西门子模块6ES7223-1PL22-0XA8型号齐全

西门子模块6ES7223-1PL22-0XA8型号齐全

1 引言

在国防设备生产单位广泛地使用着高频脉冲开关电源，在电镀行业，高频脉冲开关电源所使用的传统控制系统已逐渐不能满足控制要求，在控制生产中的不稳定性，故障率多，控制精度不高等弊端日益暴露出来，要改善传统电流的缺点，必须把为工业生产所设计的PLC引入到高频脉冲开关电源的控制系统中。

2 控制系统的概述

现代，许多工业单位所使用的高频脉冲开关电源的控制系统大都由单片机编程实现控制的，但是，高频脉冲开关电源都是作为金属表面处理用电源，由金属表面处理工艺决定了，环境中必然存在大量的酸碱等腐浊性的气体，造成单片机工作不可靠的致命原因。则用PLC取代单片机控制是势在必行。
2.1工作原理
工作原理框图如图1所示。

三相380V市电经整流，加至由绝缘栅双极型晶体管IGBT及纳米变压器组成的逆变主电路，转换成脉宽可调的高频交流(25KHz)，再经肖特基二极管整流器整流，转换成所需的低压直流电。PLC的I/O脉冲输出摸块输出脉冲控制后级大功率开关管IGBT，使低压平滑的直流电通过开关管IGBT的开通与关断而形成脉冲电压/电流输出到负载。脉冲的频率可通过人机操作界面MPT设定不同的数值;本次设计脉冲输出的频率可以分时段输出，即在不同的时间段可设定不同的输出频率，满足生产复杂工艺产品的要求。

3 在高频开关电源中的PLC控制

3.1 硬件配置及控制算法
在设计中，我们采用了OMRON公司的CQM1H--CPU51型的PLC，脉冲I/O板为CQM1H-PLB21型， 实现脉冲输出控制;人机界面选用MPT002-G4X-V1型，实现频率的设置和时间段的设定。选用CQM1-OC222型摸块，作为开关量I/O输出摸块。
在本次设计中, 我们设计了10个工作时间段进行输出控制, 即在生产控制过程中，用户可通过MPT设定输出频率的时间段可以从1-10段之间任意设置，每段的频率可以从10Hz-50KHz任意设置，在工作中MPT将显示电源当前工作的时间段号和电源工作的总时间。PLC控制脉冲输出流程图如图2所示:

3.2 关键步骤梯形图程序设计
在上述的程序设计中，关键的步骤就是怎样控制每个时间段输出不同的频率，在设计中我们采用连续模式从端口1执行脉冲输出，并使用PLC的专用语句PULS(65)和SPED(64)执行无加速或减速的单相固定占空率脉冲输出。下面将介绍输出控制的步骤:
(1) 设定脉冲输出端口1(CW)。
(2) 将1.6KΩ电阻接入CW和地之间，则输出电沅可为5V-24V。
(3) 端口模式设定(DM6611)简单定位模式(0001)。端口1操作设定(DM6643)为固定占空率。
(4) 设定固定脉冲，PULS(65):设置速度输出，SPED(64)，此端口是无加速/减速功能。
(5) 模式控制，INI(61):停止指定端口的脉冲输出。读高速记数器PV，PRV(62)读指定端口的脉冲输出状态。
在这里我们介绍使用控制端口1的脉冲输出语句PULS和SPED在程序中的运用，其程序梯形图如图3所示。

图4为程序运行后端口1脉冲输出频率与时间的关系图。在图4中，可根据实际生产的需要，通过MPT人机界面任意地设置每个工作段的时间和频率。当频率设置为零Hz时,系统就认为工作段运行完毕，停止频率的输出，同时PLC控制关断电源。在生产中，运行时间和频率的设置要根据实际灵活运用。

4 结束语

将高频开关电源与PLC控制技术相结合，利用PLC实现输出脉冲频率的控制，既保留了PLC控制系统控制可靠，灵活，适应能力强等特点，又大大提高了控制系统的智能化程度，具有广泛的应用前景。

1 引言

一个工件要在几个工位上加工、成型，轻工产品要完成几个工位的弯曲，包装等工作，必需在圆形工作台上分度，要求圆形工作台快速起动，制动及反转，运行要平稳，定位要准确。要实现此功能，有多种方案，由变频器控制异步电动机，由PLC控制变频器即可实现此方案;即节省开支，又要实现此功能，简单的方案为采用PLC控制异步电动机实现此功能，因PLC在加工过程中还需使用到。我厂在专用设备上使用后一种方案，在直径2.4m的圆工作台上完成4个工位的机械加工,从使用情况看,效果比较好,仅供有意使用的同仁参考。

