6ES7223-1BM22-0XA8千万库存

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　1 引言
　　作为工控行业的主流产品，PLC与变频器在各种机械设置上的应用可谓无处不在。常见的用法是使用模拟信号（一般是电压）来完成对变频器的控制。这种方法的缺点是成本高，易受干扰（电压方式），控制精度也很难作得很高，而采用通信方式就可以很好地避免这个缺点。
　　本文介绍了V80系列PLC与变频器的通信及其实现方法。
　　2 V80系列PLC在通信方面的特点
　　V80系列PLC是德维森科技（深圳）有限公司开发的一款通用型高性价比的小型可编程控制
　　器（PLC），采用32位高性能CPU芯片和高速逻辑解析ASIC芯片,相对于普通的小型PLC，在通信应用方面具有以下特点
　　1、
　　本机具有双串口：其中一个是RS-232编程口，工作于MODBUS从模式，一般只用
　　于编程和连接人机设备。另一个为RS-485接口，除了具有MODBUS从模式的功能
　　外，还能工作于MODBUS主模式、自由通信模式，具有强大的通信功能。
　　2、
　　具有48K的程序空间，9000个中间接点，9999个内部寄存器，加上极其强大的应用指令，能够方便地编写很复杂的程序，较适合复杂的通信协议。
　　3、
　　V80 PLC的默认通信协议是MODBUS从协议(RTU)，内部变量的编址方式也是按照协议进行的，所以在MODBUS通信的应用性上具有无可比拟的优势。
　　3、与兼容标准MODBUS RTU协议的变频通信：
　　对于采用MODBUS RTU从协议的设备，可以把V80系列PLC的串口2设置成MODBUS主模式与其进行直接互连。下面以东元7200MA变频器为例，说明V80系列PLC与与变频器的通信及其实现方法：
　　东元 7200MA 变频器采用了 MODBUS RTU 从协议，通信数据格式描述如下：
　　在 MODBUS RTU 模式的通讯协议中，一个信息(Message)由 4 个部份组成：Slave 地址、
　　功能码、数据及 CRC-16 数据校验，并依序送出。每一个信息的开始与结束，皆以 3.5 个字符(Character)的间隔时间来做识别。
　　　　
　　仅使用三种命令：读取、回路测试及写入。　
    　
　　V80 系列 PLC 与变频器通信方式的实现东元7200MA变频器采用了部分MODBUS从协议，支持03、10H两种命令，对于V80系列PLC而言，也就是读写寄存器4XXXX命令，是可以与V80直接连接的，而V80_PLC的M_BUS指令已经封装了这些数据过程。因此，只需关心如下参数即可：
　　1、 读写类型及设备地址。
　　2、 目标设备的寄存器（线圈）号，本地存放数据的寄存器（线圈）号，信息长度。
　　3、 通信间隔，也就是完成两次通信所需的时间。
　　4、 通信参数，如波特率、奇偶校验位、通信超时时间等编写以下程序即可实现与东元7200MA变频器的通信。
　　　　
　　假设东元变频器上的设备地址为1，上图的程序完成了这样功能：把PLC内部41100~41115变量的内容，写到东元变频器寄存器区域偏移为00~015的寄存器，中间继电器01000每次从0变为1，双方通信一次。注意，在之前要对PLC进行参数设置，可参见V80系列PLC的软件手册。
　　4、与其它协议的变频器通信：
　　对于不兼容标准MODBUS RTU协议的变频器，可以采用自由通信功能块实现。相对于 M_BUS指令，自由通信要灵活得多，类似于跟一些语言（如C语言）的编程模式。用户好具有一定的通信编程经验，并准备好如232->485转换器、串口监控软件等调试工具。
　　下面以正弦SINE003系列变频器为例，说明V80PLC的自由通信协议编程方法。正弦SINE003
　　系列变频器的通信格式如下：
　　　　
　　数据包格式
　　异或校验
　　数据含义：数据帧从机地址至数据信息的异或结果。既第 2字节与第3字节异或的结果，再与第4字节异或，以此类推至第13字节。
　　数据类型： 16进制，单字节。
　　发送方式：将校验和字节的高 4位和低4位拆分并转换为ASCII码，先高后低发送。
　　结果处理：当校验结果小于等于 1FH，则校验结果加20H。该通讯协议采用ASCII码表示传输内容，用STX（02H）、ETX（03H）作为开始和结束标志。首先，把数据转换成ASCII码，V80系列PLC提供了ASCBIN及BINASC指令，来完成“0~H”这十六个ASCII数字与十六进制码的互换。　
    　
　　当发送脉冲产生时，各数据被换成ASC码并存放在发送缓冲区中，每个二进制码转换后占二个字。
