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随着激光技术的发展,激光测距传感器在检测领域得到了越来越多的应用。本文所研究的基于HOLLiAS-LECG3小型一体化PLC的激光测距系统,对多台激光测距传感器所采集到的数据进行处理,并将数据传送给上位机,实现了对多台激光测距传感器的监控。
1 激光测距传感器的基本原理
激光测距传感器的基本原理是,通过测量激光往返于被测目标之间所需的时间,来确定被测目标之间的距离。激光测距传感器的原理和结构都很简单,是长距离检测有效的手段。
激光测距传感器工作时,由激光二极管对被测目标发射激光脉冲。经被测目标反射后,激光向各方向散射。部分散射的激光返回到传感器的接收器,被光学系统接收后,成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,能够检测极其微弱的光信号。记录并处理激光脉冲从发射到返回所经历的时间,即可得到被测目标的距离。
2 PLC控制系统硬件设计
基于HOLLiAS-LECG3小型一体化PLC的激光测距系统的功能结构图如图1所示。系统通过PLC的自由口通信,接收多台激光测距传感器发送过来的数据,根据传感器提供的数据格式解析数据包,计算出测量的距离。系统的功能还包括显示测量距离、在非正常情况下报警、与上位机进行数据交换等。
PLC的CPU模块选用HOLLiAS-LECG3系列的LM3108模块,其性能价格比很高,广泛应用于工业控制的各个领域。LM3108模块的标准配置包括两个串行通信接口PORT0和PORT1,其中PORT0为RS485接口,PORT1为RS232接口。采用RS232接口建立PLC与上位机的通信,实现PLC程序的下装和监控。采用RS485接口建立PLC与现场仪表的通信。
3 PLC控制系统软件设计
PLC采用自由口通信方式接收激光测距传感器的数据,用%MB400~%MB411的12个字节作为通信接收寄存器,存放自由口通信方式下所接收的数据。所谓自由口通信,是指用户可以通过设置通信模式来改变通信接口的参数,以适应不同的通信协议。在PLC程序中设定的激光测距传感器的通信参数如表1所示。PLC控制程序采用和利时公司的编程软件PowerPro完成,下面详细介绍数据解析程序。其它应用程序从略。
表1 激光测距传感器的通信参数
3.1 数据解析程序的变量定义
PROGRAM PLC_PRG
VAR
SetRS485: Set_COMM2_PRMT; (* RS485自由口通信参数设置 *)
SetRS485Q: BOOL; (* RS485自由口通信参数设置标志 *)
Receive: COMM2_RECEIVE; (* RS485自由口通信数据接收 *)
ReceiveQ: BOOL; (* RS485自由口通信数据接收标志 *)
ReceivedData: bbbbbb; (* 存储ASCII码数据的字符串 *)
bbbbbbbb1: INT; (* 起始字符的位置 *)
bbbbbbbb2: INT; (* 结束字符的位置 *)
ReceivedData_bbbbbb: bbbbbb; (* ASCII码形式的数据 *)
ReceivedData_DWORD: DWORD; (* 十六进制形式的数据 *)
END_VAR
3.2 数据解析程序的梯形图
3.3 数据解析程序分析
PLC从激光测距传感器接收到的数据是ASCII码形式,需要将ACSII码转换成PLC能够操作的十六进制数。
在存储ASCII码数据的字符串ReceivedData中找到数据的起始字符“+”,并将其位置存储在变量bbbbbbbb1中。再找到数据的结束字符“$R”,并将其位置存储在变量bbbbbbbb2中。将位置bbbbbbbb2与位置bbbbbbbb1之间的字符取出,存入变量ReceivedData_bbbbbb中,此即为数据的ASCII码形式。后将该ASCII码形式的数据ReceivedData_bbbbbb转换位十六进制形式的数据ReceivedData_DWORD,即完成了数据的解析。
4 结论
采用和利时HOLLiAS-LECG3小型一体化PLC作为激光测距系统的控制核心,可以方便地与激光测距传感器进行通信。实践证明,该方案结构简单,运行过程稳定可靠,实现了激光测距系统的数据采集与处理。
1 引言
