6ES7232-0HD22-0XA0参数选型
在此就本公司PLC（可编程控制器）的SYSMACPLC中共通的基本动作，对初次选用本公司PLC的客户以必要的术语为中心进行解说。但不包括您购买后的FA系统和PLC编程设计时所需要的技术信息。
I/O刷新
在PLC（可编程控制器）中，客户所设计的用户程序通过一边读写PLC内的存储器区域（欧姆龙称「I/O存储器」）的信息一边将指令从开始到后逐个执行的方式来进行处理。另一方面，对于与PLC或I/O单元直接相连的感应器/开关等PLC外的数据，按照一定时序，会与PLC内的「I/O存储器」的数据一并更新。这种PLC外的数据与PLC内的I/O存储器的数据的一并更新，即称为「I/O刷新动作」。
了解按照怎样的时序进行I/O刷新，在研究客户所设计的FA系统和用户程序的动作时非常重要。SYSMACPLC的情况下，该I/O刷新动作会在执行完所有的指令后马上进行。（参见下图）
周期时间
在PLC处理周期中，从I/O刷新执行（开始）到下一次的I/O刷新执行（处理）之间的时间，即周期时间。
周期时间包含共通处理（自我诊断）、用户程序执行处理、I/O刷新处理、外围服务处理等所需要的时间。
1 如周期时间过长，则与PLC外部进行数据更新的周期变长，输入输出的响应时间变长，导致无法获取比周期时间短的输入的变化。
2 如周期时间短，则输入输出的响应时间变短，可进行高速处理。
3 如更改周期时间，则命令的执行间隔及输入输出的响应时间也会改变。
SYSMAC PLC的情况下，可按照以下的步骤计算出周期时间。
周期时间（Cycle time）=共通处理时间+指令执行时间+I/O刷新时间+外围服务时间
各SYSMAC PLC机种的执行时间的计算方法，在产品手册中有记载。
中断任务
通常，在PLC的处理周期内，用户程序包括I/O刷新等其他处理，将按顺序执行。（参见「I/O刷新」项）。
在这个处理周期中能够优先执行的处理，即中断任务。如事先指定的中断条件成立，则中断处理周期，优先执行该处理。
（根据SYSMACPLC机种的不同，也有将「中断任务」表示为「中断程序」的情况，在本文中采用CS/CJ系列中使用的「中断任务」的表示法进行说明）。
例如，在SYSMACCS/CJ系列中，作为中断任务，可提供断电中断、定时中断、I/O中断、按内部计时器的恒定周期中断、外部中断等方式。
主要的中断任务
内容
断电中断
电源切断时执行
定时中断
按一定的时间间隔执行
I/O中断
在中断输入单元的接点上升沿处执行
外部中断
有来自高功能I/O单元、CPU高功能单元、内插板（仅CS系列）的请求时执行
I/O分配
在用户程序中，为了对PLC内装载的输入输出单元的输入、输出信号进行处理，有必要事先为其分配PLC内的I/O存储器的地址。将PLC内装载的单元的输入、输出信号分配到I/O存储器上，即为I/O分配。CPU单元即根据该I/O分配信息执行装载单元及I/O刷新动作。
将PLC内装载的单元的输入、输出信号分配到I/O存储器上，即为I/O分配。CPU单元即根据该I/O分配信息执行装载单元及I/O刷新动作。
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CPU单元的存储区域
在PLC内，进行用户程序、I/O存储器的数据及注释信息、CPU单元及高功能单元的设定信息、登录I/O表信息等各类的数据的处理。保存这些PLC所处理的全部数据的地方，即CPU单元内的存储区域。
SYSMAC PLC时，有以下3种存储区域，由电池支持。
在SYSMACCS/CJ系列，因有内置闪存，可将存储区域的内容受到支持，电池的电压降低，用户程序和参数区域的数据也不会消失。
用户程序区域
记录客户所设计的用户程序。
I/O存储器区域
通过指令的操作码，可以访问该区域。记录通道I/O（CIO）、内部辅助继电器、保持继电器、特殊辅助继电器、数据存储器、扩展数据存储器、计时完成标志?当前值、计数完成标志?当前值、任务标志、变址寄存器、数据寄存器、条件寄存器、时钟脉冲等的信息。
I/O存储器区域的数据中包括：断电后恢复时，内容会被清除的区域，以及可保持以前的信息的区域。
参数区域
PLC所处理的各种初始设定信息。
记录PLC系统设定、登录I/O表、路由表、CPU高功能单元系统设定等的信息。
引言
程控变频钢球加工机床是我公司主导产品，产销量居国内首位，并批量出口美、德、日、韩、意大利等国。产品设计吸收了国内外多项先进技术，本文就电气传动控制部分进行阐述。
九十年代以来，变频传动技术日臻完善，其调速稳定，节能降耗，方便可靠等优点突出，已完全取代原来的滑差调速和直流调速。而可编程序控制器易于编程，易实现传统的继电器控制不能实现的许多功能。plc与变频器的系统集成自动化已成为产品设计时的解决方案。rs485通讯只需用两根线，安全可靠且传输距离远被广泛应用在变频器和plc上，这就使变频器与可编程序控制器通讯极为便利，低廉的成本也提高了产品的竞争力。
