西门子6ES7214-1AD23-0XB8产品特点

西门子6ES7214-1AD23-0XB8产品特点

自动化柴油发电机组用PLC控制有很多优点，它主要通过软件控制，从而省去了硬件开发工作，外围电路很少，大大提高了系统的可靠性与抗干扰能力；由于它简单易行的可编程序功能，无须改变系统的外部硬件接线，便能改变系统的控制要求，使系统的“柔性”大大提高。

l主要功能
    自动化柴油发电机组作为一个备用电源，应具备以下基本功能：

（1）自动启动
    当市电出现故障（断电、欠压、过压、缺相）时，机组能自动启动、自动升速、自动合闸，向负载供电。

（2）自动停机
    当市电恢复，经判断正常后，控制切换开关，完成发电到市电的自动切换、然后控制机组降速、怠速运行3分钟后自动停机。

（3）自动保护
    机组在运行过程中，如果出现油压过低、超速、电压异常故障，则紧急停机，同时发出声光报警信号，如果出现水温高、油温高故障。则发出声光报警信号，经过延时后，正常停机。

（4）三次启动功能
    机组有三次启动功能，若次启动不成功，经10秒延时后再次启动，若第二次启动不成功，则延时后进行第三次启动。三次启动中只要有一次成功，就按预先设置的程序往下运行；若连续三次启动均不成功，则视为一次启动失败，发出声光报警信号，也可以同时控制另一台机组起动。

（5）自动维持准启动状态
    机组能自动维持准启动状态。此时，机组的自动周期性预供油系统、油和水的自动加温系统、蓄电池的自动充电装置投入工作。

（6）具备维护性开机功能
    当机组较长时间未启动时，可进行维护性开机，以检查机组性能及状态。维护性开机不影响市电的正常供电，在维护性开机时若出现市电故障，系统会自动转为正常开机状态并由机组供电。

（7）具备手动、自动两种操作模式。

2 控制系统的硬件设计

2．1根据所需的输入／输出点 数选择PLC机型
    根据自动化机组的控制要求，所需PLC的输入点数为11个，输出点数为12个。系统的控制量基本上是开关量，只有电压和转速是模拟量，为了降低成本，可以通过检测电路把模拟量转换成开关量、这样，可以选用不带模拟量输入的PLC。本系统选用C28P—CDR—D小型可编程序控制器，可靠性高，体积小，输入点数为16个，输出点数为12个。电源、输入、输出电压均为24VDC。

2．2分配PlC输入输出
    根据自动化机组的控制要求和电气原理图，PLc输入、输出信号分配表见表1。

表1输入／输出分配表

3 控制系统的程序设计
    当自动化机组的开关打到自动位置时，机组处于准启动状态。PLc对市电进行不间断的循环检测，预供油泵周期性地向柴油机润滑油道供油，柴油机的冷却水和机油温度能保证机组随时应急启动。在准启动状态，一旦市电出现失电、欠压、过压和缺相等故障，并经5秒确认，PLc控制机组自动启动，自动升速到额定转速，自动保护投入。当机组工作正常时，控制切换开关切换到发电状态，机组合闸向负载供电。当市电恢复正常，延时5秒确认后，断开机组输出开关，控制切换开关切换到市电状态，机组自动降速到怠速状态，运行3分钟后正常自动停机，机组处于准启动状态。
    根据自动化机组的控制流程和输入、输出分配表，可编制出PlC控制的梯形图。

4 结论
    采用FLc控制的自动化柴油发电机组，硬件简单，技术经济指标好，经过在不同机组上使用，可靠性高，程序稍作修改，就可以满足用户不同的控制要求。

0、引言

　　工业控制领域中PLC作为一种高效、灵活、可靠的控制器，有着广泛的应用。以PLC控制器为核心，上位PC机为实时监控体的控制系统已成为工业自动化PLC控制系统的一个发展方向。实现PLC与PC的通信可以实现向上级提供诸如工艺流程图、动态数据画面、报表显示等多种窗口技术，使PLC控制系统具有良好的人机界面，通过上位机对PLC数据的读写监控实现现场数据的采集、传送以及生产过程调度的自动化和信息化，其应用前景十分广阔。常用的各种PLC网络有差异，但表现在 PLC 通信程序、系统联结和系统配置等方面，通信机理有统一性。目前市场上通信组态系统结构复杂，价格昂贵，应用繁琐，不适应用户使用。针对上述问题笔者以西门子公司的S7-200系列的PLC为研究对象，提出了一种用VC实现上位机与PLC的高速可靠的通信方法。