25t/h净水设备的工作为单纯的开关量逻辑控制,无模拟量处理。此净水系统完成对水中杂质的沉淀和过滤,使得水质较差的井水变为可以利用的生活用水,如饮用,洗碗等等。整个设备的运行全由PLC进行控制,通过对各液位开关进行开关量采集和运算,控制加水,排水电磁阀及水泵的工作。相对与人工及其他设备控制来说,PLC具有可靠性高,接线简单,逻辑更改方便等优点。
2 净水设备介绍
2.1设备简介
整个设备主要由药箱、源水池、沉淀池、袋虑、净水池、各个水泵和阀等组成。设备支持自动和手动两种方式,手动方便在设备维护时进行操作。控制系统能够实现断电再上电后继续运行,如泵保持原状态不变,沉淀延时继续等。对于多台泵并联的控制,能够定时进行工作泵的切换,使得每台泵的运行时间尽量均匀,延长其使用寿命。
2.2净水设备工作过程
当某一药箱处于低位时,相应的药箱低位指示灯亮,手动加药后点击混合按钮,相对应的加药泵或电磁阀(D3和D5)启动,D4或D6电磁阀关闭,设备开始自动混药。延时混合完成后,根据两个沉淀池和源水池的水位条件判断药箱和源水池是否向沉淀池中加水。若源水池水位处于高位,任一沉淀池处于低位,则潜水泵和两个加药泵,D4和D6电磁阀打开,D3和D5电磁阀关闭,实现向沉淀池中加水。在沉淀池中,药加速水中杂质的沉淀,使源水池中的水进行净化。沉淀结束后根据净水池的液位高度决定是否向净水池送水。若净水池水位为低位,则沉淀池中的水经过袋虑式过滤器过滤后储存在净水池中。使用PLC设备可以方便的对各个液位开关等开关量状态进行检测,并根据逻辑运算结果控制水泵、电磁阀或指示灯等的输出,非常适合与此净水设备结合实现净水过程自动化。
3 控制系统设计
本净水系统是以PLC为控制核心,由执行机构(如电磁阀,水泵)、声光报警和开关按钮等外围设备组成。其中,对水泵的控制通过接触器实现。系统组成如图3-1所示。
通过PLC的运算控制,使净水设备能够高效进行净水工作,避免了人工操作产生的失误和时间浪费或使用其他控制设备产生的复杂的维护工作。
4 硬件选型
4.1 PLC硬件配置
根据控制的工艺和要求确定控制点数。其中开关量输入27点,开关量输出20点。无模拟量处理。据此选择以下PLC模块可满足使用要求。
1、 LM3109 CPU,自带24路数字量输入和16路数字量输出及RS232和RS485通讯口;
2、 LM3231数字量扩展模块,为4路数字量输入和4路继电器输出;
LM3109和LM3231共计数字量输入28点,继电器输出20点,满足使用要求。理论上应多预留些点,但考虑到成本和PLC相当高的可靠性,终硬件选型如上。
4.2 PLC I/O分配
5 应用特点
准确性及可靠性
准确性、可靠性是所有PLC产品都具有的特点。 LMPLC可以jingque定时,且运算速度很快,当判断条件满足时,会立刻进行输出动作,保证了执行的准确性。PLC具有优良的结构和抗干扰能力,且维护方便(若工作环境好几乎不需要维护),充分体现了其高可靠性。
系统功能强
净水过程需要一套较复杂的逻辑控制完成,其控制点数较多,各结构关联性强。 LMPLC可以轻易完成复杂模拟量的处理和控制,对于开关量运算速度仅为0.37微秒,并支持模块扩展。应用于净水设备完全可以满足所有的控制要求,并可根据今后的需要进行扩展,完成复杂的逻辑控制
灌封机能自动完成对从液体状到高粘度流体物料进行软管灌装封尾,适用于各种膏霜类或半流体食品,日化,药品的金属管,塑料管或复合管的软管包装,从液体到高粘度流体物料(膏体)进行灌装封尾到打码批号(包括生产日期)等工序全自动作业,是化妆品、制药、食品、粘合剂等行业的铝管、塑料管、复合管灌装封尾的理想设备。
2 结构组成原理
灌封机系由冲洗部分和灌封部分组成,其特征在于所述冲洗部分由九个部分组成,其中偏心摇杆机构与链轮组合机构连成一整体链轮机构,通过链条与齿轮回转摆动机械以及跟翻机械连接,一L型托杆翻条置于齿轮回转摆动机构中,两个链条链轮分别装置于板式链轮的两端,使板式链轮形成一环状链轮,其上设置瓶碗链板翻动机,所述灌封部份的灌装机构通过皮带与传动机连接,压塞机构和翻塞机构借助压盖封口摇臂机构组装于上支承架中,压盖机和封口机借助压盖封口摇臂机构组装于上支承架中,送夹瓶机构置于送夹瓶推杆上,在送夹瓶推杆的两端各设有一防倒退楔槽,自动放盖机构置于支承架之上,减速器与电动机组装成一组,与传动机连接,瓶道支承板升降机构置于下支承架上,由四个瓶道升降支承架成等距离分布设置在其上,瓶运道架设在瓶道升降支承架之上,灌瓶置于瓶运道上,紧靠送瓶推杆而置。
