西门子模块6ES7223-1PM22-0XA8接线方法
安全保护的迫切性
近年来，我国机床加工等装备企业得到快速发展。从技术上，机床装备相继得到很大的进步，已经不亚于国际水平，有些甚至达到国际水平。在市场上，很多机床的售价偏低，特别是机床，面临洋品牌、价格、质量等很多方面的挑战。主要原因之一是国内很多企业只注重在机床功能和应用上的研发、改进，而在安全、环保等方面，未能满足国际相关的标准，和国际市场接轨还有很大差距，从而导致一些企业产品出口受阻，不能在国际舞台和国外品牌一争高低。出于企业出口的需要，很多企业已经逐渐从开始模仿到自觉加强安全保护，自我约束和安全意识不断提高。另一方面，随着改革开放广度和深度的不断加大，众多外资企业进驻国内，参与竞争，抢占市场。装备企业不得不面临很大的竞争压力，采取积极措施应对。单纯通过降低生产成本的方式是有限的，增加产品附加值才是主要途径。除了产品功能完善、齐全外，产品安全、可靠性高越来越成为用户选择的主要原因之一。国内同行竞争的加剧，导致企业追求生产率以降低经营成本，安全事故也相应增加。国家不断在加大安全立法、执法的强度，安全标准相继出台，安全已经成为人们日常生活、工作关心的话题。机床加装安全保护装置，不仅成为个人的自我保护要求的体现，也是维护企业利益，降低意外风险损失的有效途径，加装安全保护措施已经成为数控类机床的标准配置。目前数控类机床安全保护大多采取的方式是各个安全保护装置独立设计后拼装在一起，不能很好有效地实现一个完整的系统解决方案。为此，笔者这里对某进口机床配置的ESALAN安全PLC 安全继电器产品给予介绍，并提供给大家设计选择安全保护装置的内容和方法，也可作为选择安全继电器的参考。
选择安全产品的基本原则
根据欧洲机器指令和EN954-1安全等级的基本要求，依据机器的工作模式、功能，需要对机器工作可能存在的所有危险进行分析、评估，确定机器各个部分的危险等级，从而选择相应的安全等级，一般选3级可以满足大多数的应用。接着对所有要做安全保护的部分进行统计，包括输入、输出、保护的安全等级、系统的工作模式、系统复位方式等。后设计、选择合适的安全保护方式和产品。
ESALAN COMPACT 的外观和性能简介
ESALAN COMPACT 是一集成若干安全继电器（5~8 个）于一体的安全PLC。可以提供用户24个输入（E02.0~E04.7），9 个半导体安全输出(A00.1~A00.7, A01.0, A02.0) 和3个安全继电器输出(A01.1~A01.3)，以及内部64 个时间继电器(T00.0~T63.0) 和512 个标志符(M00.0~M63.7)。
安全PLC 输入允许单通道或双通道。它对每一个外部输入都采取双通道数据处理。
ESALAN内部设有两个不同生产厂家的不同设计、制造工艺的微处理器，内部软件也是采取不同设计思路，无论硬件、软件出现故障的几率非常低。基于它们基础而设计的两个监控系统互为冗余，只有两个系统均检测到该信号正常且允许输出，一个对应的逻辑信号才正确地得以传送到下一级接受单元，直到输出。
ESALAN 保护系统
根据该数控机床的结构和性能分析，确定系统安全等级为不低于3级。其中对输入点数
统计如下：
1． 安全防护门，左右各1 扇，安装有2 个门锁开关和2 个门限位开关Q1，Q2。
2． 紧急停止按钮E1，E2，触摸屏操作台上1 只，机器操作台1只。
3． CNC 轴状态检测传感器T1，T2，检测主轴的速度。
4． 液压系统压力检测保护开关信号P1，P2。
5． 工具放置位置检测信号W1。
同样输出电路也是采取双通道检测原理，CPU1 和CPU2 均正常工作，输出1和输出2接通，负载才可以工作；对半导体输出和继电器输出，同样道理。只是对半导体输出，需要用户作好多余容量及干扰的吸收。根据安全保护的需要，输出点数的统计如下，其中不包括主控单元的控制信号和输出：
