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1 引言
高频高压发生器是X光射线机核心单元。医用X光射线机高频高压发生器由三相工频供电。三相工频电源通过桥式整流、高频逆变、变压器升压，得到150KV的30KHz高频高压。高频高压经过第二次（高压）整流，成为X光射线管直流高压激发电源。通过不同的激发电压、电流的设定值，产生不同强度的X光用于透视和拍片等医学检测。稳定的高压恒直流电源对于确保透视拍片成像质量、特别是控制X射线生物辐射危害的重要基础。随着电子电路的发展，X光机产生X光的电源也从原来的工频电路发展成现在的通过数字化技术控制逆变电路。患者检测床台是X光机的运动控制单元。出于避免和减少患者检测过程的移动，X光机配置有X光机随动控制检测床台。检测床台与X光机配合实现患者特定部位的jingque成像检测。
本文在介绍基于PLC自动化技术的新型X光机一体化解决方案的基础上,重点论述台达EX系列PLC系统通讯设计技术。
2 技术方案
项目选用台达DVP-20EX做PLC主机，通过RS485通讯接口和X光射线机高频高压发生器进行数据交换。PLC输入出点用来控制透视床升降、旋转等各种机构的控制，彩色触摸屏和PLC进行连接作为HMI输入和显示数据，从而展示了一个全新的X光机电路控制系统。其中重点是利用PLC的通讯功能和RS指令的使用，实现了PLC和X光射线机高频高压发生器之间的数据交换，让X光射线机高频高压发生器的使用更加丰富多彩。
基于PLC的X光机自动化系统控制原理：翻译指令；存入寄存器；RS指令发送、接收；判断接收指令；输出信号。
由于X光射线机高频发生系统指令为ASCII字符指令。一条指令由换行符开始，回车符结束。一条指令完整包含换行符、指令助记符、参数、回车符。被控机接到一句有效指令，执行后必做回答。例如：LFKVN75 CR意思是设置管电压为75KV，被控机在接到此指令后回答LF KVN75 CR表示收到该指令。
3 系统通讯与RS指令应用
利用台达PLC中的RS串列资料传输指令，把编译好的指令根据需要从PLC逐条发出。PLC每发送一条指令，发生器就回答一句指令。这些指令主要分两种：一种是不带数据的控制指令，例如：LFPI CR（接通系统功率电源），反馈一条相同的指令；一种是包含数据的指令用于设定数据，例如：LF KVN75CR设置射线管电压75KV，反馈一条相同的指令LF KVN75CR。这些指令需要变成ASCII码，对于换行符、回车符有现成的SACII码，而指令助记符和数值则需要逐个字母翻译成ASCII码，根据指令要求把这些语句通过RS（串列资料传输）的功能传送给X光射线机高频高压发生器，X光射线机高频高压发生器就会按照这些指令去工作。工作流程是：
3.1 输入固定的通讯指令
输入固定的通讯指令的流程如图1所示。
图1输入固定的通讯指令
3.2 顺序处理、发送、接受数据
图2顺序处理、发送、接受数据
顺序处理、发送、接受数据流程如图2所示。
（1）翻译助记符，助记符分两类，一类是计算机常用的，比如换行符LF，有固定的十六位数值0A，回车符CR，有固定的十六位数值是0D，这些数值不需要翻译直接用MOV指令把数值转移到相应寄存器中即可；另一类助记符不是计算机固定使用的助记符，这些助记符是没有固定数值，比如：接通电源指令的助记符是PI，于是就要分别把代表P的数值H50和代表I的数值H49用MOV指令转移到相应的寄存器当中；数字0~9也分别变换成相应的十六制数值，转移到相应的寄存器当中。
（2）通过程序固定的通讯格式进行连接，通过使用RS串列资料传输指令，把命令和数值发送给被控机。例如：开机指令：LF PICR
LDPM100
SETM1122 //送信要求
MOV0A D200 // LF换行符
MOVH50 D201 // P
MOVH49 D202 // I
MOV0D D203 // CR回车符
LDM100 //发送启动
LDPM0
RSD200 K4 D206 K4
3.3EX通讯指令深入研讨
