6ES7222-1BD22-0XA0库存充足

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任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以tigao生产效率和产品质量。在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：

　　1. 大限度地满足被控对象的控制要求

　　充分发挥PLC的功能，大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。

　　2. 保证PLC控制系统安全可靠

　　保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。

　　3. 力求简单、经济、使用及维修方便

　　一个新的控制工程固然能tigao产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。

　　4. 适应发展的需要

　　由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地tigao，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进

0. 引言

我国东北地区是规模大的食用菌生产加工出口基地之一。随着市场需求的不断增加，生产能力的逐渐扩大，生产设备的老化与滞后问题突显出来。培养基二次发酵是某企业一个重要的生产过程，是食用菌生产的基础工序。目前，该公司有6个培养基二次发酵隧道。每个隧道配置8个温度传感器，分别布置在发酵隧道的入风口、出风口和培养基中，用于检测发酵过程温度。每个隧道配置一台风机和风门，用于调节发酵隧道的温度，达到整个发酵过程的要求。现阶段,该公司采用人工的方法监控隧道温度，并用手动的方法调节风机转速和风门开度。自动化水平低、耗能高、人力资源的浪费等诸多问题急需解决。

在传统的PLC 变频控制集成系统中，变频器的启动/停止与故障监控由PLC通过开关量实现端对端控制。变频器频率是由PLC 通过模拟量输出端口输出0～5（10）V 或4～20mA 信号控制，需要PLC配置昂贵的模拟量输出端口模块。变频器出现故障时由PLC读取变频器的故障报警触点，对具体故障原因并不清楚，需查询变频器报警信息后再阅读变频器说明书才知道。随着交流变频控制系统及通讯技术的发展，可以利用PLC及变频器的串行通讯的方式来实现PLC 对变频器的控制。

在工业自动化控制系统中，为常见的是PLC和变频器的组合应用，并且产生了多种多样的PLC 控制变频器的方法，其中采用RS-485通讯方式实施控制的方案得到广泛的应用：因为它抗干扰能力强、传输速率高、传输距离远且造价低廉。本文就是针对该公司的自动化问题，应用PLC与变频器的串行通讯，实现风机的变频调速和远程监控[1]。

1. 变频器通讯的系统配置

1.1 变频器的选择

易能电气的EDS1000系列变频调速器提供串行通讯技术的支持。它所支持的串行通讯技术包括标准RS-485、PROFIDRIVE、 LONWORKS在内的多种现场总线方式。其中，RS-485通讯方式为用户提供了无需附加任何费用的、为廉价实用的串行通讯方式。只需按照EDS1000变频器规定的通讯数据结构、控制字和状态字格式发送数据即可实现与变频的通讯。

1.2 PLC 的选择

西门子工控产品在工控领域应用市场中有较高的占有率。S7-200系列是西门子SIMATIC PLC 家族中的小规模PLC 成员，自由通讯口方式是S7-200 PLC的一个特色的功能，它使S7-200 PLC可以由用户自己定义通讯协议。利于自由通讯口方式，在本系统中PLC可以与变频器方便连接。PLC通过自由通讯口方式与变频器通讯，控制变频器的运行，读取变频器自身的电压、电流、功率、频率和过压、过流、过负荷等全部报警信息等参数，这比通过外部端口控制变频器的运行具有较高的可靠性，节省了PLC宝贵的I/0 端口，又获的了大量变频器的信息。在本例中，作者将按照自由口协议来对S7-200的自由口进行编程[2]。

1.3 系统硬件组成

EDS-1000 系列变频器R-485 接口与西门子S7-200系列226CPU 型PLC 的自由通讯口1的配线图，如图1 所示。PLC为主机，变频器为从机，主从机点对点通讯。

1.4 硬件安装方法

（1）用网线专用压接钳将电缆的一头和RJ45水晶头进行压接；另一头则按西门子PLC自由通讯口的针口排列，与DB-9 专用转接插头相连。

（2）将RJ45 电缆分别连接变频器的PU 口，把DB-9专用转接插头与S7-200 PLC 的自由通讯口1 相连

2. 变频器通讯原理

EDS1000系列变频器的串行通讯为异步半双工的方式，使用字节奇偶校验。PLC为主机，变频器为从机，系统电码的传输由主机控制，主机不断发出某个地址的电码给从机，等待从机的响应。主机多能带31个从机，在有中继器的情况下，可以增加到126个从机，也就是从机的地址多可以设定到126。通讯时，传输的默认格式和传输速率为：8-N-1，9600bps。传输的数据命令帧格式表1所示。

