西门子模块6ES223-1BH22-0XA8大量现货

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目前作为发电厂和水电站厂房设备安装的前期吊运的主要设备是双梁桥式起重机。为吊运发电机定子(或转子)做准备，在前期安装吊运的散件和设备中，一般都在总重量的20%以下，每天工作的频率高，时间长。因此对发电机台数在2台以上的厂房在订购起重机时可选择2台单(或双)小车起重机(2台小车的起重量为定子或转子的总重量)，在前期吊运中单机使用，当吊运发电机定子(或转子)时，2台并车抬吊，这样即加快了设备安装的速度和进程，又解决了单一起重机在安装期间的过负荷操作(设备安装期间起重机的接电持续率JC%一般在80%左右，设备安装完后起重机的接电持续率JC%一般在5%以下)，不但保护了起重设备，减少了安装期间设备的故障率，而且提高了安装效率。为实现2机并车平稳抬吊的目的，我们引入了MPI网的技术，并在使用中获得了良好的效果。下面以王军春发电厂二期工程发电厂房所配的2台75t/20t桥式起重机为例介绍MPI网在双机抬吊中的应用。
　　1 电气配置和功能　　
　　本例中的2台75t/20t起重机电控系统的电气配置完全相同，均采用“MPI网+PLC+变频调速”控制方案。每台起重机分主起升机构、副起升机构、小车运行机构、大车运行机构。　　
　　4个机构均采用ABB变频器调速，其中起升机构采用ACC800变频器传动，ACC800是针对升降机设计开发的变频器，即当变频器内部检测功能检测到在零速时建立足够转矩(转矩达到额定转矩的150%~200%)后再打开抱闸的功能，这项功能主要是防止重物停在空中再起动时瞬间发生的溜钩现象而特设的。大小车运行机构采用ABB公司ACS800变频器传动。　　
　　其中主、副起升机构、小车运行机构采用闭环控制(即通过速度编码器的反馈纠正和提高变频器的输出精度，提高速度的稳定性)。大车运行机构一般采用开环控制就能满足要求(当然对大跨度要求较高的2台起重机并车抬吊还需考虑大车的闭环控制和增加大车的纠偏功能)。PLC采用西门子S7-300，其控制系统由CPU单元，开关量输入输出模块，模拟量输入输出模块等组成。开关量输入模块接受司机室的控制命令及各机构监控信号。开关量输出模块只将PLC程序对输入信号处理结果生成控制命令去控制各机构制动器，接触器，风机等的动作。PLC通过屏蔽通讯线(或通过PROFIBUS-DP总线方式)与各机构的变频器相连，实现PLC与变频装置间的通讯，PLC将获取变频器的运行状态及故障信息。所有的变频器接受PLC统一的控制与管理，但是对于调速性能的保证则完全取决于变频器本身的功能特性及多电机传动时装置间的合理配置，即系统设计。　　
　　2 并车抬吊方案　　
　　为了实现2台起重机的抬吊功能，2台起重机PLC系统之间采用MPI网络通讯方案。图1是2台起重机的并车图，当并车运行时，2大车好通过机械拉杆装置进行刚性连接，以保证2大车运行的速度同步。
　　

　　

　　
　　

