6ES7223-1BF22-0XA8型号大全
二、控制规模
1、DI：112
2、DO：40
3、AI：24
4、AO：4
5、配料计量秤5台（每台秤的控制信号量：2xDI，1xDO，3xAI，1xAO）
三、使用设备型号
海为PLC部分：
1、CPU主机：HW-S32ZS220T 1台
2、DI扩展模块：HW-S24DI024N 4块
3、DO扩展模块：HW-S24DO024T 1块
4、AI扩展模块：HW-S04AI024N 4块
5、AO扩展模块：HW-S04AO024N 1块
6、通讯扩展模块：HW-S01RS 2块
仪表部分：
1、多路巡检仪：AI-704M 3台
2、计量秤控制器 5台
四、解决方案
在一般情况下，单台小型PLC无法实现这样规模的控制，海为PLC能够实现这一控制是基于以下特性：
1、足够大的程序空间：16K
2、可以扩展7个扩展模块
3、支持5个通讯口，5个端口可以并行工作
4、海为PLC的AI/AO模拟量扩展模块支持并行总线和串行总线二种扩展方式，采用串行总线扩展时不受AI/AO点数限制
5、通讯效率高，通讯程序与扫描周期无关，无须人工控制时序来避免通讯端口的冲突，能完全满足实时性和可靠性要求
在本控制系统中PLC的CPU主机通过并行总线扩展了7个模块：4个DI扩展模块+1个DO扩展模块+2个通讯扩展模块，这样PLC共有4个通讯口：CPU自带2个+2个扩展的通讯口，系统网络图如下：
图1
如上图所示，COM1用于与上位机通讯，实现对这个控制系统的实时监控；COM2用于与4个AI模块和1个AO模块通讯，实现对标准模拟量信号的采集和控制；COM3用于与3台多路巡检仪表通讯，实现对热电阻温度信号的采集；COM4用于与5台计量秤控制器通讯，实现对计量秤的综合控制。
由于将需要通讯的设备按高低速进行了合理的分配组网，把通讯量分散到不同的通讯口，充分满足了系统对实时性的要求
1、引言
工业无线遥控系统可以将操作者或者机器的控制指令进行数字化处理后，由发射系统传给远方的接收系统，再经jiema转换为控制指令实现对各种机械设备的控制，要求在强磁场，强电场及无线电信号复杂环境下的工业环境抗干扰能力。工业无线电技术是现代数字通信技术与传统无线电通信相结合的综合技术系统。
在实际工业现场中尤其是移动型设备与成套装备，如果采用无线遥控系统，操作人员只需要携带轻巧的发射系统，自由走动并选择佳(安全)视觉位置进行操作，消除了以往由于视线不清，环境恶劣或指挥不当等因素造成的事故隐患，保证了安全操作，各项操作可由一个人承担，无需他人指挥，节省了人力资源，操作人员独立判断，操作的准确性，连贯性比以往得到显著提高，从而大幅度提高了生产效率。
2、系统设计
无线遥控系统构成可分成发射系统和接受系统，我们把发射系统做成发射端，接收系统做成接收端，通过无线数传模块进行数据的传输通信。
把现场控制的各种按钮和摇杆设计在遥控系统的发射端上，这样远程操作发射端就可以控制现场设备的运行，按下发射端控制面板上的操作按钮，单片机检测到后就启动相应串口发射程序，由无线数传模块发射数据，接收端控制现场设备运行，由无线数传模块，plc和现场设备组成，当无线数传模块接收到发射端传来的数据后，使用自由端口方式通信，就可以启动相应的plc控制程序，控制现场设备的运行动作。
2.1 单片机发射端设计
发射端总体设计我们采用如图1所示的结构。
图1 发射端硬件构成图
单片机模块采用的是xc164单片机，xc164单片机是英飞凌16位微控制器产品，其优异的结构，高效的指令集，以及不断扩充更新的产品线，使其广泛应用于qiche电子，工业控制和信息技术领域，该系列单片机具有丰富的接口模式，如14通道10位ad变换器，同步/异步串行通道usart，高速同步串行通道spi，can模块，79个io引脚等，并可与各种设备组成通讯网络。该系列单片机适应于恶劣的工业环境，工业温度可在-40～125℃。针对我们的发射器的功能，使该遥控器具有工作性能稳定和易于进行功能扩展的优点。考虑到工业应用的现场环境。
项目设计是采用如下方式：例如，当按下开关按钮(如启动，停止等，不同的控制系统有不同的功能按钮)时，单片机检测到其端口电位变化后，启动其相应的程序，通过串口向无线数传模块发送相应的数据。如单片机按钮输入程序处理编程可采用图2所示程序流程图。
图2 无线发射程序流程图
2.2 plc自由口接收端设计
接收端总体设计采用如下图3所示结构。
图3 接收端硬件构成图
现场运行设备采用plc控制，编写plc程序可以控制设备的各种运行方式，采用西门子的s7-200具有一个或两个rs-485标准接口，可以直接采用无线数传模块与plc的rs-485接口连接，接收端模块接收到数据后，plc启动相应的中断程序，开始进行运行相应的控制程序。
