西门子6ES7232-0HD22-0XA0诚信交易

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 基本逻辑指令中常开接点和常闭接点，作为使能的条件，在语法上和实际编程中都可以无限次的重复使用。

    PLC输出线圈，作为驱动元件，在语法上是可以无限次的使用。但在实际编程中是不应该的，应该避免使用的。因为，在重复使用的输出线圈中只有程序中后一个是有效的，其它都是无效的。输出线圈具有后优先权。

               如图1和2所示。

               图1输出线圈单一使用

             图2 输出线圈重复使用
   图1所示，输出线圈Q0.0是单一使用，表示I0.0和I0.1两个常开接点中任何一个闭合，输出线圈都得电输出。
    图2所示，输出线圈Q0.0是重复使用，在网络1和网络2中重复使用两次，目的和图1所示一样，要求I0.0和I0.1两个常开接点中任何一个闭合，输出线圈得电输出。
    首先需要肯定是图2所示的程序在语法上是完全正确的。但是，Q0.0重复使用的输出线圈中，真正有效的是网络2，网络1是多余的、无效的。也就是说，I0.0无论是闭合还是断开，都对Q0.0不起作用，Q0.0是否得电是由I0.1决定的。
    这是因为PLC在一个扫描周期中，PLC输出点的刷新是在程序执行完毕后执行的，在一个扫描周期中，即使I0.0闭合，I0.1断开，在PLC程序执行网络1时，输出点Q0.0映像存储器为1，在执行网络2时，输出点Q0.0映像存储器又变为0。程序执行完毕，PLC输出点才执行刷新，终输出点Q0.0失电不输出。同理，在一个扫描周期中，I0.0断开，I0.1闭合，输出点Q0.0映像存储器终为1，在PLC输出点执行刷新时，输出点得电输出。因此，图2所示的程序中，对Q0.0起作用的只是I0.1。
    因此，在PLC编程时，重复使用数出线圈。尽管在语法上是正确的，但是应该避免使用的。

一、引　言

    由于体积小、可靠性高以及组态灵活等优点，PLC在工业控制领域得到了广泛的应用。在PLC组成的控制系统中，一般由上下微机组成主从式控制系统，PLC作为下为机，完成数据采集、状态判别、输出控制等，上位机(微型计算机、工业控制机)完成采集数据信息的存储、分析处理、状态显示以及打印输出，以实现对系统的实时监控。这种监控系统充分利用了微型机和PLC各自的特点，实现了优势互补，得到了广泛的应用。
二、通讯连接方式

    PLC与上位机一般采用RS-232接口的异步串行方式。C200HS是OMRON公司在C200H的基础上推出的一种新型PLC，比C200H有许多优点，其中一个主要的特点就是在CPU单元上，增加了一个内置的RS-232连接器，PLC不用再配置专用的通讯模块，就可以很方便地和外部设备进行串行通讯，图1是C200HS与上位机通讯的接口连线。

                图1　通讯连接

三、通信协议

    OMRON C200HS通过RS-232接口与上位机通讯有两种方式：其一，上位机始终具有初始传送优先权，所有的通讯均有上位机来启动，C200HS总是处于被动状态，其二，命令由PLC发至上位机，此时PLC拥有传送权，我们设计的监控系统中主要采用种方式。

　　    PLC与上位机的数据通讯是以“帧”为单位进行的，帧的格式如图2、3所示，命令帧由上位机发送给PLC，应答帧为PLC接收到命令帧后自动向上位机发送的应答信号。


                    图2　命令帧



                    图3　应答帧
    在帧的传送格式中，“@”为起始符号；节点号为PLC的编号(00-31)，由PLC 的DM6648、DM6653设置，我们只有一个下位机PLC，则其节点号为00；识别码说明帧的功能，例如，RD和WD分别为读和写DM数据区的内容；FCS为2字符的帧的检查顺序码，即从帧起始到帧报文结束（FCS）之前数据异或运算后的结果，用来检查帧的传送结果；*和CR为终止符，表明帧结束。例如命令帧@00RD20100003FCS*CR表示计算机要求读出PLC中DM数据区D2010开始的3个通道的数据内容，应答帧@00RD004A02344D001C FCSCR中的结束吗为“00”，表明通讯有效，接受的3个通道的数据分别为4A02、344D、001C(16进制)。
四、通讯程序的设计