1、S7-200系列PLC通信方式

　　西门子S7-200系列性能优良，性价比较高，适用范围很广，因此本文主要讨论西门子7-200系列与计算机之间的通信。S7-200系列通信方式有三种：

　　（1） 点对点PPI方式与上位机通信：用于与西门子公司的PLC编程器或其他该公司人机接口产品的通信。该种通信方式采用的是MSComm ActivcX控件。PPI是主/从协议，网络上的S7-200均为从站，其他CPU、SIMATIC编程器或TD200为主站。如果在用户程序中允许PPI主站模式，一些S7-200CPU在RUN模式下可以作主站，它们可以用网络读和网络写指令读写其他CPU中的数据。PPI没有限制可以有多少个主站与一个从站通信，但是在网络中多只能有32个从站。PPI通信协议是不公开的;

　　（2） Freeport方式与上位机通信：Freeport方式具有与外围设备通信方便、自由，易于微机开发等特点，因此使用自由口方式实现与上位机通信的控制方案较多。但在该通信方式下，上位机与PLC的大通信能力为128bit/s，这无法满足高速通信的需要;

　　（3） Profibus-DP方式与上位机通信：Profibus协议用于几分布式I/O设备的高速通信。S7-200CPU需通过EM277。Profibus-DP模块接入Profibus网络，网络通常有一个主站和几个I/O从站。这种方式使得PLC可以通过Profibus的DP通信接口接入Profibus现场总线网络，从而扩大PLC的使用范围。PPI协议和Profibus协议的结构模型都是基于开放系统互连参考模型的7层通信结构。

2、PLC网络通信标准简介

　　（1） RS-232C标准

　　通信的连接接口与连接电缆的相互兼容是通信得以保证的前提。它的实现方法发展迅速，型式较多。其中RS-232C就是实际应用较多的标准之一，它是计算机或终端与调制解调器之间的标准接口。RS-232C功能规范定义了电路之间的连接，以及它的含义。RS-232C的规程规范定义的是协议，即事件出现的正确顺序。RS-232C的缺点是数据传输率低传输距离短。

　　（2） RS-485标准

　　在许多工业环境中，要求用少的信号连线来完成通信任务。日前广泛应用的是RS-485串行接口总线，RS-485支持半双工通信，分时使用一对双绞信号线进行发送或接收。RS-485用于多站互联时实现简单，节省材料，可以满足高速远距离传送，构成分布式网络控制系统十分方便。

3、通信网络接口的设计

　　在本工程中，我们采用的PLC为CPU224型，该可编程控制器的通信端口为RS-485接口，由于PC机的串行端口为RS-232接口，且远离控制现场（PLC位置），因此PC机的RS-232接口必须通过RS-232/RS-485转换器转换后才能与PLC通信端口连接，这种通信方式可以实现远1.2Krn的远程通信。

　　PC机的标准串口为RS232。S7-200系列CPU226提供2个串口，其中一个端口Portl作为DP口，另一个端口Port0为自由口，自由口为标准RS485串口。西门子公司提供的PC/PPI电缆带有RS232/RS485电平转换器，因此在不增加任何硬件的情况下，可以很方便地将PLC和PC机互联。

4、通信程序设计

　　（1） 上位机部分程序

　　单命令把MSComm控件加入到工程中。MSComm控件通信功能的实现实际上是调用了API函数。而API函数是由Comm.drv解释并传递给设备驱动程序进行的。即MSComm控件的属性提供了通信接口的参数设置，能实现串行通信。MSComm控件有关属性如下：

　　CommPort：设置并返回通信端口号。bbbbbb系统将会利用该端口与外界通信;

　　Setings：设置并返回初始化参数。其组成格式为“BBBB。P。D。S”。BBBB为数据速率。P为奇偶校验。D为数据比特。S为停止位;

　　PortOpen：设置并返回通信端口的状态。也可以打开和关闭端口;

