西门子模块6ES7223-1PL22-0XA8功能介绍
PLC应用中若干问题的处理.
在实际应用中，经常会遇到I/O点数不够的问题，可以通过增加扩展单元或扩展模块的方法解决，也可以通过对输入信号和输出信号进行处理，减少实际所需I/O点数的方法解决。
1. 减少输入点数的方法
（1）分时分组输入。一般系统中设有“自动”和“手动”两种工作方式，两种方式不会执行。将两种方式的输入分组，从而减少实际输入点。
PLC通过I1.0识别“手动”和“自动”，从而执行手动程序或自动程序。图中的二极管用来切断寄生电路。若图中没有二极管，转换开关在“自动”，S1、S2、S3闭合，S4断开，这时电流从L+端子流出，经S3、S1、S2形成的寄生回路电流流入I0.1，使I0.1错误的变为ON。各开关串如入二极管后，则切断寄生回路。
（2）硬件编码，PLC内部软件译码www.plcs.cn。
（3）输入点合并。将功能相同的常闭触点串联或将常开触点并联，就只占用一个输入点。一般多点操作的起动停止按钮、保护、报警信号可采用这种方式。
（4）将系统中的某些输入信号设置在PLC之外。系统中某些功能单一的输入信号，如一些手动操作按钮、热继电器的常闭触点就没有必要作为PLC的输入信号，可直接将其设置在输出驱动回路当中。
2. 减少输出点的方法
（1）在可编程控制器输出功率允许的条件下，可将通断状态完全相同的负载并联共用一个输出点。
（2）负载多功能化。一个负载实现多种用途，如在PLC控制中，通过编程可以实现一个指示灯的平光和闪烁，这样一个指示灯可以表示两种不同的信息，节省了输出点。
和利时公司LK系列PLC自2006年面世以来，已经经受住了现场恶劣环境的考验、满足了复杂的用户需求。经过多年在水利水电行业的产品销售、系统集成应用的经验，和利时公司出了LK在水利水电行业应用的佳解决方案。
LK在水利水电行业的应用主要包括：水电厂计算机监控系统、泵站计算机监控系统、闸门计算机监控系统、灌区调度计算机监控系统等的应用。
LK在水利水电行业的应用特点如下：
? 开放式的系统设计
LK产品充分考虑了系统改造和扩建的系统集成问题，LK提供了多种开放式的通讯协议和接口，包括ModbusRTU主从站串行接口、串行自由协议接口、ModbusTcp以太网接口、OPC通讯接口软件。
? 合理的通讯接口配置
PLC的CPU集成Ethernet接口、RS232、RS485串行接口。而对于PLC控制系统通常配置的CANopen，DeviceNet，AS-i等端口由于在水利水电中的没有应用，减少这些通讯接口的配置，大大降低了PLC无效的系统消耗和内存消耗，提高CPU的运行效率。
? 站间通讯
泵站、水电厂计算机监控系统中各机组现地控制单元PLC间以及与公用现地控制单元PLC间有大量数据通讯，以实现全泵站机组的协调控制。LK提供了站间通讯功能，通过站间引用通讯数据功能块方便实现各站之间数据的交换。
? 高性价比冗余控制
LK单机架冗余方案，即满足了水利水电项目高安全性的要求，又有具有竞争力的价格，为水利水电监控系统提供了具有高性价比的选择。LK单机架冗余方案每套PLC选用一个有双CPU插槽的冗余机架，两个支持冗余系统的LK210CPU。两个CPU互为热备，当一个CPU出现故障，或与上位组态软件通讯故障时，系统切换到热备的CPU上，CPU切换的时间为一个扫描周期，保证控制系统的不中断。除了CPU冗余，LK单机架冗余系统还支持电源冗余、网络冗余以及总线冗余。
关于和利时
和利时集团始创于1993年，是集研发、生产、销售、技术服务为一体的自动化公司。现有员工3000多人，年经营额超过30亿元人民币。被国际的美国ARC咨询集团评为全球过程自动化50强，是中国本土唯一入选的企业。公司于2008年在美国****上市（HOLI）。
