西门子6ES7222-1HD22-0XA0实体经营

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一、引言
　　在各种机械设置上，PLC与变频器的应用可谓无处不在。常见的用法是使用模拟量模块（一般是电压）来对变频器进行控制。这种方法的主要的缺点是成本高，并且容易受干扰（电压方式），控制精度也很难作得很高，而采用通信方式就可以很好地避免这个问题。但是，一般PLC的通信编程是一件很不容易的事。本文介绍了V80系列PLC与变频器的通信方法。

二、V80 PLC介绍
　　V80系列PLC是深圳德维森科技有限公司开发的一款通用型高性价比的小型可编程控制器（PLC），采用32位高性能CPU芯片和高速逻辑解析ASIC芯片,相对于一般的小型PLC，在通信应用方面具有以下特点：
　　1、本机自带双串口，其中一个是232编程口，工作于MODBUS从模式，一般只用于编程和连接人机设备。另一个口为485接口，除了具有串口1所具有的功能外，还能工作于MODBUS主模式、自由通信模式，具有强大的通信功能。与一般的PLC相比，它不需要额外购买连接电缆和通信组件。
　　2、具有48K的程序空间，9000个中间接点，9999个内部寄存器，加上极其强大的应用指令，能够方便地编写很复杂的程序，甚至是复杂的通信协议。
　　3、V80 PLC的默认通信协议就是MODBUS从协议(RTU)，甚至内部变量的编址方式也是按照协议进行的，所以在MODBUS通信的应用性上具有无可比拟的优势。对于不支持MODBUS协议的设备，则可以通过自由通信方式编写。

三、与兼容标准MODBUS RTU协议的变频通信
　　对于采用MODBUS RTU从协议的设备，可以把V80PLC的串口2设置成MODBUS主的方式与其进行直接互连。下面以东元7200MA变频器为例，下面是引用其说明书上的一段文字：
东元7200MA变频器采用了MODBUS RTU从协议，它的通信数据格式描述如下：
　　在MODBUS RTU 模式的通讯协议中，一个信息(Message)乃由4 个部份组成：Slave 地址、功能码、数据及CRC-16数据校验，并依序送出。每一个信息的开始与结束，皆以3.5个字符(Character)的间隔时间来做识别。

 
　　对于V80系列PLC，上面的信息只是证明了它采用了部分MODBUS从协议（只支持03、10H这两种命令，也就是读写寄存器4XXXX命令），是可以与V80直接连接的，而具体的细节就不需要关心了，因为V80_PLC的M_BUS指令已经封装了这些数据过程。我们只关心如下参数：
　　1、读写类型及设备地址。
　　2、目标设备的寄存器（线圈）号，本地存放数据的寄存器（线圈）号，信息长度。
　　3、通信间隔，也就是多久通信一次。
　　4、一些通信参数，如波特率、奇偶校验位、通信超时时间等
根据这几项参数，用以下程序就可以实现与东元变频器的通信了。

 
　　假设东元变频器上的设备地址为1，上图的程序完成了这样一种功能：把PLC内部41100~41115变量的内容，写到东元变频器寄存器区域偏移为00~015的连续16个寄存器里去，中间继电器01000每次从0变为1，双方通信一次。当然在之前要对PLC进行一下参数设置，具体可参见V80PLC的软件手册。

四、与其它协议的变频器通信
　　对于不兼容标准MODBUS　RTU协议的变频器，可以采用自由通信功能块实现。相对于M_BUS指令，自由通信的编程难度要大得多，但也灵活得多，大体上跟一些语言（如C语言）的编程思路差不多。用户好具有一定的通信编程的经验，并需要先准备好一些调试工具，如232->485转换器、串口监控软件等，因为影响通信的因素太多，有一些好的调试工具往往可以收到事倍工半的效果。
　　下面以正弦SINE003系列变频器为例，说明V80PLC的自由通信协议编程方法。
　　正弦SINE003系列变频器的通信格式如下：

 
　　异或校验
　　数据含义：数据帧从机地址至数据信息的异或结果。既第 2字节与第3字节异或的结果，再与第4字节异或，以此类推至第13字节。
　　数据类型：16进制，单字节。
　　发送方式：将校验和字节的高 4位和低4位拆分并转换为ASCII码，先高后低发送。
　　结果处理：当校验结果小于等于 1FH，则校验结果加20H。
　　它使用了ASCII码来表示传输内容，用STX（02H）、ETX（03H）作为开始和结束标志，也是一种比较典型的通信协议。使用前首先要把数据转换成ASCII码，V80PLC提供了ASCBIN及BINASC指令，来完成 “0~H”这十六个ASCII数字与十六进制码的互换。