控制功能
该设备将两种聚氨酯混合搅拌,得到橡胶混合液提供给煤气灶火器使用。
A、B进料是一个单独的过程,与PLC控制无关。A、B料进料完成后。
步:开启A、B真空泵将A、B料罐抽空。当A、B电磁阀未打开时A、B真空泵可单独启停。
第二步:启动A、B搅拌机分别将A、B料进行充分均匀的搅拌。当A、B电磁阀未打开时A、B搅拌机可单独启停。
第三步:A、B料经充分搅拌后,分别打开A、B电磁阀,将A、B料注入到混合罐中进行混合搅拌,此时A、B真空泵和搅拌机不工作。
第四步:A、B混合搅拌与出料。先选择气缸的工作模式——自动和手动(脚踏)。若选择自动,按下自动按钮(此按钮带自锁功能),按下脚踏,气缸电磁阀打开AB搅拌电机启动。气缸下降,到位后触发下限开关保压,保压时间(保压时间在文本中设定)到后气缸复位,复位后触发上限开关停顿(停顿时间在文本中设定),停顿时间到后,气缸自动进入下一个循环。若选择手动,按一下脚踏开关,气缸循环一次。上下限开关可有直线电机进行位置调整,在气缸不工作时调整。
第五步:清洗混合罐。处于清洗状态时,A、B真空泵搅拌机电磁阀全部复位。AB搅拌机此时可以单独启停。
3 系统I/O配置
系统可实现手动和自动选择控制,下表是系统I/O配置情况。
4 系统典型配置
灌封机设备采用LMPLC作为控制装置,包括CPU模块LM3109、4路数字量输入处理通道和4路继电器输出处理通道LM3231;人机界面采用HollysysHD2000文本显示器。配置如下图所示。
采用HOLLiAS LMPLC控制系统的灌封机,功能强、性能完善且价格便宜,提高了灌封精度,缩减了控制成本,实现了智能化,是对前一代继电器式设备功能的完善的性能的提高。
一、引言:
在当今制造业,随着产品种类的增多及对产品质量要求的不断提高,对焊接工艺要求起来越高,许多原来有人工焊接的产品对焊接自动化设备的需求及要求也越来越多。而如何提高焊接设备对产品的适应性便成了众多焊接设备厂商所面临的首要问题。现就对国产海为(Haiwell)PLC在这一方面的系统应用作一介绍。
二、解决方案:
如上图所示,系统主要有带文本显示器、可编程控制器、变频器等组成。
工作原理:利用HaiwellPLC的易用的通信功能:标准配置2个通信口,1个RS232通信口,1个RS485通信口。用HaiwellPLC的RS485口与变频器通信,控制变频器运行、停止、速度并读取变频器运行状态及输出频率。再通过HaiwellPLC的RS232口与文本显示器通信,对焊接工艺参数进行设定。
系统优点:
1、利用Haiwell PLC的自由通信协议指令COMM实现与富士变频器的运行控制与状态读取。所有HaiwellPLC的通信功能均可用一条指令实现,无需对特殊位、特殊寄存器编程,也无需管理多条通信指令的通信时序,同一个条件下可写多条通信指令。
2、HaiwellPLC标准配置1个RS232口和1个RS485口,且任何一个通信口均可作为主站也可作为从站。任何一个通信口均可作为编程端口,也可作为与第3方设备通信的端口。在本应用中,用RS232口与文本显示器通信,用RS485口与富士变频器通信。
3、利用通信实现变频器的速度调节及运行控制,大大增强系统的抗干扰能力,大大提高系统在强干扰的焊接场合的可靠性与稳定性。
4、利用通信实现变频器的通信,节省了PLCDA模块,大大节约系统成本,并轻易实现应对不同产品需要不同工艺控制参数(焊接速度、焊接时间)的要求。
主要硬件配置:
1、可编程控制器:HW-S32ZS220R 1台
2、变频器:FVR0.4E11S-7JE(Fuji) 1台
3、文本显示器OP320A-S(Xinjie) 1台
三、程序设计亮点:
1、利用COMM指令非常容易的实现与富士变频器通信。用COMM指令写通信协议时,可选择按寄存器低字节(低8位)发送的方式,而接收数据仍按16位接收并自动存放至指令指定的地址,使用户编程大大简化。;
2、利用通信功能控制变频器,大大提高速度控制的jingque性,并简化了许多原来D/A转换时的数字量——工程量——显示值间转换程序。
四、
利用海为可编程控制器(HaiwellPLC)便利的通信功能及便利的指令集,满足了焊接自动化设备厂商对设备广泛适应性要求。可广泛应用于焊接自动化行业设备配套场合。