西门子模块6ES7223-1BF22-0XA8品质好货
2 PLC控制
采用WPLsoft软件和TPeditor软件进行编程，而后输入ES14与TP04G中。图3给出了PLC控制流程图。
图3 PLC控制流程图
2.1PLC的参数设置
采用计算机编写PLC程序前，需要在WPLsoft软件中对PLC机种和通信进行设置，如图4所示，其中机种选择“ES／EX／SSSeries”即可，程序容量必须选4000Steps，否则无法传输程序，在程序标题栏中添加标题，也是PLC程序文件的名称，如“CAP-V1.0”，表示铜铝管焊接控制程序V1.0版。通信设定主要内容是“通信端口”，即PLC数据线在计算机上的接口，如COM3；“通信波特率”，即PLC与计算机的数据传输速度，默认值为9600 bps，可以满足一般的使用要求；“通信站号”，多台PLC要进行此项设置，单台PLC时应用默认值即可。
图4 PLC的参数设置
2.2PLC编程及传输
在WPLsoft软件中的编辑区利用梯形法进行编程，PLC编程界面见图5。控制焊接时间的定时器，其计时单位应为0.001S，从而可提高控制精度，程序编完后，将专用的PC—PLC数据线接好，而后在WPLsoft软件中选择“通信”-“PC(=)PLC”，将程序传输至PLC中，后启动PLC，运行程序。
图5 PLC编程界面
3TP04G显示器的编程过程
3.1TP04G显示器的参数设置及开机画面
采用TP04G文本显示器，其屏幕多可显示4行文字，对TP04G进行通信设定并设置开机画面，如图6所示。
图6 TP04G通信设置与开机画面
其中，通信设定与PLC通信设定类似。在TPeditor软件中绘制开机画面，传人TP04G文本显示器，在TP04G的“开机画面”设定中选择“使用者自定”，当TP04G给电启动时，先出现图6b的开机画面。
3.2TPMG显示器编程与传输
铜铝管焊接时需要调整的是时间参数，经简化令1.2中的t3=t0，从而编程中设置3个时间变量即可，图7给出了TP04G显示器编程界面，其中“时间1”、“时间2”和“时间3”分别对应1.2中的t0、t1和t2；“0.00”和“0.000”表示当前时间数据值，“#.##”和“#.###”表示时间数据输入口，通过编辑即可改变焊接时间数据，其范围限定在0.01—5.00S和0.001～5.000S。程序编辑完毕后，也要通过专用的“PC—TP04G”数据线将页面程序输入TP04G中，传输过程与PLC程序传输类似，当TP04G启动后，先出现开机画面，而后即出现图7中的时间控制界面。
图7TP04G编程界面
PLC与TP04G次开机后，立即将焊接时间的参考数据输入，而后进行试焊，再根据焊接效果适当调整。
根据以往经验与试验分析，当时间1取1.00 S、时间2取0.535 S、时间3取1.90S时，φ6mmx0.5mm铜铝管的焊接效果较好；当时间1取1.15 S、时间2取0.655 S、时间3取2.05S时，φ20mmx1.25 mm铜铝管的焊接效果较好，图8给出了6mm和20mm铜铝管焊接试件照片，上部为铝管，下部为铜管。
图86mm和20 mm铜铝管焊接试件照片
4 结论
1)采用PLC和TP04G文本显示器相结合的方法，对铜铝管焊机的焊接时间参数进行控制，使用高精度计时器，使焊接时间控制精度达到0.001S，既提高了对焊机的性能，又降低了生产成本，适应了铜铝管对焊机的发展要求。
2)采用容量为50 kVA的焊接线圈，可焊接外径6-20 mm，壁厚0.5～1.25mm铜铝管的焊接，扩大了铜铝管接头的应用范围，可为0.8—4.0 kW的空调提供铜铝连接配管。
3)经长期实际生产，铜铝管焊接质量优良，已应用于多家制冷企业，并为企业带来了可观的经济效益
5. PLC实时数据处理
由于s7-200系列plc在自由口模式下，通讯协议完全由梯形图程序或stl编辑器控制，程序可以使用接收中断、发送中断、发送指令和接收指令来控制通讯操作。cpu连续扫描用户程序，执行用户任务。plc在程序执行过程中，基于稳定、快速灵活等方面考虑，cpu每个扫描周期都通过输入输出映像寄存器来执行实际输入输出操作，即读实际输入点值到映像寄存器、写映像寄存器值到实际输出点。由于在中断中不能顺利进行数据读写操作，可通过编程，利用plc循环扫描执行程序的特点，使得在程序扫描期间实现数据存储区与输入输出映像寄存器区交换数据。
在本实例中，plc上电初始化后转入接收字符中断，当上位机发出查询命令后，plc判断所发命令的地址和地址补码是否正确;如果正确判断上位机是向plc发送命令还是查询plc状态;如果执行命令则plc转入主程序执行相关命令，如果查询plc状态则将协议定义的信息发送给上位机，上位机收到信息后发送应答帧给plc。
例:interrupt0//接收开始
network1
ldnsm3.0
ab=smb2,vb0
movw+0,ac0
movd&vb600,vd638
movbsmb2,＊vd638
xorwsmw1,ac0
movbac0,vb300
atchint_1,8
atchint_6,11
creti
network2
ldsm0.0
dtch8
atchint_6,10
interrupt1//接收地址补码
network1
ldnsm3.0
ansm1.0
movbsmb2,＊vd638
xorwsmw1,ac0
network2
ldsm0.0
atchint_6,10
interrupt2//接收命令后判断
┋
network3//发送信息
ldw=ac2,+0
ab=vb301,vb604
ab=vb603,16#00