 
　　当发送脉冲产生时，各数据被换成ASC码并存放在发送缓冲区中，每个二进制码转换后占二个字。
　　SINE003采用异或校验，只针对ASC码部分，这部分程序如下：

 
　　实际上还有几个字节的异或指令没列出来，然后对异或结果进行判断，小于1FH则加20H，之后可以用字组拆分指令“PACK”把它拆成两个字节，按先高后低填到发送区，这部分比较简单，不再单独列出，下面是发送和接收程序。

 
　　发送程序比较简单，只需填一个发送长度即可，而接收的情况则要复杂一点（图里没有体现出来）。在发送的同时就打开接收，使能开始字符和结束字符（通过设置控制位，这里没画出来），并把开始字符和结束字符填好，还有一些超时时间之类的设置（有兴趣的可以参见V80PLC的软件手册），这样当接收到“02H”就认为是一帧的开始，接收到“03H”就认为是一帧的结束，当然也可以结合其它条件，如字符超时等，各种状态都可以在状态位里体现。
　　接收到完整的一帧后，状态位里会有指示，然后把接收回来的数据进行校验，并重新转换成十六进制，就可以进行各种处理了。

五、结束语
　　采用V80系列PLC与变频器通信的方案，可以大大地节省成本，并带来更高的可靠性。

一．引言
　　随着人们对牛奶质量要求的提高，国内自动化奶场数量也不断增加，为了保证奶源的质量，大部分牛奶加工厂对挤奶环节提出了更高的要求，这就迫切需要采用配置清毒功能的自动挤奶机替代人工挤奶，因此，国内的挤奶机市场需求与日俱增。但是，目前国内使用的挤奶机大部分是进口瑞士、以色列、日本、美国等国家的产品，这就为国内挤奶机设备生产厂家提供了广阔的市场空间。
　　自动挤奶机中，对脉冲发生器的控制是影响牛奶质量和数量的关键因素，V80系列小型 PLC因其特有的功能和的性价比在该设备行业发挥了出色的作用。

二．系统构成
　　挤奶机主要由三部分构成：真空泵、脉动发生器以及挤乳机组，其核心的控制部分是脉动发生器，通过脉动发生器的脉冲控制真空泵，在乳杯中交替地形成真空和负气压。首先进入吸乳阶段，牛乳被真空泵从乳头中吸出，通过输奶管输送到储奶灌；然后进入按摩阶段，压力作用下使牛乳从乳房的腺泡流入乳池。于是，又一次吸乳开始重复上一次动作。从奶牛生理特性的考虑，脉动频率为每分钟为50-60次，并且脉宽比例不能大于50%。

三．工艺流程
　　由于挤奶机要求产生50～60Hz的脉冲，真空泵需要直流电压供电，所以选用了V80系列的M40DT-AC型号的小型PLC，它具有24点DC输入，16点晶体管输出。每一路晶体管大可带24V，0.75A的负载，电源具有宽电压使用范围（85－265V）。V80系列PLC质量可靠、性能稳定，并已通过了欧洲标准的CE认证，比较适合于在偏远的农牧场工作。
　　脉动发生器主要由一个V80M40DT-AC外接一个文本屏构成。文本屏实现脉动发生器的参数设置，主要是脉动频率以及脉宽比例的设置。16点晶体管输出，分为8组，每2个输出点为一组，每一个输出点可接2－3个真空泵。这样一个M40DT的PLC可供16－24头奶牛同时挤奶。同时，提供16点晶体管输出的扩展模块，每台V80M40DT-AC可以带大7个扩展模块，从而使PLC控制的点数大大的增加，可满足多种规模挤奶场的需求。
　　V80 PLC具有2个通讯接口，一个RS232接口，一个RS485接口。2个通讯接口都支持标准的MODBUS协议，可以方便的与各类文本屏，触摸屏等人机交互设备连接。
　　同时V80 PLC具有大量的特殊功能继电器，可实现许多特定的功能。具体应用如下：
　　09925——次运行标志继电器，仅在PLC次运行周期时为ON，可用于对系统参数进行设置，例如，清除一些开关状态，初始设定一个脉冲频率和脉冲比例等。
　　09923——输入输出保持继电器，设置该继电器，PLC掉电时将会保留当前的输入输出状态，下次上电会重新加载输入输出的状态，复位该继电器，PLC次运行时清除以前的输入输出状态。
　　09924——寄存器保持继电器，设置该继电器，PLC掉电时将会保留当前的寄存器的数值，下次上电将重新加载所有的寄存器，复位该继电器，PLC次运行时清除以前的寄存器的数值。

 
　　09932——写FLASH继电器，设置该继电器将参数保存在FLASH中，下次上电可以保证参数不会丢失，因为各用户对挤奶机槽数的需求不同，厂家一般都是到农场后再通过编程器对参数进行修改，如果没有非易失的参数区，那么修改完后重新上电或者电池失电都会造成参数的丢失。因此有了这一特殊功能位后就可以很可靠的保存和修改参数。
　　由于脉动发生器需要对脉冲的频率和脉宽进行严格的要求，需要使用大量的定时器，来保证时间的jingque。V80系列PLC的定时器数量没有限制，可以可以很好地满足脉动发生器频率和脉宽的jingque要求。V80PLC具有S和0.1S，1S三类定时器，对定时器的使用只要借助内部任何一个寄存器就可以实现工作。
 