s7-200系列plc的通讯端口支持多种通讯协议，此处可以采用的有两种。一种是西门子的ppi主-从协议，利用这种协议主站可以直接对从站，即控制系统中的plc，发出指令，控制从站的各端口及功能。这种方式plc的编程简单，不需要对原有从站程序进行修改。ppi协议不是一个公开的协议，在文献4中提到了一种通过串口侦听获取ppi协议从而利用主站编程控制从站的方式。一种通讯模式是自由口模式，利用自定义的plc程序控制s7-200cpu的通讯端口，使用用户自己定义的通讯协议来实现与外界的通讯。这种模式支持ascii和二进制协议。自由口模式使用简单、灵活，但需要对plc进行专门的编程。因为无线遥控所需数据量不大，通过比较，选择了自由口通讯模式，以ascii码的形式在手持操作器和plc之间传递命令和反馈信息。在plc内编写了专门的无线控制程序，实现无线控制状态下的数据通信及对机械手的控制。我们采用s7-200的自由口通信，使用自由口通信用户可以自定义的通信协议与所用的智能设备通信。
采用自由口通信协议后，接收端接收到数据，通过无线数传模块传送到plc中，启动相应程序，其程序编制采用图4所示流程图。
图4 plc接收流程图
2.3 无线数传模块
(1)zf02系列无线数传模块：发射端和接收端使用无线数传模块进行数据通信，市场上的无线数传模块的种类很多，根据实际需要，我们直接采用上海兆富通信技术有限公司生产的zf02系列无线数传模块，其主要特点：载波频率：433mhz，450mhz，470mhz，868mhz；多种可选的通讯接口：rs-232，ttl，rs-485；传输速率：1200，2400，4800，9600，19200，38400bps；收发一体，半双工工作模式。zf02非常适用于项目设计的无线遥控系统。其外形如图5所示。
图5 接口与尺寸
(2)无线数传模块三种通信接口模式：ttl电平的串行通信接口，可以直接与单片机芯片串行管脚相连；标准的rs232接口和标准的rs485接口，其中标准的rs232接口和标准的rs485接口通过跳线进行切换，西门子s7-200系列有一个或两个rs485标准接口，可以直接与无线数传模块的485接口连接。
3、结束语
本系统设计是通用性设计，针对具体设备可以具体设计，修改发射端相应的输入功能按钮或者摇杆，修改单片机系统和plc系统的软件程序，使其达到了符合现场设备的操作功能要求。
2．3PLC输出负载的抗干扰处理
PLC输出模板采用继电器输出型时，所带的电感性负载的大小，会影响到模板内继电器的使用寿命，使用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器。更重要的一点，PLC的输出负载可能产生干扰，要采取措施加以控制，若负载为直流电感性负载，则在负载两端加续流二极管保护，若负载为交流点刚性负载，则在负载两端加阻容吸收电路，见图1。一般选择D为1A，R为100 Q，C为0．47 pF。
图1 阻容吸收电路不意图
2．4正确选择接地点，完善接地系统
良好的接地是保证PLC可靠工作的一个重要条件，可避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的一般有两个：一是为了安全，二是为了抑制干扰。完善的接地是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。
PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点之间存在地电位差，从而引起地环路电流，影响系统正常工作。比如电缆屏蔽层必须单点接地，如果电缆屏蔽层两端都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。接地线、屏蔽层和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会感应出电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合．信号回路受到干扰。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等的电位分布，影响PLC内模拟电路和逻辑电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰易影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机等故障。模拟地电位的分布将使测量精度下降，会引起对信号测控的严重失真和误动作。
