西门子6ES7223-1BF22-0XA8参数选型

西门子6ES7223-1BF22-0XA8参数选型

PLC输入外部电路的几种形式
   
PLC输入外部电路的外部节点形式共分为以下三种：
1、无源节点输入，即：开关节点输入。
2、NPN和PNP节点输入
3、二极管输入
下面，就这三种节点输入的形式及接线方式简单说明一下。
1、无源节点输入（开关量输入）
此种节点形式是PLC输入用的多的一种形式。使用此种形式时，只要注意PLC的输入公共端是共阳极还是共阴极就行了。如为共阳极，则通过开关节点引入的应该是负极，如为共阴极，则经过开关节点引入的应该是正极。如下图所示（括号内为共阳极时）：

2、NPN和PNP节点输入
一些传感器或接近开关的输出节点是NPN或PNP节点形式。这时，做为PLC的输入是选NPN还是PNP节点，一方面要看要看PLC的接线形式而定，另外还要看传感器或接近开关的接线形式。下面举例来说明：
如下图所示，传感器的输出是NPN形式的。从图中负载接线可知，传感器动作时，输出0V（黑线④处）。这就要求，PLC的公共端（COM）是正极。因此，对于此线路，当PLC的公共端接（CON）正极时，PLC的输入就只能用NPN形式。

下图正好相反，当传感器动作时，其输出为正极（黑线④处）。此时，就要求PLC的公共端（COM）接负极。因此，对于此线路，当PLC的公共端接负极时，PLC的输入就只能用PNP的形式。

PLC的输入节点到底是采用PNP还是NPN的形式，其实大不可必死记。只要明白PLC输入内部的电路原理就行了，即：采用PNP还是NPN节点，都必须保证PLC输入电路内部的光电耦合部分的发光二极管得电。
以上两例是以西门子PLC为例，西门子PLC输入内部线路的光电耦合的公共端可以是共阴极或共阳极，因此，在考虑使用NPN或PNP输入时，可以改变公共端（COM）的正极或负极来分别使用；而对于三菱FX系列的PLC，因光电耦合的公共端是固定采用共阳极的，因此公共端只能接正极，输入也就只能使用NPN节点输入方式了。
3、串二极管输入
有时，需要在PLC的输入节点中串入一个发光二极管来为指示。如下图所示：

此时，一般PLC都会规定串入二极管的允许电压降及允许串入的二极管的个数。比如，上图所示的FX系列的PLC规定，发光二极管允许电压降为4V，多允许中时串入2个。

一 、概述

PLC是直流屏系统监测、控制、保护、治理、通讯的核一个核心部件。不但可以实现繁琐的逻辑控制、模拟运算，而且对交流过欠压保护、控制母线过欠压保护、合闸母线过欠压保护和接地等保护都起着重要作用。艾默生 PLC有RS-232、485两个通讯口，不但可与HMI直接通讯（利用RS232或者485），还可用另一个485口和远动设备（RTU或通过MODEM与远程PC机）通讯，实现数据交换与资源共享。真正实现了直流屏系统的全自动控制，在无人值守的场所系统都可以安全运转与远程维护。

二 、系统组成与功能

直流屏系统中的监控与控制功能可由一台HMI（触摸屏）与一台EC10-1410BRA组成来实现。

所有的系统参数设定，充电模块和整流模块的电压及电流调整与监控，电池巡检，对地电压的丈量，电池充放电曲线等均通过触摸屏各画面进行。

监控系统以艾默生可编程控制（PLC）作为中心控制系统的核心部分，PLC可完成如下功能：

1. 接受系统的各种开关量状态检测与命令输进信号。

2 . 对直流屏系统的故障状态做指示。主要故障状态有充电器故障、两路交流电自动切换、熔断器熔断等做报警指示。

3 . 对高频开关充电模块输出的直流电压通过高速脉冲计数进行丈量。

4 . 与电流传感器、尽缘检测仪、电池检测仪、蓄电池组逆变放电装置（MODBUS通讯）和HMI进行通讯。检测合闸母线电压、 单体电池电压、 电池组电压、控制母线电流、 充电电流、 放电电流、 控制母线尽缘电压、合闸母线尽缘电压、正负母线尽缘电压等。