上述数据结构中：

（1）帧头：为字符“～”（即十六进制7E），单字节。

（2）从机地址：从机的本机地址，占用两个字节，ASCII格式。变频器出厂设置为01。

（3）主机命令/从机响应：主机发出的命令，从机对命令的应答。占用双字节，采用
ASCII 格式。

（4）辅助索引/命令索引/故障索引：对于主机，辅助索引、命令索引用于配合主机命令实现具体功能。对于从机，辅助索引、命令索引用于从机上报故障状态码，命令索引不作改动，直接上报。数据类型为16进制，4 个字节，ASCII格式。命令索引占用低二个字节，辅助索引占用高二个字节，数据范围为“00”～“FF”。

（5）校验和：数据含义为帧校验，占用四个字节，ASCII格式。计算方法为“从机地址”到“运行数据”全部字节的ASCII 码值的累加和。

（6）帧尾：十六进制0D，单字节[3]

3. PLC 编程示例

本文结合发酵隧道控制系统的需要，考虑其实用性，本系统主要是设置变频器的运行频率和读取变频器的参数。

3.1 变频器的运行频率设定程序

PLC 在次扫描时执行初始化子程序，对通讯端口进行设置。本例运用端口1进行通讯，变频器地址为01。例如：设定值为40.00HZ，格式：“～010C00010FA0027C\R”，程序如下：

Network 1 //初次扫描，进行初始化操作，置传送字节数。//
LD SM0.1
MOVB 18, VB199
Network 2 //若SM0.7=1，允许自由口模式//
LD SM0.7
MOVB 9, SMB130
Network 3 //若SM0.7=0，允许PPI/从站模式//
LDN SM0.7
R SM130.0, 1
Network 4 //初始化从机运行频率给定命令//
MOVB 0, MB2
MOVB 18, MB3
Network 2 //连接字符接收中断到中断程序0//
LD SM0.7
ATCH INT_0:INT1, 25
ENI
Network 3 //若MB2=MB3 时，则：计数器清0，恢复初始状态//
LDB= MB2, MB3
MOVB 0, MB2
MOVD &VB320, VD316
中断进行接收数据程序如下：
Network 1 //断开中断，将数据放入数据区//
LD SM0.0
DTCH 25
MOVB SMB2, ＊VD316
INCD VD316
INCB MB2

4. 结束语

使用此方法采用西门子S7200 系列226 型CPU 的PLC通过自由口1，使用RS-485 协议对易能EDS1000型变频器进行控制，极大地减少了线路连接的复杂性，避免了现场可能的各种电磁干扰对控制设备的影响。

 在本例中要定时对多组数据进行定时发送和读取，而RS指令在同一时间只能处理同一事件。在在每发送和接收一组数据时要有一定的时间间隔才能启动下一组数据处理。这就要求主机在程序内部分时把每组数据的读取与发送严格区分，程序如下：

    如果在有些工程中需要对几十组数据进行读写通讯，可在区分每组数据的接收与发送时调用子程序的方式实现，需在此方式下编程要注意某些位的状态。在本例中通讯指令只用了一条，在接收时就需要区分是发送哪组数据变频器所返回的数据，在程序上要用变址功能把返回的数据校验和计算后加以区分，程序如下：

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    程序完成后要对变频器的通讯参数设置，变频器的主要几个通讯参数设置如下：

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    F0.4:0002（运行命令通道）F8.0:0021（PID控制）

    F8.1:0201（PID设定与反馈通道选择）F9.0:0015（通信设置）

    F9.1:（根据每台站点设置地址）F9.3:0000（通讯辅助功能设置）

    调试:

    变频器的TA与TB端设置成报警输出，把报警信号送到PLC以便在上位机上监控到。当出现故障操作员可以讯速作出处理。在现场调试时把程序分段单台调试以tigao调试速度，出现问题也容易解决，特别要注意的是干扰造成接收数据出错不能校验，在通讯线上必需用屏蔽双胶线，屏蔽层接地。

    结束语:

