为MDBUS地址:16进制转换成10进制+400001
如：1000H 转换成 4096+400001=404097
　　　有关（FUN150M-BUS）的详细应用请参考《使用手册—Ⅱ》12.2 FUN150(ModBUS)通讯联机指令的应用。
　　　设好后点击确定，出现下图里面的第0笔，就这样设定好我们需要跟变频器设定（或读取）的所有所有数据。

2、控制变频器的正转、反转和停止（通讯表格第0笔）

3、监视变频器的输出频率和输出电压（通讯表格第2、3笔）

4、调节变频器的频率（通讯表格第4笔）

备注：
1、 如要实现变频器的其他功能,可以参考变频器的说明书进行设置和编程.
2、 可以用MOV指令定义端口参数或直接在PLC软件联机时对端口进行设置.(9600,E,8,1)。

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