西门子模块6ES223-1PM22-0XA8大量现货

西门子模块6ES223-1PM22-0XA8大量现货

可编程控制器或可编程计算机（简称PLC或PCC）是目前工控界发展为迅速的工业自动
化控制产品，该类产品在国内外被广泛运用于自动化领域内。
常规的PLC一般仅有开关量输入、输出状态指示，通常没有模拟量数字显示功能。这给需
要显示PLC内部程序中运行的某些数据（如温度、压力、流量、速度、角度、位置、频率
、转速、电压、电流、功率、时间、故障代码等）带来不便。解决这类问题的方法过去有
如下几种：
a. 采用带锁存的BCD码并行显示器；
b. 采用PLC专用模拟量输出模块驱动标准数字面板表；
c. 采用触摸屏的人机界面；
d. 采用微机系统＋组态软件。
为了显示4位数据，a种方法需占用PLC 16个晶体管输出点, 如下图所示 

一般来讲，PLC的每个输出点平均价格至少为90元人民币，加上4位并行显示器，便宜也
要40元/每位，故需要16×90+4×40=1600（元）才能满足显示要求。如果采用位选形式，
则只要8个I/O口，也需要880元左右，并且由于它不具备普通显示仪表的外观特点，故安
装使用也不方便。如果在类似模拟显示屏上显示大量数据，该种方式显然价格高、安装不便。
  b方式可以将PLC的内部数据，如现场采集的温度、压力电流信号经PLC内部转换为用电压
、电流方式表示的工程量供显示。这种方式需要PLC配置昂贵的D/A模块，除D/A本身存在
着转换误差外，它还存在着如下致命缺点：
①显示信号易受干扰，特别是个位数据显示极不稳定，某些场合的数据如：年、月、日、
安全生产日等数据是不允许来回变动的。
②要将PLC采集的数据、或计算值转换为电压输出方式并且要符合工程量表示法较为麻烦
，例如累计产品数量往往较大，而标准数字面板表显示的大数字是1999，又例如显示较
小的数据值时采用电压显示往往输出幅值太小，象余氯值、功率因素值等，稍有干扰就导
致较大的显示误差。
③仪表的互换性差，需要定期进行仪表计量；
④成本高。一般标准数字面板表价格较低，但驱动它必须配置PLC模拟量输出模块，导致
成本居高不下，影响了工程的中标率。我们知道，PLC的开关量每点成本为90元左右。而
模拟量的每点价格至少在700～900元左右。如果选用多块表（象中央控制室模拟显示屏）
，成本明显太高。这种方式目前已逐渐淘汰。
  至于c、d方式当然是较好的显示方式，由于大多数应用场合并不需要太多的功能，
某些场合下不适合使用，加上价格太高，在很多项目中被限制使用！
  DDM系列数码显示表采取先进的接口技术，方便与各类PLC、计算机连接，以组成单表、多
表显示系统。
  由于PLC一般带有DC 24V电源以提供开关量输入、仪表传感器使用，但往往某些特
殊场合下需要DC 5V、DC 12V等规格的电源，这时，我们只有配置AC 220V/DC 5V或者
AC 220V/DC12V电源，给你增添了多余的成本，我们开发出适合于PLC的DC/DC转换器DDMP 
系列电源模块，它主要能将PLC DC 15V～ 40V电源降压转换为DC 5V、DC 12V输出或者将
DC15～18V输入转换为升压式DC 24V～36V输出。方便您的各种使用！

 某组合机床液压滑台进给运动示意图如图1所示，其工作过程分成原位、快进、工进、快退四步，相应的转换条件为SB、SQ1、SQ2、SQ3。液压滑台系统各液压元件动作情况如表5-1所示。根据上述功能表图的绘制方法，液压滑台系统的功能表图如图2a所示。

图1 某组合机床液压滑台进给运动示意图

表1 液压元件动作表

图2  液压滑台系统的功能表图

如果PLC已经确定，可直接用编程元件M300～M303（FX系列）来代表这四步，设输入/输出设备与PLC的I/O点对应关系如表2所示，则可直接画出如图2b所示的功能表图接线图，图中M8002为FX系列PLC的产生初始化脉冲的特殊辅助继电器。

表2  输入/输出设备与PLC I/O对应关系

  两处卸料小车运行路线示意图如图6-18a所示，小车仍然在限位开关X4处装料，但在X5和X3两处轮流卸料。小车在一个工作循环中有两次右行都要碰到X5，次碰到它时停下卸料，第二次碰到它时继续前进，应设置一个具有记忆功能的编程元件，区分是次还是第二次碰到X5。