atchint_4,10
dtch11
creti
network4
ldsm0.0
wdr
┋
network7
ldsm0.0
sm31.0,1
dtch11
atchint_5,10
interrupt3//接收应答字节
network1
ldnsm3.0
ansm1.0
movbsmb2,＊vd638
incdvd638
xorwsmw1,ac0
decwac2
network2
ldw=ac2,16#0000
movwac0,vw300
network3
ldsm0.0
dtch8
atchint_6,10
interrupt4//发送信息码
┋
network6
ldsm0.0
movwac0,vw105
xmtvb100,0
atchint_6,9
┋
interrupt5//发送应答帜
┋
network9
ldsm0.0
movwac0,vw105
xmtvb100,0
rm31.0,1
atchint_6,9
┋
interrupt6//转入接受中断
network1
ldsm0.0
dtch9
dtch10
dtch11
atchint_0,8
6. 计算机实时数据处理
计算机程序由车辆级网络供应商提供，根据双方制定的通讯协议，通常采用vb或vc编写，在此不做详细描述。
7. 结束语
从以上叙述可以看到，由车辆计算机与plc（或其它智能可编程设备）组建的车辆级实时监控系统关键在于解决计算机与plc的实时通讯、plc对车上设备状态实时监控的问题。通过这种方式组建的车辆实时监控系统，只是在原有的设备控制器软件内增加了通讯程序，并没有增加设备供应商的成本，这种监控系统的开发成本低，实时性好、操作简单、通用性强。再利用计算机易组网的功能，实现了整列车的实时监控，大大提供了列车行驶中的可靠性和安全性，这种网络系统在旅客列车、特别是高速列车上已普遍使用。
1. 引言
可编程控制器（PLC）由于其结构紧凑、可靠性高、编程简单、指令强大、灵活性强、能适用于比较恶劣环境等诸多优点，现已在工业控制领域得到广泛应用。现普遍采用触摸屏加plc的方法来监控设备，但触摸屏视角窄，不适应恶劣环境，且数据存储容量有限，不易实现大规模网络互联。我们采用plc与计算机通讯的方式实现实时监控，克服了触摸屏的缺点。
2.s7-200cpu自由口通讯方式的应用
的plc很多，如西门子、欧姆龙、松下、三菱等等，本人仅以西门子s7-200小型可编程控制器的cpu22×系列为例，介绍plc在计算机网络中与计算机通讯的功能。
s7-200cpu支持多样的通讯功能，根据所使用的s7-200cpu，其网络可以支持一个或多个以下协议:
点到点（point-to-point）接口（ppi）
多点接口（multi-point）（mpi）
profibus
用户定义协议（自由口）
自由口通讯是通过用户程序可以控制s7-200cpu通讯口的操作模式。利用自由口模式，可以实现用户定义的通讯协议连接多种智能设备。通过使用接收中断、发送中断、发送指令和接收指令，用户程序控制通讯口操作。在自由口通讯模式下，通讯协议完全由用户程序控制。通过smb30（口0）允许自由口模式，只有在cpu处于run模式时才能允许。当cpu出于stop模式时，自由口通讯停止，通讯口转换成正常的ppi协议操作。
近年来，随着我国铁路运输环境的改善，列车速度越来越高，势必对铁道车辆提出较高的要求，其表现在对列车的舒适性和运行可靠性、安全性的要求提高，车辆上设备的自动化程度越来越高。自动化程度的提高，带动了网络技术在列车控制和监控上的应用。车辆网络控制、监控简图如图1所示。
整列车设有车辆级计算机，每个车厢设有本车计算机，车辆级计算机与各个本车计算机组成车辆的主网，本车计算机与本车厢内的各个设备间组成子网。plc由于其自身的优点，作为控制核心在车辆上的多种设备中得以应用，例如列车自动门的控制、列车空调机的控制等，使其可以作为整个列车网络系统中的一个节点。
3. 通讯协议
siemenss7-200系列plc可以采用用户定义通讯协议（自由口）模式实现计算机与plc、plc与plc的通讯。笔者所描述的例子中，车辆计算机系统和车辆上的其它设备分别是多个设备供应商的产品，只要制定好通讯协议，就能满足相互通讯的要求。s7-200系列的plc正是由于其自由口通讯是通过用户程序控制cpu串行通讯口的操作模式，可以方便地与车辆计算机通讯。
计算机（主站）每隔100ms查询plc（从站）一次，主站发出从站动作控制命令给从站，从站收到命令后发给主站应答帧，从站接收到主站发送来的一帧数据，计算出其校验码fcs，与接收到的一帧数据中的fcs比较，检查是否有数据错误。如果有数据有误，从站发送信息给主站，请求重发。
l字符结构:每个字符由11位构成，奇偶校验位采用奇校验方式。
起始位数据 奇偶校验位 停止位
1位 8位d7…d0 1位 1位
l传输数据帧格式
byte（0）…byte（n）fcs
byte（0）…byte（n）为字符串;
fcs为异或校验码，是发送的所有数据字节和地址字节之异或值。
l主站命令帧结构
从站地址从站地址补码控制字节命令字节fcs
l从站应答帧结构
从站地址从站地址补码控制字节应答字节fcs
4. 通讯口初始化
plc内部特殊存储器位smb30和smb130分别配置通讯端口0和1，为自由端口通讯选择波特率、奇偶校验和数据位数。自由端口的控制字节描述如表1所示。
例如:在通讯协议中规定奇偶校验为奇校验、每个字符的数据为8位、波特率为19200、自由口协议，采用通讯端口0，则在plc初始化程序中将smb30赋值为0c5h。