6ES7321-1CH20-0AA0型号规格
PLC扩展控制器的设计及其应用
可编程控制器（PLC）在众多程控系统中已得到了广泛的应用。它以其高可靠性、逻辑控制的设计实现方便灵活的控制等优点，成为许多工程技术人员必须掌握的主要二次设备之一。
在实际应用中，程控系统往往采用模拟屏上的设备灯来实时反映各设备状态，而模拟屏上各设备灯的亮、灭、闪等状态通常由PLC输出点直接控制，PLC处理点灯问题也比较方便。但在设备灯很多（尤其是在百只以上）的情况下，如果仍由PLC直接控制点灯，一方面需占很多PLC输出点，即需很多输出模板和较多的投资。另一方面也占用了主机很多处理时间。当主机负荷较高，则会影响实时性。如果能设计出一种PLC扩展控制器，通过串行通信接受主机指令，点灯、熄灯、闪烁等工作由它自行完成，则一方面可以节省较多费用，另一方面可以简化PLC的编程，提高控制的实时性。
笔者在设计半山电厂全厂输煤程控系统的模拟屏的点灯处理时就遇到了如下情况。该系统采用AB公司的大型可编程控制器PLC－5，由于模拟屏上需控制的设备灯的数量多达300多只，采用PLC直接控制点灯，则需要16点、24V的开关量输出模板10多块，由于需显示皮带的流动效果，PLC需不停地对灯进行控制，影响程控的实时性。基于这种情况，笔者设计开发了以ATMEL89C2051单片机为核心的PLC扩展控制器实现点灯，它通过与PLC的CPU模块进行通讯来实现，以代替10多块PLC输出点。
二、扩展控制器设计
1、整体结构
AB公司的PLC－5的CPU模板带一个RS－232串行通信口，PLC自身编程及与上位机的通讯通过DH＋网实现，该串行口也可以由用户自己控制使用，它可以用于实现与扩展控制器的通讯功能。
半山电厂输煤程控系统采用的模拟屏上共有21条皮带，长短不一，都要考虑流动效果。采用分散控制方式，每条皮带设计1个扩展控制器，共21个扩展控制器，每扩展控制器可以控制6个输出点，21个扩展控制器采用主从式树型连接、异步串行通信。其组成结构如图1所示（点灯部分以9号皮带为例）。
2、扩展控制器设计原理
（1）硬件设计
ATMEL公司生产的MCS－51兼容系列单片机89C2051单片机，内含2 KBFlashMemory，外围电路简单，在微型控制器中设计相当方便。设置开关可设置控制器编号，控制器基本结构如图2所示。
由图2可见，该控制器线路简洁，并不存在单片机系统中常见的外部数据RAM，外部程序ROM等外围芯片，只需加一片232通信转换芯片即可。整体尺寸为50mm×50 mm，只有手掌般大小。输出功率部分用8050三极管，开路集电极输出，输出电流可达1A以上，系统长皮带可有23只灯，每只灯额定电流只有20 mA，负载总电流不到0．5A。
（2）扩展控制器软件设计
有了以上的设计思路，2051的编程就变得比较容易了。基本实现方法是PLC将各条皮带的状态实时地分级传送至各皮带的的扩展控制器，各控制器识别自身的编号后取对应的灯信号信息实时刷新模拟屏点上状态灯。皮带灯滚动频率、滚动方式（明流动或暗流动）都由PLC程序直接控制（用户可在PLC的人机界面上修改）。
该程序设置两个中断源，其一是串行口接收中断，接收点灯信息，其二是50ms的内部时间中断，用来控制灯闪烁或灯流动。主程序流程框图如图3所示。
三、系统投用情况
该系统自1998年11月在半山电厂安装运行，至今情况良好。由于扩展控制器与PLC之间的通信采用了光电隔离，使得整个点灯回路与PLC安全隔离，从硬件上保证了系统的安全性、可靠性。
使用了扩展控制器后，一方面节省了成本，另方面简化了PLC的编程，降低了PLC的CPU负荷，使PLC系统的实时性得到了很大的改善，提高了系统的可靠性