1． 主轴电机主控继电器2 只，Ka，Kb;
2． 液压电机接触器2 只，Kc，Kd。
3． 门锁打开信号2 个，左右各1，给Kg，Kh。
4． 电磁阀输出2 个，Ke，Kf。
5． 变频器控制安全输出1 个。
6． 安全监控灯输出1 个，指示工作状态。
接线实例
软件的实现
ESALAN COMPACT 随产品提供软件应用CD，安装到PC上。可以实现在线设计或脱机设计、参数设定等，工作完成后，通过RS232接口下载到装置内。无须特别学习编程软件语言，通俗易懂，类似常规PLC 一样灵活实现控制逻辑和安全监控。
和数控中心单元的通讯
安全电路的监控终必须和数控中心控制进行有效整合，才能发挥功效。ESALAN COMPACT 提供有CAN、PROFIBUSDP、MODBUS、A-B DF1等接口，实现和主控单元的通讯，实时地将系统保护部分的工作状态，安全装置的正常工作与否等通知主控单元，实现系统整机的安全控制和保护。ESALANCOMPACT 可以提供RS232 接口，满足不同用户的需求。
结束语
ESALAN COMPACT 由于具有多输入/输出，具备了安全继电器和PLC灵活编程、安全可靠等优点。替代多个安全继电器组合,满足需要多个保护装置的整机、数控加工中心、自动化立体仓库、机器人现场保护、汽车流水线等场合的应用,具有，体积小、接线方便、维护简单等特点。
1．概述
某纺织机械厂使用凯迪恩PLC已在多种型号的梳棉机上定型应用。针对纺织机械智能化、集成化操作要求，客户希望通过PLC连接两台变频器，并通过文本屏设定和显示变频器参数。凯迪恩公司利用新推出的双串口CPU306EX对原系统改造，顺利实现了客户新增功能，变频器选用的是伦茨（LENZE）SMD系列。这里我们不再重复机械的工艺过程，重点介绍KDN-K3系列PLC与伦茨变频器通讯的过程。
2．CPU306EX双串口PLC的通讯说明
CPU306EX带有两个串行通讯口，Port0物理层是RS232/485可选，集成了三种通讯协议：①MODBUSRTU从站协议；②自由通讯协议； ③与EasyProg软件通讯的协议。Port1物理层是RS485，集成了二种通讯协议：①MODBUSRTU从站协议;②自由通讯协议。在本应用中Port0与文本屏通讯，采用MODBUSRTU从站协议。Port1与两台变频器通讯，采用自由通讯协议。
3．伦茨SMD系列变频器的通讯说明
伦茨SMD系列变频器通讯协议是MODBUS RTU从站协议。用MODBUS通讯时，需注意以下几点：
a. 通讯线按如下方式连接：
A（PLC）→71（台变频器）→71（第二台变频器）
B（PLC）→72（台变频器）→72（第二台变频器）
b. 参数设定（区分大小写）：
C01：8（MODBUS通讯协议）
C25：1（通讯参数9600，8，N，1）
台变频器地址：
C09：2（站号为2）
第二台变频器地址：
C09：3（站号为3）
c. 端子28要与20短接。
d. 需要设定低速、高速、加速时间、减速时间对应的寄存器如下：
设定低速段C37（4AH）
设定高速段C38（4BH）
设定加速时间C12（3DH）
设定减速时间C13（3EH）
e. 需要读变频器当前频率寄存器如下：
读频率C50（50H）
f. 采用通讯方式给变频器参数设定新值时，要对变频器执行解锁操作。给寄存器49（31H）传参数0即可。（W49=0）
4．CPU306EX与伦茨SMD系列变频器的通讯说明
CPU306EX与伦茨变频器采用自由口通讯协议，CPU端需模拟MODBUS主站。
MODBUS数据格式如下：
通讯数据（信息帧）格式
通讯信息传输过程：
当通讯命令由发送设备（CPU）发送至接收设备（变频器）时，符合相应地址码的从机接收通讯命令，并根据功能码及相关要求读取信息，如果CRC校验无误，则执行相应的任务，把执行结果（数据）返送给主机。返回的信息中包括地址码、功能码、执行后的数据以及CRC校验码。如果CRC校验出错就不返回任何信息。
