西门子模块6ES7223-1PH22-0XA8介绍说明
1、引言
传统的远程监控只具备数据采集功能，在需要实时控制和数据处理时，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，具备远程监控要求的数据采集、实时控制和数据处理功能。随着国产PLC 市场占有量的**，PLC 的价格也比以前更具优势，使用 PLC 做 DAS系统或者用 PLC平台开发数据采集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、楼宇监控等行业有许多的成功应用.
下面以其在东北某供热网监控为例说明 PLC 在数据采集和远程监控行业中的应用。
2、远程监控系
V80 系列 PLC采集现场每个换热子站的温度、压力、**，并根据采集数据进行供热**的控制，以达到节能的目的。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回水温度，通过调度给定的控制曲线，保证每个换热站的运行参数始终在给定的范围内。中央监控室根据需要调度和遥控子站的电动阀门，调整运行参数。系统配置无线数据传输 DTU，可以实现温度的控制、补水泵变频的远程控制。上位机选用组态王组态软件，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。
3、PLC 特点
针对前面提到的各种问题，本文提出了一个更为优胜的方案，其特点如下：
1、 网络通信功能
V80 系列 PLC 可支持 2 个以上的通信口，可利用 RS485 通信口组建控制网络，把多台 V80 小型 PLC组进同一个现场总线网络内，主控 PLC 上连接一个无线数据传输DTU 模块，为监控网络提供透明的上网通道。选用 无线数据传输 DTU 代替无线 RTU可以大大降低成本，在敷设了电话线的地方可选用 Modem，使整个系统的造价达到优。
2、CPU 模块功能
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，通信协议库文件使各厂商自行开发上位机软件提供了诸多便利。
M32DT 内带 FLASH存储器，可将各种参数存储在本地，还带有掉电保持功能，从而保证使用的可靠性和便利性。高速运算速度和完备数学运算能力使其更适合通信和模拟量处理环境。
3、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恶劣的环境中游刃有余，V80系列产品已通过 CE 认证。
4、 编程简单方便
V80 系列 PLC 的编程语言支持 IEC61131-3标准，可以方便编程。支持在线编程，也就是在运行态下可以进行程序修改和调试，为监控现场的在线升级和扩展提供方便。
5、
V80 系列 PLC 比同样点数的数采模块具有价格优势，其图形化编程功能使其成为一个强有力的分布式监控平台。
4、结论
本文以供热网的远程监控为例，介绍了 V80 系列 PLC 联网、通信协议与第三方产品集成特点，说明 V80 系列 PLC在数据采集和远程监控行业中的应用，实际运行结果表明 V80系列 PLC 是客户将采集、控制、远程监控合而为一的理想选择。
可编程控制器（plc）是集计算机技术、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。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组成的自动测量和控制系统中，一般采用主从式控制结构，由plc向计算机发送数据,计算机处理数据后根据具体情况向plc发出相应的指令,控制plc的运行。plc作为下位机，完成数据采集、状态判别、输出控制等任务，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等任务，以实现对系统的实时监控。目前市场上常用的人机界面或监控组态软件价格昂贵且由国外公司垄断, 对于小型企业的单机系统来说，许多功能并不实用，组态软件的本身也还存在不足之处，不能满足一些特殊要求。目前仍然需要技术人员根据实际情况开发小型经济适用的软件。笔者针对比较简单的控制系统，利用vc＋＋6.0设计了一个通信程序,实现了bbbbbbs环境下上位计算机对多台plc的灵活监控。
2 通信类型
日本三菱公司是国际的工厂自动化设备制造商，其工业可编程控制器在占有相当大的份额。本项目选用三菱fx2n-48mr型plc，fx系列plc支持以下5种通信类型:
（1） plc的n:n通信方式;
（2） plc双机并联通信方式;
（3） plc与计算机专有协议通信方式;
（4） plc与计算机无协议通信方式（使用rs指令或fx2n-232if特殊功能块）;
（5） 自由端口设计方式（需要特殊通信模块，使用较少）。
各种通信类型的具体特性列于表1。本系统采用专有协议通信方式，以pc机为主站，通过fx-485pc-if及fx2n-485bd与多台plc从站连接（多16台），每台plc被赋予唯一的站号用以标志身份，上位机通过rs-485通信总线对plc进行控制。
3 通信协议
fx2n系列plc通信采用异步格式，较常用的数据帧由1位起始位、7位数据位、1位停止位及1位校验位组成，波特率为9600bps。传输数据以字节为单位，分为高4位和低4位，每4位转化为1个ascii字符发送。以上位机从plc读取数据为例。
计算机方发送数据帧格式如表2所示：
