西门子模块6ES7214-1BD23-0XB8产品特点

西门子模块6ES7214-1BD23-0XB8产品特点概 述:　　在很多行业对固态物料（也包括一些浓度很高不容易通过普通管道流量计进行计量的液态物料）的流量控制都采用专用的流量控制单元，此类控制单元一般价格昂贵，不易维修，一旦损坏供货周期很长，即有可能导致设备停机。本文将讨论利用通用的称重单元与PLC 的强大功能相结合，来替代专用的流量控制单元，达到减小投资、维护方便、并且能够准确计量的目的。　　图为某生产线对胶、颜料以及其它添加剂流量控制的结构框图，可以通过人机界面对工艺参数进行读写，实施对流量以及其它工艺参数的实时监控。由于是对固态物料的流量控制，不能像对液体流量一样在管道中使用流量计计量，只能通过对物料料仓的重量计算来得到实际流量。原理如下：物料通过计量螺旋（或计量泵）进入生产线，料仓的重量将逐渐减少。流量控制单元对料仓的重量进行检测，通过对单位时间里料仓重量的减少量的计算就可得到物料的实际流量。工艺参数的流量值通过Modbus 送到流量控制单元，该控制单元由供应商特别设计，能够根据给定的流量数据自动计算并适时调整得到在该流量下计量螺旋（或计量泵）所需转速的模拟控制量，模拟量通过PLC 的远程模拟输入单元送到CPU，再通过Profibus控制变频器的频率，达到流量控制的目的。该结构的优点是使用简单，无需专门设计流量控制程序，因为流量控制单元可以根据工艺所需的给定流量独立运行。缺点是成本高，流量控制单元不易维修，对供货商的依赖性强，一旦损坏供货周期很长，将有可能导致设备停机。　　下面我们介绍一种利用通用称重单元结合PLC 的计算功能构成的流量控制，以供参考。　　图为某食品生产线对面粉流量控制的结构框图，在该系统中我们采用的CPU是A-B 的SLC-500 ，并且使用了一个Profibus-Scanner 的模块下挂通用的称重单元和变频器。该网络结构简单，通过在人机界面对工艺参数的读写可以实时监控面粉的流量以及其它工艺参数。　　工艺流程如下：从人机界面写入工艺所需的面粉流量值，通过DH+ 送到PLC，面粉料仓称重单元的重量值通过Profibus 送到PLC。同样在面粉通过计量螺旋进入生产线时料仓的重量将逐渐减少，PLC 通过对单位时间里面粉料仓重量减少量的计算就可得到面粉的实际流量。再用这个实际流量和预设的流量相比较，PLC 经过一定的计算就可以得到一个相对稳定的频率值，（我们知道计量螺旋（或计量泵）旋转一周输出的体积是相对稳定的，控制了转速就控制了体积也就是控制了重量），只要用这个频率值通过 Profibus 来控制计量螺旋的转速即可形成一个对面粉流量的闭环控制。　　在这个控制系统中必须注意的是随着料仓面粉的逐渐减少，料仓会有一个加料的过程，虽然这个加料过程的时间相对来说比较短，但是由于在这个过程中计量螺旋在不停得出料，而料仓同时又在加料，很显然在加料过程中的计量肯定是不准确的，在设计程序时必须考虑到这一点。我们在加料过程中的频率值可以这样来给定：一是利用料仓在加料前一瞬间的频率值作为加料过程中的恒定频率（因为这时的频率值是满足工艺参数要求的），等到加料过程结束后再重新进入正常的计量，由于加料的时间相对较短，一般不会影响生产线的产品质量。但是这个做法的缺点是如果在加料过程中改变工艺参数，由于这时候使用的是恒定频率，面粉的实际流量将不会随工艺参数的改变而改变，就有可能引起产品质量的波动。另一种控制方式应该是比较完善的，也就是在正常计量的同时PLC可以得到一个频率和面粉流量的线性关系，简单地说就是赫兹数对应的面粉流量公斤数。在加料工程中我们可以利用这个线性参数来控制输出频率值，在这种控制方式是下，即使在加料过程中改变工艺参数，面粉的实际流量也会随着工艺参数的改变而改变，就不会引起产品质量的波动。　　可以看到采用专用的流量控制单元和普通的称重单元在控制原理上是一样的，所不同的是采用通用称重单元的控制方式减少了输入输出环节，更合理的利用了PLC，充分发挥了PLC 强大的计算功能，结构更简单，投资更小1 引 言传统的十字路口交通控制灯，通常是事先经过交通流量的调查，运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好，然后实际的变化却是未知的，所以常常出现绿灯方向几乎没有什么车辆，而红灯方向却排着长队等候通过的调度失控。