西门子6GK7243-1GX00-0XE0代理订购

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机床plc数据采集及条码识别打印网络集成工程，客户有3000余套机床，机床的自动控制主要通过plc实现，每台机床的控制分别由单个的plc控制。 plc使用产品有koyo公司的sn32drb、sm16/24，b&r公司的plc，siemens公司的s7-300（profibus）等。主要为koyo公司的sn32drb、sm16/24。sn32drb、sm16/24都有rsc232和rs485接口，rs232接口接文本显示器md-02l。公司已布好有管理以太网网络。

机床plc数据采集及条码识别打印网络作为多种业务的传输与交换平台，承担着数据采集、自动控制及其它数据业务信号的汇接和传输任务。从拓扑结构上，整个网路是环型结构互连的准星型网络结构，如图所示。其中，控制中心是由七台kien6000-2s组成的冗余环网，作为网络的核心层；分别采用单模光缆与七个厂区各骨干节点相连接；使用双光纤备份链路，每个厂区都有一个kien 6000-2s和16个kien 1000–8tx组成的100m/s 冗余工业环网，使用双绞线连接成环。

，我们选用东土电信公司的两层交换工业以太网交换机kien6000-2s和kien 1000-8tx，组成环型网络与星型相结合。

根据光缆的铺设情况，此种网络结构为星状网络结构。在每个厂区moudbus转以太网模块、ccm协议或无协议通讯转以太网模块分别接到厂区内的工业冗余环网上，相关的控制计算机、控制器等分别连接到冗余环网上。工厂内部的冗余环网是由kien6000-2s和kien 1000-8tx连接组成，使用kien6000-2s的1#、2# rj45口与kien 1000-8tx的4#、8#口连接成一个双绞线冗余环网，切换时间为300ms，然后通过kien6000-2s的两个光口以冗余的方式与控制中心的一台kien 6000-2s相连，控制中心采用七台kien 6000-2s形成的冗余环网，他们之间也是用双绞线连接成环，使用kien 6000-2s的1#、2#口即可。每个kien6000-2s的两对光纤口分别用来连接七个厂区环网，在局端监控中心到每个监控点之间单根纤断裂时，可自动切换到备用通道实现业务的不间断传输。双电源的冗余备份、光口/电口自动故障保报警都显示了在工业场合上其他交换机所不能达到的强大网络优势。使用强大网络管理功能对整个网络系统进行管理。