　　Ouptut：向传输缓冲区写1B的数据;

　　bbbbb：将传送到输入缓冲区的字符读到程序里;

　　RThreshold：设置在产生OnComm之前要接受的字符数;

　　bbbbbLen：设置并返回bbbbb属性从接收缓冲区读取的字符数;

　　InBbuffersize：设置或返回输入缓冲区的大小;

　　InBufferCount：返回输入缓冲区内等待读区的字节个数。可通过设置该属性值为0来清除接收缓冲区;

　　bbbbbMode：设置或返回传输数据的类型;

　　CommEvent：传回OnComm事件发生时的数值码;

　　软件通信流程图如图1 。

图1 ：通信流程图

　　在实际应用中，从站被动的接收上位机发出的指令后做出响应，然后将信息传回上位机，由于上位机在整个通信的过程中不能被中断，因此上位机在接收与发送数据过程中采用了不可中断的方法。

　　（2） 从站PLC程序

　　S72200系列PLC选择了自由口通信方式后，在程序中就可以使用接收中断、发送中断、接收指令（RCV）、发送指令（XMT）来控制通信操作，当处于自由口模式时通信协议完全由用户程序指令控制。SMB30被用于选择比特率和校验类型，各个位的配置为：

图2：SMB30的位配置

　　pp，校验选择：00为不校验，01为偶校验，10为不校验，11为奇校验;

　　d，每个字符的数据位数：0，每个数字符8位;1，每个数字符7位。

　　bbb，自由口比特率，kbit/s：000为3814，001为1912，010为916，011为418，100为214，101为112，110为11512，111为5716。

　　mm，协议选择：00，PPI/从站模式;01，自由口模式;10，PPI/从站模式;11，保留。

　　接收指令（RCV）启动或终止接收信息功能，必须为接收操作指定开始和结束条件。发送指令（XMT）在自由口模式下依靠通讯口发送数据。

　　PLC程序分为主程序和中断程序。主程序完成初始化通信口、开中断、判断、发送数据等功能，中断程序完成接收和发送数据的功能。

5、高速通信设计及检验

　　（1） 高速接口设计

　　PC机采用400MHz的CPU以及256M的RAM，应用VC++6.0开发软件和Sicmcns SIMATIC Microcomputing软件进行开发设计。使用PC/PPI电缆可实现计算机的RS232接口与PLC通信。但该方式下只能使用PPI协议或自山通信。要使用PROFIBUS协议通信。上位机应有PROFIBUS DP模块。同时S7- 200 PLC应连接通信模块。这里上位机使用的是CP5611 PROFIBUS DP模块。安装的是SicmcnsSIMATIC Micro computing软件;下位机使用的是EM277 PROFIBUS DP模块和S7-200 224PLC组建的通信网络。

　　（2） 速度仿真与检测

　　Siemens SIMATIC Microcomputing软件使用ActiveX技术提供对数据的访问控制。 Microcomputing软件由2部分组成：部分，一系列的SIMATIC ActiveX控件，用于对PLC的数据操作，主要包括数据控件!按钮控件!编辑控件!标签控件和滑块控件;另一部分，一个容器，用于创建使用ActiveX控件的处理界面[7-8]。

　　上位机用Micro computing configuration设定通信协议和波特率。 Siemens Micro computing提供PPI， MPI， PROFIBUS-I办议支持Data Control与PLC通信。PPI协议支持的高通信速率为187.5KbpsMPI和PROFIBUS都支持9.6kbps-12Mbps的速率通信。PROFIBUS包含PROFIBUS-DP协议、PROFIBUS-Standard协议、PROFIBUS-User-defined协议和PROFIBUS-Universal协议（该协议只支持9.6kbps-1.5Mbps的通信）。用Micro computing configuration设定相应的应用程序接口点和协议。检测实验中表示应用程序接口点为CP5611协议为PROFIBUS基木实现流程图如4所示。

图3：检测实验流程图

　　对PLC数据的读写。Data Control提供了4个函数：Write Variable（对单存储单元写），Write Multi Variable（对多存储单元写），Read Variable（对单存储单元读），Read Multi Variable（对多存储单元读）。