地址码：就是每台变频器的站号，是唯一的。
功能码：MODBUS通讯规约可定义的功能码为1到127。这里只用到了03和06。
数据区：数据区包括需要由从机返送何种信息或执行什么动作。
CPU内部用了一个500mS定时器来控制通讯，每500mS读一次变频器的频率。次读个变频器，第二次读第二个变频器，再返回读个，周而复始。当文本屏要设定数据时，暂停定时器停止通讯，设定成功后返回正确信息。如果设定不成功，返回错误信息并提示重新设定。若不成功次数超过5次即报警，认为PLC不能与该变频器通讯。
治理大气污染，必须有准确可靠的监测仪器和系统来保证。烟气连续监测系统CEMS在国内越来越多的满足广大用户需求。在一些大型的重点项目和企业中应用CEMS，结合环境监测仪器、ABBPLC和杰控FameView软件，完善烟气连续监测系统，对促进高技术在监测仪器中的应用，具有很重要的意义。
CEMS中有很多种监测方法：比如烟气SO2自动分析仪的原理有电导法、非分散红外吸收法（动态范围较窄）、紫外吸收法、紫外荧光法、火焰光度法和定电位电解法。采用方式主要有：（1）直接抽气采样法（2）稀释抽气采样法（包括烟道内稀释和烟道外稀释，占85.5%，主要为欧美产品）；（3）在线直接测量法；（4）定电位电解法。
CEMS环保行业有两个典型的特点：
·一是典型的SCADA应用；
·二是数据及报表处理比较复杂。
·ABB AC500 PLC 和FameView在这两方面做的为出色；
·ABB PLC集成有MODBUS 主、从协议，通讯灵活；
·可配置的开关量、模拟量模块，集成简单；
·AC500的模块和端子分离，预接线方便；
FameView强大而简单的数据库连接功能，存储各种数据到各种数据库中；
·根据需求能提供各种打印报表；
·能通过宽带/ADSL/GPRS/CDMA/电话拨号向中心站提供实时数据和历史数据；
·提供中心站软件，能接收和管理100个分站的数据；
·FameView近三年已成功应用到900多套CEMS子站和多个中心站。
AC500PLC的部分开关量通道可以通过软件设为输入或输出，这大大的方便了用户的使用和适应现场的变化。而模拟量模块上的每个通道都可以根据用户的需求接入：电流，电压和热电阻信号，可以在同一个模块上接入各种不同的分析信号，简化了系统。
近年来，由于CEMS系统的要求越来越高，使得“组态软件+PLC”的组合模式在CEMS系统中的应用越来越广泛，并已逐步取代以前惯用的“上位软件+单片机+板卡”，成为CEMS系统中实现数据采集及控制的。
FameView组态软件和ABB公司的AC500系列PLC共同开发的CEMS系统，以其高效稳定的通讯能力和强大的数据处理能力，逐渐为业界所认可。
AC500系列PLC是ABB公司的产品，其中烟气上用了一款CPU是PM571，它的特点是：
1、24VDC供电，64K程序内存，1K字节指令执行时间0.3mS；
2、用户程序密码保护，支持多任务、浮点运算；
3、集成RS232/RS485、以太网RJ45；
4、CPU面板上能显示状态、诊断信息；
5、串口直接支持MODBUS 主、从协议
6、支持多种语言编程FBD、IL、LD、ST、SFC、CFC
7、可以用SD卡扩展128M的数据空间
在没有上位监控子站的系统中，AC500 PLC的串口除了可以作为Modbus通讯外，还可以通过Modem 直接和GPRS等系统相连，并可以在就地用SD卡储存高达128M 的历史数据。
系统概述：
烟气污染物排放总量数据监测系统（CEMS），根据使用需要的不同，可以选择不同的测量参数（如：SO2、NOX、CO、CO2、O2、颗粒物、温度、压力、流速、湿度等）。这些参数数值一般由各类分析仪采集烟道中气体进行测量分析后传送到上位机，由上位机对其进行处理、运算、存储、报表等。上位机还要作为服务器与环保行政主管部门进行远程通讯，向其提供数据。