　　　　
　　图2是2台起重机电气系统通过MPI网的连接图。为了实现单人操作控制2台起重机的目的，可在司机室联动台上设置2个选择开关，一个作为选定哪台起重机为主车或副车；另一个开关则作为在主车上操作时选择的控制方式。如：选择“本车”、“并车”、“他车”控制，这样就可以在主车上同时或单独控制2台起重机的起升机构以及小车和大车运行机构，达到并车同步和单独调整使用的目的，并且2台起重机中的任意一台都可以设置为主车操作。
　　在起升卷筒高度限制器的轴上和小车被动轮上分别装有1个高分辩率编码器，分别进行高度与小车位置检测，其信号输入PLC系统。并车时，以主车为基准，副车起升高度与小车位置信号分别与主车进行比较，并根据位置信号差对其速度进行微调，实现位置随动以达到并车抬吊时起升及小车运行同步的目的。　　
　　并车运行时，电气连接为：将2台车的PLC的通讯线(通过CPU上的MPI接口)相连，实现2台车的PLC通讯，完成并车运行的所有操作功能。主车PLC在并车运行时执行并车程序。通过通讯即接受本车的所有控制及检测信号，又接受他车的所有控制及检测信号(副车各机构是否可以运行，方向限位是否动作等信号)。主副车PLC根据所获得的信息在主车上对2车输出控制命令，从而达到2台起重机所需的并车抬吊要求。　　
　　3 结束语　　
　　珲春发电厂二期工程发电厂房所配的2台75t/20t桥式起重机在MPI网的支持下成功地完成了双桥机抬吊发电机定子的任务。由于2大车之间采用了刚性连接，不但保证了2大车运行的速度同步，而且保护了连接2机的MPI网连线。当然若增加触摸屏或工控机来实现机构流程的动画显示效果会更好，对操作人员来说对机构工作进度和状态的跟踪将更加直观和方便。

1  引言

       在工业控制系统中，PLC作为一种稳定可靠的控制器已经得到了广泛的应用。但是由于中小型PLC的人机接口功能不很完善，不能提供给用户一个友好的交互界面，因此妨碍了对现场运行过程的跟踪与监控。
       PLC实际工作中，通常人们采用4种装置为PLC配置人机界面：编程终端、显示终端、工作站及个人计算机。编程终端主要用于编程与调试，其监控功能相对较弱。显示终端的功能比较单一，主要用作现场显示。工作站系统很受用户欢迎，它功能全面、使用简单，但由于要配置组态软件，因而价格比较昂贵。个人计算机可配备多种语言，提供优良的软件平台，开发各种应用系统，特别是动态画面显示等，与PLC相结合组成一套PC-PLC监控管理系统，能够充分发挥它们各自的优点。但是在该系统中，关键的问题就是通信，用户对此须做较多的开发工作。
       本文详细阐述了PC与PLC互连通信的一般方法，并以永宏公司的FATEK-FBS PLC为对象，以实际四层电梯模型监控系统为例，介绍了利用大家都熟悉的编程语言Visual Basic 和Step7，实现PLC与上位计算机实时通信的通信过程。 

2  通信方式
       面对众多生产厂家的各种类型PLC，它们各有优缺点，能够满足用户的各种需求，但在形态、组成、功 能、编程等方面各不相同，没有一个统一的标准，各厂家制订的通信协议也千差万别。目前，人们主要采用以下三种方式实现PLC与PC的互联通信：
(1) 通过使用PLC开发商提供的系统协议和网络适配器，来实现PLC与PC机的互联通信。但是由于其通信协议是不公开的，因此互联通信必须使用PLC开发商提供的上位机组态软件，并采用支持相应协议的外设。可以说这种方式是PLC开发商为自己的产品量身定作的，因此难以满足不同用户的需求。
(2) 使用目前通用的上位机组态软件，如组态王、InTouch、WinCC、力控等，来实现PLC与PC机的互连通信。组态软件以其功能强大、界面友好、开发简洁等优点目前在PC监控领域已经得到了广泛的应用，但是一般价格比较昂贵。组态软件本身并不具备直接访问PLC寄存器或其它智能仪表的能力,必须借助I/O驱动程序来实现。也就是说，I/O驱动程序是组态软件与PLC或其它智能仪表等设备交互信息的桥梁，负责从设备采集实时数据并将操作命令下达给设备，它的可靠性将直接影响组态软件的性能。但是在大多数情况下，I/O驱动程序是与设备相关的，即针对某种PLC的驱动程序不能驱动其它种类的PLC，因此组态软件的灵活性也受到了一定的限制。
(3) 利用PLC厂商所提供的标准通信端口和由用户自定义的自由口通信方式来实现PLC与PC机的互连通信。这种方式由用户定义通信协议，不需要增加投资，灵活性好，特别适合于小规模的控制系统。
通过上述分析不难得出，掌握如何利用PLC厂商提供的标准通信端口和自由口通信方式以及大家所熟悉的编程语言来实现PC与PLC之间的实时通信是非常必要的。