1、 引言 　　随着社会经济的发展，工业的迅速兴起，使得一些10KV配电系统大幅度增加，配电系统的简便性、可靠性、安全性、节能性、性价比显得尤其重要。 　　目前，传统的10KV配电系统还是采用继电器系统和分布监测计量、分布控制方式，而采用PLC（可编程序控制器）系统集中控制和集中监测计量方式，有利于提高配电系统的运行管理自动化水平，保证配电的安全稳定，还能减少运行人员的工作强度提，安全可靠。 2、 继电器系统和PLC系统的比较 　　PLC（可编程序控制器）是近几十年来发展起来的一种新型工业控制器，由于它编程灵活，功能齐全，应用广泛比继电器系统的控制简单，使用方便，抗干扰力强，，工作寿命高，而其本身具有体积小，重量轻，耗电省等特点。继电器系统有明显的缺点：体积大，可靠性低，工作寿命短，查找故障困难，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成系统，所以接线复杂，对于生产工艺的变化的适应性差，不便实现集中控制；而PLC的安装和现场接线简便，可以应用其内部的软继电器简化继电器系统的繁杂中间环节，实现软接线逻辑构成系统，方便集中控制，除此之外，PLC还具有自诊断、故障报警、故障报警种类显示及网络通讯功能，便于操作和维修人员检查。 3、 集中控制、集中监测计量在10KV配电一次系统中的应用举例 　　在一个10KV配电一次系统中，有两台1000KVA变压器并联运行。图1为该配电一次系统的原理图。 3.1 PLC在集中控制中的地位 　　在配电一次系统中继电器系统主要集中在总受柜和变压器配出柜内，应用PLC系统来代替继电器系统，可以减少柜与柜之间的硬连线，省去很多继电器，简化工艺，降低系统制作成本，提高配电系统的可靠性，安全性和节能性。PLC系统框图如图2所示。 　　PLC是整个系统的神经中枢，所有控制，保护，工作状态指示都通过PLC内部的虚拟继电器通过软连线配合外部给定开关量和信号来完成。控制电压在安全电压以下，可以提高工作的安全性，远离高压室进行操作，可以避免工作人员的误操作，一站式控制，可以提高工作效率，减少工作人员的劳动强度。用两条现场总线就可以实现整个系统的信号传输，通过PLC的工作状态和报警指示，便于工作和维修人员的故障排除。另外，与继电器相比，PLC的免维护性高，工作寿命长。 3.2 PLC的I/O分配 　　10KV配电一次系统中，除了上电断电控制外，还有对变压器的过流，欠压和瓦斯保护。我们以欧姆龙CAMP2AH40点的PLC为例进行I/O分配，如表1所示。上断电控制是开关量，选用控制按钮即可，过流，欠压和瓦斯保护涉及自动检测技术，选用智能传感器来实现，可以提高保护的可靠性。 表1 PLCI/O分配表 3.3 10KV配电一次系统集中控制、集中监测计量的设计 　　配电系统是供电网的神经中枢。配电系统的正常工作和我们的生活保障及工作秩序密不可分，这就要求它有更高的可靠性；配电系统的智能化、节能、操作简便、方便维护是经济高速发展的需要；配电系统操作和维护对工作人员的安全系数要求更高、劳动强度更低和设备的性价比更高是用户所希望的。综合以上几点，我们对10KV配电一次系统作了如下改进，应用PLC对系统的总受柜、配出柜实现集中控制，应用数字仪表对系统进行集中监测计量。改进后的10KV配电一次系统框图如图3所示。 　　改进后，以综合柜为工作平台，在值班室，工作人员可以对高压室运行状态进行控制，既方便又安全；工作人员可以随时对监测仪表和计量仪表以及工作或报警状态进行记录，巡查，既方便又及时明了，还可以减少劳动强度。 　　采用微型计算机PLC实现继电保护和控制系统的操作，大大提高系统的自动化水平和可靠性，同时更加便于系统的集中控制和监测，方便了系统的信息化管理，大大降低成本，提高了工作的效率，具有一定的推广意义。

1前言

自动定量包装机广泛应用于化肥、饲料和轻工等行业。称量包装技术的发展大约经历了手工称量、继电器控制和硬PLC控制等几个阶段。众所周知，硬 PLC具有可靠性高、使用方便和耐恶劣环境能力强等特点。但是，随着计算机技术的发展，硬PLC的通用性及兼容性差等弊端愈来愈明显。而计算机的标准化的通信协议和成熟的局域网技术使得组网十分简便，还可以通过Internet与外界相连。一个具有开放性的系统可以和任何遵守相同标准的其它设备或系统相连。那么能不能将PC开放性和PLC的可靠性等优点结合在一起呢？IEC（国际电工委员会）于1993年发布了IEC1131-3有关可编程序控制器编程的标准。根据该标准，充分利用工业控制计算机（IPC）或嵌入式计算机（EPC）的硬件和软件资源，全部用软件来实现硬PLC的功能。这就是国际上出现的高新技术——软PLC（SoftPLC）技术。

目前，自动定量包装机的控制系统大都采用硬PLC，当企业的生产规模扩大后，需提高包装能力时，只能采用更大容量的硬PLC控制系统，这样原有的硬PLC相应报废，势必造成浪费。本文所介绍的控制系统只需修改CoDeSys的控制程序即可提高包装能力，具有较高的推广价值。

2自动定量包装机的组成部分和工作原理

2.1组成部分

自动定量包装机主要由控制显示部分、传感器系统、加料系统、放料系统、夹带系统、秤斗、气动系统以及框架结构部分等组成。

2.2工作原理

尿素、粮食等颗粒物料通过传送带、加料系统进入秤斗，在重力作用下，秤斗将重力传递到传感器，使称重传感器弹性体产生形变，贴附于弹性应变梁上的应变计桥路失去平衡，输出与重量数值成比例的电压信号，经线性放大器将信号放大，通过A/D转换器转换为数字信号，由单片机处理后显示当前的物料重量、各种设置参数和工作过程状态，并且发出粗加料、细加料、称料完成以及上下限报警等信号。这些信号通过CAN总线与工控机进行通讯，工控机中的软 PLC（CoDeSys）按照程序输出开关信号。此开关信号经过I/O接口控制电器执行部件，再转变为机械动作，从而实现从进料到缝口的一系列过程控制，如清零、粗加料、细加料、夹袋、放料等。