    在PLC与上位机通信之前，必须对RS232通讯端口进行初始化，使两者按相同的格式通讯。初始化参数包括波特率、起始位、数据位、停止位和奇偶校验等。C200HS的RS-232通讯口一般设置为9600bps、1个起始位、7个数据位、2个停止位、偶校验，因而只需对上位机的RS232端口进行初始化即可。
    上位机的通讯程序用C语言设计，C语言提供了专门用于串行通讯的函数bioscom( )，其格式为
int bioscom(int cmd,char byte,int port)port为上位机的串行口代码，port=0为COM1，port=1为COM2；byte为串行口初始化参数，当byte=0XFE时，设置的串行口通讯参数为：9600bps、1个起始位、7个数据位、2个停止位、偶校验，与C200HS串行口的通讯方式相同；cmd为功能参数，cmd=0时初始化串行口，cmd=1时发送数据，cmd=2时接收数据，cmd=3时读串行口的当前状态。bioscom( )返回值为一个2字节的整数，可以据此判别数据发送和接收是否成功，发送数据时的高位为“1”，表示发送出错，接收数据时的高位字节不为“0”，表示通讯有错，当高位字节为“0”时，其低位字节即为接收到的字符。

　　    通讯程序框图,如图4所示，由于每次传送数据时，单帧的大数据容量为131个字符，因此当传送的数据超过131个字符时，应当在传送前分成若干帧，分段传送，帧和中间帧的结尾处用定界符（回车符CR）替代终止符（*CR）。




                         图4　通讯程序框图
五、应用

    在选煤厂跳汰机的控制系统中，我们选用微型机和C200HS组成监控系统，按照以上方法设计了通讯系统，跳汰机的各种参数和状态由PLC采集后，传送给上位机，上位机根据PLC传送的跳汰信息，按一定的控制策略优化处理后，再传送给PLC，控制跳汰机。

PLC的工作方式和通用微机不完全一样，因此用PLC设计自动控制系统与微机的控制系统的开发过程也不完全一样。需要根据PLC的特点，以程序形式来体现其控制功能。设计可按照下图中几个步骤进行。
    1．确定控制对象及控制范围
    详细了解被控对象的控制要求，确定必须完成的动作及完成的顺序，归纳出工作循环和状态流程图。
    2．PLC型号的选定
    根据生产工艺要求，分析被控对象的复杂程度，进行I/O点数和I/O点的类型（数字量、模拟量等）统计，列出清单。适当进行内存容量的估计，确定适当的留有余量而不浪费资源的机型（小、中、大形机器）。并且结合市场情况，考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况，选定价格性能比较好的PLC机型。
    3．硬件设计
    根据所选用的PLC产品，了解其使用的性能。按随机提供的资料结合实际需求，同时考虑软件编程的情况进行外电路的设计，绘制电器控制系统总装配图和接线图。
    4．软件设计
    （1）在进行硬件设计的同时可以同时着手软件的设计工作。软件设计的主要任务是根据控制要求将工艺流程图转换为梯形图，这是PLC应用的关键的问题，程序的编写是软件设计的具体表现。在程序设计的时候建议将使用的软继电器（内部继电器、定时器、计数器等）列表，标明用途以便于程序设计、调试和系统运行维护，检修时候查阅。
    （2）程序初调也成为模拟调试。将设计好的程序通过程序编辑工具下载到PLC控制单元中。由外接信号源加入测试信号，通过各种状态指示灯了解程序运行的情况，观察输入/输出之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求，并及时修改和调整程序，消除缺陷，直到满足设计的要求为止。
    5．现场调试
    在初调合格的情况下，将PLC与现场设备连接。在正式调试前全面检查整个PLC控制系统，包括电源、接地线、设备连接线、I/O连线等。在保证整个硬件连接的正确无误的情况下即可送电。把PLC控制单元的工作方式布置为“RUN”开始运行。反复调试消除可能出现的各种问题。在调试过程中也可以根据实际需求对硬件作适当修改老配合软件的调试。应保持足够长的运行时间使问题充分暴露并加以纠正。试运行无问题后可将程序固化在具有长久记忆功能的存储器中，并做备份（至少应该作2份）。
    相关图片：