3  FATEK-FBS PLC通信方式及原理
       FATEK-FBS PLC内部集成的PPI接口为用户提供了强大的通信功能，可在多种模式下工作：PPI、Profibus-DP、自由口方式等。其中自由口通信方式具有特色，通信协议可完全由梯形图程序控制，通过它可以实现PLC与任何具有通信能力的设备进行互连，因而在本系统中选用自由口通信方式。
目前PLC与PC机的链接通信有两种方式，一种是PC机始终处于主导地位，数据的传送都由PC机定时发出命令，另外一种是PLC始终具有优先权。在本电梯模型监控系统中所有的控制信号均为开关量信号，考虑到上位PC机仅实时显示电梯的运行状态，不需向PLC发送控制指令，采用第二种通信方式。利用PLC循环扫描的特点，设备状态一旦改变，PLC立即检测到，并将反映系统状态变化的数据存入指定的数据缓冲区，通过XMT发送指令，将数据通过COM口发至上位机。每个系统的状态对应于数据缓冲区中的一个指定字节，所存储数据均为16进制数据，为保证通信过程的可靠性，上位机对所接受到的数据进行首尾字符校验，如果校验成功，则说明接收到的首末字节之间的数据是正确的，从而进行处理，否则，放弃这批数据，要求对方重发。 
 

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4  应用实例与程序设计
(1) 系统构成
       FATEK-FBS PLC内部集成的PPI接口物理特性为RS485，而上位机的标准串口为RS232，为了实现两者的通信必须进行协议转换，永宏公司提供的PC/PPI电缆带有RS232/RS485电平转换器，因此再不增加任何硬件的情况下，可以方便的实现二者的互联和协议转换。
作为控制器的FATEK-FBS PLC利用电梯模型自带的电源线实现与四层电梯模型的互连，该电梯模型为教学试验装置，具备一般电梯的基本功能。
(2) PLC部分编程
① 自由端口的初始化 
  在自由口通信模式下，通过设置特殊存储器SMB30（端口0），来为自由端口通信选择波特率、奇偶校验和数据位。这些设定必须与PC机设定值相一致。其格式如下：
SMB30
pp为奇偶校验选择，d为数据位选择，bbb为波特率选择。
 00为无校验，0为每个字符8位，000为38 400
baud，001为19 200baud；
 01为偶校验，1为每个字符7位，010为9 600 baud，011为4 800baud；
 10为无校验，100为2 400baud，101为1 200baud；
 11为奇校验，110为600baud，111为300baud；
mm为协议选择：00为PPI协议，01为自由口协议，10为PPI/主站模式，11默认为PPI/从站模式。

② FATEK-FBS PLC实时向上位PC机传送数据 
在对电梯模型控制中，所有的控制信号均为开关量，基于这一特点，系统状态的改变即为这些开关量信号状态的改变，因此可通过跟踪这些开关量信号的上升沿信号、下降沿信号的到来，做为系统状态改变的依据。据此在本系统中，通过对同一个开关量信号的上升沿、下降沿分别定义不同的16进制数的方式，来代表信号的产生与结束，当检测到这些信号产生时，便将这些数据存入指定的数据缓冲区中的字节中，并通过COM口发至上位PC机，同时产生发送完成中断，PLC延迟等待接收来自上位机的应答信号，通过分析存储在接收字符缓冲器SMB2中的数据，判断是否需要重新发送。下位机程序如图1所示。

 