污染源在线监控系统由专用数据处理软件和采集传输系统两大部分构成。系统拓朴结构如下图：
现代的光缆工业具有技术复杂、规模大、高速、高效的特点，对生产自动化提出了越来越高的要求。
随着半导体集成电路大规模化的发展，光缆设备的发展从早期的由分立元件构成的简单逻辑线路系统，到带有低功能CPU的智能化仪表，再到由单元计算机构成的独立计算控制系统。目前，国外的光缆设备生产厂商大都采用了工业计算机（IPC）、可编程序控制器（PLC）及智能仪表等自动化控制技术。
下面是德维森公司ATCS-PPC31 控制器在光纤生产中的具体应用。
1、设备组成
束管挤出生产线主要用于挤制2~l2芯松套充油光纤，采用工业控制计算机及可编程序控制器控制，挤出直径均匀光滑、速度高。
1.1 设备的主要组成
12 芯光纤放线架（三组）
光纤或光纤束SZ 扭绞头
光纤填充膏填充装置
SJ-45×25G 挤出机主机及烘干装置
4M 恒温水槽
φ800 轮牵引及恒温水箱
8M 冷却水槽及制冷水箱
吹干装置
线径检测仪（英国BETA 公司产品）
压带牵引装置
储线张力装置
φ1000 收排线装置
电控柜及计算机系统
1.2 电气主控原理简介
计算机生产控制系统，在bbbbbbS98 环境下运行，采用BORLAND C++编程，系统集测控、显示、管理于一体，通过PLC在生产过程进行采集、控制，从而实现生产线的启动、升速、降速与自动运行。系统控制精度高，挤出稳定、可靠；挤出直径均匀、光滑、速度高，余长控制精度高，并且采用图形用户界面（GUI），方便用户使用。
图l 所示的是束管挤出生产线计算机控制系统，计算机控制系统的上位机PC 是一体化工业计算机，下位机是德维森公司生产的PPC31可编程序控制器，上、下位机之间通过RS485 进行串行通讯。上位机用于参数设置和显示，较为复杂的运算也是由PC来完成，但不直接参与控制，直接参与控制和检测的是PLC。
PLC 实现开关量、模拟量的输入和输出；PLC 在进行生产线过程控制的将采集到的生产线运行状态等信息经RS485串行口送到上位机，由上位机来实现生产线的实时参数和状态信息显示；部分智能仪表如线径检测仪、温控仪还可以通过串行通讯（RS232C/RS485），将本身的运行状态传递给上位机，通过上位机设定仪表参数，从而实现仪表的智能控制。
数字量输入统计：
输入位00001 油膏压力填充上限
输入位00002 油膏压力填充下限
输入位00003 胶桶下限报警
输入位00004 一级泵上限
输入位00005 一级泵下限
输入位00006 储胶罐上限
输入位00007 储胶罐下限
输入位00008 循环水泵启动信号
输入位00009 备用
输入位00010 紧急停车
输入位00011 减速停机
输入位00012 产品长度脉冲信号
输入位00013 绞合角度脉冲信号
输入位00014 交流伺服控制器报警
输入位00015 挤出机控制器报警
输入位00016 挤出机超温报警
采用ATCS 模块IDD40 采集这些数字量输入信号。
数字量输出统计：
输出位00001 备用
输出位00002 回水泵
输出位00003 热水阀
输出位00004 冷水阀
输出位00005 吹干装置
输出位00006 填充装置充气阀
输出位00007 填充装置下压阀
输出位00008 填充换向阀
输出位00009 上料装置
输出位00010 烘干装置
输出位00011 生产异常灯
输出位00012 生产预备灯
输出位00013 生产运行灯
输出位00014 冷水箱制冷机
输出位00015-00026 12 路光纤放线
输出位00027 挤出机
输出位00028 绞合
输出位00029 填充二级泵
输出位00030 牵引
采用一块ATCS 数字量输出模块ODD50(32 点数字量输出)输出这些信号.