本文据此提出模糊智能交通路口指挥调度控制系统。2 交通十字路口传感器的设置在十字路口的四个方向（e、s、w、n）的近端j（斑马线附近）和远端y（距斑马线约100米处）各设置一个传感器，分别统计通过该处的车辆数。如图1所示。图1 传感器的设置近端的传感器用于记录绿灯期间通过路口的车辆数（记为x）；远端的传感器用于记录红灯期间进入路口排队等候的车辆数（记为y）。为了简化运算，可以将两个相对的方向（n与s、w与e）的x、y值合并为一组，分别取两个方向之大者。3 模糊控制器的设计本模糊控 制系统设计的核心是模糊控制器的设计，设计模糊控制器主要是求取模糊控制表。3.1 系统分析确定控制器的输入变量和输出变量以及它们的数值变化范围。输入变量为x、y，输出变量为t。绿灯期间车辆通过路口的速度不超过20公里/小时，则在15秒时间内通过的大车辆数约为15辆。则x的变化范围为0～15。当远端和近端传感器之间距离约为100米时，考虑一般车辆车身长度连同两车辆间距平均5米左右，所以100米内可能停留等待的车辆数多可达到100/5=20辆，于是红灯方向排队等待的车辆数y变化范围为0～20。本系统的输出就是两个方向的红黄绿灯，还有斑马线处人行横道的红绿灯以及按前进方向分得更细的绿灯相互间关系及两个方向的输出关系终归结到对当前绿灯的延时t。根据现场测试，输出变量t的变化范围为15～60。3.2 模糊化方法的选择与确定为了实现模糊控制，需要将绿灯时间分为两部分：其一是固定的1o秒作为路口车辆状态参数的采集时间t1；其二是根据两个方向车辆流量变化进行模糊决策的延时t2。绿灯期间车辆通过路口的速度不超过10m/s，则在10s内通过的大车辆数约为l5。以红绿灯转换瞬间为计时起点，记录10s内通过的车辆数作为变量x的论域，取（0-15），并将它分为三个模糊子集：少、中等、多。其从属函数设计如图2所示。图2 绿灯期间通过路口车辆数（x）从属函数设计红灯期间排队等候车辆数（y）的模糊化， 输出量模糊分类都采用三角形属函数的设计。3.3 模糊规则的设计当两个方向的状态处于同一量级时，如同为多，或同为中等，或同为少时，绿灯的延时t2均取“短”，如表1所示,其目的是保证双方流量相差不多的情况下，尽快地均衡疏散。表1 模糊规则表3.4 模糊推理算法与解模糊从模糊规则得到的结果仍然是模糊量，还要经过模糊推理算法还原为jingque量才能输出。本设计采用当今模糊控制算法的主流算法—简易模糊推理算法。对于每个确定的输入x和y值对应不同的模糊子集，具有不同的从属度。由此而激活的多条模糊规则以取小的策略求出各输出于模糊集的从属度，然后再采用重心法（加权平均法）解模糊，求出t2的jingque值：式中：μi为确定的x、y输入值所对应的不同模糊子集的从属度；ti为输出各模糊子集所对应的重心值。4 系统设计4.1 系统硬件设计模糊控制器采用三菱的fx2n型plc，通过编程来实现交通调度过程控制。图3所示的模糊控制系统数据采集及a/d转换由模拟量输入模块fx2n-2ad完成，d/a转换由模拟量输出模块fx2n-2da完成。图3 plc实现模糊控制的硬件连接其中y10-y12是东西方向红绿灯的控制线路,y13-y15则是南北方向的控制线路,yo-y7则是控制7段显示器的控制线路。4.2 软件设计plc编程能力强，可以将模糊化.模糊决策和解模糊方便地用软件来实现，基于交叉路口车辆等待长度的变周期交通模糊控制器模糊判决子程序的算法流程如图4所示。首先分别读入红绿灯方向检测区中各检测器显示值,计算大车辆数x和y 然后将x和y分别乘以量化因子,求得相应论域元素表征的查找控制表所需的x和y,并根据表4模糊控制规则表查得输出控制量的论域值t 后将其代入公式15+ki×t, 可计算出实际换向后绿灯的时间长度t。5 运行测试及结果分析本文设计的基于plc的模糊交通控制系统，在某路口经过了试运行并现场测试，并与传统的定时控制方法进行了比较（见表2所示），比较结果表明：在交通流较小或接近定时配时的预期量时,模糊控制与定时控制方法并无太大差别,而当交通量逐渐增大时,本系统的模糊控制的优势就明显起来,可以有效地减少延误车队长和车辆平均延误时间，其中南北方向和东西方向的平均延误分别较定时控制的减少6.74%和5.32 %。