                    图1 下位机程序流程图 
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(3) 上位机部分编程
       基于VB处理监控界面图形、数据报表及通信的方便快捷，本课题上位机的编程环境采用VB来实现。VB不仅提供了MSCOMM串行通信控件，而且也为这个控件提供了标准的事件处理函数，并通过设置它的一些属性对通信接口进行初始化，从而很容易的实现了串行通信的问题。
下面介绍一下有关此控件的属性：

Commport，设置通信连接端口。程序必须指定要使用的串行端口的号码，bbbbbbs使用所设置的通信端口与外界进行通信。
Settings，设置初始化参数。其格式为“BBBB，P，D，S”，其中BBBB为连接速度，P为奇偶校验方式，D为数据位数，S为停止位数。默认值是“9 600，n，8，1”。
PortOpen，设置通信连接端口的状态。使用串行端口之前必须先将要使用的串行端口打开。
bbbbb，返回并删除接收缓冲区中的数据流。
bbbbbLen，设置从串行端口读入的字符串长度。
Rthreshold，设置引发接收事件的字符数。
bbbbbMode，设置接收数据数据形式。
OnComm事件，用来处理所有与通信相关的事件。使用事件程序的好处是不需要一直让程序处于检测的状态下，只要事先将程序代码写好，一有事件发生，就会直接执行相对应的程序代码。可见这种事件驱动的方式也为实现实时通信提供了必要的条件。上位机程序如图3所示。PC机根据接收到的信息很容易的实现对每个开关量的状态进行识别，从而控制监控界面的实时显示。 

 

5  结语 
       以上是基于FATEK-FBS PLC自由口通信方式实现与上位机PC实时通信的一个简单应用。经验证，该方法简单、实时性好，可靠性高，对于逻辑控制系统，是能够实现对被控对象实时监控简单易行的方法。

三菱PLC变址寄存器的用法　　三菱PLC变址寄存器分二种，即V（16位字元件），Z（16位字元件）。可像其它数据寄存器一样进行数据的读写，进行32bit操作时，将V/Z合并使用，指定Z为低位，V为高位。FX2N共有V0—V7，Z0—Z7  8对变址寄存器对。常用来修改软元件的地址号，对功能指令中允许变址的源或目标及其它操作数可用其复合变址，可使复杂的程序简单化。 　 图1是对数据寄存器变址的用法  　 图2是对K，H操作数变址的用法    　图3是对位元件组合变址的用法  　图4是对变址在程序中的用法 

特吉龙车身装配工厂的机器人采用了带有Simatic故障安全PLC以及PROFIsafe功能的安全系统。通过有效地使用Profibus分布式配件，大限度地减少了离散部件和配线，并使故障诊断变得更容易。正在开发的设备采用了新的分布式安全CPU，该CPU带有用梯形图语言编写的安全逻辑配置。
　　真正澳洲制造
　　Falcon（猎鹰牌）汽车完全由澳洲人自己设计，旨在占领本土市场。
　　由于新近推出了Falcon（猎鹰牌）汽车，澳洲福特不仅荣获了大量赞誉和业界大奖，更收到了大量订单。BA Falcon于2002年十月推出，装配六缸发动机，是一款大型家用车。该车完全由福特设在维多利亚的工厂自行设计和生产。
　　车身部件总装生产线设在墨尔本西南部的吉龙。过去吉龙工厂大量使用PLC，而为新型汽车所设计的设备从一开始就选择了面向未来的新型自动化技术和平台。福特过去一直致力于寻找这样一个平台：灵活，简便，易于电气技师管理和发现问题，并且能很好地与包括机器人和阀组在内的第三方部件在 “现场总线”上进行整合。
　　

　　