西门子S120电源模块6SL3130-6TE21-6AA4
二、简洁而不简单
对于大部分企业自我研发的3D打印切片软件而言，为了追求简略的打印方式，往往节俭设计，从而达到所谓的“简"操作模式。为了提高打印机的性能，不惜把软件和打印机限定。但对EasyPrint感到欣慰的是，该软件在追求简洁的还兼容其他品牌打印机。
1、 手动控制：
对于3D打印机而言，手动操控貌似可有可无的功能，部分切片软件甚至只保留了挤出机和热床的预热功能。而在实际操作中，手动控制不仅可以对喷嘴和热床进行水平校正，同事可以在进行打印前对打印机进行检测，从而避免打印过程中出现无法挤出材料等问题;
2、 打印过程预览
3D打印机不同于平面打印机，3D打印机打印时间较长，如果进行更为的打印，打印时间将直线上升，特别是在某些特定场所，用户可以通过打印过程预览了解打印进程;
3、 远程读取SD卡
模型不在PC端?把SD卡插入打印机，直接在EasyPrint上选择“SD卡管理器"，载入模型后，即可进行打印，从而节省用户操作时间;
4、 模型自动区分
在多个模型共同打印时，EasyPrint可对模型范围进行区分，当模型与模型之间有交互时，该软件会在切片前提示用户，避免打印出错;
5、 个人专属打印模式
不同的材质和规格会打印出不同的模型，这对用户而言是较为看重的选项，EasyPrint可以根据用户的个人需求建立属于个人的打印格式，在打印前进行选择，打印机即可按照个人要求进行切片工作;
6、 兼容其他3D打印设备
EasyPrint是捷泰技术开发的切片软件，但其并没有成为捷泰技术旗下的专属切片软件。其通过设置“通讯波特率"，从而使其与其他打印机相连接，用户也可以设置X、Y、Z轴等数据，使EasyPrint符合其他品牌打印机的要求。
三、为桌面级3D打印机而生
从总体上看该切片软件，其更偏向于简化3D打印工作的功能，而不是针对某一阶段的用户，其简便快捷的操作模式对于初学者具有较大的吸引力，但其具备用户所需的功能。
该软件的终目的是为了简化3D打印流程，给用户的体验效果，使3D打印变成一种乐趣和享受
用PLC实现的蜂窝移动通信网基站参数采集系统
现代移动通信网采用了蜂窝结构的小区制，实行频率复用，以提高频率的利用率。为了达到覆盖要求，增加通信用户容量，就必须建立大量的移动通信基地站。由于基站的数目多，分布广，单靠人工对基站进行巡查是困难的，有必要建立对基站状态的自动监测系统，以方便对基站的维护和管理。
可编程序控制器（PLC）作为新一代的工业控制装置，其结构简单、性能优良、可靠性高、抗干扰能力强，易学易用，并可进行在线修改，已被广泛地应用于冶金、矿业、机械、轻工等工业控制领域，为工业自动化提供了有力的工具。目前PLC功能日益增强，特别是在配备了某些模块后（如A/D、D/A等），可对模拟量进行采集和控制，并可具备远程通信的功能，这使PLC的应用领域大大扩展。基于PLC的优点，我们把PLC应用于蜂窝移动通信网基站的参数采集，可对基站的发射功率、驻波比、交直流电源的电压等进行实时监测，并可采集基站内的火警、盗警等信息，利用PLC的远程通信功能把信息送回监控室，实现基站的无人值守。
一、基站参数采集系统的构成
根据对基站监测的要求，这套系统要对基站各信道发射机的发射功率、反射功率、基站设备用的24V和12V电源电压、交流电源的电压、整流告警和熔丝告警等信息进行实时监测，并能对基站的房间气温及防火、防盗等安全信息进行监测。
系统的组成如图1所示。
系统的核心是数据采集器，各信道的发射功率和反射功率经变送器变换为0～5V的模拟电压后送给数据采集器；交流电压、12V直流电压、24V直流电压也经过变送器变为0～5V电压送往数据采集器；房间气温由温度传感器探测后转为0～5V电压送给数据采集器；整流告警、熔丝告警信息为开关量，烟感、温感探测器组成防火报警系统，其输出为开关量，红外防盗报警器也输出开关量，这些开关量都送往数据采集器进行采集。