2 工艺过程简述
研磨机的主要动作为转动研磨盘由主减速电机经一对三角皮带轮，通过卸荷带轮内的花键幅带动主轴旋转获得，输球料盘由减速电机经过一对链轮传递蜗杆减速箱，减速后由料盘内的直齿轮啮合带动料盘旋转。两者均需要选用不同的转速来加工不同系列的钢球，为此均选用变频调速。为了安全起见，在系统中也加上了机床运转保护功能。如主轴运行监控接近开关，装在机床的主轴大皮带轮上，随时监视研磨盘的运动状态，防止皮带打滑造成研磨盘卡死，当转速低于正常值时，就停车报警；料盘除设有转速检测外，还加有堆球时快速停机，在设定时间内若恢复正常则重新自动运行的保护。
3 系统硬件设计
3.1 单自动化平台
艾默生ct公司的ec10系列小型plc因其运行速度快、通讯组网能力强、编程灵活、仿真模拟运行方便、程序保密性强、抗干扰能力强、性能稳定可靠，钢球研球机成为钢球研球机plc的自动化平台。根据工程经验，爱默生ev1000系列变频器故障率能极低，能实现高转矩、宽调速范围驱动，有优越的防跳闸性能，对恶劣电网、高温、潮湿和粉尘有较大的适应能力，能较好满足钢球专用加工设备的多样化的使用环境，可以实现单品牌同平台技术集成，也成为项目设计的。由此项目通过选用艾默生的ec10-1614bra小型plc及ev1000-4t0055g和ev1000-2s0007g变频器，达到了单一自动化平台技术集成，例如ec10系列plc对艾默生ct系列的变频器有简洁的通讯指令，一条指令即可控制变频器的运行控制。
3.2 电气原理设计
系统主电机电气原理(料盘电机控制与主电机同)附图所示。为了用户调速及监控运行速度，电动机转速由电位器调节，其数值由线性数显表显示，不通过通讯控制。主令按钮线直接接于plc的开关量输入点上。plc——变频器对电机的启动、停止、点动功能采用通讯控制方式，使用双绞线通过rs485口来实现plc对变频器的启停控制，这样极少占用plc的输出点，也无需用接触器控制，降低了机床的成本。ev1000的rs485口直接端子连接，极为方便。但需要注意的是rs485口“+”、“-”极性不能接反，否则将无动作。因变频器本身具备过电流、过电压、欠电压、接地、过热和过载等多项保护功能，一旦异常故障发生，常开点ra、rc闭合，变频器立即停止输出，将断开所有的动作并停车报警，我们将其接入plc的输入点来控制。变频器故障时可查看变频器屏幕上显示内容，对照变频器使用说明书异常原因及处置方法，采用相对应的措施进行处理即可。变频器多项对输出的保护功能使我们无须对电动机另加保护环节，直接接于变频器的输出端子上即可。针对变频器的输入端保护相对较为薄弱，在输入端加上无熔丝断路器qf实现反时限热保护。
附图 电气原理
4 系统软件设计
ev1000变频器具有丰富的控制功能。因为研球机的两控制电机均为减速电机，选择做静止自整定，对高操作频率、低操作频率、jog点动频率、加/减速时间、频率指令来源、运转信号来源、停车方式、过载报警检出及时间等参数进行设定。针对个别机床的共振现象对载波频率、跳跃频率、电机稳定因子等参数进行设定。为实现轻压启动机床及节电等性能，对转矩提升、自动节能、avr功能等参数设定来优化系统性能；对通讯位址、通讯送传速度、通讯资料格式等参数进行设定，以使plc对变频器实施控制。ec10系列plc对艾默生ct系列的变频器有简洁的通讯指令，一条指令即可控制变频器的运行。
通讯协议采用modbus模式，evfwd为正转，1为com1通道(ec-10只支持通道1)，1为通讯地址，其值必须预先设定，与变频器通讯地址一致，“唯一”且不可覆盖。evrev为反转指令，evdfwd为正向点动指令，evstop为停止指令。
5 结束语
该系统应用变频器调速实现无级调速，满足用户工艺多样化的需求。使用rs485通讯口，不占用plc的输出点，接线少，提高了产品的可靠性。所选艾默生ct变频器具有较强的自诊断功能，便于维护。该系统自投入使用以来，运行稳定，工作可靠，尚未出现故障，具有很高的性价比。
1 引言
随着技术的发展，可编程控制器(plc)的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，作为一种成熟稳定可靠的控制器，目前plc已经在工业控制中得到了越来越广泛的应用。在工业生产过程控制中，它具有可靠性高、抗干扰能力强，在恶劣的生产环境里，仍然可以十分正常地工作等优点。作为plc本身，它的故障发生率非常低，但对以plc为核心的plc控制系统而言，组成系统的其他外部元器件(如传感器、断路器和执行器等)和软件本身则很可能发生故障，从而使整个系统发生故障，有时还会烧坏plc，使整个系统瘫痪，造成极大的经济损失。一个完善的plc系统除了能够正常运行，满足工业控制的要求，还必须能在系统出现故障时兼顾及时的故障诊断和故障处理建议。