　　SINE003采用异或校验，只针对ASC码部分，程序如下：
    　　
　　然后，对异或结果进行判断，小于1FH则加20H，之后用字组拆分指令“PACK”把它拆成两个字节，按先高后低填到发送区。下面是发送和接收程序。　
   　
　　发送程序只需填一个发送长度即可，在发送的同时打开接收，接收程序使能开始字符和结束字符，并填好开始字符和结束字符，可参见V80系列PLC的软件手册，这样当接收“02H”就认为是一帧的开始，接收到“03H”就认为是一帧的结束。也可以结合其它条件判断，如字符超时等，各种状态都可以在状态位里体现。
　　接收到完整的一帧后，状态位会有状态指示，然后把接收回来的数据进行校验，并重新转换成十六进制，既可进行相应处理。
　　5． 结束语
　　本文分别以东元7200MA变频器和正弦SINE003系列变频器为例，说明V80系列PLC的MODBUS RTU协议和自由通信协议的编程方法，并详细介绍了V80系列PLC与变频器的通信及其实现方法。采用这种方案，可以大大地节省成本，并具备高可靠性。

　一．引言
　　随着人们对牛奶质量要求的提高，国内自动化奶场数量也不断增加，为了保证奶源的质量，大部分牛奶加工厂对挤奶环节提出了更高的要求，这就迫切需要采用配置清毒功能的自动挤奶机替代人工挤奶，因此，国内的挤奶机市场需求与日俱增。但是，目前国内使用的挤奶机大部分是进口瑞士、以色列、日本、美国等国家的产品，这就为国内挤奶机设备生产厂家提供了广阔的市场空间。
　　自动挤奶机中，对脉冲发生器的控制是影响牛奶质量和数量的关键因素，德维森科技（深圳）有限公司的V80系列小型 PLC因其特有的功能和的性价比在该设备行业发挥了出色的作用。
　　二．系统构成
　　挤奶机主要由三部分构成：真空泵、脉动发生器以及挤乳机组，其核心的控制部分是脉动发生器，通过脉动发生器的脉冲控制真空泵，在乳杯中交替地形成真空和负气压。首先进入吸乳阶段，牛乳被真空泵从乳头中吸出，通过输奶管输送到储奶灌；然后进入按摩阶段，压力作用下使牛乳从乳房的腺泡流入乳池。于是，又一次吸乳开始重复上一次动作。从奶牛生理特性的考虑，脉动频率为每分钟为50-60次，并且脉宽比例不能大于50%
　　三．工艺流程
　　由于挤奶机要求产生50～60Hz的脉冲，真空泵需要直流电压供电，所以选用了海维深科技有限公司的V80系列的M40DT-AC型号的小型PLC，它具有24点DC输入，16点晶体管输出。每一路晶体管大可带24V，0.75A的负载，电源具有宽电压使用范围（85－265V）。V80系列PLC质量可靠、性能稳定，并已通过了欧洲标准的CE认证，比较适合于在偏远的农牧场工作。
　　脉动发生器主要由一个V80M40DT-AC外接一个文本屏构成。文本屏实现脉动发生器的参数设置，主要是脉动频率以及脉宽比例的设置。16点晶体管输出，分为8组，每2个输出点为一组，每一个输出点可接2－3个真空泵。这样一个M40DT的PLC可供16－24头奶牛同时挤奶。同时，提供16点晶体管输出的扩展模块，每台V80M40DT-AC可以带大7个扩展模块，从而使PLC控制的点数大大的增加，可满足多种规模挤奶场的需求。
　　V80 PLC具有2个通讯接口，一个RS232接口，一个RS485接口。2个通讯接口都支持标准的MODBUS协议，可以方便的与各类文本屏，触摸屏等人机交互设备连接。
　　同时V80 PLC具有大量的特殊功能继电器，可实现许多特定的功能。具体应用如下：
　　09925——次运行标志继电器，仅在PLC次运行周期时为ON，可用于对系统参数进行设置，例如，清除一些开关状态，初始设定一个脉冲频率和脉冲比例等。
　　09923——输入输出保持继电器，设置该继电器，PLC掉电时将会保留当前的输入输出状态，下次上电会重新加载输入输出的状态，复位该继电器，PLC次运行时清除以前的输入输出状态。
　　09924——寄存器保持继电器，设置该继电器，PLC掉电时将会保留当前的寄存器的数值，下次上电将重新加载所有的寄存器，复位该继电器，PLC次运行时清除以前的寄存器的数值。
　　　　
　　09932——写FLASH继电器，设置该继电器将参数保存在FLASH中，下次上电可以保证参数不会丢失，因为各用户对挤奶机槽数的需求不同，厂家一般都是到农场后再通过编程器对参数进行修改，如果没有非易失的参数区，那么修改完后重新上电或者电池失电都会造成参数的丢失。因此有了这一特殊功能位后就可以很可靠的保存和修改参数。