集团在北京、杭州、西安、新加坡等地设立基地，并在全国和世界各地设有服务机构60余处。集团在北京拥有建筑面积8万平米的研发和生产基地，配备3条电子装联生产线，专门用于生产高安全等级（SIL4级）的高铁产品，也生产核电仪控产品、DCS和PLC等产品；在杭州拥有建筑面积2.5万平米的成套制造基地；在西安设有大型研究中心。位于北京的可靠性试验中心，已获得德国TUV莱茵认证，成为符合的可靠性试验基地，可以对电子产品按进行严格的电磁兼容、电气安全、温度、湿度、腐蚀、振动等项目进行试验。
集团的主要业务有高速铁路自动化、核电站自动化、过程自动化、工厂自动化、机器自动化。
在高速铁路自动化领域，和利时是时速350公里高铁和时速250公里动车的列车安全控制系统主力供应商。郑西线、广深港350公里时速的高速铁路采用和利时的列车安全控制系统。目前国内在运行的250公里时速的动车组大部分采用了和利时的产品。2012年美国动车实验室也选用和利时自主开发的列车安全控制系统设备。
在核电站自动化领域，和利时从1997年开始为巴基斯坦300MW核电机组提供自主开发的核电仪控系统以来，业绩已经覆盖到全国在建的所有核电站，成为核电自动化领域在建业绩的厂家。当前正在建设中的红沿河、宁德、阳江等14台1000MW核电机组的仪控系统均采用和利时的产品。和利时已成为世界范围内在建核电站控制系统大的供应商。
在过程自动化领域，和利时在火力发电、石油化工、冶金建材、食品饮料等国计民生行业，成功推广自主开发的DCS控制系统12000套以上，国内外客户数量超过7000家，成为中国DCS市场主力供应商，彻底打破了长期以来我国DCS依赖进口品牌的局面。
在工厂自动化和机器自动化领域，和利时从2003年开始，先后推出自主开发的LM小型PLC、LK大型PLC、MC系列运动控制器，产品通过了CE认证和UL认证。其中LK大型PLC是国内唯一具有自主知识产权的大型PLC，并获得国家四部委联合颁
1、引言
洁净室中央空调监控系统广泛应用于医疗、生物、试验室、电子、温室、办公大楼等场合，以监控其室内的温度、相对湿度、相对大气压、风量、尘、菌及有害气体的浓度等相关参数及指标。早期中央空调的控制设备多为就地式专用控制器或ddc控制器，控制功能简单、不易联网及信息集成度不高等缺点。随着计算机技术、控制技术和网络技术的发展，现在的中央空调系统都倾向于采用先进、实用、可靠的可编程控制器(plc)来进行控制。提高中央空调系统的经济性、可靠性及可维护性。
2、工程概述及电气控制要求
本工程应用于大型生物制药公司的生产车间及温室。生产车间按功能分为12个(p2洁净等级9个，p3洁净等级2个，共公水系统1个)，温室4个。考虑到各个生产车间的电气室在地理位置上分布较散，为便于布线及维护，要求每个生产车间均用一套独立的plc控制系统。每个生产车间的运行参数及实时数据要在本地及中央控制室中设定与读取。每个温室的运行参数及实时数据要在本地及中央控制室中设定与读取。p2、p3洁净等级的12个系统均可设定控制温度、湿度、负压;4个温室可设定控制温度、湿度。两个p3洁净等级的系统需具备两个或以上的本地数据设定与监控;控制系统要求节能。
3、用haiwell(海为)plc的实现方法
因各个系统的位置较远，为便于布线及安装，每个生产车间(电气控制室)使用1台海为plc;负责对现象各种信号的采集与处理，据设定的各种工作参数对现场的执行机构(如电机、阀门、泵等)进行输出控制，以达到指定的控制效果。