2 电路设计

首先根据圆型工作台的重量选择蜗轮蜗杆，减速机及异步电动机，圆形工作台需要加工，表面平整，薄厚均匀，因同功率的电机6级电机起动力矩大。所以电动机选用6级电机。将圆工作台加工好后分成4等分，(4个工位)每一等分的起奌位置装一个死挡铁，并在死挡铁前装一个接近开关，其目的为顺时针转动，工作台可转动，反时针时每个位置的死挡铁碰到定位块即定位，无法转动。定位块安装在工人操作的位置，接近开关为发信号，让PLC控制电机停止转动。定位块结构为带弹簧的圆柱体，死挡铁为顺时针有斜面，反时针方向无斜面，当圆形工作台转动，死挡铁的斜面碰到定位块的圆柱体后，定位块由于弹簧作用缩回，死挡铁通过，反回后无斜面挡死。主电路图如图1所示。

因为三相异步电动机频繁正反转，并制动，使电动机发热严重，需在电动机主回路中串电阻，使电机降压起动，图1中KM1为降压起动，KM2为短接电阻R1，KM3为短接电阻R2，KM4为降压反转，KM5为能耗制动。

3 PLC程序流程设计

可编程序控制器(PLC)流程图如图2 所示，控制电路由可编程控制器来完成，当电动机降压起动，正常运转后，PLC控制KM2闭合，短接电阻R1，延时后KM3闭合短接R2，全压运转，带动圆型工作台顺时针转动，接近1/4圈处时，运转到挡片挡住接近开关，给PLC发信使电机供电停止，由于惯性继续运转，此时电源通过二极管整流，使电机能耗制动立即停转，然后电机降压反转10s后停止，同时死挡铁转过定位块反转碰到定位块后定位，准确停止在1/4圈位置，完成此工位的加工，然后重复上述动作完成下一工位的加工，四个工位全部完成后，停车，工人可以上下工件。下一个工件装好后，工人可按按钮启动或脚踩脚踏开关重新起动电动机完成下一个工件的加工。

3 结论

上述电路调整的关键在于电机起动，运转，制动及反转的时间设定，要反复调试，使圆型工作台起动，停止平滑，定位准确为止。此方案也可以使用于直线的多工位定位，方法简单易行，实现容易

1 引言

随着汽车工业的飞速发展，人们对轮胎的各项性能要求越来越高，这极大地促进了轮胎模制造技术的发展。过去轮胎模具表面花纹简单，而现在轮胎模具表面有许多形状相同的或不相同的单元凸块按一定的规律排列的花纹，由于轮胎模具上的花纹精度和质量将直接影响轮胎的质量和性能，因此在电火花成型机上加工轮胎模具时，为制造这些排列有规律的花纹，就必须对模具进行jingque分度。

2 工艺要求

该轮胎模电火花成型机可以生产轮胎模内径为500mm～1200mm，等分数为2～500朵花纹的各种轮胎模，工作台回转精度不小于7°。在对中模式(调整模具圆心与工作台圆心重合)时，工作台回转速度为 0～0.5rpm;在手动调整模式时，工作台回转速度为0～0.5rpm;在自动加工模式时，工作台回转速度为0～0.25rpm。所有工作参数均可以从人机操作界面中调整和设定。

3 自动分度系统、硬件配置及软硬件设计

3.1 自动分度系统
在保证达到测试要求的前提下，尽可能选择、运行可靠、开发周期短的方案。综合考虑后，采用触摸屏作为上位机、PLC作为下位机的设计方案。利用RS-232串口通讯完成数据传输。系统框图如图1所示:

触摸屏是专门面向PLC应用的，它不同于一些简单的仪表式或其它的一些简单控制PLC的设备，它功能强大，使用方便，抗干扰能力强，非常适合现代化工业越来越庞大的工作量及功能的需求，它日益成为现代化工业必不可少的设备之一。下位机可编程控制器具有扩展方便、控制简单、抗干扰能力强、价格低廉等优点;PLC作为下位机完成分度控制、加工控制和采集编码器反馈的数据等功能。
3.2 控制系统的硬件配置
根据性能要求，从经济角度出发，选择主要器件:
(1) 触摸屏采用EASYVIEW的MT508S。该系列人机界面除了拥有一般人机界面的功能外，还提供了许多特有的功能:
a) 可以同时开启6个弹出窗口。
b) 可以拥有和bbbbbbs95/98一样的任务栏和快选窗口。
c) 采用强大的32位RISC处理器(Inbbb的StrongARM), 使MT508拥有更快的处理速度。
(2) 旋转编码器采用日本NEMICON公司精度为5400P/R产品，它将工作台的位置信号反馈给PLC，再由PLC进行数据处理后，控制步进电机动作，从而达到jingque控制工作台位置的目的。
(3) PLC采用永宏公司的FB系列的FBE-20MC。采用该系列PLC主要有两个原因:a)采用硬件电路构成的硬件高速计数器(HHSC)，高计数频率20kHz，而且是32位的高速计数器。B)PLC的计数器自带4倍频电路，对编码器信号进行4细分，提高系统精度。

