6ES7223-1BH22-0XA8型号齐全

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一、引言
　　某公司生产的干燥灭菌烘箱，适用于制药行业的西林瓶、安瓿瓶、铝盖、金属及玻璃器皿件灭菌去热原和固体物料干燥灭菌。
　　设备不仅要求jingque的温度控制，还要求配置微型打印机，实时打印温度数据和报警信息等。

二、系统配置
　　根据工艺要求，配置1台文本显示器作为设定参数（比如温度）、显示数据，1台温控器用于烘箱温度控制，1台炜煌微型打印机用于打印实时数据和故障信息，1台艾默生EC10-1614BTA系列PLC用于和文本、温控器通讯，实现逻辑控制和晶体管输出控制打印机。
系统配置图如下：

三、控制打印机
　　EC10直接通过晶体管输出到微型打印机并行接口来控制数据打印。
　　1、打印机并行接口（26针）如下图：

　　2、PLC与打印机的接口连线：

　　每个输出加1KΩ上拉电阻，逻辑为“0”时，输出电压是5VDC。逻辑为“1”时，输出低电平。其中Y10接打印机的数据选通信号，低电平有效。数据是高电平有效，所以没有数据打印时输出FF到Y0-Y7，输出到打印机是低电平。
　　并行接口时序图如下：

　　根据时序图显示，每输出一个字符，就要发一次数据选通请求，数据选通信号至少保持20ns，然后断开，DATA再至少保持30ns后输出低电平。
　　3、程序说明
　　根据实际要求，为方便使用，编写了打印子程序，有2个参数，1个是打印的字符数，大允许16个字符，另1个是打印完成标志，以锁定在打印时不允许再打印。主程序用CALL指令调用。
　　DATA数据是按ASCII码存放的，由于是高电平有效，所以程序中要对数据进行取反。ASCII码对应字符如下：

　　另外，打印机只有在接收到0D或缓冲区满时才打印缓冲区的全部字符，所以打印字符时后要送0D控制命令。具体其他控制命令见炜煌打印机手册。
　　打印主程序：

　　打印子程序：
　　数据存放的是ASCII码，

一、概述
　　本文介绍了艾默生公司EC20 PLC在老化房控制系统中的应用并着重介绍该产品的PID闭环功能在恒温控制上的实现和强大的网络通信功能对EMERSON EV2000变频器运行控制的实现。该老化房控制系统是家电，电子，电脑行业产品生产检测的重要设备，也是产品生产合格检查的重要环节。该系统采用EMERSON EC20 PLC和多台EV2000变频器，实现对室内温度和变频器运行的集中控制。

二、老化房控制系统工艺要求：
　　老化房结构如图所示：

　　具体要求如下：
　　1, 该系统所控制的老化房面积达16×30M，要求控制范围在20-55℃，控制精度达±　　5℃，能够在上位机对温度设定/显示/保存；（加湿控制采用单独进行和PLC无关）
　　2, 该系统有3个风机，用于进风，回风和排风；有4个风闸：新风闸，回风闸，排风闸，防火闸；2个防尘过滤网；6个火灾报警点；
　　在正常情况下（温湿度），关闭进风阀和排风阀，停止进风电机和排风电机，打开回风阀和防火阀，启动回风风机，保持老化房内回风循环；
　　在高温情况下，排风阀和进风阀打开，启动排风电机和进风电机，抽出部分空气；
　　在火灾报警情况下，防火阀关闭，回风禁止循环，全部从室内抽出；同时排风阀和进风阀打开，启动排风电机和进风电机，抽出室内空气；
　　3，其他要求省略；

