6ES7241-1AA22-0XA0品质好货

6ES7241-1AA22-0XA0品质好货

在数控机床出现以前，顺序控制技术在工业生产中已经得到广泛应用。许多机械设备的工作过程都需要遵循一定的步骤或顺序。顺序控制即是以机械设备的运行状态和时间为依据，使其按预先规定好的动作次序顺序地进行工作的一种控制方式。
数控机床所用的顺序控制装置（或系统）主要有两种，一种是传统的“继电器逻辑电路”，简称RLC（Relay Logic Circuit）。另一种是“可编程序控制器”，即PLC。
RLC是将继电器、接触器、按钮、开关等机电式控制器件用导线连接而成的以实现规定的顺序控制功能的电路。在实际应用中，RLC存在一些难以克服的缺点。如：只能解决开关量的简单逻辑运算，以及定时、计数等有限几种功能控制，难以实现复杂的逻辑运算、算术运算、数据处理，以及数控机床所需要的许多特殊控制功能，修改控制逻辑需要增减控制元器件和重新布线，安装和调整周期长，工作量大；继电器、接触器等器件体积较大，每个器件工作触点有限。当机床受控对象较多，或控制动作顺序较复杂时，需要采用大量的器件，因而整个RLC体积庞大，功耗高，可靠性差等。由于RLC存在上述缺点，因此只能用于一般的工业设备和数控车床、数控钻床、数控镗床等控制逻辑较为简单的数控机床。
与RLC比较，PLC是一种工作原理完全不同的顺序控制装置。PLC具有如下基本功能：
1）PLC是由计算机简化而来的。为适应顺序控制的要求，PLC省去了计算机的一些数字运算功能，而强化了逻辑运算控制功能，是一种功能介于继电器控制和计算机控制之间的自动控制装置。
PLC具有与计算机类似的一些功能器件和单元，它们包括：CPU、用于存储系统控制程序和用户程序的存储器、与外部设备进行数据通信的接口及工作电源等。为与外部机器和过程实现信号传送，PLC还具有输入、输出信号接口。PLC有了这些功能器件和单元，即可用于完成各种指定的控制任务。PLC系统的基本功能结构框图如图1所示。

 
图1  PLC系统的基本功能结构
    2）具有面向用户的指令和专用于存储用户程序的存储器。用户控制逻辑用软件实现。适用于控制对象动作复杂，控制逻辑需要灵活变更的场合。
    3）用户程序多采用图形符号和逻辑顺序关系与继电器电路十分近似的“梯形图”编辑。梯形图形象直观，工作原理易于理解和掌握。
    4）PLC可与专用编程机、编程器、个人计算机等设备联接，可以很方便地实现程序的显示、编辑、诊断、存储和传送等操作。
    5）PLC没有继电器那种接触不良、触点熔焊、磨损和线圈烧断等故障。运行中无振动、无噪音，且具有较强的抗干扰能力，可以在环境较差（如：粉尘、高温、潮湿等）的条件下稳定、可靠地工作。
    6）PLC结构紧凑、体积小、容易装入机床内部或电气箱内，便于实现数控机床的机电一体化。
    PLC的开发利用，为数控机床提供了一种新型的顺序控制装置，并很快在实际应用中显示了强大的生命力。现在PLC已成为数控机床的一种基本的控制装置。与RLC比较，采用PLC的数控机床结构更紧凑，功能更丰富，工作更可靠。对于车削中心、加工中心、FMC、FMS等机械运动复杂，自动化程度高的加工设备和生产制造系统，PLC则是不可缺少的控制装置。

三菱CPU模块可使用的存储器包括三菱CPU模块内置的存储器和安装在CPU模块上使用的存储卡。通过GX Developer访问CPU模块时，已分别确定了指定对象存储器时的驱动器编号。

一、存储器类型介绍

1）程序存储器

(1) 是保存CPU模块使用的参数及执行程序等时的存储器。

(2) 若要执行保存在标准ROM、存储卡中的程序，则会在CPU模块启动时将程序引导(读出)至程序存储器后执行。

(3) 电源OFF时，存储的数据通过安装在CPU模块上的电池来保持。

(4) 初次使用CPU模块时，需要通过GX Developer将存储器格式化。

2）标准RAM

(1) 是保存文件寄存器及本地元件的数据的存储器。

(2) 将标准RAM作为文件寄存器的保存场所时，可以进行与数据寄存器(D)同样的高速访问。

(3) 电源OFF时，存储的数据通过安装在CPU模块上的电池来保持。

(4) 初次使用CPU模块时，需要通过GX Developer将存储器格式化。

3）标准ROM

(1) 是CPU模块进行ROM运行时保存参数及程序等的存储器。CPU模块启动时，需要将程序引导(读出)至程序存储器后执行。

(2) 向此存储器的写入通过GX Developer的在线“PC写入(闪存ROM)”进行。

另外，通过CPU模块的“自动写入标准ROM”功能，也可以从存储卡写入标准ROM。

(使用“自动写入标准ROM”功能时不使用GX Developer。)