图中的数据采集器由日本松下电工公司生产的小型PLC产品FP1实现。FP1是小型机，但性能价格比高，硬件配置较全。它可以通过增加I/O模块来进行扩充，大可扩充至几百点；通过扩充A/D模块，可实现对模拟量的输入；机上配有RS232接口，可实现PLC与PC机之间的通信。比较容易配置成数据采集系统。
二、用FP1实现的数据采集器
数据采集器由FP1－C24主控单元扩充A/D单元组成，如图2所示。其中A/D单元负责模拟量的输入，而主控单元负责开关量的输入及为模拟量作多路选择开关。
FP1的A/D单元有四个模拟输入通道（CH0～CH3），其占用的I/O通道分别为：
CH0——WX9 （X90-X9F）
CH1——WX10（X100-X10F）
CH2——WX11（X110-X11F）
CH3——WX12（X120-X12F）
每个通道可以以电压或电流输入，分辨率为满量程的1%，电压输入时输入范围是0～5V或0～10V可选。本系统采用0～5V电压输入。由于每个主控单元只能带一个A/D单元，而每个A/D单元只有4个输入通道，为了能测量更多的模拟量，需要利用多路选择开关选择模拟量后再输入A/D模块。在本系统中，CH2通道作12V电压测量，CH3通道作24V电压测量，而CH0和CH1通道经过多路选择开关扩展后作发射功率和反射功率的测量以及作基站室内气温和交流电压的测量。
C24主控单元有16个输入口（X0～XF）及8个输出口（Y0～Y7）。输入口X0～XF作开关量输入，X0～XF分成两组，其中X0～X7用于熔丝告警、整流告警等信号的输入，对这类信号系统不需要锁存；而X8～XF用于防盗报警、火灾报警等信号的输入，对这类信号系统要对出现过的情况进行锁存，直到监控室发命令复位为止。用于X8输入锁存的梯形图如图3所示，用于X9～XF锁存的梯形图与图3类似。PLC内部通用寄存器R148～R14F分别用于X8～XF的锁存，R15D作复位寄存器，由PC机通过RS232口送命令来置位或复位，当它被置为导通时R148～R14F被复位，当R15D被置为开路时，X8～XF监视输入信号。
输出继电器Y2～Y7用作多路选择开关，其连线如图2所示。其中Y2、Y4、Y6作为一组，送到Y2、Y4、Y6的信号经过选择后送到A/D单元的CH1通道，用于发射功率和交流电压测量；Y3、Y5、Y7作为一组，选出的信号送往A/D单元的CH0通道，用于反射功率和室内气温的测量。PLC进行编程使Y2、Y4、Y6及Y3、Y5、Y7轮流导通，如图4所示。当相应输出继电器导通时，相应信号接入A/D单元的CH0或CH1通道，读取这时CH0和CH1通道A/D转换的值（WX9，WX10）存入对应的存储单元，即可实现对多路模拟信号的采集。为了避免在切换输入时读入的数据不确定，必须在切换前停止读取A/D值（WX9，WX10），如图4所示。由于基站每个信道的发射功率和反射功率要读取才能得出驻波比，要分成两组多路选择开关，Y2、Y3导通采集，Y4、Y5和Y6、Y7也一样。如要采集更多的模拟量输入，可采用带有更多输出继电器的主控单元（如C40）及增加扩充I/O模块（如E8，E40等）。Y0输出继电器用于烟感报警器的复位用。
三、PLC与PC机的通信
FP1可通过RS232口或RS422口与PC机进行通信，PC机通过通信口可以设置PLC、对PLC进行编程、对PLC的继电器和寄存器的状态进行读取或设置。FP1采用日本松下电工公司的专用通信协议即MEWTOCOL-COM标准协议，其格式如下：