1．减少所需的PLC输入点数方法

    （1）分组输入
    自动程序与手动程序不会同时执行，可考虑把这两种信号叠加起来按照不同的控制状态要求分组输入PLC。
    XO用来输入自动/手动切换控制信号。SB3和SB1按纽虽然都使用X1端子，但是实际上代表的逻辑意义不同。二级管是用来切断寄生信号的，避免错误信号的产生。这一个输入端就可以分别反映两个输入信号的状态，接生了输入端口。
    （2）外电路适当改进减少输入点数
    一个两地启动，三地停止的继电器——接触器。在转换成PLC控制电路时候采用三种接法，所占用的输入点也有所不同。
    （3）利用PLC内部功能。利用转移指令在一个输入端上既然一开关，作为手/自动转换开关。
    运用转移指令可将手动和自动操作加以区别。利用计数指令或者位移寄存器可实现单按钮启动和停止。

    2．减少所需PLC的点数方法

    （1）通断状态完全相同的负载，在PLC的输出端点的功率可以的情况下可并联于同一输出端点，即一个输出端点带多个负载。
    （2）当有m个BCD码显示器显示PLC数据时候，可以使BCD显示器并联占用4个输出端点，即一个输出点带多个负载。
    （3）某些控制逻辑简单，而又不参加工作循环，或者在工作循环开始之前必须启动的电器可以不通过PLC控制

1引言
    可编程序控制器（PLC, Programmable  Logic  Controller）是采用微电脑技术制造的自动控制设备。他以顺序控制为主，回路调节为辅，能完成逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。
    随着PLC技术的发展，其功能越来越多，集成度越来越高，网络功能越来越强，PLC与上位PC机联网形成的PLC及其网络技术广泛地应用到工业自动化控制之中，PLC集三电与一体，具有良好的控制精度和高可靠性，使得PLC成为现代工业自动化的支柱。PLC的生产厂家和型号、种类繁多，不同型号自成体系有不同的程序语言和使用方法，本文拟就用日本立石公司生产的OMRON C20p型PLC，设计几个PLC在三相异步电机控制中的应用，与传统的继电器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点，可作为高校学生学习PLC的控制技术的参考，也可作为工业电机的自动控制电路。
2PLC在电机控制中的应用［1~3］

2.1三相异步电机的正反转控制
  要求当按下正转按钮，电机连续正转，此时反转按钮不起作用（互锁），按下停止按钮电机断开电源，按下反转按钮电机连续反转，正转不起作用。图1所示为三相异步电机的正反转控制原理图。
2.2三相异步电机的Y—△启动
  要求起动时电机接成Y型，经过一段时间自动转化为△形运行，要求Y形断开后△形才能启动，防止Y形未断△形启动造成电源短路。图2所示是三相异步电机Y—△启动控制原理图。
2.3三相异步电机时间控制
  要求第1台电动机M1启动5 s后，第2台电动机M2自动启动，只有当第2台M2停止后，经过5 s延时，M1自动停止。图3所示是三相异步电机时间控制原理图。
3程序的写入与运行
  将PLC联上编程器并接通电源后，PLC电源指示灯亮，将编程器开关打到“PROGRAM”位置，这时PLC处于编程状态。编程器显示PASSWORD！这时依次按Clr键和Montr键，直至屏幕显示地址号0000，这时即可输入程序。
    在输入程序前，需清除存储器中内容，依次按Clr、Play/Set， Not，Rec/Reset和Montr键，即将全部程序清除。按照以上3种控制的梯形图或程序指令将3种控制程序写入PLC，当上述3部分程序输入到PLC机中后，用上下方向键读出所写程序，如程序有错，可用插入指令和删除指令修改程序。 PLC资料网
    程序输入正确后，分别按图1（a）和（c）连接PLC外部接线及主回路线路实现电机正反转控制，按图2（a）和（c）连接线路实现电机Y—△启动，按图3（a）和（c）连接线路实现电机的时间控制。此设计可以一次性把3种控制电路的程序全部输入，同时控制3种电路，运行时，按下SBF，SBR电机正反转启动，按下SB1，SB2控制电机Y—△启动，按下SB3，SB4电机顺序启动，互不干扰，事半功倍，实现了一台PLC同时控制多种电路形式。

　一，引言

　　ABB公司在收购了贝利（Bailey）公司后，将它旗下的多款控制系统整合到了以工业IT为基础，针对目标技术的800XA系列控制系统中。在继续为国内的电力，冶金，石化，造纸等行业提供整体的解决方案以外，已将它旗下的一款已有十几年发展历史的中小型控制系统AC31作为产品引入中国。目前在此基础上推出更为现进的AC500系列，可为国内的系统集成和OEM等应用提供更多的选择。本文将介绍此系统及其在污水处理中的应用。