(3) 此存储器无需进行格式化。

4）存储卡(RAM）

(1) 是在CPU模块可处理的各种数据中，可保存除PC用户数据之外的所有数据(参数、程序、文件寄存器、本地元件等)的SRAM卡。

(2) 可通过顺控程序读写数据。

(3) 电源OFF时，通过安装在存储卡上的电池来保持存储数据。

(4) 初次使用存储卡时，需要通过GX Developer进行格式化。

5）存储卡(ROM）

(1) 有Flash卡和ATA卡。是在CPU模块可处理的各种数据中，可保存与程序存储器相同数据的存储器，只能通过顺控程序读出数据。

(2) 使用Flash卡时，可保存除上述(1)以外的文件寄存器数据，该存储器只能通过顺控程序读出数据。使用ATA卡时，可保存除上述(1)以外的PC用户数据，可直接保存顺控程序中处理的BIN数据，或将其转换为CSV格式保存。

(3) 初次使用存储卡时，Flash卡无须格式化。

但ATA卡需要通过GX Developer进行格式化。

二、存储器容量

下表所列为三菱CPU模块各存储器的存储容量和是否需要格式化。 

每个模块都有序列号，是用来识别模块的15位编号。

可通过以下途径确认序列号。

①可通过粘贴在模块上的额定铭牌确认。

②可在GX Developer的系统监视器的“产品信息一览”画面中确认。

三、可保存在存储器中的文件种类

下表所示为可保存在三菱CPU模块内置存储器和存储卡中的数据种类。

四、各种数据的文件名和保存地址

为可在三菱CPU模块中处理的数据类(程序、参数等)命名进行管理。可在CPU模块中处理的各类数据(程序、参数等)如下所示。

写入三菱CPU模块内的各种数据的文件名和扩展名会自动添加。

GX Developer上的项目内数据被自动写入在写入时确定的保存地址中。

注)若用户擅自变更上述文件名、扩展名，将导致无法正常动作，因此请务必不要进行变更。一般情况下，使用时可不必在意上述文件

PLC中的定时器相当于继电器系统中的时间继电器。它有一个设定值寄存器(一个字长)、一个当前值寄存器(一个字长)和一个用来储存其输出触点状态的映像寄存器(占二进制的一位)，这三个存储单元使用同一个元件号。FX系列PLC的定时器分为通用定时器和积算定时器。

常数K可以作为定时器的设定值，也可以用数据寄存器(D)的内容来设置定时器。例如外部数字开关输入的数据可以存入数据寄存器，作为定时器的设定值。通常使用有电池后备的数据寄存器，这样在断电时不会丢失数据。  

 1．通用定时器

 各系列的定时器个数和元件编号如表3–5所示。100ms定时器的定时范围为0.1～3276.7s，10ms定时器的定时范围为～327.67s。FX1S的特殊辅助继电器M8028为1状态时，T32～T62(31点)被定义为10ms定时器。图3–10中X0的常开触点接通时，T200的当前值计数器从0开始，对10ms时钟脉冲进行累加计数。当前值等于设定值414时，定时器的常开触点接通，常闭触点断开，即T200的输出触点在其线圈被驱动10ms�414=4.14s后动作。X0的常开触点断开后，定时器被复位，它的常开触点断开，常闭触点接通，当前值恢复为0。

如果需要在定时器的线圈“通电”时就动作的瞬动触点，可以在定时器线圈两端并联一个辅助继电器的线圈，并使用它的触点。

 通用定时器没有保持功能，在输入电路断开或停电时被复位。FX系列的定时器只能提

供其线圈“通电”后延迟动作的触点，如果需要在输入信号变为OFF之后的延迟动作，可以使用图3–1l所示的电路。

2．积算定时器

 100ms积算定时器T250～T255的定时范围为0.1～3276.7s。X1的常开触点接通时(见图3–12)，T250的当前值计数器对100ms时钟脉冲进行累加计数。X1的常开触点断开或停电时停止定时，当前值保持不变。X1的常开触点再次接通或重新上电时继续定时，累计时间(t1 t2)为1055�100ms=105.5s时，T250的触点动作。因为积算定时器的线圈断电时不会复位，需要用X2的常开触点使T250强制复位。