5 . 与电力自动化系统局方通讯（CDT协议），可用自由口协议方式来实现。

艾默生 PLC主模块本体集成有COM0和COM1两个通讯口，其中COM0为232接口，COM1为232或者485接线方式可选。C0M0和COM1都支持MODBUS与FREEPORT协议。其通讯口0（也作为编程口）支持MODBUS从站，通讯口1支持MODBUS主站和从站（可由编程软件设置）。 在这里我们重点说明一下PLC与电流传感器、尽缘检测仪和电池检测仪等设备的通讯。

三 、实现原理与方式

3．1 协议简介

Modbus 协议是应用于控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经过网络和其它设备之间可以通讯。它已经成为一通用产业标准。本文主要描述了Modbus协议在此系统中的应用。通讯采用应答方式，由主机发起请求，从机执行请求并且应答。

3．2 接线方式

PLC主模块的COM1口上RS485+、RS485-两端接从站设备的RS485+、RS485-口，接线图如下：

3．3 MODBUS RTU模式

协议格式

从机地址：网络上设备的地址，确定目的站从站。有效范围1-247。

功能代码： 与HMI和MODBUS从站设备通讯时主要用到的功能码： 01读线圈、02读离散量输进、03读保存寄存器、05写单个线圈、06写单个寄存器、15写多个线圈、16写多个寄存器。艾默生 PLC MODBUS全部支持所有的功能码。此次与从站设备的通讯用到的03（读）与16（写）这两个功能码。

数据：要读取或者写进数据的寄存器地址与数目。RTU模式下，多252字节（2×252个字节，ASII模式）。

CRC检验码： 艾默生 PLC编程软件（ContrStar）里的MODBUS指令执行时会自动加校验码（使用CRC校验情况下），用户不需计算校验和。假如用LRC校验时，在发送MODBUS指令时，才用计算检验码。

四、PLC程序

本控制系统程序由四个功能块组成，分别是逻辑控制、高速计数子程序、通讯读子程序、通讯写子程序。

逻辑控制，主要包括：两路交流电自动切换、 对控制模块电压进行调节 、 对充电模块电压、电流进行调节 、 自动控制电池充电过程 、 充电电流温度补偿、自动调压 、电池活化 、充电器故障保护与电池组过放电保护等处理控制。

高速计数子程序，直接利用Contrstar 软件里SPD指令对6个输进端口进行高速脉冲计数（2路高计数频率50KHZ，4路高计数频率10KHZ），来计算整流模块的输出电压。

读取从站数据子程序，读取电流传感器、尽缘检测仪、电池检测仪等设备数据时采用此功能子程序。设备不同，其站地址、参数个数、参数寄存器地址、参数存放PLC里的软元件地址等都不同，却都可以调用此程序，只要填上该设备的相应参数即可完成。

写进从站数据子程序，假如用艾默生 PLC主模块上的COM0口或者COM1口与触摸屏通讯，并且PLC做MODBUS从站时，HMI可以直接读写PLC数据（客户只要设置好通讯参数即可）。但假如PLC做主站，HMI做从站时，就需要在PLC里编写通讯程序给HMI写数据。

无论读取还是写进从站数据，通讯程序都有以下几部分组成：

■通讯参数设置：

PLC部分：通讯端口COM1，MODBUS协议（RTU模式）站地址，波特率9600bps,8数据位，2停止位，无校验。（在PLC编程软件“系统块”目录的“通讯口”界面上设置）。