　　AC500系统由CPU，通讯模块，CPU底板，I/O模块和端子板，FBP接口模块和端子板，CPU底板等组成,如图1所示。

　　CPU

　　CPU有PM571、PM581和PM591三个不同的等级。均带有：LCD显示、操作按键、一个SD卡的扩展口和两个集成的串行通讯口。CPU可直接插在CPU底板上，底板可选择集成以太网或者ARCNET网络接口。此外，保留的CS31的通讯接口是考虑到了和AC31等ABB公司其他系列PLC的兼容性。 PLC

　　通讯模块

　　除了CPU上集成的通讯接口外，每一个CPU上还可多扩展4个通讯接口。这4个通讯接口可扩展为任意的标准总线协议。CPU上集成的两个Modbus通讯接口和可选集成的以太网或ARCNET网络接口外，通过通讯扩展接口还能扩展:ProfibusDP-V1、DeviceNet、CANopen和以太网等总线接口。 PLC资料网

　　I/O模块

　　输入/输出模块有模拟量和开关量两大种类。每个输入/输出模块均可直接插到端子板上，CPU本地和通过FBP分布式扩展的子站，可大扩展到7个输入/输出模块。AC500还可以提供每一点都可以根据用户的需求及可设置为输入又可设置为输出的开关量模块。 PLC资料网

　　FBP的接口模块

　　这种模块集成了一定数量的开关量输入/输出，并且通过它实现和CPU的通讯和分布I/O。这个分布模块后面又可大扩展7个输入/输出模块。

　　AC500ControlBuilder编程

　　AC500ControlBuilder编程是一套可对所有系列AC500CPU进行编程的工程工具，这套编程软件符合IEC61131-3的，可支持五种不同的编程语言：

　　－功能块（FBD）

　　－语句表（IL）

　　－梯形图（LD）

　　－结构文本（ST）

　　－顺控图（SFC）

　　这套软件可完成AC500系统的全部设置，包括所有的总线接口，而且还有全面的自诊断功能、报警处理、可视化调试工具和开放的数据接口。此外还可以提供离线仿真,变量跟踪功能,配方管理和监视列表,可视化的调试工具,通讯接口的设置,开放的数据接口,工程接口.

　　三，SBR污水处理工艺介绍

　　序批式活性污泥法简称SBR(SequenceBatchReactor)法，是早期充排式反应器的一种改进。随着自动控制水平的提高，SBR法引起人们的重新重视，并对他进行了更加深入的研究与改进，自1985年我国座SBR处理设备在的投产，目前已经广泛的应用在工业污水和城市污水的处理中。

　　SBR工艺的基本操作流程由进水，反应，沉淀，出水和闲置等五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。 PLC

                                         图2 SBR污水处理工艺流程图

　　SBR工艺系统组成简单（如图2），不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备。SBR具有效率高，脱氢除磷效果好，防止污泥膨胀性能强，耐冲击负荷和处理能力强等优点。

　　四，AC500在SBR控制中的具体实现

　　SBR污水处理厂的自动控制系统由三级分布式控制系统组成（如图3）。

                                             图3 污水处理控制系统图

　　级—监控管理，由中央控制室的操作站实现。选用工控计算机，以TCP/IP工业以太网与PLC系统通讯,实行集中控制。通过工控软件实时监视全厂工艺参数变化、设备运行、故障发生等情况，同时负责日常报表打印、事故打印和数据记录等。

PLC

　　第二级—过程控制，由现场的各分系统或成套设备的控制系统实现。以AC500PLC系统作为现场控制核心,按场区配置分站,通过CS31网与所属分布I/O通讯对流量、液位、pH值、电机等参数进行采集、控制。 PLC

　　第三级—单机就地控制，由现场电气控制系统实现。采用ABB公司的AC31系列产品组成分布I/O,采集现场参数,执行上一级PLC主站的控制命令。

　　监控组态设计及与PLC主站的通讯

　　由于污水处理控制对象多且分散,生产工艺流程复杂,如果采用集中控制方式,则需要使用大量导线，在长距离传输过程中非常容易受到干扰,所以本系统采用分布式集散控制系统,将管理与控制分离。计算机选用HP工业PC机,预装北京昆仑通态公司的MCGS5.5通用版。MCGS监控组态设计包含监控界面设计，定义数据变量，组态设计，动画等方面。用MCGS提供的基本绘图工具与元件库创建图形块并进行组态设计，污水处理系统工艺流程组态画面（如图4）：