本文将针对日照港氧化铝接卸专用vigan卸船机plc控制系统的故障诊断设计进行分析。
2 plc的故障诊断功能
故障自诊断功能是工业控制系统的智能化的一个重要标志，对于工业控制具有较高的意义和实用价值。
plc控制系统故障诊断技术的基本原理是利用plc的逻辑或运算功能，把连续获得的被控过程的各种状态不断地与所存储的理想(或正确)状态进行比较，发现它们之间的差异，并检查差异是否在所允许的范围内(包括时间范围和数值范围)。若差异超出了该范围，则按事先设定的方式对该差异进行译码，后以简单的、或较完善的方式给出故障信息报警。故障诊断的功能包括故障的检测和判断及故障的信息输出。在plc控制系统中，发生故障的情况是多种多样的。
3 卸船机控制系统概述
日照港氧化铝接卸专用卸船机是世界先进的niv400al型气力式连续卸船机，配备了6条作业线的自动定量灌包系统。每台卸船机额定生产能力为300吨/小时，大能力为315吨/小时，12条作业线可昼夜卸船灌包氧化铝12000吨至15000吨，比传统的氧化铝卸船灌包作业效率提高了40%以上，具有卸船灌包操作稳、给料快、计量准、能耗低、无污染等特点。
卸船机控制系统选用西门子s7-300系列cpu314-2dp作为主工作站，共有输入144点，输出64点，控制着卸船机的运行、各状态信号的采集和设备的故障诊断。其硬件组态如图1所示。
图1 卸船机控制系统硬件组态
4 卸船机控制系统的故障诊断
4.1 硬件组成
卸船机的故障诊断系统建立在基于plc和故障显示单片机组成的控制系统上。plc在故障诊断系统中的功能主要是完成卸船机控制系统设备故障信号检测、预处理，转化存储并传输给故障显示单片机。故障显示单片机由于具有较强的科学计算功能，通过编码解码完成从故障特征到故障原因的识别工作，并显示于lcd屏，给出故障定位报告，并为操作员给出相应的排除故障的建议。
4.2 程序设计
根据plc在故障诊断系统中的功能，笔者将从故障层次结构、故障信号检测、预处理，转化存储和传输四个方面对程序进行分析。
(1) 故障层次结构图
在进行故障诊断设计时，必须对整个系统可能会发生的故障进行分析，得到系统的故障层次结构。根据卸船机运行中受控设备的组成，可以画出卸船机控制系统的故障层次结构图。为了描述简单，这里作了一定的简化。
图2 卸船机故障层次结构图
系统故障结构的层次性为故障诊断的设计提供了一个合理的层次模型。为了全面的显示系统故障，必须把系统所有可能引起故障的检测点引入plc，以便系统能及时进行故障处理；并且在系统允许的条件下尽可能多的将底层的故障输入信息引入plc的程序中，以便得到更多的故障检测信息为系统的故障自诊断提供服务。
(2) 故障点的信号检测和预处理
基于plc的卸船机故障诊断系统，为了得到设备故障情况实现系统的故障自诊断，plc程序将所有故障检测点的状态反映给内部寄存器，图3是节选的用来记录故障点的部分程序。
在程序段55中，i24.1是主风机断路器的闭合信号，当主风机正常运转时，i24.1的值是1，如果i24.1的值变为0，则程序中其常闭点闭合，说明主风机断路器故障，此时plc辅助寄存器位m2.1将记录此次信号的跳变。在程序段58中，i21.7是主风机变频器过热的信号，当变频器正常时，i21.7的值是0，如果i21.7的值变为1，则程序中其常开点闭合，说明变频器过热故障，此时位m2.6将记录此次信号的跳变。
图3 卸船机故障点记录程序
对于模拟量信号例如主风机电流的故障诊断，利用模拟量模块，接收来自电流变送器的模拟信号，将其转换为数字信号，与整定值或系统允许的极限值比较,若在允许范围之内则表明对应的设备处于正常运行状态，如果实际值接近或达到极限值，则为不正常状态。判断故障发生与否的极限值根据实际系统相应的参数变化范围确定。
(3) 故障点的转化存储
在程序设计中，将可能发生的故障点全都记录在辅助寄存器m中，并且将故障根据发生类型进行分类存储，如图4所示。
图4 卸船机故障点转化存储程序
单个故障点信息分别存储于plc内部寄存器字节m50和m51中，并通过逻辑或输出于q53.0。
(4) 故障信息的传输及显示
卸船机故障显示单片机通过双绞线与plc的输出模块建立连接及时读取plc的内部寄存器区的各种故障信息。如图五所示，故障显示单片机通过读取plc输出点q53.0-q53.7的值来获取当前设备的工作状态，并把工作状态显示在lcd屏上。如果设备发生故障，单片机还将把故障代号，详细信息和处理建议集中显示。