    采用上位机控制和监控，下位机PLC对变频器通讯控制，通过动态数据的交换，上位机随时对变频器远程监控，所有数据在屏幕上一目了然，调试后效果显示集中操作非常简便，系统运行稳定可靠集成度tigao，产品质量和生产效率也大大tigao。

   随着计算机信息技术的快速发展，生产过程对生产效率和生产工艺的要求tigao。变频器作为驱动器在工业自动化领域得到了越来越广泛的应用。在冶金冷轧行业中，系统集成度和数字化控制程度的高低决定着产品的质量和产品生产效率，也决定了厂家能否在行业竞争中占据一席之地。佛山某钢铁厂冷轧薄板线使用四方E380系列变频器，三菱FX2NPLC和西门子直流驱动，S7-300组成的系统，在系统设计可靠性和工艺要求上达到国内先进水平，本文将对其进行简单介绍，对四方变频器在系统中与三菱PLC通讯将进行着重的说明。

    方案与控制原理:

    该生产线传动部分如开卷机、卷取机、轧制主机等采用直流他励电机，使用西门子直流驱动器与西门子PLC控制。冷却使用两台22KW交流电机，酸洗四台75KW交流电机，交流电机采用四方E380系列变频器与三菱PLC进行集中控制。两套PLC系统作为下位机，上位机用组态王组态对下位机进行控制和对现场进行监控。

    整条生产线的冷却液由上述两台冷却泵提供，通过一台变频器进行控制驱动。根据生产线速度和材料厚度要求，上位机决定所需压力和liuliang传送到PLC，再由PLC对变频器进行驱动控制。为保证工艺要求，现场用一压力变送器反馈到变频器进行闭环控制。PLC定时对变频器发送PID设定值，读取PID反馈参数，电机输出电流，当前输出频率以便进行集中处理。当变频器运行到上限频率，而系统压力反馈信号还达不到系统所要求时，PLC通过读取变频器参数，对电机进行切换，通过控制接触器将电机从变频驱动状态改成工频驱动，变频器启动第二台电机变频运行，由第二台电机作PID闭环恒压控制。当反馈值大于设定值时，变频电机转速下降直到输出下限频率，如果此时反馈压力还大于设定压力，PLC将停止第二台电机的驱动，将台电机工频切换为变频PID闭环恒压控制。

    四台75KW电机分两组由两台变频器分别控制。在原材料进入生产线加热后表面附有一层氧化物，要除去这层氧化物，需要使用一定比例和压力的酸性液体来清洗掉，才能进入下一道工序。这两组酸泵电机就是在不同的位置根据不同的线速度对钢薄板清洗。同样用压力变送器把4-20mA信号送到变频器作反馈控制用。控制原理同前面两台冷却泵一样。整条生产线工艺非常严谨，为了尽量tigao成材率和生产效率，在三组泵的主管道在还安装了电接点压力表设置上限压力，当压力达到上限时，压力表送出一个信号，通过PLC读取，反馈到上位机以提示操作员及时处理。

    硬件通讯

    由于四方变频器是使用自定协议通讯，使用RS485半双工作为物理电气连接口，与三菱FX2N通讯需要外加一块FX2N-485BD板。而FX2N-485BD板用的是全双工通讯模式，要与半双工的变频器正常通讯就得在接线方式和内部程序上作特别处理。后一台要并一个330欧的终端电阻。在接线上如下图所示：

    程序:

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    四方变频器通讯控制命令分为六类，各组帧头和帧尾分别是十六进制数据5A和0D。本例中要读取运行参数的是1号命令，数据发送帧长度是14个字节，修改RAM参数是3号命令，发送帧长是18个字节。控制命令是4号命令，发送帧长是15个字节，变频器数据返回帧长18字节。三菱PLC用于自由口通讯的指令是RS指令，特殊数据寄存器D8120根据变频器的通信格式（如奇偶校验，波特率）等通讯参数，设定PLC的对应参数。考虑到主机是全双工通讯，而从机是半双工通讯，主机在发送数据的会把发送的字节内容存在接收的地址前面，在内部收发地址上要作特殊处理，地址D482-D499接收的是发送的18个字节，从D500开始接收的是实际变频器返回的数据。如果发送的字节多是15个，那么接收的地址个数相应的往前推3个，接收的字节数也相应的减少3个改为K33。部分程序如下：