通常，被控机在接受到正确指令后就会按照事先顶好的指令进行回答，对于回答的这些指令需要进行判断是否正确，比如上述例子，D206对应是LF，D207对应是P，D208对应是I，D209对应是CR，正确处理这些指令和数值，产生的结果可以通过内部中间继电器和寄存器表现出来，使之通过RS232通讯到触摸屏让医生得到正确的判断，知道被控机现在的状态，进行下一步的工作；如果数据不正确，进行相应的提示，通过提示目录知道机器的不良状态，同样方便医生做出下一步判断。
X光射线机高频高压发生器的通讯指令有很多条，可以全部使用，也可以根据需要进行选择。这是因为有些指令是正常治疗中常用的，这类指令一般要被经常用到；有些指令是调试机器使用的，这些指令单独制作一台调试仪，只在调试机器时使用，一般不提供给医生平时使用；有些指令是使用键盘输入时用到的，比如：增加或减少键，由于使用触摸屏可以直接输入参数就不需要了，等等这些，把需要处理的指令助记符按上述方法进行整理后，基本上就可以进行数据交换的操作了。
4 结束语
通过采用台达PLC的RS指令的应用，更加深入地了解了台达PLC在不同设备之间进行通讯的处理方法和使用。现在日新月异的设备具有了智能控制，具有了各种交流的方法和手段，要在PLC各种功能的应用上要不断探索，寻找出更多的具体的应用方法，发挥PLC新技术新功能的实际使用工效。
谢志凡，电气工程师，曾在中国纺织机械集团工作多年，对台达自动化在纺织行业的应用非常熟悉，曾经利用台达自动化对多种棉纺设备进行过局部改造，效果显著。现为外企电气工程师。
一、引言：
随着经济的发展，城市的建筑物越来越多，预防和消除火情就显的十分重要。消防自控制系统就是为了预防和消除火情并能在火灾发生的早期就进行自动灭火的一种系统。当火灾发生时，报警系统发出火灾信号，并通知消防自控系统，消防自控制系统再进行灭火。现就自控消防系统做一具体介绍。
二、控制要求：
1.本系统运用于大型某建筑物的消防系统中，该系统有43台消防设备，分布在建筑物的不同地方，两个设备之间距离较远（几十米到上百米）。现要将现场的43台设备联网，并进行中心监控。
2.为了保证工作的可靠性，中心能够对现场的每一台设备都可以进行监控。并可时时将火灾信号传达到相应的设备，控制相应的设备进行灭火。还要求现场的设备不仅中心可以控制，到现场还可进行现场控制。
3.为了能先查看着火现场的状况，必须要求将着火现场的视频切换到视频中，以方便查看现场的着火和灭火情况。
4.中心操作现场的某一设备时，也要切换到当前操作设备的视频，以实现手动控制。
5.当某一设备与中心网络通讯出现故障时，中心和现场都要能时时报警。
6.为了保证中心的控制稳定，必须要有两种以上的操作系统。
7.中心与43台设备之间的数据通讯的实时性，可靠性要能够保证。
8.经济性和操作性也是实际施工的一个重要因素。
三、解决方案：
1、要将43台消防设备联网，中心远程控制。考虑到成本、布线和施工的方便，将采用RS－485络网。由于RS－485只需要拉两条线，布线方便，成本也较低廉，并且一个网络跨度的距离大，可长达1公里多。又考虑到网络通讯的数据量大台数多，不仅有开关量和数字量，还有现场的模拟量。单一通讯口通讯的实时性不够，考虑后决定采用3个RS－485网络来进行通讯，这样不仅保证了通讯数据量大和实时性的问题，也提高了工作的可靠性。也给布线带来了方便，可多网络铺线。
1.现场的PLC控制单台消防设备的各种动作执行，中心通过网络对所有现场的单台设备进行控制，控制程序放在单台设备上，中心PLC放置通讯控制程序。
2.当中心操作哪台设备时或是哪个区域发出火灾报警信号时还要能通过视频看到现场，在中心加一个视频用来查看现场的火灾情况。因为每台设备都有一个视频，加一个视频矩阵进行43路的视频切换。当火灾发生或是控制哪台设备时就自动切换到哪台设备的视频。