模拟量输出信号：
1 通道：挤出机速度给定
2 通道：单轮牵引电机速度给定
3 通道：履带牵引速度给定
4 通道：填充速度给定
5 通道：绞合速度给定
6 通道：排线速度给定
7 通道：收线速度给定
采用两块ATCS 模拟量输出模块OAD20(4 通道输出/模块).
模拟量输入信号：
1 通道：挤出机电流实际值
2 通道：收线张力反馈输入
3 通道：履带牵引张力反馈输入
4 通道：挤出机模拟量输出
采用一块ATCS 电流输入模拟量模块IAD23F 采集(4 通道4~20mA 输入).
2、PC+PLC 控制
生产线控制中采用计算机与PLC 相结合构成的分散式控制系统。工业计算机选用台湾研华公司的IPC-610系列。因为它们在国内工业控制市场上占有较大的份额，可靠性也较高。
在生产线中选择使用德维森公司的PPC31型PLC，是因为它具有高速、多功能、系统化、网络化、结构简单、安装方便、系统组织灵活、可靠性高、维护方便。网络化和通讯强化通讯能力也是该PLC的一个重要特点。
束管挤出生产线的电气控制系统是一个较大的控制系统，各种电机有24 台，其中需要同步的交直流电机共19只。如果用继电器逻辑电路和模拟电路，不仅系统复杂，可靠性不能保证。单独用工业计算机来实现，人机界面较为友好，参数显示、参数输入很直观方便，但执行速度慢、抗干扰能力差、可靠性不高；而单用PLC 来实现，速度快、抗干扰能力强，但参数设置很不方便，系统运行参数和状态信息下能做到一目了然，用PC+PLC来控制，充分发挥了PC 和PLC 的各自优势。PC 作为上位机，用来显示系统运行的状态信息。诸如：生产线速度、SZ绞合角度、产品长度及系统运行状态等信息，也用来进行参数设置，处理一些复杂的运算。PLC用来控制生产线的运行，采集生产线运行中的状态信息。PC 和PLC 之间用RS485通讯口来交换信息和指令。
出于可靠性考虑，在束管生产线中采用日本岛电公司的SR 系列智能温控仪、德国西门子数字电机控制器以及英国BETA公司线径检测仪等。它们在生产线中的应用不仅提高了设备运行的精度、可靠性，使操作更为简单方便。在软件的编程上，出于维护性考虑，采用组态软件进行编程。
3、用前景
本系统由于采用了日前占有量高、技术成熟的研华工业计算机及德维森ATCS PPC31可编程控制器，生产线计算机控制系统硬件发生故障时，也可以立即查明原因更换相应器件，大限度的缩小在线维修时间，为用户减少而造成的巨大损失。
由于采用了PC 十PLC 的实时控制方法，大大增加了系统的可靠性，由于PC 与PLC之间是用串行口交换信息和指令，在上位机PC 出现“死机”情况下，PLC 仍能按以前的参数运行。
在系统界面的设计过程中，比较多的考虑了用户的实际需求，界面操作简洁、明了；当生产线硬件状态发生变化时，勿需修改软件，仅需在线进行简单参数的设定即可，系统的可维护性较强。
本系统通过对生产过程的科学计算以及大量的工艺试验，取得了佳的参数配比，提高了束管成品率；计算机的采用，解决了困扰摸拟电路己久的回控问题，从而保证了生产的稳定进行；还可自动记录生产中的数据，在出现问题时作为查找依据。