四．结束语
　　在实际应用中，一方面，V80系列PLC能够满足在农场电网质量差、环境恶劣下能够稳定工作的特殊要求；另一方面，V80系列PLC以其独特功能满足了挤奶机的特定功能需要，从而也降低了挤奶机的成本。
　　V80系列PLC作为国产小型PLC的代表，具有功能完备，性能可靠，价格低等特点。通过灵活运用各种应用指令，将使挤奶机等特定行业的控制程序变得更加简捷，条理更加清晰

一、引言：
　　数采和远程监控传统以来都只有数据采集功能，在需要比较实时的控制和数据处理时，会显得力不从心。PLC作为工业控制的核心部件，其在网络、通信等方面的能力越来越强，适应能力也越来越强。
数采和远程监控系统传统以来都用不起PLC，但随着国产PLC市场占有量的提升，PLC的价格也比以前更加有优势，使用PLC做DAS系统或者用PLC平台开发数采系统将是大势所趋或者说相当有吸引力的选择。
德维森公司的V80小型PLC在供热、交通监控、楼宇监控等行业有相当多的成功应用，下面以V80在东北某供热网监控为例进行讲解。

二、远程监控系统：
　　供热网远程监控系统的示意图如下：

 
　　V80负责现场换热子站的温度、压力、流量采集，并根据这些采集量进行流量控制，以达到节能的作用。同时V80根据室外气温的变化通过调节一级管网电动阀门的开度来及时控制二级管网的供回水温度，通过调度给定的控制曲线，各个换热站可以独立运行，保证运行参数始终在给定的范围内运行。同时调度在中央调度室可以根据需要随时干预子站的运行，调度可以遥控子站的电动阀门，调整运行参数。系统配置GPRS DTU，可以实现温度的控制、补水泵变频的远程控制。
上位机可以选用组态王、FIX等商用组态软件，并与数据库结合起来，对所有数据进行存储和分析，并可以配合优化软件进行优先控制。

三、德维森的远程监控系统解决方案：
 
　　德维森公司针对前面提到的各种问题，提出了一个更为优胜的方案：

该方案的特点于下：
1、强大的网络和通信功能
　　德维森的所有PLC型号都可以同时支持2个以上的通信口，并可以利用RS485通信口进行组网，把多达128台V80小型PLC组进同一个现场总线网络内，为主的PLC上带一个GPRS DTU模块，为监控网络提供一个透明的上网的通道。
选用GPRS DTU代替无线RTU也可以在成本上大大的降低，在有电话线的地方仅可以选用Modem，使整个系统的造价达到优。

2、功能强大的CPU模块：
　　M32DT模块是16路数字量输入和16路晶体管输出的CPU模块，本身带有两个通信口，一个RS232和一个RS485，内部带MODBUS主从通信协议和FREE通信协议，可以与各种HMI或者各种组态软件通信，目前德维森为各吹塑成型机厂商提供的通信协议库文件也使各厂商自行开发上位机软件提供了相当多的便利。
M40DT内带FLASH存储器，可以将各种参数存储在本地，同时还带有掉电保持的RAM芯片，可以保证使用的可靠性和便利。
M40DT高速的运算速度和完备的数学运算能力更使其在需要大更通信和模拟量处理的环境从容应对。

3、可靠性高，抗干扰能力强
　　整个系统的宽温和宽电源供电设计使其可以在任何恶劣的环境中游刃有余，另外V80全系列产品都通过了CE认证，也为用户产品的出口打下了良好的基础。

4、编程简单方便
　　V80 PLC支持IEC61131-3的PLC语言标准，可以简单方便的进行复杂控制编程，同时其支持在线编程，也就是在运行态下可以进行调试和修改程序，使监控现场的在线升级和扩展变得相当简单。

5、
　　一个32点经济型V80小型PLC M32DT-AC-E的价格比同样点数的数采模块还要便宜，同时还带有强大的图形化编程功能使其成为了一个强有力的分布式监控平台。

6、可与其它厂商的产品方便的互通
　　可与任何第三方厂商的数采模块、人机界面、触摸屏、文本屏、变频器、智能仪表进行通信。

7、商业的组态软件
　　选用商业的组态软件，使监控的灵活性和通用性得到大大提高，并可以加挂各种数据库。

四、结论：
　　德维森作为国内技术力量强的国产PLC研发、生产、服务提供商为众多的数采和远程监控系统提供全面的解决方案，为客户将采集、控制、远程监控和优化合而为一。