3.当网络出现故障，现场和中心都要有报警。中心故障报警：采用Haiwell（海为）PLC简单的通讯指令，每一个站地址的通讯只要一条指令完成，还有与每个通讯地址通讯成功与否的标志位，利用此标志位就可用来做中心通讯故障报警。以达到中心与现场的某台设备通讯故障做到有效的报警。现场网络故障报警：与中心通讯正常时，中心对本地的某一M位一直置“ON”。本地的程序一段时间就会对这个M位置“OFF”，若这个M位很长时间都没有为“ON”就说明与中心通讯故障，就可用这个M位来判断现场与中心的网络通讯是否成功来做网络故障报警。
4.中心是个重要的控制点，必须要有两套或两套以上的控制方式，在中心用一个计算机和一个触摸屏来对中心进行控制，以增加控制的可靠性。两个控制相互独立，又可对同一中心控制，当其中一个出现故障时，另一个可以控制，这样就不会影响中心的正常工作，达到中心可靠地控制。
综上各要求，消防系统网络示意如下图所示：
系统优点：
1、程序容量大：16K
2、可扩展的通讯口多：可扩展3个通讯，达到5个通讯口。每个通讯都支持并行工作，且都可上下载程序或通讯。
3、控制点数多：一个主机可扩展7个模块
4、通讯指令简单：一台设备一条指令完成，无需人为控制时序来避免端口的通讯冲突，并且通讯成功与否都有标志位，方便了技术人员的调试工作，提高了工作效益。
5、通讯效率高：通讯程序与扫描周期无关，通讯程序与其它程序分在不同的CPU执行，保证了通讯的实时性。
四、
Haiwell(海为)强大的组网通讯能力和无间隔的通讯执行，简单易用的通讯指令，使这种大组网也可用RS－485网络来实现，降低成本。
一、PLC控制器频率与伺服驱动器和负载转速
已知我司伺服驱动器Pm=10000Pulse/r，PLC控制器发出的频率f(puls/s),如何计算负载轴的转速n(r/s),
1、 当伺服电机直接连接轴,设电子齿轮比分子比分母为N。
n=（f*N）/Pm ...........此公式求出单位为r/s，1s发的脉冲数除以一圈需要的脉冲数=1s转动的圈数。
n :负载转速,单位: r/s。
f :控制器发出的频率,单位:pls/s。
N:驱动器电子齿轮比。
Pm:伺服驱动器分辨率,单位:Pulse/r。
2、有了1式，可以推理出当负载轴带了转盘或者皮带轮，可以算出皮带的线速度V。
V=r*ω=r*2πn
将1式带入 :
V= πd （（f*N）/Pm）
d：皮带轮，负载轴的直径，单位：mm。
n :负载转速,单位: r/s。
f :控制器发出的频率,单位:pls/s。
N:驱动器电子齿轮比。
Pm:伺服驱动器分辨率,单位:Pulse/r。
3、现场可能碰到输出力矩不够,加有减速机的情况，设减速比为K。
由1式,已经知道电机轴输出速度n，则可以求出过减速机后输出的转速n1。
n1=n/k=（f*N）/(Pm*K)...............r/s
n1=n/k=（f*N*60）/(Pm*K)...............r/min
假设n1轴带着的是滑块，我们还可以求出滑块移动的速度V
V=n1*D=（f*N*D）/(Pm*K)............mm/s
同理推导出 f=(V*Pm*K)/(N*D)
n :电机直连轴转速,单位: r/s。
n1:减速机后输出的转速,单位: r/s。
K: 减速机减速比。
V: 滑块移动的速度,单位：mm/s。
D：丝杠导程，单位：mm
二 、PLC控制器输出的脉冲与位移之间的关系
有了上面的一些介绍，我们再来讨论下：
如下图，已知我司伺服驱动器Pm=10000Pulse/r，丝杠的导程（螺纹间距，可以理解为电机转一圈丝杠走一个导程）为D，PLC控制器发出的脉冲个数为P,假设电子齿轮比为1。
如何求对应工作台移动的距离S？
4、S=(D/Pm）*P......先求出1个脉冲走的位移，乘以脉冲个数得到移动的距离。如果设置了电子齿轮比N，则S=(D/Pm）*P*N....因为P*N才是伺服驱动发送给电机的实际脉冲。
D：丝杠导程，单位：mm
P：控制器发送脉冲个数，单位：个
如果是下面这个系统又该如何计算移动的距离呢？系统机械部分加有减速机减速比为K。