为实现可在本地设定及读取数据，每台plc主机挂一个人机界面，两者之间用rs-232或rs-485相联进行通讯;4个温室因信号输入输出比较简单，只有模拟量的输入(温度与湿度的实时值)与输出(风阀的比例调节)，考虑到相对距离较远，为节省成本，选用海为plc的模拟量扩展模块作为远程io，用rs-485通讯连接方式与之相近的plc主机相联接(或直接与上位机相连)，通过plc主机以通讯方式将当前实时数据读出及控制远程模块模拟量输出给执行机构。
对于两个p3洁净等级的系统因需具备两个或以上的本地数据设定与监控，将两个人机界面以rs-485连接方式组成一个rs-485网(一台人机界面作为主站，其余的作为从站)，作为主站的人机界面与haiwell(海为)plc主机的rs-232(com1)口或扩展通讯模块进行通讯，以达到多个本地设定与监控的目的;在本系统中，要达到节能的效果，除在工艺控制上进行合理的处理外，在系统硬件配置上，风机、泵的驱动执行机构可采用变频器。
变频器的开关可用plc的do进行控制，而其运转的频率可用haiwell(海为)plc的模拟量输出信号或直接用plc与变频器通讯的方式进行控制;因各个车间的电气控制室(plc)相距较远，且距中央监控室距离很远，各个plc主机通过rs-485的组成一个rs-485子网与位于中央监控室的计算机(上位机)进行通讯，达到从远程对各个控制系统进行监视与控制的目的。
控制系统架构示如图1所示。
图1 海为plc空调控制系统架构
4、通讯方面的编程
从上面的示意图可看出，plc所涉及到的通讯比较多：plc即要与人机界面、变频器、远程io通讯，还要与远程上位机进行通讯，每种设备的通讯还要非常即时，否则将影响实际控制的效果，对于此类控制系统，plc的通讯能力及对通讯方面编程的方便性是至关重要的。
4.1 plc与人机界面或上位机的通讯
haiwell(海为)plc与人机界面或上位机的通讯实现(rs232或rs485)：因海为的每种机型的plc主机、扩展通讯模块、模拟量扩展模块均内置有modbusrtu/ascii协议，只要利用相应人机界面的界面编程软件编写要进行监控的画面及数据(在该数据的属性定义窗口中填写plc寄存器或位相应modbus通讯地址)后，下载到人机界面中运行，即可实现plc与人机界面的通讯，而无需对plc进行编程。
4.2 plc与变频器的通讯
haiwell(海为)plc与变频器实现、远程io的通讯实现：因海为plc作为主站，要在程序中编写通讯的控制程序。实现起来很简单，只要利用一两条modr和modw指令即可实现，象什么通讯中断、通讯标志位、优先级、数据的收发等，属于通讯底层而又难于理解与掌控的东西全由haiwellplc自己统一处理与完成操作，编程人员只要关心发送前的数据准备及接收到数据后从接收数据的寄存器中取出数据进行处理，大大降低了编程与调试的难度，提高编程效应，简化了程序;现就与台达变频通讯加以说明，通讯程序如图2所示。
图2 plc与变频器通讯程序
haiwell(海为)plc模拟量扩展模块与上位机的通讯实现：haiwell(海为)plc模拟量扩展模块也与haiwellplc主机一样，内置有modbusrtu/ascii通讯协议，上位机作为主站，模拟量扩展模块作为从站，不需要对模块进行其它的程序处理。
5、结束语
利用haiwell(海为)plc便利的通信功能及强大的通讯扩展能力(一台plc大可达5个通讯端口，每个通讯端口均可用于编程与联网通讯监控)，轻易、经济的实现了与各种外部设备的通讯(计算机、变频器、人机界面、远程io模块)，使生产过程中的数据能快速实时地传送到本地或远程监控中心，实现了信息的集中处理与分散控制及数据的共享。
利用haiwell(海为)可编程控制器(plc)的模拟量扩展模块的串行连接功能，可作为远程io，对模拟量的采集量与控出量要求很多的情况，轻板实现无限制点的扩展，极大地提高了控制系统的配置灵活度及日后的控制扩展能力，减少了模拟量信号的布线量，也减小了因模拟量信号线过长带来的干扰问题，节省工程投资成本。