采用一组硬件高速计数器对编码器的反馈脉冲进行计数。FB-PLC的每组硬件高速计数器都有8种计数模式可供选择，我们选用了MD7，即输入信号为两路相位相差90°的脉冲信号，对两路信号的上升沿和下降沿分别计数，这样高速计数器就计数4个脉冲，如图2所示。原来编码器反馈的信号的精度为360°÷5400=0.067°，这显然达不到要求，但经过后继电路进行电平转换和PLC的4倍频电路细分后，在不增加任何硬件的前提下使编码器的分辨率提高到360°÷5400÷4=7°。在分度控制系统中，我们将编码器反馈的脉冲数与PLC计算出的目标脉冲数进行比较，如果反馈值小于或大于目标值，则说明工作台还没有到达目标位置，如果两值相等，则说明工作台已达到目标位置。用这种方法实现工作台位置的闭环控制。

(4) FBE-20MC是控制系统的核心器件，其输入输出信号分配如图3所示:

3.3 PLC程序流程图
PLC程序流程图如图4所示:

4 控制系统合理性和可靠性设计

本轮胎模电火花加工仪虽然测控对象数量不多,机械结构也并不复杂，但工作台体积大，转动惯量大，电火花加工时干扰很大。要让它能够高精度、高可靠性地完的控制任务,同时为了能给操作人员带来方便 ,我们作了如下考虑:
(1) 机械部分的合理设计
机械部分是控制系统的被控对象,是决定控制系统能否可靠工作的前提。我们采用了有合适过盈配合的蜗轮蜗杆传动结构，为工作台高回转精度和自锁提供了条件。
(2) 良好的人机界面
触摸屏构成人机界面从画面、提示语句、色彩等方面给人以轻松、醒目的感觉;各控制画面的设计是以各控制功能集中为原则,操作简便;触摸屏上显示出各种设定参数和系统运行状态，操作人员易于了解系统工作状况，操作也方便。
(3) 系统的抗干扰措施
该分度系统的控制器是选用高可靠性的PLC和传感器，从设备上保证了系统的可靠性;各控制柜在电路上完全隔离，各控制柜内模拟电路和数字电路也采取了分离屏蔽措施，尤其是电火花加工设备发出的电磁干扰;各控制柜也有良好的通风和散热措施。

5结束语

本文所述的轮胎模电火花加工仪的分度系统从2002年8月起已经应用于多套设备中，配备有本分度系统的电火花加工仪,在试运行期间和正常工作时，无论模具大小、轻重，分度系统都能控制工作台jingque分度，用户反应效果非常理想，已经带来了很大的经济效益

1 引言
目前，高校建设的PLC实验室普遍存在着缺乏控制对象的问题。我校PLC实验室从上海新奥托实业有限公司购买了列车模型来作为PLC的被控对象。列车模型在轨道上运行，列车轨道提供0～10V电压供列车模型使用，轨道电压的大小可以调节列车运行速度，电压的极性可以控制列车运行的方向。配置的光电位置检测开关可以检测列车的当前位置，对轨道的叉道进行控制可以改变列车的行进路线。可以看出，在列车模型上可以进行数字量、模拟量控制。而且，如果在列车轨道上同时运行多辆列车，则可以优化控制算法。本文主要介绍列车PLC控制系统的设计与调试，为将来控制算法的优化提供一个平台。