　　表1是在WIN2000系统下，针对PROFIBUS的不同协议，Data Control使用自动连接，自动超时设为100ms，用Write Multi Variable函数对一个S7- 200PLC的V存储区10个存储单元进行20个字节写1000次的测试数据见表1。从表1数据可知，PROFIBUS-DP协议，PROFI-BUS-Standard协议、PROFIBUS-User-defined协议和PROFIBUS-Universal协议在1.5 M的波特率下，其写操作时间短的是PROFIBUS-Universal协议，时间为31.61ms。

　　表1：不同协议下对PLC写数据时间

6、结束语

　　本系统通过现场调试实验，功能达到设计要求。试验结果表明，当数据传输速率为916kbit/s时误码率< ，能够实现现场网络的在线监控、调试及shujuxiugai。由于程序中采用了以16进制ASCII码描述数据传输格式，因此一条指令中的数据字节和控制字节不可能发生混淆，通信更加可靠。同时采用了PROFIBUS-Universal协议，实现了上位机和PLC之间的高速通信，并用实验证实了该协议的优越性。对于其它品牌的PLC，尽管通信规范及初始化有所不同，可以参照本系统方法进行编程，稍做修改即可应用。本系统的成功研制将对工业控制系统的自动化、智能化、网络化的发展提供有益的借鉴。

　我们上海一纺机械有限公司（原上海纺织机械厂、上海纺织机械总厂），建立已有80余年的历史，生产纺织机械也有近半个世纪。公司常年致力于开发、生产、销售的纺织机械品种涉及棉、毛、麻、绢、化纤等多种领域的前纺设备。

　　在科学技术飞速发展的历史进程中，公司的纺织机械电气控制系统的自动化程度也发生了较大的变化，控制系统从早的十几个继电器控制，发展到用单板机、可编程序控制器（PLC）、可编程序计算机控制器（PCC）、工业控制器等多种控制形式，这些控制方式各有特点，例如，纯继电器线路可以用在控制极为简单的纺织设备中，其价格低廉、维护方便，但不易于改变功能；单片机具有一定的编程灵活性、价格又低于一般的PLC，但控制点位和编程能力受到一定限制；PLC以其方便易掌握的编程指令及可扩展的输入/输出模块、成熟的抗干扰技术而深受工程技术人员欢迎；PCC具有高可靠性、丰富的编程语言、强大的功能、良好的耐恶劣环境的能力，但由于价格问题较难在普通纺机设备中普遍应用；工业控制器的性能完善同时也与高价格相伴，因此只有在少数的大型纺织设备中采用。所以现在一般的纺机设备，PLC是常见的控制器。因此，本文仅对PLC逐代应用于公司的“四代”精梳机等产品加以回顾和介绍。

1．棉精梳机简介

　　本公司的主导产品是棉纺厂使用的精梳机（其主要功能是通过对从梳棉机产出的生条棉网的梳理来去除其中的短纤维、杂质、棉结和疵点等，同时也提高棉纤维的伸直度，使得精梳后的棉条通过后道工艺终能纺制出60支以上的高支纱，由此来满足人们舒适着装或一些特殊的需求），公司也正是伴随着精梳机不断的升级换代而发展壮大的。十几年前，我们公司的精梳机在全国棉纺厂的市场占有率曾经是90%以上，多么值得骄傲和令人羡慕的数字！由于人们生活水平的不断提高，即使是在全国棉纺业压锭的年代，人们对棉精梳设备的需求也丝毫没有削弱过。当然在市场经济的模式下，谁也无法垄断任何产品，并且随着欧洲发达国家制造的棉精梳机大举进入、国内同行的多方夹击，使得棉精梳设备制造业的市场竞争日益激烈，也对我们公司的精梳机市场份额形成了强烈的冲击。形势所迫，我们只有不断的开发出新的纺机产品，才有继续生存的空间。可见，做好和不断开发新型精梳设备于国、于民、于企业的生存和发展是何等重要。

2．可编程序控制器（PLC）的发展与流派

　　可编程序控制器的英文为Programmable Controller，在二十世纪70-80年代一直简称为PC。到了90年代，由于个人计算机发展起来后也简称为PC，加之可编程序的概念所涵盖的范围太大，所以美国AB公司将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器(PLC-Programmable Logic Controller)，为了方便，乃简称可编程序控制器为“PLC”。

