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6ES7214-1BD23-0XB8现货充足1. 引言 可编程控制器(PLC)由于其结构紧凑、可靠性高、编程简单、指令强大、灵活性强、能适用于比较恶劣环境等诸多优点,现已在工业控制领域得到广泛应用。现普遍采用触摸屏加plc的方法来监控设备,但触摸屏视角窄,不适应恶劣环境,且数据存储容量有限,不易实现大规模网络互联。因此我们采用plc与计算机通讯的方式实现实时监控,克服了触摸屏的缺点。2. s7-200cpu自由口通讯方式的应用 的plc很多,如西门子、欧姆龙、松下、三菱等等,本人仅以西门子s7-200小型可编程控制器的cpu22×系列为例,介绍plc在计算机网络中与计算机通讯的功能。 s7-200cpu支持多样的通讯功能,根据所使用的s7-200cpu,其网络可以支持一个或多个以下协议: 点到点(point-to-point)接口(ppi) 多点接口(multi-point)(mpi) profibus 用户定义协议(自由口) 自由口通讯是通过用户程序可以控制s7-200cpu通讯口的操作模式。利用自由口模式,可以实现用户定义的通讯协议连接多种智能设备。通过使用接收中断、发送中断、发送指令和接收指令,用户程序控制通讯口操作。在自由口通讯模式下,通讯协议完全由用户程序控制。通过smb30(口0)允许自由口模式,而且只有在cpu处于run模式时才能允许。当cpu出于stop模式时,自由口通讯停止,通讯口转换成正常的ppi协议操作。 近年来,随着我国铁路运输环境的改善,列车速度越来越高,势必对铁道车辆提出较高的要求,其表现在对列车的舒适性和运行可靠性、安全性的要求提高,因此车辆上设备的自动化程度越来越高。自动化程度的提高,带动了网络技术在列车控制和监控上的应用。车辆网络控制、监控简图如图1所示。 整列车设有车辆级计算机,每个车厢设有本车计算机,车辆级计算机与各个本车计算机组成车辆的主网,本车计算机与本车厢内的各个设备间组成子网。plc由于其自身的优点,作为控制核心在车辆上的多种设备中得以应用,例如列车自动门的控制、列车空调机的控制等,使其可以作为整个列车网络系统中的一个节点。3. 通讯协议 siemenss7-200系列plc可以采用用户定义通讯协议(自由口)模式实现计算机与plc、plc与plc的通讯。笔者所描述的例子中,虽然车辆计算机系统和车辆上的其它设备分别是多个设备供应商的产品,但是只要制定好通讯协议,就能满足相互通讯的要求。s7-200系列的plc正是由于其自由口通讯是通过用户程序控制cpu串行通讯口的操作模式,所以可以方便地与车辆计算机通讯。 计算机(主站)每隔100ms查询plc(从站)一次,主站发出从站动作控制命令给从站,从站收到命令后发给主站应答帧,从站接收到主站发送来的一帧数据,计算出其校验码fcs,与接收到的一帧数据中的fcs比较,检查是否有数据错误。如果有数据有误,从站发送信息给主站,请求重发。l字符结构:每个字符由11位构成,奇偶校验位采用奇校验方式。 起始位 数据 奇偶校验位 停止位 1位 8位d7…d0 1位 1位 l传输数据帧格式 byte(0)…byte(n)fcs byte(0)…byte(n)为字符串; fcs为异或校验码,是发送的所有数据字节和地址字节之异或值。 l主站命令帧结构 从站地址从站地址补码控制字节命令字节fcs l从站应答帧结构 从站地址从站地址补码控制字节应答字节fcs4. 通讯口初始化 plc内部特殊存储器位smb30和smb130分别配置通讯端口0和1,为自由端口通讯选择波特率、奇偶校验和数据位数。自由端口的控制字节描述如表1所示。 例如:在通讯协议中规定奇偶校验为奇校验、每个字符的数据为8位、波特率为19200、自由口协议,采用通讯端口0,则在plc初始化程序中将smb30赋值为0c5h。2 系统软件设计 2.1 设计要点 该系统软件设计的重点为:1)准确配置高速计数器;2)位置控制器的允差设计,允差的选择应尽量小以提高伺服系统的控制精度,在满足系统定位精度的前提下,允差的设计上还需要考虑于机械结构定位的分辨率,以免设置值过小机械结构控制不到位而引起驱动电机反复转动调节,往往需要现场标定;3)初始位置的jingque标定,需要注意的是初次标定各档位位置时应使用手动控制方式,并且要将机械限位开关状态接入PLC。由于采用增量式光电编码器,计数器当前值要存在PLC的掉电可保存寄存器MDl4中。 2.2 程序设计 在程序中首先需要将高速计数器配置为A/B相正交输入,4倍计数速率,增计数,并使能高速计数器,然后将标定好的各档位位置填入相应的地址中,并且设置允差为两个脉冲,也就是说各档位的脉冲数加减2即为相应的到位。