2 对象与控制要求分析
本次设计所使用的列车，是由上海新奥托实业有限公司提供的。该模型由工作台、列车轨道、列车模型、光电位置检测开关、驱动电路板、蜂鸣器、红绿灯以及其他一些附件组成。在列车轨道上设置了2个车站(1＃站、2＃站)，列车轨道分为3段(外围轨道、1＃站轨道、2＃站轨道)，每段轨道的电压大小、电压极性可以分别进行控制。为了使列车沿不同路线行进，在该模型中还设置了6个电动叉道。此列车PLC控制系统共有22点开关量输入信号、23点开关量控制输出信号和3路模拟量输出信号。
为了确定列车模型在轨道上的位置，在列车上设置了22个光电位置检测开关，当列车模型经过该检测开关时，该光电开关输出信号“1”，否则输出信号为“0”。这22个光电位置检测开关作为PLC控制系统的开关量输入信号。
该列车PLC控制系统的23点开关量输出信号的分配如下:12点用于轨道电动道叉控制(每个叉道正、反控制共需要2点);6点用于三段轨道的电压极性控制(每段轨道正、反控制共需要2点);1点用于控制火车鸣笛的蜂鸣器;4点用于车站的红、绿灯(1＃站、2#站)。
该列车PLC控制系统的3路模拟量输出信号分别控制火车三段轨道的电压(0-10V)，进而控制列车在该轨道上的运行速度。
在进行控制系统设计时，发现光电位置检测开关工作不正常，经过我们的努力该问题得到了完满的解决。这个问题具有一定的典型性，我们有必要对它进行一定的分析。光电位置检测开关信号处理电路如图1所示，此电路图大体可以分为三部分:放大电路、比较电路和输出电路。当列车经过该光电开关时，发光管发出的光被列车挡住，接收不到发光管发出的光;当列车离开该光电开关时，光敏元件则可以接收发光管发出的光。在这两种状态下A点电压信号的变化值为1V左右。A点信号经放大级放大后进入比较器“＋”，调节比较器“－”端门槛电压为合适的值，则列车挡住和不挡住该光电开关时，比较器翻转，可以得出光电开关的状态。
在实验时，发现处理电路的OUT端输出的并不是期望的高电平或低电平信号，而是一列方波信号(此时，处理电路中B点未加滤波电容)。经过逐级分析，得出了原因的所在:处理电路中的光敏元件由于受到外界杂散光的影响，A点信号中存在一定的交流分量，该交流分量经过放大级的放大后引起了比较器的连续翻转，故在输出级OUT端出现方波信号。可以看出，在电路中增加滤波环节来滤除进入比较器之前的交流分量是可用的方法。我们对该处理电路进行了改进，在B点增加了一个4.7μ的滤波电容，改进后的处理电路工作非常正常。

我们采用OMRON C200HG PLC来作为该列车的现场控制装置。PLC与上位机之间以RS-232进行通信，在上位机上用组态王编制控制系统的监控画面，监视模型的运行状态并可以用监控系统对模型进行远程控制。在该列车的轨道上有两列列车同时运行，基本的控制规则分析如下:
(1) 列车进站前鸣笛，以提醒工作人员接站;进站时速度按照预定的速度曲线减慢，直至停下。
(2) 一次只能有一列列车进站停车，若有列车停在站内，其他列车只能在站外等候进站。
(3) 以红绿灯作为列车能否出站的标记:绿灯通行，红灯不通行，出站时亦要鸣笛。
(4) 若有列车停在车站，其他不用进站的列车可以绕道而行，避免发生撞车。
(5) 用监控系统来调度列车的运行。如可以在监控系统中设置某列列车应该在某个车站停车，以及停车时间等。
(6) 在监控界面上反映列车的位置及运行状况。

3 控制系统硬件、软件设计
该列车PLC控制系统的输入/输出点数比较少，在选择输入输出模块时没有采用高密度模块，而是选用了常用的16点或8点输入/输出模块。控制系统共有22点开关量输入信号，都是布置在轨道上的光电位置检测开关，选用两块ID212模块(2×16点)来处理开关量输入信号。开关量输入信号类型单一，比较简单，在这里不再详述。

表1 开关量输出信号分配情况

该列车PLC控制系统有23点开关量输出信号。从对象实验得出，所有的被控点都是高电平(24V)有效，这样一来，输出模块的COM端应该接24V。从以上分析可知，OD系列的输出模块不能在这里使用，故这里选用了OC225(16点)和OC224(8点)两个开关量输出模块。表1详细的给出此系统开关量输出点的分配情况。该PLC控制系统有3路模拟量输出信号，分别控制火车三段轨道的电压(0-10V)，进而控制列车在该轨道上的运行速度。在这里我们选用DA003模块，该模块具有直接输出0～10V电压的能力。

控制规则由PLC软件来实现。其中，列车的进出站控制是列车运行控制中重要而难以解决的问题。在系统调试过程中，发现列车进出站过程中是两列列车容易发生事故的地方，解决该问题是极为重要的。列车进出站的程序框图如图2所示。

4 结束语
在列车的自动控制系统中选用OMRON C200HG PLC为现场控制装置。经过一段时间的运行、调试后，本系统能迅速、准确地完成该实验模型的控制任务，对列车实现自动控制。用组态王开发地监控系统可以对实验模型进行准确地监控。该控制系统的成功设计为列车的下一步完善奠定了基础。