　　西门子Simatic
　　通过大量的深入调查研究，总装线的工程师们终选择了西门子Simatic系列产品。接下来，他们需要选择安全系统。福特过去一直依赖传统的综合硬件安全技术，但现在决定用新型的具有故障安全功能的S7-400F PLC替代以往复杂的安全电路系统。西门子当地方案提供商ICT、澳洲西门子以及一位来自德国西门子自动化认证中心的专家帮助福特共同完成了这一创新概念的设计。
　　终的设计方案非常出色，可整齐划一地应用于待建的六个单元。不但如此，电流接触器、继电器、复杂的布线系统也大大减少。与先前的单元相比，安全性能得到了改善，并且增加了更多安全设施和自动检查功能。这些设施可以维护系统并更安全简便地设定操作。触摸板为操作者提供了更详细的检测信息，使诊断工作更加清晰简便。　　
　　机器人焊接单元
　　车身总装单元对机器人焊接而言至关重要。通常，冲压金属部件在操作平台上被点焊，有时还被机器人送到其他设备接受进一步处理。福特工程师们运用Simatic HMI以及Profibus分布式输入输出技术大限度地发挥单元设计的优势。机器人界面直接通过Profibus进行传送，使得数据交换变得快捷方便。与设备相连的电磁阀和接近开关通过Profibus上的Festo阀组进行连接。通常操作站使用PP17操作面板实现清晰而稳定的操作者互动，并通过可触摸面板提供产量数据和诊断信息。在较大的单元中，MP370触摸面板在中心位置提供生产数据和诊断信息。触摸面板能输出优质图像，可以显示出钳夹和接近开关的动态状况。这样一来就为操作者提供了清晰的诊断信息。
　　

　　

　　
　　Intuitive operating screens on the Simatic TP 27 Touch Panels
　　来自焊接装置上的MP370触摸面板的菜单显示
　　单元的自动化系统受控于标准（非故障安全）S7-400F内的梯形图语言代码，并与机器人内嵌的程序紧密互动。福特根据进程需要对机器人进行编程，并与负责监控的PLC设备保持紧密联系。通过与福特的通力合作，ICT已经为大多数场合设计了标准的控制代码。福特的工作人员已经在内部实现了这些操作代码。　　
　　安全系统
　　安全系统对于所有单元而言至关重要。一般来讲，每个单元都有围墙保护。人工装载部件的操作台都有轻型防护装置，此外还有一个双手控制装置，可以在操作之前把部件夹紧。与此同时，轻型防护装置会保护操作区内的操作者。机器人底部开关监控机器人的动向，以确保当机器人在某处工作时能顺利操作另一处设备。防护装置还可以保护升降机，确保成型部件都通过升降机卸载到托盘上。
　　系统会根据防护装置、出入门和紧急停止设备发出的信号在机器人，设备电磁阀，伺服转盘驱动以及螺线空气排放阀门等处采取安全互锁定操作。出入门上的电气锁也由PLC控制。
　　所有这些安全功能均由具有故障安全功能的PLC，S7-400F实现。使用相关软件简化了系统配线，并使安全逻辑更加出色。同时，过去在硬件系统上无法实现的一些新维护功能现在也已变为现实。触摸面板清楚地显示安全系统的详细信息和jingque到点的诊断信息。这样，不再需要操作员通过PLC检查故障，维护工作大大简化。ICT测试并完成了PLC上的“故障保护”代码，福特也大力参与了系统配置和软件结构的过程。
　　福特希望在确保安全功能的同时自由操作标准控制。这一点很重要，因为工艺过程是多变的，而安全功能却一成不变。S7-400F实现了这个目标。有了它，福特技师们就可以在不影响故障安全功能的情况下修改标准码。　　
　　分布式安全
　　新推出的用梯形图语言编程的分布式安全系统是由福特公司完成的。用梯形图编写的“故障保护”逻辑程序今后将被所有系统采纳，就像用较早的S7-400F替代CFC一样。福特相信S7315F PLC是一套成本低廉，功能强大的CPU。福特将会在那些仅需一两个继电器的小型安全输入/输出系统上使用它。目前正在为一款新车开发五个单元。新单元的安全系统和自动化系统将采用S7-315F分布式安全技术