图5-18  两处卸料小车自动控制

a）小车运行示意图    b）梯形图

     两处卸料小车自动控制的梯形图如图6-18b所示，它是在图6-17b的基础上根据新的控制要求修改而成的。小车在次碰到X5和碰到X3时都应停止右行，将它们的常闭触点与Y0的线圈串联。其中X5的触点并联了中间元件M100的触点，使X5停止右行的作用受到M100的约束，M100的作用是记忆X5是第几次被碰到，它只在小车第二次右行经过X5时起作用。为了利用PLC已有的输入信号，用起保停电路来控制M100，它的起动条件和停止条件分别是小车碰到限位开关X5和X3，即M100在图6-18a中虚线所示路线内为ON，在这段时间内M100的常开触点将Y0控制电路中X5常闭触点短接，小车第二次经过X5时不会停止右行。

     为了实现两处卸料，将X3和X5的触点并联后驱动Y3和T1。调试时发现小车从X3开始左行，经过X5时M100也被置位，使小车下一次右行到达X5时无法停止运行，在M100的起动电路中串入Y1的常闭触点。还发现小车往返经过X5时，不会停止运动，出现了短暂的卸料动作，为此将Y1和Y0的常闭触点与Y3的线圈串联，就可解决这个问题。系统在装料和卸料时按停止按钮不能使系统停止工作，请读者考虑怎样解决这个问题。

　在工业控制中，用PLC控制的工程在上/下位机通讯上一般采用RS-232/RS-485串口通讯，这种方法对于数据量较大，通讯距离较远，实时性要求高的控制系统，很难满足通讯需要。

　　近年来随着计算机网络技术的飞速发展,网络化数控已经成为现代制造业发展的必然趋势,控制系统正向虚拟化、网络化、集成化、分布化和节点智能化的方向发展。[1]许多大型PLC厂商生产的PLC都配备了相应的以太网通信模块，本文讨论了OMRONPLC的以太网通信体系结构，并以CP1H PLC的ENT2l以太网模块为例实现与计算机的通信。

1.Winsock网络通信控件

　　Winsock控件是不可视控件，它提供了访问TCP和UDP网络服务非常简便的途径，使编程人员开发客户/服务器应用程序时，不必了解TCP的细节或调用低级的WinsockAPI函数，只通过设置Winsock控件的属性并调用其方法，就可直接连接到一台远程计算机进行，并可实现双向数据交换。

　　WinSock主要支持两种类型的套接字:①流式套接字（StreamSocket）也称面向连接方式,该方式对应的是TCP协议,其传输特点是通信可靠性高,可以保证数据流的传输是可靠的、有序的、无重复的,可提供双向的数据流,数据被看作字节流,无长度限制。②数据报套接字（DatagramSocket）又称无连接方式,对应的是UDP协议,这种方式不提供数据传输的正确性、有序性和无重复性,因为它支持面向记录的数据流。传输的数据可能丢失和重复,并且接收顺序混乱,报文长度是有限的。考虑到本系统对通信可靠性和正确性的要求很高,选用流式套接字方式。基于Client/Server模式的流式套接字通讯过程如图1所示。

图1 流式套接字进程通讯过程时序图

2.Ethernet网络通信单元的设置

　　在组建网络时，根据网络类型的不同，网络中的每个节点需要安装相应的通信单元，PLC上需安装Ethernet网络通信模块，例如0MR0N公司的CJ1W—ETN21以太网模块。应用之前必需对网络进行必要的设置，分为开关设置和CPU总线单元系统设置。

　　开关设置主要包括以下几项内容：确定分配给CJ1W—ETN21单元的内存工作区（CIO区、DM区），该地址在CPU总线区，由UNITNo.开关确定ETN单元的单元号范围为0～F;NODENo.旋转开关设定两组l6进制数作为ETN单元在网络中的节点号，范围为O1～7E;IP地址设置网络号和主机节点号，由32位二进制数组成，分4段以十进制数表示。

　　CPU总线单元设置主要通过编程设备如CX—Programmer软件或编程器对网络单元进行模式、本地IP地址、子网掩码、FINS端口号、FTP登录名及口令和IP路由器表等项进行设定。若使用FINS/TCP协议，则还需在以太网单元设置中修改FINS/TCP项的部分参数，如：自动分配的FINS节点号、是否保持激活等项。

3.面向上位计算机的通信协议

　　如图2所示，以太网的分层模型分为物理层（Physical Layer）、网际层（InternetLayer）、传输层（Transpot Layer）和应用层（ApplicationLayer）。其中：传输层可使用无连接的UDP或需建立连接的TCP协议;应用层为FINS（Factory InterfaceNetworkService）协议，FINS协议是由OMRON公司开发的用于工厂自动化控制网络的指令响应系统。主要规定对PLC存储空间的数据读写等操作方法。应用层使用FINS协议，传输层使用TCP协议的通信实现方法称为FINS/TCP方法。

