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1 引言
高频高压发生器是X光射线机核心单元。医用X光射线机高频高压发生器由三相工频供电。三相工频电源通过桥式整流、高频逆变、变压器升压,得到150KV的30KHz高频高压。高频高压经过第二次(高压)整流,成为X光射线管直流高压激发电源。通过不同的激发电压、电流的设定值,产生不同强度的X光用于透视和拍片等医学检测。稳定的高压恒直流电源对于确保透视拍片成像质量、特别是控制X射线生物辐射危害的重要基础。随着电子电路的发展,X光机产生X光的电源也从原来的工频电路发展成现在的通过数字化技术控制逆变电路。患者检测床台是X光机的运动控制单元。出于避免和减少患者检测过程的移动,X光机配置有X光机随动控制检测床台。检测床台与X光机配合实现患者特定部位的jingque成像检测。
本文在介绍基于PLC自动化技术的新型X光机一体化解决方案的基础上,重点论述台达EX系列PLC系统通讯设计技术。
2 技术方案
项目选用台达DVP-20EX做PLC主机,通过RS485通讯接口和X光射线机高频高压发生器进行数据交换。PLC输入出点用来控制透视床升降、旋转等各种机构的控制,彩色触摸屏和PLC进行连接作为HMI输入和显示数据,从而展示了一个全新的X光机电路控制系统。其中重点是利用PLC的通讯功能和RS指令的使用,实现了PLC和X光射线机高频高压发生器之间的数据交换,让X光射线机高频高压发生器的使用更加丰富多彩。
基于PLC的X光机自动化系统控制原理:翻译指令;存入寄存器;RS指令发送、接收;判断接收指令;输出信号。
由于X光射线机高频发生系统指令为ASCII字符指令。一条指令由换行符开始,回车符结束。一条指令完整包含换行符、指令助记符、参数、回车符。被控机接到一句有效指令,执行后必做回答。例如:LF KVN75 CR意思是设置管电压为75KV,被控机在接到此指令后回答LF KVN75 CR表示收到该指令。
3 系统通讯与RS指令应用
利用台达PLC中的RS串列资料传输指令,把编译好的指令根据需要从PLC逐条发出。PLC每发送一条指令,发生器就回答一句指令。这些指令主要分两种:一种是不带数据的控制指令,例如:LF PI CR(接通系统功率电源),反馈一条相同的指令;一种是包含数据的指令用于设定数据,例如:LF KVN75 CR设置射线管电压75KV,反馈一条相同的指令LF KVN75 CR。这些指令需要变成ASCII码,对于换行符、回车符有现成的SACII码,而指令助记符和数值则需要逐个字母翻译成ASCII码,根据指令要求把这些语
句通过RS(串列资料传输)的功能传送给X光射线机高频高压发生器,X光射线机高频高压发生器就会按照这些指令去工作。工作流程是:
3.1 输入固定的通讯指令
输入固定的通讯指令的流程如图1所示。
图1 输入固定的通讯指令
3.2 顺序处理、发送、接受数据
图2 顺序处理、发送、接受数据
顺序处理、发送、接受数据流程如图2所示。
(1)首先翻译助记符,助记符分两类,一类是计算机常用的,比如换行符LF,有固定的十六位数值0A,回车符CR,有固定的十六位数值是0D,这些数值不需要翻译直接用MOV指令把数值转移到相应寄存器中即可;另一类助记符不是计算机固定使用的助记符,这些助记符是没有固定数值,比如:接通电源指令的助记符是PI,于是就要分别把代表P的数值H50和代表I的数值H49用MOV指令转移到相应的寄存器当中;数字0~9也分别变换成相应的十
六制数值,转移到相应的寄存器当中。
(2)其次,通过程序固定的通讯格式进行连接,通过使用RS串列资料传输指令,把命令和数值发送给被控机。例如:开机指令:LF PI CR
LDP M100
SET M1122 //送信要求
MOV 0A D200 // LF换行符
MOV H50 D201 // P
MOV H49 D202 // I
MOV 0D D203 // CR回车符
LD M100 //发送启动
LDP M0
RS D200 K4 D206 K4
3.3 EX通讯指令深入研讨
通常,被控机在接受到正确指令后就会按照事先顶好的指令进行回答,对于回答的这些指令需要首先进行判断是否正确,比如上述例子,D206对应是LF,D207对应是P,D208对应是I,D209对应是CR,正确处理这些指令和数值,产生的结果可以通过内部中间继电器和寄存器表现出来,使之通过RS232通讯到触摸屏让医生得到正确的判断,知道被控机现在的状态,然后进行下一步的工作;如果数据不正确,进行相应的提示,通过提示目录知道机器的不良状态,同样方便医生做出下一步判断。
X光射线机高频高压发生器的通讯指令有很多条,可以全部使用,也可以根据需要进行选择。这是因为有些指令是正常治疗中常用的,这类指令一般要被经常用到;有些指令是调试机器使用的,这些指令单独制作一台调试仪,只在调试机器时使用,一般不提供给医生平时使用;有些指令是使用键盘输入时用到的,比如:增加或减少键,由于使用触摸屏可以直接输入参数就不需要了,等等这些,把需要处理的指令助记符按上述方法进行整理后,基本上就可以进行数据交换的操作了。