enq是请求通信标志;station no.代表plc站号，设定范围00h－0fh;pc no. 是plc的cpu代号，fx系列为ffh;command是操作命令码，具体内容列于表3;message wait time表示从命令发出到plc回应之间的等待时间，允许值从0-150ms，设定为00h-0fh;character area a为传送字符串，包括位元件或字元件的首地址和单元字节个数; sum check code是和校验码，分为高4位和低4位。
plc应答格式如表4所示。
stx是帧开始字符;character area b为传送数据，fx系列plc一次多可以传送64比特即40h数据;etx为帧结束字符;其余含义同上。
本程序的主要功能为，每隔一定时间（由用户通过界面设定）按站号顺序批量读取plc中位元件y000-y017的状态，将数据存放入数据库plc表中。
总共有2台plc，对于站号为i 的plc，命令格式如表5所示。
4 软件编程
软件设计选用visualc++6.0作为开发平台，利用其提供的mscomm控件，可以方便地实现plc与上位机的串行通信。该通信控件提供了使用rs232开发串行通信软件的细则，使用事件驱动或查询方式来解决开发通信软件中遇到的问题。该控件有27个属性，主要的属性如表6所示。
将mscomm控件加入工程，安装1个系统定时器。通信控件m_mycom用于访问串口、发送和接收数据;系统定时器用于控制每隔一定时间间由上位机向plc发送命令。通信程序部分代码如下:
// 初始化通信端口
这是一个 Lenze 伦茨在英国的一个成功案例。当一家创新型餐具产商想为他们的节能产品**生产力时，他们会求助于英国本土的系统集成商Cornfield Engineering来为他们精心设计并打造一台全新的旋转抛光机。这台抛光机可在陶器进入窑炉烧制之前，对陶器上釉，一种可粘附在陶瓷表面的玻璃。Cornfield对这台设备采用了具备 4 根轴及其匹配模块式变频器和减速电机的单一控制器。这款全新的抛光设备非常便于操作，每小时可为多达1000 个陶器上釉。
这台设备的打造理念来源于一位终用户，来自英国 Stoke-on-Trent 的 Dudson 有限公司。Dudson是陶瓷餐具的制造商之一。他们的一大成功产品是他们的 Evolution系列，声称可保证在全世界任何地方的任何招待用途陶器餐具的制造过程中拥有低的碳排放量。这一低碳足迹是通过“烧”，一个高能操作来实现的，只需要“烧”一次，而不是常规的两次或两次以上。由此产生的一个需求就是需要在烧制陶瓷之前对陶瓷上一种特殊的无铅釉，这意味着整个处理过程特别敏感。由这一“绿色科技”生产出的餐具已经在市场上包括许多大集团中间获得了广泛的好评，比如美国的凯悦酒店集团。
这款全新的旋转抛光机可处理从杯子、碗到披萨碟等各式各样的餐具，直径可达400mm。在抛光机的四个模块中，其中两个模块的八个头可手动使用干粘土模型进行加载，并采用一种真空系统来确保这八个头能够保持在特定的位置，并通过变频器驱动减速电机实现旋转。这八个头随后在旋转过程中被浸入一大片釉中，导致驱动器被另一变频器驱动的减速电机所驱动。操作员可通过 PLC 中央监控触摸屏面板对分别带四个头的两个模块进行控制。经过在釉浴中的数秒预编译，这些陶瓷模型将会被送回至其起初所处的位置，等待被送入窑炉进行烧制。
Cornfield Engineering 的总经理 Chris Timbey 为他们的设备终选择了 Lenze p300面板控制器。p300将带 PLC 控制器的高品质触摸屏及其双功能集于一身，可简化控制器系统，经济实惠，易于安装。其屏幕大小有4.3、7 和 10 英寸可选，且均包含 UPS 和 SD 存储卡。p300通过四根轴控制设备的两个模块。操作员可选择菜单中预定义的速度、位置及停留时间，也可自行手动控制。设备还支持由 Lenze 1000系统提供的远程 I/O，也可通过 CANopen 连接至 p300 控制器。
对于旋转减速电机的选择则是有些出乎寻常。为了能够覆盖从小杯子到大碟子等一系列广泛的速度范围，还要兼顾往往因为工作环境太脏而不能使用大功率鼓风机进行通风，Lenze伦茨为他们配置了伞齿轮减速电机 GKR03 与额定速度为 87Hz 的 Lenze 8400 Stabbbine变频器。这一解决方案可将电机的额定速度**至 2500r/min，速度范围扩大至24:1，并无需采取强制通风措施。该方案的另一大优势还在于可通过**速度来**电机功率，且可选用小尺寸，节省使用空间。
为了确保将粘土模型准确浸至釉中，系统对减速电机也提出了要求，即须可提供准确的定位，并根据粘土模型进行编译。在这里，Lenze伦茨电机配有 128 脉冲/转的编码器，且支持标准耗能及低耗能选项。定位控制由可支持多达 15 个可选定位点及对应运动曲线的Lenze 8400 HighLine 变频器来完成。变频器还可通过 CANopen 连至中央 p300 控制器，且具备 STO安全断开转矩功能。
Cornfield Engineering 精心设计、打造、安装并调试了这一款全新的旋转抛光机。总经理 Chris Timbey给予了Lenze 伦茨极高的评价：“Lenze伦茨拥有丰富的产品体系，有能力为我们提供匹配我们的应用，经济实惠的控制及驱动产品，还能确保产品的性能。Lenze伦茨产品帮助我们拥有了一款非常便于操作的、还能温和准确地处理我们陶瓷的抛光机。这款抛光机甚至还具备真空监控系统，帮助我们防止釉的任何摄取现象。”这款设备的高效运行为我们确保了每小时多达1000 个的处理量。Cornfield Engineering 公司是 Lenze伦茨在英国重要的工程设计合作伙伴之一