　　1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电器控制装置的要求，第二年美国数字公司研制出了代可编程序控制器，满足了GM公司装配线的要求。

　　随着集成电路技术和计算机技术的发展，现在已有第五代PLC产品了。在制造工业的发展过程中，除了以连续量为主的反馈控制外，存在着大量的开关量为主的开环的顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作或按照时序动作；另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制；以及大量的开关量、脉冲量、计时、计数器、模拟量的越限报警等状态量为主的离散量的数据采集监视。由于这些控制和监视的要求，所以PLC发展成了取代继电器线路和进行顺序控制为主的产品。

　　为了使用户等完成类似继电器线路的控制系统梯形图，而编制了一套控制算法功能块(或子程序)，称为指令系统，固化在存贮器ROM中，用户在编制应用程序时可以调用。指令系统大致可以分为两类，即基本指令和扩展指令。细分一般PLC的指令系统有:基本指令、定时器/计数器指令、移位指令、传送指令、比较指令、转换指令、BCD运算指令、二进制运算指令、增量/减量指令、逻辑运算指令、特殊运算指令等。另外PLC还提供了充足的计时器、计数器、内部继电器、寄存器及存贮区等内部资源，为编程带来极大方便。

　　世界上PLC产品可按地域分成三大类：一是美国产品，一是欧洲产品，一是日本产品。美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离情况下独立研究开发的，因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的，对美国的PLC产品有一定的继承性，但日本的主推产品定位在小型PLC上。日本的小型PLC具特色，在小型机领域中颇具盛名，某些用欧美的中型机或大型机才能实现的控制，日本的小型机就可以解决。在开发较复杂的控制系统方面明显优于欧美的小型机，所以格外受用户欢迎。日本有许多PLC制造商，如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等，在世界小型PLC市场上，日本产品约占有70％的份额。

3． 回顾本公司产品伴随PLC技术的同步发展  

3．1.  C60P用于“代”（以使用PLC算起，下同）FA252型棉精梳机

　　我们公司在1990年以前三十多年的精梳机研发历史中，电气控制部分都是通过继电器来完成的，其价格虽然低廉，但不易于改变功能。随着控制要求的不断提高，纯继电器的控制线路已显得越来越不能满足，而且太多的继电器使得电控柜的体积变得越来越大，线路错纵复杂，给设计、制作和维护都带来麻烦。

　　九十年代初，我们在开发新的棉精梳机FA252、FA253时，正好是PLC进入国内自动化领域不久，我们认真对比了当时世界的几个品牌，首先确定小型机就能满足控制需求，又由于日产PLC在编程语言方面更适应东方人的逻辑思维方式，所以日产PLC。

　　在日本多家PLC制造商中，比较下来欧姆龙自动化集团的PLC是引领工业自动化产品和应用先进技术的产品，它进入中国市场的时间早、产品性能稳定、编程简易、调试方便（软件虽然还只是基于当时DOS平台的“LSS”，但已经有较丰富的功能，与其他日产PLC软件相比，它的现场监控能力尤为出色），成为当时自动化领域的佼佼者。在中国，欧姆龙有遍布全国的物流、销售和技术支持，可及时提供客户直接的服务。

　　基于以上理由，我们在“代”用PLC作为主控制器的棉精梳机时了日本欧姆龙公司的产品——九十年代初期的“C60P型PLC”。

　　“C60P型”可编程序控制器，以现在的目光来看，体积可谓庞大，但该款PLC当时比起我们原先计划要在电气箱安装几十个继电器来说体积可大大缩小了，而且控制逻辑可随时修改，不需动一根电线和任何电气元件就可改变控制功能，这些技术和元气件的进步对于我们从事自动化设计的简直是革命性的！我们台棉精梳样机成功后就于1993年参加了在日本大阪的国际纺机展，当时国内外的棉精梳机还都在用继电器控制着精梳设备的运转。由于较早地使用了PLC，使得我们当时的精梳设备在控制技术上处于水平。