4 结束语
通过采用台达PLC的RS指令的应用,更加深入地了解了台达PLC在不同设备之间进行通讯的处理方法和使用。现在日新月异的设备具有了智能控制,具有了各种交流的方法和手段,要在PLC各种功能的应用上要不断探索,寻找出更多的具体的应用方法,发挥PLC新技术新功能的实际使用工效。
谢志凡,电气工程师,曾在中国纺织机械集团工作多年,对台达自动化在纺织行业的应用非常熟悉,曾经利用台达自动化对多种棉纺设备进行过局部改造,效果显著。现为外企电气工程师
结合系统结构图说明了该系统的组成和特点。PLC温控模块具有16位测温精度,且自带PID自整定功能,静态时温度误差可控制在0.5℃以内。再流焊接是表面贴装技术(SMT)特有的重要工艺,焊接工艺质量的优劣不仅影响正常生产,也影响终产品的质量和可靠性。PC系列PLC因其在方案上的优越性,正越来越多的应用在回流焊行业。
回流焊一般有8到20个温区,每个温区上下部分别有1路热电偶测温及1路加热管加热。总得来说,这些温区又可以分为以下4个基本温区:
1) 预热区,也叫斜坡区,用来将PCB的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度。炉的预热区一般占整个加热区长度的15~25%。次段要求温度控制必须反应迅速,同时不能超调,否则容易损伤电子元器件;
2) 保温段的主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定,尽量减少温差。在这个区域里给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元件,并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。温度的静态误差要控制在0.5℃以内;
3) 回流区,有时叫做峰值区或后升温区,这个区的作用是将PCB的温度从活性温度提高到所推荐的峰值温度。活性温度总是比合金的熔点温度低一点,而峰值温度总是在熔点上。回流区如果峰值问题过高,时间过长,则会PCB的过分卷曲、脱层或烧损,并损害元件的完整性。
4) 冷却段这段中焊膏中的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被连接表面,应该用尽可能快的速度来进行冷却,这样将有助於得到明亮的焊点并有好的外形和低的接触角度。缓慢冷却会导致电路板的更多分解而进入锡中,从而产生灰暗毛糙的焊点。
PC系列PLC在回流焊设备的方案:
PC系列PLC自带编程口和485通讯口。其编程口同工控机通讯,实现数据的监控和设置;485通讯口同变频器modbus协议通讯,表格化的modbus指令,无需编写复杂通讯程序,使用非常简单方便。
PC系列温控模块不仅具有16位测温精度,而且自带PID自整定功能,PID参数调节无需编写冗长的程序。科学先进的温控算法,静态时温度误差控制在0.5℃以内。独有的超调抑制功能,能够有效的保护电子元器件过热损坏。另EPRO软件提供示波器功能,能够实时监控温度曲线,并将监控曲线导出至EXCEL表格,为提升回流焊工艺提供依据。
PC系列PLC由于在温控和通讯上的优势,给客户工程师在使用过程中提供了极大的支持,有效提高了工作效率及系统性能,在回流焊行业应用越来越广泛。
ADSL是目前采用得多的宽带接入方式。不少用户利用ADSL MODEM的路由功能实现多台用PLC制作上网计时器电脑共享上网,以减少上网费。对于网络运营商提供的多种资费标准,除了包月使用的用户以外,都存在上网计时问题。
一般上网计时都是用电脑计时软件来实现,这些软件均是针对以拨号方式上网的单台电脑,对于利用ADSL MODEM的路由功能实现多台电脑共享上网的方式,目前还没有很好的计时办法。因ADSL MODEM工作在路由方式时,只要接通MODEM电源,MODEM就会自动进行拨号连接网络,因此要计算上网时间,必须计算ADSL MODEM的通电时间。
笔者用PLC制作了一个上网计时装置,用来监视和控制共享上网时间。
现以某小型办公场所两台电脑共享上网为例,标准为240小时/每月,使用时间定为从早上8时至晚上24时来进行介绍。
二、PLC的接线
这里选用施耐德的NEZATSX04CD06R8A小型PLC(带时钟功能)和IHMI TSX08H02M两行中文文本显示器。电源为AC220V,ADSL MODEM的电源由PLC的输出接点Q0.0控制,报警输出由PLC的Q0.1控制,开始计时由输入接点10.0采用双控开关控制,两只开关分别安装在两台有电脑的办公室,并设有相应的工作指示灯。当10.0接通时,若条件满足,则Q0.0接通,这样两个办公室就可以根据各自的上网需要来开启或关闭ADSL MODEM的电源了。HMI文本显示器的电源为DC24V。经过TSX08HMRUNCAB电缆与PLC连接,与NEZA TSX04CD06R8A PLC通过默认的通讯协议通讯,每天和每月的可使用时间通过HMI进行设定。