HMI部分：和PLC设相同通讯参数，站地址除外。

■通讯数据刷新：

通讯时，无论是发送还是接收数据时，都要占用端口COM1。为了能在较短的时间内，刷新所有从站通讯数据。我们可以采用ContrStar软件里的MODBUS发送接收（MODBUS命令发送完后，自动接收）完成标志位SM135（完成时置位）来判别与一台从站通讯完成。从而与下一台从站开始通讯。

注明：也可以用定时器来计时，定时和不同从站设备通讯。但是这样做效率不高，影响通讯速度。在速度要求不高的场合，也可考虑采用这种方式。

读命令功能：把MODBUS读发送帧格式写成固定的一个功能块，设置了几个灵活使用的参数：从站地址、寄存器起始地址、读取个数与接收数据的存放地址。与不同从站设备通讯时，只需填写这几个参数，便可完成。

写命令功能：把MODBUS写发送帧格式写成固定的一个功能块，参数设置与读命令功能相同。

故障处理功能：假如在规定时间内，从站设备没有返回PLC数据，或者PLC把通讯错误SM136置位。我们就以为与此设备通讯有故障，丢弃此帧，但是与他的通讯完成。继续下一台设备的通讯。这样不会由于一台设备通讯故障，影响与其他设备通讯。下一轮再与此设备通讯。

五 、运行效果

EC10自投进运行以来，效果良好，系统工作可靠稳定。PLC与所有MODBUS从站设备的数据交换就用通讯读与写两个功能块就完全可以实现。编程简单，指令丰富，功能强大，操纵界面人性化，非常适合于直流屏行业的应用，深受客户好评。

于多层住宅小区及高层建筑的生活、消防供水中。变频恒压供水的调速系统可以实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今先进、合理的节能型供水系统。
　　在供水系统中，通常以流量为控制目的，常用的控制方法为阀门控制法和转速控制法。阀门控制法是通过调节阀门开度来调节流量，水泵电机转速保持不变。由于实际用水中，需水量是变化的，若阀门开度在一段时间内保持不变，必然要造成超压或欠压现象的出现。转速控制法是通过改变水泵电机的转速来调节流量，而阀门开度保持不变，是通过改变水的动能改变流量。而变频调速供水方式属于转速控制。其工作原理是根据用户用水量的变化自动地调整水泵电机的转速，使管网压力始终保持恒定，当用水量增大时电机加速，用水量减小时电机减速。
　　
PLC在恒压供水系统中的应用示例

plc恒压供水系统原理图

　　如上图所示，整个系统由三台水泵，一台变频调速器，一台PLC和一个压力传感器及若干辅助部件构成。三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用，三台泵协调工作以满足供水需要；变频供水系统中检测管路压力的压力传感器，一般采用电阻式传感器(反馈0～5V电压信号)或压力变送器(反馈4～20mA电流)；变频器是供水系统的核心，通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。
　　从上图，我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系统、人机界面、以及报警装置等部分组成。
　　PLC在系统中的作用是控制交流接触器组进行工频-变频的切换和水泵工作数量的调整。

plc恒压供水系统控制流程图
　　系统起动之后，检测是自动运行模式还是手动运行模式。如果是手动运行模式则进行手动操作，人们根据自己的需要操作相应的按钮，系统根据按钮执行相应操作。如果是自动运行模式，则系统根据程序及相关的输入信号执行相应的操作。
　　手动模式主要是解决系统出错或器件出问题，另外本系统为了防止PLC故障而导致的系统停机，手动的控制没有进入PLC程序中，这样更加有利于系统的温度性。在自动运行模式中，如果PLC接到频率上限信号，则执行增泵程序，增加水泵的工作数量。如果PLC接到频率下限信号，则执行减泵程序，减少水泵的工作数量。没接到信号就保持现有的运行状态。
　　与普通的供水模式相比，plc恒压供水系统可以节电50%以上。一般应用在生活用水的二次增压，并且工作起来对市政管网的给水压力不产生压降，这就需要到变频调速技术和智能控制技术等多种技术来实现。