3．使用定时器的注意事项

如果在子程序或中断程序中使用T192～T199和T246～T249，在执行END指令时修改定时器的当前值。当定时器的当前值等于设定值时，其输出触点在执行定时器线圈指令或END指令时动作。如果不是使用上述的定时器，在特殊情况下，定时器的工作可能不正常。 如果1ms定时器用于中断程序和子程序，在它的当前值达到设定值后，其触点在执行该定时器的条线圈指令时动作。

 4．定时器的定时精度

定时器的精度与程序的安排有关，如果定时器的触点在线圈之前，精度将会降低。平均误差约为1.5倍扫描周期。小定时误差为输入滤波器时间减去定时器的分辨率，1ms，10ms和100ms定时器的分辨率分别为1ms，10ms和100ms。 

如果定时器的触点在线圈之后，大定时误差为2倍扫描周期加上输入滤波器时间。如果定时器的触点在线圈之前，大定时误差为3倍扫描周期加上输入滤波器时间。

在过去的几十年里，可编程逻辑控制器（PLC）一直被广泛用于自动化领域，而在可预知的未来，PLC仍将长盛不衰。面向离散控制而设计PLC的实际上已经成为工业领域一个具有伟大意义的统治性工具。
　　然而，随着工业用机器和工厂系统的复杂性的增加，PLC已经很难而且也不可能成为完成所有自动化任务。现在的自动化系统已经超越了PLC的功能范围，使得工业机器领域的工程师必须在自动化系统中集成更多更先进的I/O、处理和控制策略。
　　新的可编程自动化控制器（PAC）硬件系统就是这样一个非凡的PLC系统扩展方案，能够很容易整合到PLC系统中，给工业机器增加更多的先进功能，并提高机器的效率。
　　1、需求：如何提高机器的效率
　　如何提高机器的效率？让我们来看看IntegratedIndustrialSystems（I2S）公司是如何做的。I2S在现有的PLC系统上实现极大的改进。这是一个来自美国的私有原始设备制造商，数十年以来一直致力于制造的轧制设备和控制系统，用于全世界的铁和非铁金属行业。在这一领域的雄厚技术底蕴使之成为行业的。
　　I2S也曾经长期使用PLC来自动化和
控制生产的轧制设备。近几年他们一直在试图更新轧制设备控制系统，以提高效率和质量。为了提高炼钢设备的效率和质量，他们主要对其伽马测量系统进行了改进，以便能更准确地控制金属厚度。
　　数年以来，伽马测量系统一直是I2S产品家族中的标志性产品，现在依然广受欢迎，但是系统的很多硬件和软件特征都已经过时了。为了更新该系统并改进其机器，I2S公司需要一个具有更jingque的模拟输入分辨率的方案，以连接伽马测量传感器和信号处理，从而从传感器中获取模拟信号，实现高度jingque的厚度测量，再由PLC使用在轧制机器的控制系统中。
　　2、伽马测量仪技术
　　伽马测量仪使用“镅”作为恒发射源，这一发射源位于“C”框架组装的较低部。结构的顶部是一个接收器和前置放大器。当通过发射源和接收器之间的间隔时，金属带会吸收一部分辐射，吸收量视其厚度和密度而定。剩下的一部分就由接收器进行测量，并转化成带厚度测量。
　　实施改造步：现有设备试验
　　为了节省时间和费用，I2S先试着在已有的PLC系统中进行模拟测量和处理。但是，PLC的模拟I/O和信号处理无法达到所需的jingque度。I2S公司要确保运行于PLC中的控制系统不会因为额外I/O和处理的增加而减少。
　　因此，他们需要这么一个系统，这个系统能够从伽马传感器中获取模拟信号并进行处理以计算jingque的厚度测量值，并能将这个厚度测量插入到PLC控制系统中。但是，所用的PLC不适合高性能处理和高速模拟I/O。
　　第二步：如果现有设备无法奏效，就试试其它方法
　　在认识到PLC无法提供连接伽马测量传感器所需的I/O和处理后，I2S转向了PAC技术。它选择了国家仪器的CompactRIOPAC，以提供改进轧制机器质量所必须的附加功能。CompactRI/O是一个可重置嵌入式系统，既结合了传统PLC的优点和可靠性，又能提供更多I/O和处理。国家仪器的所有PAC都可以通过其LabVIEW图形编程工具来编程，因此可以很容易进行编程和配置。
　　第三步：添加I/O
　　CompactRIO有一个嵌入式现场可编程门阵列（FPGA）芯片和实时处理器，可通过内置的LabVIEW功能块来编程。另外，它还拥有超过30个模拟和数字I/O模块，具有内置信号调节（反锯齿、隔离、ADC、DAC等）、高速计时（模拟I/O速度达到800kHz，数字I/O速度达到30MHz）和高分辨率（24bADC），可与任何工业传感器或者触发器连接。 