伺服系统传动装置的间隙是多样性的,并且对伺服控制的性能有影响,设置允差的目的是为了消除由于伺服传动间隙引起的系统不稳定,从而准确定位。位置定位程序的流程如图5所示。 在程序设计时除顺、逆限位和顺转、逆转的互锁程序外,重点在于如何用PLC实现多点重复定位。主要设计程序如下:3 工程应用情况 这种设计方法被利用在某军用雷达工程的衰减器控制的4位置定位系统中,系统要求驱动机械部件在0°~360°内的4个位置往返定位,定位精度要求O.1°。在具体的设计中驱动电机选用型号为55TYD02的交流电机,编码机构选用型号为OMRON E6B2的相对式光电码盘。位置的行程范围360°对应于8 400个脉冲,则使用S7-200 PLC高速计数器读入的位置分辨率为360°/8400=0.043°;根据机械结构实际标定位置允差值设置为2个脉冲,此定位系统的控制精度可达到0.86°,满足系统定位精度0.1°的要求,电机正向或反向运转一次到位,快速准确。4 结束语 PLC适用于比较恶劣的工业环境,通过其通讯口和上位计算机实现通讯,可以使操作人员在安全的环境下实现远程控制;光电编码器构造原理简单,机械寿命可达几万小时以上,抗干扰能力强。由两者为核心构成的硬件电路实现位置控制方法适用于具有多个设置点重复定位的机械旋转控制设备,完全满足一般的工业控制要求。这种设计原理清晰、硬件需求明确、易于实现、调试维护方便,具有很好实用和适用性。上述的位置控制方法已经应用于某军用雷达工程的衰减器控制中,其控制精度可达到0.86°,满足系统定位精度0.1°的要求,设备运行稳定可靠,效果良好。5. PLC实时数据处理 由于s7-200系列plc在自由口模式下,通讯协议完全由梯形图程序或stl编辑器控制,程序可以使用接收中断、发送中断、发送指令和接收指令来控制通讯操作。cpu连续扫描用户程序,执行用户任务。plc在程序执行过程中,基于稳定、快速灵活等方面考虑,cpu每个扫描周期都通过输入输出映像寄存器来执行实际输入输出操作,即读实际输入点值到映像寄存器、写映像寄存器值到实际输出点。由于在中断中不能顺利进行数据读写操作,因此,可通过编程,利用plc循环扫描执行程序的特点,使得在程序扫描期间实现数据存储区与输入输出映像寄存器区交换数据。 在本实例中,plc上电初始化后转入接收字符中断,当上位机发出查询命令后,plc判断所发命令的地址和地址补码是否正确;如果正确判断上位机是向plc发送命令还是查询plc状态;如果执行命令则plc转入主程序执行相关命令,如果查询plc状态则将协议定义的信息发送给上位机,上位机收到信息后发送应答帧给plc。 例:interrupt0//接收开始network1ldnsm3.0ab=smb2,vb0movw+0,ac0movd&vb600,vd638movbsmb2,*vd638xorwsmw1,ac0movbac0,vb300atchint_1,8atchint_6,11cretinetwork2ldsm0.0dtch8atchint_6,10interrupt1//接收地址补码network1ldnsm3.0ansm1.0movbsmb2,*vd638xorwsmw1,ac0network2ldsm0.0atchint_6,10interrupt2//接收命令后判断┋network3//发送信息ldw=ac2,+0ab=vb301,vb604ab=vb603,16#00atchint_4,10dtch11cretinetwork4ldsm0.0wdr┋network7ldsm0.0sm31.0,1dtch11atchint_5,10interrupt3//接收应答字节network1ldnsm3.0ansm1.0movbsmb2,*vd638incdvd638xorwsmw1,ac0decwac2network2ldw=ac2,16#0000movwac0,vw300network3ldsm0.0dtch8atchint_6,10interrupt4//发送信息码┋network6ldsm0.0movwac0,vw105xmtvb100,0atchint_6,9┋interrupt5//发送应答帜┋network9ldsm0.0movwac0,vw105xmtvb100,0rm31.0,1atchint_6,9┋interrupt6//转入接受中断network1ldsm0.0dtch9dtch10dtch11atchint_0,86. 计算机实时数据处理 计算机程序由车辆级网络供应商提供,根据双方制定的通讯协议,通常采用vb或vc编写,在此不做详细描述。7. 