三、 工作原理：
　　PLC系统结构如下：

　　EC20PLC设备的I/0接线如图：

　　工作原理：
　　根据老化房工艺要求组成如上图控制系统：上位机采用台湾研华IPC（工控计算机）；监控画面采用亚控公司的KINGVIEW软件，该软件操作简单，元件形象丰富，性能稳定；核心控制部分采用EMERSON EC20-2012BTA类型的PLC和4个温度采集模块（EC20-4TC，接受K型温度信号）；传动采用EMERSON EV2000通用型变频器。
　　在设备连接方面，EC20 PLC充分体现了自身的优势，由于EC20 PLC本身带有2个串行通信口（1个RS232口，集成自由协议/编程协议/MODBUS从站协议，1个RS232/485口，集成自由协议/MODBUS主站/从站协议），EC20 PLC利用COM0口和IPC进行通信（EC20 PLC做从站，设置成MODBUS从站协议），利用COM1和多台变频器组成网络进行集中控制（EC20 PLC的COM1设置成MODBUS主站协议）。
　　IPC为整个系统的人机接口，IPC读取PLC采集的系统运行状态如各风机的运转状态，各测温点温度，报警状况并显示在监控画面上，IPC又把各种操作命令传给PLC以控制系统的运行，如温度的设定，PID参数设定，各种阀门的开闭，变频器的启动、停止等设定。并且可以实时监控整个系统的工作运行状态、动作过程及故障报警等，IPC还可以根据设定对采集的数据进行保存打印。
　　在系统设计中，EC20 PLC为整个系统的核心，执行各种系统操作及计算，EC20 PLC根据工艺要求和现场状况进行逻辑判断，开闭各种阀门和启停各风机；同时利用自身的PID功能对温度进行控制，具体方法后面描述。
　　EV2000系列变频器自带RS485接口的通讯单元，符合RS485通讯规范，用于实现PLC与多台变频器的联网。根据MODBUS通讯协议，我们可以通过RS485网络轻松实现对变频器的运行控制。由于RS485通讯链路传输距离远、配线简单、抗干扰能力强、可靠性高，因此在设计中，我们省略了变频器的外部起停控制线路，对变频器的所有控制都通过RS485通讯链路来完成，达到了经济高效的目的。

四、监控画面
　　整个系统监控画面主要分为主画面，实时温度监控，PID参数设定，三个部分（其他部分省略），具体如下：

　　主画面如上图所示，主要完成对系统状态的监控（如各种风阀的开闭状态，风机的运行状态，报警状态），数据统计（如系统运行的时间，启停系统的次数），温度设定/测量等功能。

　　实时温度监控画面如上所示，此画面主要用于对温度的实时监控，并描绘出温度曲线趋势，以便判断系统的温度控制是否处于良好状态，同时可以实现对温度进行保存/打印等操作。

　　PID参数设定画面主要用于比例常数P，积分常数I，微分常数D的设定，同时根据实时温度曲线状况进行调节；同时显示PID控制的输出比例。

五、对温度控制的实现
　　为便于对整个老化房内温度的控制，同时充分利用EC20 PLC自身PID功能和PWM脉冲输出（Y0，Y1）的优势，室内温度区域分为2个部分（上层和下层各8个测温度点），对温度取平均值作为温度的测量值，并把此平均值送入PID功能块进行运算，同时对加热执行元件（参考EC20 PLC的I/O接线图，固态继电器SSR1，SSR2，SSR3所控制的发热管的功率逐渐加大）也进行了分组处理：温度偏差较小的情况下，进行PID运算，通过Y0输出脉冲给SSR1，同时关闭SSR2，SSR3（即Y1，Y2停止输出）；如果温度偏差较大，则Y1，Y2也参加输出，　　　　　　　　　具体处理思路如下：

　　通过此法处理可以把温度控制精度保持在±0.3度以内,而且无论提升温度还是下降温度都很快速；同时把PID输出转化为PWM的占空比输出，又大大节省了PLC的资源（充分利用Y0，Y1的高达100KHZ的脉冲输出功能）。
　　EC20 PLC的编程软件CONTROLSTAR的操作简单方便，指令丰富，功能强大，是一个很的全中文编辑工具。
　　实现步骤具体如下：首先，在数据块设定PID各参数，其中的重点是设置P，I，D三个参数和输出量的上下限范围，由于PID的输出结果直接和PWM结合在一起，所以设置时要特别注意，在本例子中，按照PWM的周期为4秒（=4000MS）计算，把PID的输出上下限分别设定为4000和0；另外按照逆动作（BIT0=1），输出限定（BIT5=1）的要求对D7911各位进行赋值；