图1CompactRI/O架构
　　I2S使用CompactRIO模拟输入模块来连接伽马级厚度传感器，以提供jingque测量所需的高速计时和分辨率。由于每个I/O模块都是直接和FPGA相连的，工程师们于是能使用LabVIEWFPGA来轻松自定义CompactRIO的模拟I/O速率。
　　第四步：添加处理
　　从伽马传感器获得模拟数据之后，CompactRIO使用内置的NILabVIEW实时浮点功能块来在实时处理器中对数据进行处理，并将之转化成jingque的厚度测量。
　　LabVIEW的实时功能块对数据进行确定的对数处理（如下面的等式1和等式2所示），以进行计算厚度测量值。由于LabVIEWReal-Time具有内置计算和分析功能，PAC能够很容易进行这一操作。
　　等式1：logI=（logI0）y/μ=（y/μ）logI0
　　等式2:y/μ=logI0/logI=log（I0-I）
　　CompactRIO系统在FPGA和实时处理器中进行所有的I/O和信号处理，并将高jingque度厚度测量传输到相连的PLC上，又不会降低现有PLC控制系统的速率。借助于CompactRIO的性能，I2S的工程师可以为伽马级传感器添加这一自定义测量和分析功能，而不需要牺牲轧制机器的控制速度。
　　第五步：整合PAC
　　每个轧制机器都带有三个形成网络的CompactRIO系统。这三个系统都是智能节点，能利用一个工业标准Modbus/TCP、TCP/IP或UDP协议进行通信。其中有两个系统与伽马级传感器连接，并进行模拟输入测量和处理，来计算jingque厚度测量值。   

图2典型系统拓扑
　　第三个CompactRIO系统则从另外两个系统中取得厚度值，并转换成模拟输出测量值，输入到正在控制轧制机器的PLC上。所有三个系统都通过以太网连接实现了互连，并使用一个UDP以太网信息协议来传输厚度测量值计算。将PAC连接到现有PLC架构上有三个基本方法：
　　1.基本模拟和数字I/O。模拟/数字信号能够从PAC输出到PLC中。这是将PAC整合到PLC的一个基本的方法。I2S公
司就是运用这种方法来将处理过的数据从CompactRIOPAC传输到运行轧制机器控制系统的PLC上的。
　　2.工业网络。大多数PAC产品都支持工业协议，如DeviceNet、Profibus、CANopen以及基于以太网的协议如TCP/IP、UDP和ModbusTCP/IP。这使得工程师在连接PAC到PLC上时有很多网络选择。I2S公司运用的是以太网协议来在CompactRIOPAC之间传输数据，并将PAC和PLC连接到形成网络的HMI。
　　3.OPCConnectivityPAC还可以作为OPC客户端或者服务器，并通过OPC标签来收发网络数据到PLC或其它PAC上。OPC标准提供了一套标准的流程，让不同厂商的自动化系统之间可以很容易实现连接。
　　处理过的数据会以不到20毫秒的间隔在通过以太网互连的CompactRIO系统之间传输。CompactRIO测量值的获得、处理和传输速度都很快，因此，将jingque厚度测量值键入到PLC控制系统的过程丝毫不会降低整个系统的速度。
　　I2S公司可以很容易通过基于LAN的CompactRIO系统和10/100Mbps以太网接口将系统连接到形成网络的AllenBradleyPLC，并利用一个标准的TCP/IP协议将之连接到人机接口（HMI）系统。轧制机器中的所有仪器都通过以太网实现了连接，因此不需要在一个电器噪音嘈杂的环境下长距离地传输模拟信号了。
　　在未来的几年，PLC仍将继续用于自动化领域。但是随着机器的改进和自动化效率提高的需求，PLC不再是的。PAC技术给PLC提供了很好的补充，增加了传统PLC所不能提供的高性能I/O和处理。将PAC连接到现有PLC架构中的方法有很多，所以工程师们将能够很容易地改进其基于PLC的自动化系统。