5、S=（D/(Pm*K））*P*N.........同理4求出一个脉冲走的位移，由于加了减速机，一个脉冲的位移反映到负载轴上比4上面更小。可以看出位移与系统减速机等齿轮结构成反比关系，与伺服驱动的电子齿轮比成正比关系。
根据上述式子，同理也可以推理出如果是带圆盘结构，脉冲数对应圆盘转动的角度。相当于D=360度。
上面4，5中提到”先求出1个脉冲走的位移”其实就是传说中的脉冲当量δ。
三 、浅谈脉冲当量δ
由4，5可知，(D/Pm）为不加减速机的脉冲当量，D/(Pm*K）为加减速机时，系统的脉冲当量。可以看出如果机械结构确定了,这个值也是确定的,1个脉冲对应走的位移是确定的,即系统的精度是确定的。如5mm导程的丝杠，与亿维伺服驱动直接连接的话，精度为5/10000mm。如果外部带有减速比为40的减速机则这个系统的脉冲当量为5/（10000*40）mm。以上确定的参数称为系统的固有脉冲当量。
假设需要将系统精度调整为1um/pls。需要怎么办呢？这时候伺服驱动的电子齿轮比就派上用场了。
用以下公式可求出：
1：5*1000/（10000*40）=1：1/80=80：1即将亿维US100伺服驱动器的电子齿轮比分子P1-00设置为80，分母P1-01设置为1
一、制冷系统应用PLC无线远程监控的意义
近年来，制冷行业正面临着诸多新挑战，他们迫切需要缩短机器上市时间、增加盈利、提升机器效率并简化安装维护。在更高的管理要求下，这一行业的用户也在积极寻求支持PLC远程监控、设备状态监测、数据采集及分析等创新功能的网络数字化解决方案。广州巨控推出针对制冷行业的PLC无线远程通讯系统方案。
通过PLC无线远程监控中心，设备厂商/工程商能够时间了解分布在全国各地的中央空调机组的运行状况，其中可包括机组的当前运行数据、设定数据等，并迅速、准确地向用户提出的建议；也能全天候地侦测各地用户的设备运行状态、故障报警等，帮助用户和厂商维护人员及时排除故障，恢复机组的正常使用。
二、如何搭建PLC无线远程监控系统架构
使用巨控GRM200可以轻易的搭建一套完善的中央空调PLC无线远程智能管理系统，突破了传统的中央空调管理方式，通过成熟完善的GPRS无线通讯网络和Internet互联网络，对分布在不同区域的多个工程下的不同类型的空调机组进行实时、智能和人性化的监控与维护。基于GRM200无线模块的易用性，普通PLC工程师无需任何网络知识，也可以在没有固定IP服务器的情况下，轻松搭建属于自己的无线监控系统！
三、PLC无线远程监控系统组成：
（1）GRM202G通过485和中央空调控制器（S7-200）连接，亦可支持各种标准MODBUS协议的空调控制器。
（2）GRM202G需要插入手机卡，开通GPRS功能。
（3）远端电脑需要能上网，使用巨控免费组态软件。
监控功能：
（1)实时主机运行状态，水泵运行状态，水流开关，主机电流，电动阀门状态，水泵电流，冷冻出水温度，冷冻回水温度，
（2)在电脑上直接控制主机开关，水泵开关，电动阀门开关。
（3)电脑设置参数，简化参数设置步骤，界面友好。
报警通知功能
1)多种人性化报警通知管理，准确及时通知相关责任人。报警方式包括分弹屏报警、语音报警、短信报警。
2)可以存储历史报警信息供查询使用。
3)定向报警通知，实现一台空调多个责任人，一个责任人管理多台空调。短信通知各相关责任人。
远程监控功能
1)厂家可通过Internet远程调试、诊断故障。监控系统可自动给出故障原因及处理建议。
2)手机短信，网页远程开关机及工况查询。
四、制冷系统应用PLC无线远程监控案例
中国散裂中子源水冷和空调系统以及电力系统是用PLC控制，现场总共接了22台 S7-300 PLC，19台触摸屏，6台工控机，2台广州巨控GRM500，其中一台GRM500通过S7-300TCP协议采集16台PLC数据，一台GRM500通过网口采集6台S7-300PLC协议，并且通过MODBUSTCP协议采集四方通讯机的电力系统数据，利用GRM500自带的逻辑功能，把电力系统数据写入其中一台S7-300PLC，系统通过3G无线网络联网，实现做无线远程监控和故障短信报警功能。
工程配置截图