　　其次,在程序里调用PID指令和PWM指令用于控制Y0的输出（对SV和PV的比较而进行的逻辑控制输出较简单，故此处省略）。

六、对变频器的启停控制
　　由于EMESON EC20 PLC和EV2000变频器（非标）都集成MODBUS协议，所以实现它们的通信相对比较简单，整个网络采用RS485通信方式。
　　1.各设备接口通信参数设置，对EC20 PLC设置如下：

　　2.EV2000的设置要点：1，各通信参数要和EC20 PLC一致；2，各变频器的地址要有自己唯一的从机地址；3，注意变频器的通信跳线开关CN14拨在RS485方向

　　3. EC20PLC和变频器的连接如下：

　　4.EC20 PLC和变频器之间采用MODBUS RTU方式通信，Modbus采用“Big Endian”编码方式，先发送高位字节，然后是低位字节。RTU方式格式如下：

　　TU方式：在RTU方式下，帧之间的空闲时间取功能码设定和Modbus内部约定值中的较大值。Modbus内部约定的小帧间空闲如下：帧头和帧尾通过总线空闲时间不小于3.5个字节时间来界定帧。数据校验采用CRC-16，整个信息参与校验，校验和的高低字节需要交换后发送。具体的CRC校验请参考协议后面的示例。值得注意的是，帧间保持至少3.5个字符的总线空闲即可，帧之间的总线空闲不需要累加起始和结束空闲。
　　Modbus主要的功能是读写参数，不同的功能码决定不同的操作请求。变频器Modbus协议支持以下功能码操作：

　　Modbus协议不同的功能码有不同数据的格式和意义，简要介绍如下：
　　改写多个变频器功能码和状态参数的格式协议：请求格式如下：

　　应答格式如下：

　　读取变频器参数的协议格式：请求格式如下：

　　应答格式如下：

　　变频器的功能码参数、控制参数和状态参数都映射为Modbus的读写寄存器。功能码参数的读写特性和范围遵循变频器用户手册的说明。变频器功能码的组号映射为寄存器地址的高字节，组内索引映射为寄存器地址的低字节。变频器的控制参数和状态参数均虚拟为变频器功能码组。功能码组号与其映射的寄存器地址高字节的对应关系如下：
F0组：0x00；F1组：0x01；F2组：0x02；F3组：0x03；F4组：0x04；F5组：0x05；F6组：0x06；F7组：0x07；F8组：0x08；F9组：0x09；FA组：0x0A；Fb组：0x0B；FC组：0x0C；Fd组：0x0D；FE组：0x0E；FF组：0x0F；FH组：0x10；FL组：0x11；Fn组：0x12；FP组：0x13；FU组：0x14；变频器控制参数组：0x32；变频器状态参数组：0x33。
例如变频器功能码参数F3.02的寄存器地址为0x302，变频器功能码参数FF.01的寄存器地址为0xF01。
　　5、具体程序编写：启动5#变频器正转，转速设定为50.00HZ（内部表示为5000）的命令如下：

　　程序清单：

　　读取5#变频器的运行频率，变频器应答运行频率为50.00HZ：

　　程序清单：

　　5#变频器以快速度停车：

七、小结
　　该系统以前是采用IPC+控制I/O卡的方式进行控制的，但是存在系统稳定性能差，控制效果不理想，故障率高的缺点，自从改用EMERSON 的PLC作为系统的核心设备后，系统不仅达到良好的控制效果和很好的经济效益，同时比较容易维护，受到用户的好评。