结束语 从以上叙述可以看到,由车辆计算机与plc(或其它智能可编程设备)组建的车辆级实时监控系统关键在于解决计算机与plc的实时通讯、plc对车上设备状态实时监控的问题。通过这种方式组建的车辆实时监控系统,只是在原有的设备控制器软件内增加了通讯程序,所以并没有增加设备供应商的成本,因此这种监控系统的开发成本低,而且实时性好、操作简单、通用性强。再利用计算机易组网的功能,实现了整列车的实时监控,大大提供了列车行驶中的可靠性和安全性,因此这种网络系统在旅客列车、特别是高速列车上已普遍使用在实际应用中,工程人员在做一个系统选型的时候,对于这个系统选用S7-200系统还是S7-300系统,主要取决于系统所需承载的大IO容量。目前S7-200 PLC系统大IO容量为128 DI/128 DO,32 AI/32 AO,如系统控制数字量或模拟量要求点数超出系统规定的范围,S7-200系统就不能满足于控制要求,大多会改用S7-300系统来满足应用的要求。 近年来,工控行业迅速发展,许多机械设备,如大型塑料挤出机、污水处理控制、汽车装配生产线等,IO控制点数已超出S7-200 系统所能达到的能力,更多用户只能选择S7-300系统,我们行内人士都知道,使用300系统与200系统价格相差甚大,少则几千,多则几万,这大大提高了设备制造成本,降低了市场竞争力。基于上述需求,奥越信科技经过多年的技术积累,为更好的服务与市场,推出了基于S7-200系统超强扩展能力的解决方案,自主产品----IM265A机架扩展模块。用S7-200主机扩展6个模块第七个槽位连接IM265后面再接7个扩展模块,大大扩展了200系统IO容量。而且使用简单,编程方便,极大的满足了客户应用。 IM265A机架扩展模块图如下:产品特点:1、轻易扩展200系统的容量,可扩展7个IO模块,单个CPU后多可扩展14个模块;2、输入双向光电隔离,支持80CM总线延长线,可靠且便于安装;3、IM265A模块本体自带16DI/16DO,性价比极高系统应用实例: 江苏无锡某污水处理项目控制对象包括进水井、提升泵房、细格栅间、二沉池、曝气沉砂池、鼓风机房、生化反应池、紫外线消毒柜、出水渠等,每个关键控制区都需检测液位、温度、PH值等参数。上图所示工业污水处理系统的电气控制系统总框图, 结合控制要求及工艺,此控制系统由现场控制和远程控制相结合的方式,现场由200主机+OYES扩展模块+IM265+OYES 200系列模块进行数据采集,检测液位、温度、PH值等,如下图:IM265模块使用方法及注意事项:1、IM265A给后续扩展模块提供总线电源,无需考虑总线电源消耗问题2、IM265A需占用IO槽位,必须放置在CPU后第7个模块内,否则IM265不能识别3、总模块数大于7个,模拟量模块尽量全部放置在CPU后,IM265A后只放 置数字量模块。4、使用时,IM265A左下侧的供电电源必须接,否则模块不能识别5、IM265A模块具体参数,请见奥越信模块用户手册。相信很多投影工程商的朋友在安装实施投影显示工程时,都预见这样的问题,投影机投影计算机信号时出现颜色失真、文字图标重影、拖尾等现象,造成种情况的主要原因有:(一)VGA线缆太长,一般VGA线缆传输距离都在0—30米远左右;(二)工程所选用的VGA线缆质量太差,目前市面上用于传输计算机信号的线缆有3+4vga、3+6vga、75-2vga几种线缆,各个厂家生产出来的产品质量差异也很大,从线径的粗细就能够能明显的看出来;(三)接点过多,有的投影工程当中VGA线缆经过多个环节的转接,如经过中控、分配器、选择器、矩阵等,难免对VGA的高频信号产生消耗,再加上VGA接头本身焊接不够规范或带有毛刺,这样就很容易出现图像重影、拖尾。造成以上问题的原因我想很多工程商多关心的就是将问题尽快解决,让工程顺利的完成验收、回收项目款,做为多年从事大屏幕投影显示周边产品的解决方案提供商北京易控创新科技发展有限公司来说,始终关注该行业的动态发展,推出了两款VGAYC150、VGAYC50长线驱动器,它是解决采用VGA线传输电脑视频信号的长距离传输的,解决由于视频VGA线过长、线材质量差、接点过多等原因造成的输出端设备(如投影机、等离子显示器、液晶显示器等)显示颜色失真,图象、文字重影或拖尾等现象。由于VGA信号经过长的电缆传输会衰减,尤其是高频部分,因此在电缆的起始端,采用高频补偿加重处理,带宽高达300MHz高宽带运放电路对VGA信号进行高频提升。无级RGB三色分别进行高频补偿,和亮度补偿。有意放大线路上被衰减的信号,使得整个信号频段完全恢复原样,从而消除拖尾现象。使VGA信号传输距离达到0米至200米的传输距离,完全能满足各种长距离的VGA信号传输。企业新闻