三、程序设计
计时器的主要作用是控制每月上网时间不超过240小时,即平均每天的使用时间不超过8小时。而两台电脑是按需要各自上网的,上网时段和时间基本上没有规律,可能错开,也可能相互重叠;有时可能会使用十几小时,有时只用一两个小时。为了合理地控制上网时间,该上网计时器应该具备以下功能:
1.对当天的上网时间进行累计并显示在HMI上,每24小时复位一次。复位时间设为早上8时;2.对当月的上网时间进行累计,并计算出当月每天平均使用时间(当月累计上网小时数)/(该月已过去的天数)显示在HMI上,每月复位一次,复位时间为每月1日早上8时;3.若当天使用时间大于8小时则报警,但仍可以继续使用;4.若当天使用时间大于8小时,且该月每天的平均使用时间也大于8小时,则PLC切断MODEM的电源,不能继续上网;5.显示当月剩余的可上网小时数。
PLC带有时钟功能,通过PLC的调度模块,将允许工作时间设为从早上8时到晚上24时,其他时间禁止工作。调用系统字%SW50-%SW53来显示当前的时间和日期,每天早上8时的复位功能通过调用系统字%SW51来实现,每月1目的复位功能通过调用系统字%SW52来实现。由于PLC只提供分钟脉冲信号,且计数器预置值大为9999,每月240小时(14400分钟)已超出了其预置范围。因此需要构建一个10分钟时基发生器,用于计算每月累计上网时间,即每月240小时转化为1440个10分钟,而每天累计时间大不超过1440分钟,故仍采用%S7(分钟脉冲信号)作为计数时基。为了方便使用者观察,PLC计算所得的数值料***分钟、***十分钟在送到HMI(文本显示器)时,利用HMI组态软件的工程量转换功能,转换为以***小时和***天的格式显示出来。
四、使用说明
开启ADSL
MODEM的路由功能,用一个五口的HUB(以太网集线器)将要上网的几台电脑连接好,并进行相关配置,组成一个小型局域网。合上双控开关中的任一个,PLC的输出接点Q0.0接通,ADSL MODEM得电与网络连接。HMI显示当前时间日期、当天上网时间累计、当月上网时间累计,并以倒计数的方式显示本月剩余上网时间。若上网时间超过设定时间,则报警灯闪烁(报警灯以每秒一次的频率闪烁一分钟)或切断MODEM电源,同时HMI将显示出错原因。
一、概述
随着汽车的急增致使城市停车难问题不断恶化,这时作为向空间、向高层发展的占地面积少、停车率高、布置灵活的自动化立体停车设备应需而生,有效的解决城市停车难的问题。
目前市面上常见的机械式立体停车库有:升降横移类、垂直循环类、巷道堆垛类、多层循环类、垂直升降类、水平循环类、平面移动类和简易升降类等8种,其中升降横移类以其结构简单、操作方便、安全可靠、造价低等优点,成为国内车库市场发展的趋势。
二、系统结构及工作原理
升降横移类机械停车库利用托盘移位产生垂直通道,实现高层车位升降存取车辆。其车位结构为2维矩阵形式,可设计为多层和多列。由于受收链装置及进出车时间的限制,一般为2~4层,2层、3层者居多,现以典型的地上3×3升降横移式为例,说明停车库的运行原理。
此立体车库运行原理是:底层只能平移,顶层只能升降,中间层既可平移又可升降。除顶层外,中间层和底层都必须预留一个空车位,供进出车升降之用。当底层车位进出车时,无需移动其他托盘就可直接进出车;中间层、顶层进出车时,先要判断其对应的下方位置是否为空,不为空时要进行相应的平移处理,直到下方为空才可进行下降动作,进出车完成后再上升回到原位置。其运动的总原则是:升降复位,平移不复位。
三、电气系统控制方案
车库控制方式分为3级——手动、半自动和全自动。手动是在现场用手操作器对每个托板进行点动控制,应用于车库检修、突然停电、紧急停机和车库故障4种情况;半自动为通过触摸屏上的按钮由PLC实现自动逻辑控制;全自动是由计算机给出存取命令由PLC来执行任务(要求配备“操作器”)。其中,手动方式为高优先级,而半自动或全自动方式用于正常进出车处理,其中半自动方式优先级高于全自动。在计算机脱机情况下,PLC控制面板可以完成所有存取车操作,而且本设计要求手动、半自动、全自动之间必须能够互锁。
控制框图如下:
计算机连接到控制室,触摸屏安装在车库现场。
立体车库的电气系统需要监视和控制的数字量点数非常多,尤其是一些车位比较多的大型立体车。
四、应用总结
CTSC-200PLC有自身带40点的I/O输入输出,还可扩展7个模块,大可达到256点的数字量I/O点数,可实现大型立体车库的控制需求。
CO-TRUST CTSC-200系列通过各种抗干扰测试和严格的工业环境测试,其稳定、可靠的性能,加上编程软件的丰富指令,实现软件的优化设计,缩短进出车的时间,大大提高了系统的性能和工作效率。