图2 网络的分层结构

　　FINS协议包含指令系统和响应系统，其命令帧格是由FINS报头、指令代码、响应代码和正文等几部分组成。从上位计算机发出的指令和响应必须符合下面帧的格式要求，并提供合适的FINS报头信息。[3-4]FINS通信服务是通过FINS命令帧和它们对应的响应帧交换实现的。

　　FINS命令/响应帧格式如图3所示。FINS/TCP header中规定了五种命令，用于客户机（hostcomputer）与服务器（PLC）之间通信：发送客户机节点地址（node address）;（2）发送服务器节点地址（nodeaddress）;（3）发送Fins frame;（4）Fins frame发送出错通知;（5）客户机与服务器联机确认。

图3 FINS命令/响应帧格式

4.通信程序的具体实现

　　在新建VB工程后，需要执行VB工具栏“工程/部件” 命令，将Winsock控件添加到工程中，并命名为“WskClient”。程序采用TCP/IP协议进行通信，其主要属性设定如下：

　　With WskClient

　　.Protocol = sckTCPProtocol ‘采用TCP/IP协议

　　.LocalPort = 9600 ‘本地计算机端口号

　　.RemoteHost = txtIP.Text ‘取得远程PLC的IP地址

　　.RemotePort = txtPort.Text ‘远程PLC端口号

　　.Bind 9600 ‘指定使用的本地端口

　　End With

　　初始化工作完成后向PLC提出连接请求，待PLC接受请求并发送应答信息后，客户端程序依照各种帧格式建立好要发送的信息帧，就可以与PLC进行双向的数据交流了。在这一过程中，可建立发送失败后的重发机制，以增强通信的可靠性。

　　建立并发送“握手信息”指令（20字节），指明客户机节点号;当计算机接收到PLC返回帧（24字节）后，检查PLC是否收到命令，并取得服务器和客户机节点号。当计算机接收到PLC返回的数据时，会产生DataArrival事件，参数BytesTotal包含接收到的数据字节数。在DataArrival事件中，可以调用GetData方法接收数据。如果接收到Close事件，则用Close方法关闭连接。可用Winsock的State属性来反映当前TCP/IP的连接状态。这里仅列举主要程序如下：

　　‘向服务器请求连接

　　WskClient.Connect

　　TimeDelay 100

　　Do

　　DoEvents

　　Loop Until WskClient.state=sckConnected

　　‘建立并发送FINS命令帧

　　Private Sub SendData_Click（）

　　ReDim SendData （19） As Byte

　　SendData （0） = &H46‘FINS命令帧报头的第1个字节

　　……

　　WskClient.SendData SendData（） ‘发送FINS命令帧

　　End Sub

　　‘接收PLC响应帧，并分析数据

　　Private Sub WskClient_DataArrival（ByVal bytesTotal As Long）

　　Dim i As Integer

　　ReDim ArriveData（bytesTotal） As Byte

　　wsk.GetData ArriveData, vbArray + vbByte, bytesTotal

　　‘接收数据，保存在ArriveData数组中

　　For i = 0 To bytesTotal - 1

　　txtArData.Text = txtArData.Text & " " & ArriveData （i）

　　Next i

　　……‘其它数据处理

　　If ArriveData（7） <> 16 Then

　　MsgBox“接收信息丢失“

　　ElseIf SendData（19）= ArriveData （bytesTotal-5） Then

　　MsgBox“节点地址错误“

　　End If

　　End If

　　在接收信息后,当PLC收到传输过去的信息后,会将对应的命令反馈值传回,这个事件程序内的程序将它显示在文本框中,还可作处理。主程序流程图如图4所示。

图4 程序流程图

　　若采用UDP协议，则通信的基本过程与TCP相同，只是不需要建立连接。UDP应用程序可以是客户机,也可以是服务器,而不必象TCP应用程序那样必须分别建立客户机程序和服务器程序。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快。如果网络中设备不是很多，且发送数据量不大时，可选择耗费计算机“资源”更小的UDP协议进行通信。

5.结束语

　　采用Winsock控件实现的上位机以太网通信程序，已成功应用于数字小样并条机监控系统中，该法简单实用,在不追加投资的情况下,实现车间设备的网络数据实时监控的功能，达到了理想的效果。以VB作为监控软件的开发平台，软件的二次开发不受限制，节约成本，并可根据需要随时对程序进行升级。为实现对控制系统进行有效的信息管理与监控，基于以太网的PLC控制系统必将有更为广泛的应用，本文的论述对解决这类问题提供了一定参考价值。