1)安全地或电源接地。将电源线接地端和柜体连线接地做为安全接地。若电源漏电或柜体带电，可以从安全接地端导入地下。
2)系统接地。系统接地即PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地。接地电阻值不得大于4Q，通常需将PI，C设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作为控制系统地。
3)信号与屏蔽接地。一般要求信号线必须有唯一的参考地，屏蔽电缆遇到可能产生传导干扰的场合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地环路”。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应互相连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接地。
2．5对变频器干扰的抑制
变频器干扰处理一般有以下几种方式：
1)加隔离变压器，主要针对来自电源的传导干扰，可将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前；2)使用滤波器，滤波器具有较强的抗干扰能力，可防止将设备本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能；3)使用输出电抗器，在变频器和电动机之间增加交流电抗器主要是为了减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射，影响其它设备正常工作。
3矿井提升系统干扰问题及解决办法
我矿在2007年投产了一套1 900kw交一交变频提升系统，针对现场出现的问题采取了以下的抗干扰措施：1)把功率部分与控制部分分别安装在两层，使得功率柜对PLC以及变频控制部分的电磁干扰减至低；2)PI，C系统及变频控制系统用的交流控制电源均通过UPS供电，使得高压电网侧的干扰信号不会通过电源直接传入控制系统；3)为了可靠接地并减少接地电阻，在保证接地极电阻小于1Q的基础上，选用双根95mm2电缆作为接地电缆；4)对于触发脉冲、电压检测信号、电流检测信号、测速编码器信号等关键线路，采取单独敷设电缆，屏蔽层双端单独接地的措施。
4 结论
这套系统在调试初期，由于干扰问题给调试带来了一定的影响。使得接入PLC系统的位置检测信号、连锁信号出现差错。重新处理了接地与屏蔽之后，干扰的问题没有再出现。PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，才能使PLC控制系统正常工作。
0 引言
在工业控制领域，如何利用有限的资源实现对主要生产环节准确、稳定的控制，并对工业现场实施有效的监控，使生产和监控有机的结合起来，提高生产效率，是广大企业和从事工控行业的技术人员一直普遍关心的问题。而自动化水平的高低也成为衡量企业生产力的重要因素。
PLC作为一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作装置，以其可靠性高、抗干扰能力强、适用性强、功能完善等优点在工业过程中得到了广泛的应用，并以其极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。触摸屏是计算机技术和监控技术发展的产物，作为数据采集与过程控制的专用软件，它们是自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，具有灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控的功能。
电镀系统作为涂装企业的关键生产环节，对整个生产过程的影响具有举足轻重的作用，本文提出的基于触摸屏和PLC的电镀控制系统的设计，克服了原控制系统准确度低、稳定性差、生产效率低的缺点，提高了企业的生产效率和自动化水平。
1 系统的总体设计
龙门镀铜电镀自动生产线是电气器件等外表电镀的一种专用自动生产设备。生产环节包括三个基本阶段：镀前处理、电镀过程和镀后处理。整个镀铜电镀过程主要经过热浸除蜡、水洗、弱腐蚀、除垢、沉锌、预镀碱铜、碱铜、酸活化、焦铜、回收、水洗、防变色等。经过电镀的器件可以提高其使用寿命，具有可靠性高和抗干扰能力强等特点，在电气工业控制中得到了广泛应用。