其中BCC是块检查码，由前面的字符按一定规则产生，松下电工公司已给出了BCC的生成程序；CR是结束码，值为0DH。
FP1－C24主控单元带有RS232和RS422口，本系统把RS422口用于对PLC进行编程，而把RS232口作为与计算机的远程通信口。PLC把采集到的基站信息经过预处理后存在内部通用数据寄存器DT100～DT145单元，对PC机用VB编程，通过COM2口向PLC发送数据块读取命令RD，PLC收到命令后把DT100～DT145的数据通过RS232口送给计算机，这些数据经计算机处理后在显示器上显示，从而实现对基站的监测。PC机通过向PLC发送写触点命令WCS设置R15D及Y0，可实现对锁存了的X8～XF信号及烟感报警器的复位。程序流程如图5所示。
本系统把PLC用于数据采集，在扩充了A/D模块后，利用PLC的输出继电器构成多路选择开关，从而实现对多路模拟信号的采集。由于PLC的优点，用PLC构成的数据采集系统具有可靠性高、抗干扰能力强、构成方便等优点。经过实验表明，用PLC实现的数据采集器能可靠地工作
西门子S120电源模块6SL3130-6AE21-0AB1
目前市场上主流的打印软件有Cura、RepetierHost等切片软件，但这类切片软件由于要适用于大量3D打印机，在具体的操作性方面并不具备的优势，特别是在国内这种环境，这类软件对初学者并不友好。
在此基础上，国内企业纷纷推出基于自身产品的3D打印切片软件，这类软件不仅可以与企业自身的产品进行良好的互联互通，可以深度挖掘3D打印机的性能，终达到的打印效果。而在该次测评的软件，则是由深圳捷泰技术有限公司自主研发的切片软件。
一、便捷操作
该软件的安装并没有太多的复杂性，与其他软件安装相似，安装完毕后即可运行该软件。由于EasyPrint采用英文界面，用户可以直接通过顶部菜单设置成中文，方便之后的操作。
通过“config"可以设置成中文
把打印机和USB线连接后，通过设置“打印机"栏目，设置好“COM口"和“打印机"类型的选择。当该软件使用捷泰技术的3D打印机时，软件会自动识别打印机。
当“打印机"栏目设定好后，再点击右上角的“连接"，即可连接打印机。在连接成功后，“连接"会改为“断开"，在此基础上，用户可以使用“手动控制"和“紧急停机"功能。在手动控制时，用户可以直接操控3D打印机完成X、Y、Z轴和挤出/排除材料等动作，在3D打印机打印期间，其会显示剩余打印时间。而“紧急停机"适用于打印机发生意外时的停机。而左侧栏目可以调整模型的方向、大小比例等，方便用户修改模型，使其适合打印机的规格。
EasyPrint的简洁面板
在测试过程中，可以发现EasyPrint支持“.GCode"和“.SLT"后缀的3D打印文件，而“.SLT"是目前3D打印文件中常见的文档。在进行打印之前，得根据使用材料的不同进行温度设定，比如ABS材料建议采用210-240℃，这是因为该软件默认设定的是PLA作为打印材料，初始温度默认是185℃。
EasyPrint针对初学者设定的默认模式
在导入模型文件后，用户可以自行设定打印参数，初学者也可以采用默认的标准进行设定，后用户只需点击“切片"即可开始切片工作。在切片过程中，如果用户希望切片完后直接打印，也可点击“切片后打印"选项，方便用户开展其他工作，体现了该软件人性化的一面。
而对于特殊的人员而言，默认标准可能会与终打印要求有较大的出入，在此，用户可以选择“详细"选项，从而对具体打印的精度、外圈、填充等打印细节标准进行设定，终达到理想的目标。
EasyPrint可以满足人士的需求
使用该切片软件打印的模型，从模型中可以看到，不管是整体还是细节，该切片软件对模型的还原度具有一定的高度