3控制部分

该方案的控制部分主要由工控机、智能称量显示部分、I/O接口等部分组成。如图1所示，下面重点介绍工控机和智能称量显示部分。

图1 系统硬件框图

3.1工控机

本系统采用北京工业大学自主开发的工控机作为上位机，可使用bbbbbbs或Linux操作系统,采用触摸屏技术。

目前，市场上出现的软PLC产品主要有3S公司的CoDeSys、SIEMENS公司的SIMATIC WinAC、SOFTPLC公司的 SoftPLC以及CJ Intemationl公司的ISaGRAF等。其中3S公司的CoDeSys以其功能强大、可靠性高、二次开发方便、集成可视化等优点而逐渐被国内外用户所认可。CoDeSys由控制器应用代码开发编辑器、生成控制器应用代码的集成编译器以及数字诊断和试运行功能三部分组成。 CoDeSys编辑器完全符合IEC1131-3标准，它支持该标准的5种编程语言，即顺序功能图（SFC）、功能块图（FBD）、梯形图（LD）、指令表（IL）及结构文本（ST）。另外，它还提供了被称作连续功能图的第六种编辑器语言，该语言是由功能块图变化而来。用户进行编程时，可以使用其中一种语言或者使用几种语言进行混合编程,这样可大大提高编程开发效率。CoDeSys提供大量重要特性表帮助开发者快速有效的调试和测试应用程序。在程序代码中可以直接显示每一个变量的当前值。这些值可以随时写入和进行类型的强制转换。通过设置断点然后单步运行代码可以很容易地发现错误。2004年6月该公司在北京工业大学设立了CoDeSys产品推广和培训中心，能够提供强大的技术支持。因此，该系统控制软件采用3S公司的CoDeSys软件，它支持 SERCOS总线和CAN总线。

CAN（Controller Area Network）即控制器局域网，主要用于各种设备监测及控制的一种现场总线。它具有结构简单、通信方式灵活、通信距离长、采用非破坏性总线仲裁技术等特点。CAN总线为工业控制系统中高可靠性的数据传送提供了一种新的解决方案，它在国外工业测控领域已经有了广泛的应用，因此本方案采用CAN总线接口，选用凌华公司研制的双口隔离非智能型CAN适配卡PCI-7841，该卡支持 CANopen, DeviceNet等CAN总线应用层协议；并提供VB,VC下的编程函数。通过人机界面，把操作人员的控制指令传给智能称量显示控制部分，同时，接受智能称量显示控制部分的信号和数据，加以分析和处理并显示。

工控机的显示界面如图2所示。

图2 工控机的显示界面

3.2智能称量显示控制部分

目前，市场上没有具有CAN通讯接口的包装机专用控制仪，因此智能称量显示控制部分需要自主开发。为了缩短开发周期，通过对现有的控制仪进行技术改进，增加CAN通讯部分。该部分以Inbbb公司的微处理器89C51为核心，通过传感器、A/D转换采集称重信号，经过处理后，根据需要将这些信息经由SJA1000和CAN接口电路（主要由PCA82C250组成）发送到CAN总线上，与上位工控机进行通讯。SJA1000是PHILIP公司生产的独立CAN控制器，它符合CAN2.0B协议，具有完成高性能通讯协议所要求的全部必要性能，可以完成CAN总线协议的物理层和数据链路层的所有功能。 PCA82C250是CAN控制器与物理总线之间的接口，可以提高对总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力，并能提高总线的抗干扰能力。该部分功能图如图3所示。

图3智能称量显示控制部分功能框图

4结束语

本控制系统采用CoDeSys和CAN总线技术，简化了硬件结构，完全符合开放式体系结构的要求，可以满足工业自动化领域对控制系统开放性和柔性的要求，为将来工业自动化向更高层次的集成提供了可靠的技术保障。经过模拟试验，本控制方案达到了预期的效果，具有十分广阔的应用前景，并可产生良好的社会和经济效益。