0引言
随着社会市场经济的不断繁荣和发展，各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多地出现在城市中。在大型晚会的现场，彩灯更是成为不可缺少的一道景观。小型的彩灯多为采用霓虹灯管做成各种各样和多种色彩的灯管，或是以日光灯、白炽灯作为光源，另配大型广告语、宣传画来达到效果。这些灯的控制设备多为数字电路。而在现代生活中，大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景，由于其变化多、功率大，数字电路则不能胜任。针对PLC日益得到广泛应用的现状，本文介绍PLC在不同变化类型的彩灯控制中的应用，灯的亮灭、闪烁时间及流动方向的控制均通过PLC来达到控制要求。
1彩灯常见的工作模式
在彩灯的应用中，装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样，但就其工作模式，可分为三种主要类型：长明灯、流水灯及变幻灯。长明灯的特点是只要灯投入工作，负载即长期接通，一般在彩灯中用以照明或衬托底色，没有频繁的动态切换过程，可用开关直接控制，不需经过PLC控制。流水灯负载变化频率高，变换速度快，使人有眼花缭乱之感，分为多灯流动、单灯流动等情形。变幻灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等，其主要特点是在整个工作过程中周期性地花样变化，但频率不高。流水灯及变幻灯均适宜采用PLC控制。
2 彩灯控制实例
2.1 控制要求
某大型晚会现场设有长明灯10组、变幻灯8组、舞台流水灯15组、标语牌底色流水灯15组。变化规律如下：
1)变幻灯周期为60 s，8路负载接通规律如表1所示;
2)舞台流水灯有1 s和1 ms两种流动速率，正、反两种流动方向，有双灯6间隔、3灯5间隔、4灯4间隔三种流动细合方式：
3)标语牌底色流水灯速率为1ms，工作方式为正向亮至全亮，熄灭2ms后，反向单灯流动1周，熄灭2ms后，从中间向两侧分别点亮至全亮后，熄灭2ms，如此循环。
2.2 确定输入输出设备，选择PLC类型
该彩灯系统长明灯不需经过PLC控制，变幻灯及流水灯采用PLC控制。需设置总启动、停止按钮各1个，流水灯流动速率开关1个，流动方向开关1个，流动组合方式开关3个，输入信号共7个;输出有变幻负载8组，舞台流水灯及标语牌底色灯各15组。
考虑输入信号较少，而输出负载多，选择PLC基本单元FX2N-16MT，可提供8输入8输出，另配置输出扩展模块FX2N-16EYT两台，由PLC基本单元供电。灯组均通过无触头开关模块控制。
2.3 I/O分配表
根据控制要求，输入及输出设备端口分配如表2所示。
2.4 控制系统接线图
根据I/O端口分配表，系统接线图如图1所示。
2.5 梯形图程序
由PLC控制的彩灯有三类：变幻灯、舞台流水灯及标语牌底色流水灯。其变化时间周期1ms、1s分别由PLC内部特殊辅助继电器M8012、M8013控制。流水变化采用传送指令、移位指令实现。
系统运行初始化程序如图2所示，依次为启停控制、变幻灯初始化、舞台流水灯组合方式选择、标语牌底色灯初始化程序。
系统输出控制采用主控指令编程，如图3所示，依次为：变幻负载输出、舞台流水灯方向及速率控制、标语牌底色控制程序。
3 结论
将以上两部分程序组合起来，即为彩灯系统的控制程序。经仿真运行，该设计达到控制要求，有实用价值。PLC在彩灯控制中的应用，可依据以上设计思路，实现不同控制要求。