　　由于脉动发生器需要对脉冲的频率和脉宽进行严格的要求，需要使用大量的定时器，来保证时间的jingque。V80系列PLC的定时器数量没有限制，可以可以很好地满足脉动发生器频率和脉宽的jingque要求。V80PLC具有S和0.1S，1S三类定时器，对定时器的使用只要借助内部任何一个寄存器就可以实现工作。
　　　　
　　四．结束语
　　在实际应用中，一方面，V80系列PLC能够满足在农场电网质量差、环境恶劣下能够稳定工作的特殊要求；另一方面，V80系列PLC以其独特功能满足了挤奶机的特定功能需要，从而也降低了挤奶机的成本。
　　V80系列PLC作为国产小型PLC的代表，具有功能完备，性能可靠，价格低等特点。通过灵活运用各种应用指令，将使挤奶机等特定行业的控制程序变得更加简捷，条理更加清晰。

　1． 引言
　　随着生产力的发展和自动化水平的提高，在越来越多的控制系统中需要灵活可靠的微型控制系统。M40DR是V80系列小型PLC中的CPU单元，它具有24路输入回路、16路继电器输出回路。具有功能丰富、可靠性高、自我知识产权、自主品牌及本地化服务等特点，目前已被广泛应用于各种控制领域，实现逻辑、步进、数字、模拟量等的自动控制。V80系列PLC提供了功能强大的运动控制功能块，可实现灵活的过程控制。本文以自动读卡机系统为例，介绍V80系列PLC的脉冲输出功能。
　　2． 脉冲输出功能设置及模式
　　V80有两路独立的高速脉冲输出接口，每路脉冲输出有两种输出模式可选择，即：PWM模式和PTO模式。
　　2.1 PWM模式
　　PWM模式是指输出任意占宽比的无限个数的脉冲序列。通过调用PWM设置功能块（PWMSET）可以选择脉冲输出工作在PWM模式。
　　在设置好相关参数后，调用脉冲输出运行功能块（PLSRUN）就能把新设置好的PWM波形输出去。图1是设置脉冲输出回路1为PWM输出模式的一个例子。
　　
　　图1. 脉冲输出1通道工作在PWM模式
　　图1. 脉冲输出1通道工作在PWM模式设置方式，见表格1。
　　
　　表1. PTO模式设置方式特点比较
　　用户可以根据实际需要选择某种设置模式来设置PTO。
　　在设置好相关参数后，调用脉冲输出运行功能块（PLSRUN）就能把新设置好的PTO波形输出去。下面将结合一个自动读卡机控制系统的案例来具体阐述脉冲输出PTO的使用。
　　3． 自动读卡机控制系统的梯形图设计及编程范例
　　3.1自动读卡机系统简述
　　
　　图2. 自动读卡机系统构成
　　自动读卡机系统由上位机、V80-M40DR、两个步进电机及机械系统组成（参见图2）。上位机与PLC之间进行通讯，完成对PLC的编程，以及命令控制和过程监控，PLC用于控制2个步进电机的动作。具体的工艺流程是：上位机发“推卡”命令，PLC做出相应的控制，并且由脉冲输出接口1驱动电机1把卡推放到工作台，然后等待上位机进行数据读写处理；接着上位机根据读写情况，发“好卡” 或“坏卡”命令，PLC由脉冲输出接口2驱动电机2把卡推放到目标位置。要使电机以一个比较“平稳运动”的方式运作，电机应该从一个比较低的速度平稳加速到目标速度，再以目标速度匀速运行一定时间后，然后平稳减速到停止，V80系列PLC的PTO包络输出方式能很好满足平稳运动的性能要求。本系统中还需配合电机的运动做一些与顺序相关的其它I/O的控制，本系统将采用V80的CAM功能块来完成此项任务.
　　3.2自动读卡机系统编程范例
　　1） 初始化程序
　　利用扫描标志调用一个子程序，在子程序中初始化脉冲输出参数。参见图3、图4。
　　
　　图3. 扫描标志调用子程序1
　　
　　图4.子程序1中初始化电机参数
　　2） 电机的控制
　　参加图5、图6。选定一个用户变量单元来（40020）保存每次上位机发来的命令字，并与上一次保存的命令字（40030）做比较，当命令字有变化，则表明有新命令，否则就没有新命令。有新命令时，重启一个定时器（41103）由0开始计数。即开始一个新的控制过程。
　　
　　图5.PLC判断是否接收到新命令
　　图6中，CAM功能块的作用是：把定时器（41103）的当前值与一系列用户设定目标值相比较（用户设定目标值的首地址是41200），比较的情况反映在从00065单元开始的目标单元中。
　　利用CAM的输出可以控制电机的重新开始运行或相应的I/O。在已经运行了PLSRUN功能块后，只要重新设置一下PTO设置功能块，就可使脉冲序列再次输出。参加图7。
　　
　　图7电机和IO的控制
　　4． 结束语
　　该系统通过本身具有的高速脉冲输出功能有效地解决了运动控制配置复杂、开发成本高等问题，在客户中获得良好的评价。V80系列PLC以其脉冲输出功能的灵活性及其实用性，使其在以简单运动控制为特征的机械加工领域开拓了广阔的市场空间。