　　紧接着，公司的精梳配套设备—FA355系列条并卷机也同样采用了C60P型PLC。

3．2．CQM1用于“第二代”PX2型棉精梳机

    我们在九十年代后期，将欧姆龙公司的CQM1型PLC用于公司的“第二代”PX2棉精梳机以及为之配套的SR80条并卷机，开发成功后几年中销量就达几千台。但由于CQM1型PLC差不多可以归入中型PLC的范畴，从现在来看价格也比较昂贵，而且目前已被下文提及的CP1H小型PLC取代，因此本文不再作介绍。

3．3．CPM1A用于“第三代”CJ25型棉精梳机

　　随着时代的发展，我们的精梳设备同各行各业一样也需要不断的更新，首先要增强功能又不能扩大电气箱空间，这就要依靠PLC的进步相辅佐。

　　九十年代后期，随着欧姆龙公司PLC的新产品—CPM1A的推出，其比起原来的C60P体积差不多缩小了一倍，而且在指令种类(90多种)、指令执行时间（LD指令1.72μm）、数据存储、定时器/计数器数量（128位）、中断输入和脉冲输入、高速计数器、模拟量设定、通信距离（50M）等关键指标上比C60P都前进了一大步，完全能够满足我们的控制要求，于是，再次采用欧姆龙的CPM1A及显示器MPT002组合作为我们“第三代”棉精梳机（此属于公司一款中档精梳机，与“第二代”精梳机同步生产、销售）的控制及显示单元。开发成功的“第三代”CJ25型棉精梳机在众多用户厂经多年使用，运行可靠、反映良好。

3．4． CPM2A用于公司其他产品

　　CPM2A系列PLC是OMRON公司在CPM1A基础上推出的升级产品。它与CPM1A相比，在程序容量、指令种类、指令执行时间、数据存储、定时器/计数器数量诸方面都有明显进步，并新加了RS232通讯端口，支持各种无协议通讯方式，特别是脉冲输出和同步功能的增加给设备的自动化控制提供了更大的方便。

    我们在承担下属公司的外协产品“高能聚焦超声治疗仪”的调试台时，充分运用了CPM2A的脉冲输出功能和同步功能，使得对于定位精度要求很高的该治疗仪，在制作调试过程中就能很好把握设备的质量关，满足了用户的订货要求。

4． 新款CP1H用于“第四代”CJ60型棉精梳机

　　近年来，PLC技术的不断进步，为我们开发新的产品提供了自动控制上的保证。

　　欧姆龙公司2006年推出的新款CP1H小型PLC，在I/O的扩展能力、程序容量（20K）、指令种类、指令执行时间（LD指令0.1μm）、DM数据区（32K）、定时器/计数器数量（相当多）、功能块、复杂的函数运算、浮点运算（ST）、内置模拟量输入/输出功能、串行PLC的连接功能、Modbus-Rtu的简易主站功能、三个通讯口等诸方面比CPM2A又有长足进步。这些指标差不多与业内的中型PLC所相当，而CP1H的体积和价格又类同于其他小型PLC。所以CP1H的性价比确实是很令人吸引的。另外，CP1H还引进了USB的标准配置接口与个人电脑连接，增加了设备的通用性（但是该功能在现场调试过程中一旦受到变频器工作的干扰就时有掉线情况发生，这时我们可以通过CP1H自带的RS232串口来实现监控）。

　　软件方面，与CP1H同步推出的CX-One也比原来欧姆龙公司的各种软件版本更为人性化。在指令编写、地址搜索、条文注释、软件保护、功能块编制、多种编程语言、调试监控等方面为用户提供了高水平的应用平台。尤其是功能块的调用及多种编程语言的灵活性给方案设计提供了极大的便利。值得一提的是欧姆龙公司居然允许在的CX-One软件上把我们近20年前在计算机的DOS操作环境下使用“LSS”软件编制的、Win 98环境下使用的“SSS”软件编制的、以及所有bbbbbbs 环境下编制的历史程序，都能通过CX-One的转换而方便的读出或进行老程序的升级。这与有些欧洲大的跨国公司相比确实体现出其优势，后者不同等级的PLC甚至是地处不同国家的不同团队开发的，因此分别使用了两套完全不同的软件开发体系，很难做到像欧姆龙公司那样，一直保持软件开发的延续性，使得每个新软件的推出都考虑到对历史产品具有很好的兼容性，这也是我们长期愿意使用欧姆龙PLC产品的理由之一。