表2 模糊控制与定时控制方案效果比较对照表6 结束语理论与实践证实，应用可编程控制器plc对十字路口交通信号灯进行模糊控制,其控制效果要比定周期方法的控制效果明显，尤其适用在车辆信息量比较大的交叉路口。由于使用plc作为本系统控制器的核心，系统编程简单。操作方便，具有较好的应用推广价值，适合目前我国交通控制与管理的现状。一．使用设备　　1.      使用2台GSM的modem，型号是BM2403A。其规格参数如下　　2.      2张中国移动的手机SIM卡（需开通WAP和数据传真服务）　　◆ MODEM产品特征　　为数据、传真、短消息和语音传输而设计的GSM/GPRS  MODEM　　执行ETSI GSM Phase 2+的标准　　类别4（2W @ 900MHz）　　类别1（1W @ 1800/1900MHz）　　活动SIM插槽　　3V-5V SIM　　◆ MODEM输出功率　　2W-类别4，for GSM 900　　1W-类别5，for GSM 1800　　输入电压：5V-32V　　输入电流：空闲<10mA，话音传输200mA for GSM 900 @ 12V　　空闲<4.8mA，话音传输100mA for GSM 1800 @ 12V　　温度：-20℃- +55℃工作　　-25℃ - +70℃存储　　外部尺寸：98×54×25 mm　　重量：130g　　◆ MODEM附加服务　　呼叫转移　　多方通话　　呼叫限制　　电话簿　　固定号码呼叫　　呼叫等待或保持　　呼叫线路认证　　记费　　红外线SIM数据传输　　回声取消　　SIM 工具包　　SIM 锁　　USSD　　◆ MODEM基本特征　　通话或紧急呼叫　　高速率，升级高速率和半速率　　双音多频功能（DTMF）　　A5/1&A5/5加密算法　　SMS：MT/MO/CB/PDU模式　　◆ MODEM数据特征　　数据线路异步传输和同步可达14,400 bits/s　　波特率从300到115,200 bits/s　　自动从2,400到19,200 bits/s　　自动传真group3（class 1&2）　　通话和传真转换 GPRS WAP　　◆ MODEM接口　　RS-232和声音通过15pin接口连接(RS-232针脚定义   2-Tx  3-Rx  5-Gnd)　　电源通过4pin接都相连　　SMA天线接口　　活动SIM插槽　　通过AT指令控制 　　3.      使用1台OMRON的C200HE-CPU42 PLC（带标准RS232通讯口）. 　　4.      接线　　计算机与MODEM的线是自带的，PLC与MODEM的接线如下　　二．试验步骤　　1.      PLC向用户手机进行呼叫，即发送短信息给管理者的手机，用于PLC处理时自动发送报警信息给用户。不管用户在什么地方，只要手机在中国移动通讯的网络覆盖范围之内，就一定收到PLC的报警信息，从而做出相应的处理对策。　　2.  PLC设置　　DM6645:1001（使用无协议方式发送AT指令）　　DM6646:0803（与MODEM设为相同的波特率1，8，1, N） 　　梯形图程序如下 　　使用无协议方式发送AT指令给GSM MODEM,从而实现MODEM将你设定好的信息以短信的方式发送给用户手机。　　前面的执行条件10.00可以是一个报警的启动条件，一旦程序触发，则将对应PLC内存中的报警内容以短信的方式发送给用户方。　　发送内容为：　　AT+CMGS="13988888888"　　//          目的手机号码|结束符|内容                  |发送符|　　发送报警内容是：OK　　将以上发送ASCII内容全部转为16进制,存放在PLC的DM100中，列表如下　　　则用户方手机收到短信息　　OK (模拟报警信息)　　FROM: 控制PLC1(可在手机中将GSM MODEM的SIM卡号码存为你熟悉的设备PLC名称)　　9:11 12/4/03 (故障时间 月/日/年)　　3. 经过多次试验，PLC都可以通过内部的程序控制，将报警信息以短信的