      图4 污水处理工艺流程组态图

　　　鼓风机，水泵，运行阀的工作状态可以通过动画实时显示；污水，污泥，药水，空气的流动方向及流量表的数据也能根据现场的情况随时更新。操作人员在登陆并输入用户名和密码后，可任意调入各局部工艺图、运行表、设定表和控制表，工艺图以图形的方式显示各个工段的工艺流程和数据，并能根据控制的需要直接设定现场的相应参数（例如，泵站的变频器的恒定水位，报警水位，停泵水位的设定，排泥时间的设定等）。此外，系统还可以提供故障报警查询，工作报表生成等功能。MCGS中的实时数据库是监控系统的核心，而数据变量是构成实时数据库的基本单元。将用户界面中的图形对象与实时数据库中的数据变量建立联系，现场的运行情况就可以通过动画实时的显示在监控界面上了。 PLC资料网

　　工控计算机只需一块普通的网卡就可以通过EthernetLAN接收到来自PLC主站的数据。PLC主站由1台AC500系列PLC及相应的外围设备组成,置于中央控制室。PLC主站从分布I/O接收数据，进行相关的处理与控制，同时通过标准工业以太网TCP/IP通讯模块(TB521-ETH)传输给工控计算机,传输速率为10Mbit/s,介质为屏蔽双绞线。

PLC主站与分布I/O的通信

　　PLC主站与分布I/O的通讯网络框图，如图5所示：    

                                             图5 CS31通讯网络图

　　PLC主站通过CPU(PM581)上保留的CS31通讯接口、CS31通讯总线与分布I/O（AC31远程扩展模块）构成高速通讯网络,随时采集现场设备的运行状况和故障信息,并上传工控计算机,形成分布控制。

PLC

　　本系统共设8个分布I/O。从经济角度考虑，由于AC500系统可以兼容AC31的远程扩展模块，1#～8#分布I/O分别选用AC31系统的远程扩展模块（ICMK14N1-24DC）。分布I/O置于污水控制现场,就近控制所属设备,形成分布控制的能力,并采集现场设备的运行状况和故障信息,通过CS31总线联接到PLC主站。CS31总线是一种点对多点的RS485串行通讯。每个通讯系统由一个主站和大31个从站组成。通讯距离不加中继为500米，加中继大可达到2000米。通讯介质为:屏蔽双绞线。

　　　　以1＃分布I/O远程扩展模块为例，定义它的地址表，如表1：

　　地址%MX0.0.0至%MX0.0.7是ICMK14N1-M的系统保留区域，不能使用。地址%MX0.1.0至%MX0.1.7作为此远程扩展模块自带的开关量输入，分别对应进水泵房及沉砂池的相应设备。依照同样的方法，可以继续定义1＃分布I/O的（XI16E1,XC32L,HE10-20,…等）开关量及模拟量输入/输出模块，然后依次是2＃～8＃分布I/O的所有模块。

　　在完成所有I/O地址表的设定后，就可以通过AC500的ControlBuilder软件来编写PLC的内部通信程序。由于AC500的ControlBuilder软件可以提供现成的MODBUS功能块，编程十分简单。

　　以1#分布I/O的读指令为例，如图6：

                                                图6 AC500 程序图

　　只需设定好MODBUS功能块的（COM,SLAVE,FCT,ADDR,NB等）参数，PLC主站就可以顺利的从1#I/O子站读取数据。其中FCT，NB的参数可根据实际情况依照表2确定 。

　　运用MODBUS功能块依次完成1～8＃分布I/O的读，写指令的编程，PLC主站与分布I/O之间的通信就建立完成了。在实际调试中，发现还需通过软件的PLC组态选项，将MODBUS的参数：RTScontrol设置为“bbbegram”,Parity设置为“none”，OperationMode设置为：“Master”。至此，PLC的主站已经可以对I/O从站中的各种参数进行采集与控制，并通过以太网显示在工控计算机的监控界面上。

　　五，结语

　　以本文的研究结果为基础的技术方案,在浙江某生活污水处理厂具体实施。实际的运行结果表明,其设计合理,安全可靠,控制精度高，满足了生产的实际需要，。AC500PLC系统除了有外形美观，性能可靠，价格适中等特点，在项目具体实施中还具有如下优点：可设置输入/输出的开关量模块，为备用点数的设置提供了方便并能进一步降低成本；模拟量的每个输入通道都可以设定电流，电压或者热电阻等输入信号，使用方便；编程软件中集成的MODBUS功能块，非常实用