　　2006年，我们在开发新的“第四代”CJ60型高速棉精梳机时，由于设备的自动控制功能比前三代产品都大大增加，系统中包含了模拟量控制、函数运算、Modbus通讯、数据高速采集等，如果没有CP1H，我们只能选用中型PLC才能满足控制方案的要求。经综合考虑，我们还是选择了欧姆龙的CP1H小型机。

4.  1.  整体方案

　　通过欧姆龙的小型机CP1H可编程控器、日本Pro-face的触摸屏、德国KEB变频器等强强联合，组成了公司“第四代”CJ60型棉精梳机的控制方案，其核心技术是分别采用RS232接口和Modbus通讯方式连接PLC与触摸屏及变频器、运用PLC的内置模拟量输入功能直接连接8个模拟量传感器，实现对设备关键部位自停的智能化、数字化的控制、设备历史故障发生与解除时间及次数的记忆、多级密码分层管理等，并可通过触摸屏的以太网接口实现向上通讯的功能，为纺织厂的现代化管理提供必要的保证。

　　对于PLC的软件编程，根据需要将不同功能的程序段分列，每个任务分别用合适的编程语言如梯形图、语言等来完成。

4.  2.  I/O配置、标志位、变量声明

　　通过I/O配置、标志位、变量声明表，可方便灵活地查到各个I/O点位、标志、变量等的类型、地址、功能注释等，部分声明如下：

图1  标志位声明

4.  3.   T型图

　　系统中的一些逻辑量控制基本采用了梯形图法编制。梯形图信号流向清晰、简单、直观、容易看懂，是一种面向对象、实时的、图形化的编程语言。节载如下：（见图2）

图2  梯形图

　　T型图的结构给程序设计中的逻辑判断和分支操作提供了极大的方便。

　　Cx-One软件的特点之一，是可在程序段下方同页显示某变量的地址拦，方便观察和调试等。

4．4．  ST语言的应用

　　ST语言用在具有多个循环和具有函数运算的控制程序中尤其方便，诸如此类的编程方法一般在中型PLC机中才具有，但CP1H型小型机也具备了，很有特色。在CJ60的整机控制系统中除了逻辑量的控制之外，其他的控制则是运用了灵活的ST语言来实现，例如对于功能相同的N个传感器的信号读入和处理等，使用该语言编制控制程序，取得了很好的效果。节选如下：（见图3）

图3  使用ST语言编程

4．5.          功能块的编制与调用

　　功能块编程方式是CP1H型小型机的另一具有特色的功能。在反复出现的相同逻辑的程序编制时，预先做好各种功能块，然后在主程序需要时随处调用，精简了整个编程语句，使整个控制系统的设计显得更加简洁、易读、易修改、易维护。实例如下：（见图4及图5）

图4  功能块编制实例

图5  功能块的调用

5． 结语

　　迄今为止，除了本公司前两年采用PCC系统开发的多轴驱动CJ40S型棉精梳机之外，应用了欧姆龙公司为先进的小型机CP1H作为中央控制器的CJ60型棉精梳机电气自动化的控制水平是国内外同类产品中为先进的。CJ60型棉精梳机已销售了近200台，深受用户的欢迎，日前，CJ60还成功地通过了国家机构的新产品科技成果鉴定和国家专项拨款项目验收工作，整机的鉴定结论是：“CJ60型棉精梳机处于国内、国际先进的水平”。

　　欧姆龙的CP1H小型机还用于本公司与CJ60配套的CL15条并卷机以及更新换代的CJ40、SR80等前纺设备。欧姆龙PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点，这是它能持久占有市场的根本原因。

　　在自动化、计算机、数字化、互联网极为普及的，纺机设备的自动化水平只有与时俱进地不断提高，才能在激烈的市场竞争中占有一席之地，才能不断为改善人们的生活水平做出应有的贡献。

　　对于PLC的发展商来说，它的市场潜力也是很大的，不仅在我国，即使在工业发达的日本也有调查表明，PLC配套的机电一体化产品的比例占40%左右，采用继电器、接触器控制尚有20%多。所以说，需要应用PLC的场合还很多，在我国就更是如此了。所以，我们也希望PLC的制造商们能不断推出性能越来越优质的工业控制产品，来满足各个领域的自动化控制需求。