生产线为自动线，生产时由行车根据工艺及生产线状态自动移送工件，完成工件的电镀处理。行车主要执行挂钩的上升／下降运动，行车的前进／后退等4个动作，一辆行车分别装有2个三相异步电动机，并由变频器来控制电机运作。为了实现自动功能，主要采用三菱FX2N系列的PLC作为控制核心，采用三菱系列的触摸屏GOT1100作为上位机来执行动作操作，触摸屏产生人机界面和生产数据的监测及储存功能，和PLC构成实际的控制设备。
2 PLC控制系统
控制系统的设计以GX DEVELOP8软件为平台，开发控制系统的程序。其编程方便，不但支持通常的逻辑、算术、位等，还直接支持子程序、跳转、文件和PID等指令和大量寄存器，并且有方便的注释功能(和程序在一起)。
2.1 软件设计
控制系统的控制对象是三台行车，对行车的运行动作进行控制，系统的被控量为电机的速度和正反转，执行机构为变频器，控制相对比较复杂。
结构化程序设计是编程中常用的并且是有效的方法，其中心思想就是采用子程序，将程序之间的耦合降低。采用这样的方式，也可以解决语句机械重复的问题。在这个程7芋就可以充分利用PLC编程时允许使用子程序的便利，采用结构化的编程思想，将行车挂钩的上下运动，及行车左右行走等分别编制子程序。自动程序采用的动作序列的思想，整个循环就是一个动作的序列，只要依次执行每个动作就可以完成自动所需要的动作。具体的每个动作则靠调用相应的子程序完成，避免程序机械重复的问题。主程序主要负责所有子程序的调度，判断在不同的情况下去执行相应的程序，其中主程序框图如图1所示。
图1 主程序框图
从图中可以看到在此项目设计了以下的子程序，见表1。
表1 子程序列表
2.2编程中的几个细节处理
为了适应PLC编程的特点，在编程中对相关细节主要采取了以下几点措施：
(1)互锁处理
对于在运行中不容许出现的情况在程序上通过标志位进行互锁处理，这包括如下：挂钩的上和下；行车进和退；挂钩动作和行车动作；任何错误和动作输出；手动和自动。
(2)动作和故障的处理
动作子程序放在每个循环的结尾，这样在所有的情况都正常的情况下才输出实际的指挥行车动作的信号，只要前面有一个环节不正常，通过设置故障标志，动作子程序不输出实际的动作，这样确保行车的安全。
(3)手动和自动的转换
手动和自动的转换是该程序的一个难点。自动工作时随时可以切换到手动。手动切换到自动需要满足下面的条件才可以：三部行车都处在循环的初始状态，包括行车的位置和挂钩的位置；或者自动到一半时转手动，没有如何手动的动作后才转到自动。在其他情况下强行将手动切换到自动将作为可恢复性错误处理，发出报警声提醒操作者，并等待操作者切换到手动。
3触摸屏监控软件的开发
3.1 软件的总体设计
该控制系统监控软件采用三菱公司开发的GOT系列的10寸触摸屏将用于现场控制的PLC控制系统和上位机监控系统连接起来。从变量定义和I／O设备的管理人手，利用GOT多样化的绘图工具、强大的脚本语言处理能力和丰富的命令语言函数开发出生动、友好的主监控界面，以及含盖报警系统、行车操作，辅助控制等功能齐全的子监控界面。
经过开发的监控系统实时现场执行机构的操作模拟与监控，历史报警的查询等功能。其中还设有权限要求，要求操作时先要输入密码，以防非操作者的错误操作，以保证安全。
3.2行车监控界面设计
作为整个监控软件的主要部分，行车监控界面的设计形象地反映了该行车在整个系统运行过程，并且可以通过对变量的正确调用，使主要行车的运行状态按操作人员的需要在系统运行时准确、生动地展现出来。管理人员可根据需要使行车处于手动或自动状态，甚至可以根据需求设定行车运行的目标槽位，通过行车监控界面图5报警界面上的按钮，管理人员还可以方便地进入操作，进而获取系统运行的详细信息。
3.3辅助设备操作界面
为了全面实现系统的自动化，一些辅助设备如风机、移动小车、废水喷淋泵等的执行通过PLC来控制，其辅助设备的操作信号则通过触摸屏控制在该辅助设备的操作子界面里面，充分利用GTDESIGN软件提供的内部软元件，减少了PLC的输入点，从而减少了成本，又增加了可操作性。
3.4 报警系统界面
按照系统的设计要求，当行车行走提升、行走热继电器等过热，或者行车行走提升超出要求范围时，要求监控系统能够做出及时、有效的报警。鉴于此在开发报警系统时，该设计建立了系统的报警注释，将用户创建的注释作为报警信息显示。通过报警表跟注释链接，与PLC中的寄存器链接从而储存。操作人员可通过上移，下移，检查等操作来查找以前出现的报警历史记录。
4 结语
该设计已经投入到企业的生产过程中，从现场的状况和产品的质量来看系统运行稳定，行车运行路线和辅助设备在理想的范围内，管理人员能够通过触摸屏及时、准确地了解生产现场的状况，并可以根据生产要求及时做出调整。该设计不仅改善了系统的稳定性和准确度，在很大程度上提高了企业的生产效率和自动化水平。