西门子模块6ES7212-1AB23-0XB8使用方式
对象:
① 两台实达灵犀外置式MODEM
② FX2N PLC + FX2N-232-BD
③ 个人电脑
④ 电话线(公司内线)
系统示意图如下:
具体步骤:
通过bbbbbbs自带的“超级终端”(在9600bps下)对PLC端(被叫端)的MODEM进行设置。所使用的AT指令为:ATE0S0=2Q1&D0\N2&K0&W0。
通过编程软件进行拨号连接,当线路连通以后就可以使用程序读写和监控等功能进行PLC的远程维护。
当使用FX-PCS/WIN-C软件(GPWIN Version 3.0)时:
1.选择“遥控”/“环境”/“调制解调器”。
2.在出现的“调制解调器”对话框中点击“输入新文件”,在随后出现的“调制解调器设置”对话框中设置好“名字”,“初始化设置字符串”及“线型”并确认。
3.选择“遥控”/“连接”/“至PLC”。
4.在出现的“行连接”对话框中点击“输入新文件”,在随后出现的“编辑连接数据”对话框中设置好“名字”和“电话”并确认。
5.此时会出现“远程站点拨号”对话框。点击“是”将会与远程站点进行连接。
6.当建立起连接以后会在标题栏中显示当前已连接的时间。
7.选择“PLC”/“程序读入...”,在设置好PLC类型并确认以后会从PLC中读入程序。
8.如果想断开连接,选择“遥控”/“断开”。
9.此时将会出现“将调制解调器挂起”对话框。点击“是”将会断开连接。
控制Modem的所有指令都以AT开始,后以回车来执行它们,称其为AT指令。
AT指令前缀的两个字符都应以大写或小写(AT或at)输入,Modem无法辨认At或aT。
以上连接中所使用到的AT指令的含义:
E0:命令字符串不回送。
Q0:返回命令执行结果。Q1:不返回命令执行结果。
V1:以字符形式返回命令执行结果。
&C1:数据载波侦听(DCD)信号将随着远程调制解调器送来的数据载波变化而变化。
&D0:DTR永远保持在ON,调制解调器忽略DTR信号。
&K0:禁止数据liuliang控制。
&W0:将目前所作的参数存入调制解调器的第0组参数表。
\N2:选择MNP可靠模式的数据链路。
S0=2:调制解调器接收到2次振铃信号后自动接听。
&V:显示当前的调制解调器参数。
&F:恢复到出厂设置。
当使用GX Developer软件(Version 7.08J)时:
1.选择“工具”/“电话功能设定/经调制解调器的连接”/“线路连接…”。
2.在出现的“选择PLC系列”对话框中设定PLC的类型并确认。
3.在出现的“电路连接”对话框中指定“电路类型”,“端口”,“电话号码”和“AT指令”。
注:以上对话框中的“调制解调器初始化”按钮的作用相当于AT&F,会将MODEM恢复到出厂设置。在“AT指令指定”文本框中所键入的AT指令将会在按下“连接”后发送至MODEM,会根据“电话号码”文本框中所键入的号码进行拨号连接。
4.点击“连接”将会与远程站点连接,当建立起连接后会出现以下对话框。
5.点击“确定”后会出现“通信目标指定”对话框。设定好以后点击“确认”。
6.此时会出现“从PLC读出”对话框。在需要读出的项目前打勾,点击“执行”后将从 PLC中读出对应的内容。
7.如果想断开连接,选择“工具”/“电话功能设定/经调制解调器的连接”/“线路切断”。
8.此时会出现以下对话框。
点击“是”将断开连接。
附注:
1.FX2N-232-BD与MODEM之间以及电脑与MODEM之间都是用MODEM本身自带的线(直通线)进行连接。
2.在实际应用中,有些MODEM只能在GX Developer软件中实现上述远程维护功能。比如TP-bbbb的TM-EC5658V。
3.FX-PCS/WIN软件当运行在bbbbbbs NT4.0、bbbbbbs2000或者bbbbbbs XP环境中时不能使用以上的远程维护功能。
传统的加热炉电气控制系统普遍采用继电器控制技术,由于采用固定接线的硬件实现逻辑控制,使控制系统的体积增大,耗电多,效率不高且易出故障,不能保证正常的工业生产。随着计算机控制技术的发展,传统继电器控制技术必然被基于计算机技术而产生的PLC控制技术所取代。而PLC本身优异的性能使基于 PLC控制的温度控制系统变的经济高效稳定且维护方便。这种温度控制系统对改造传统的继电器控制系统有普遍性意义。
2 加热炉温度控制系统基本构成
加热炉温度控制系统基本构成入图1所示,它由PLC主控系统、移相触发模块整、流器SCR、加热炉、传感器等5个部分组成。该加热炉温度希望稳定在100℃工作(其它工作温度同样可以照此方法设计)。
图1 加热炉温度控制系统基本组成
加热炉温度控制实现过程是:传感器将加热炉的温度转化为电压信号,PLC主控系统内部的A/D将送进来的电压信号转化为PLC可识别的数字量, PLC将系统给定的温度值与反馈回来的温度值进行处理,给移相触发模块,再给三相整流电路(SCR)一个触发脉冲(既控制脉冲),这样通过SCR的输出我们控制了加热炉电阻丝两端的电压,也既加热炉温度控制得到实现。其中PLC主控系统为加热炉温度控制系统的核心部分起重要作用。
3 PLC控制系统
3.1 PLC控制系统的硬件配置
在 加热炉温度控制系统中PLC采用日本三菱公司FX2N,其硬件采用模块化设计,配合了多种特殊功能模块及功能扩展模块,可实现模拟量控制、位置控制等功能。该系列PLC可靠性高,抗干扰强、配置灵活、。本温度控制系统中PLC我们选择FX2N-48MR-001型,它与外部设备的连接如图2、表 1所示。
图2 PLCI/O接线图
表1 PLC I/O地址分配表
3.2 流程设计
根据加热炉温度控制要求,本系统控制流程图如图3所示。
图3 加热炉控制流程图
3.3 控制算法
由于温度控制本身有一定的滞后性和惯性,这使系统控制出现动态误差。为了减小误差tigao系统控制精度,采用PID控制算法,考虑到系统的控制对象,采用增量型PID算法。
△V(n)=U(n)-U(n-1)
+ [e(n)-2e(n-1)+e(n-2)]}=KP{△e(n)+ e(n)+ [△e(n)-△e(n-1)]}
式中e(n)、e(n-1)、e(n-2)为PID连续三次的偏差输入。△e(n)、△e(n-1)为系统连续两次执行的误差。KP为比例放大系数T、TI、TD分别为采样周期、积分时间、微分时间。
当 加热炉刚启动加热时,由于测到的炉温为常温,sp-pv=△U为正值且较大,△U为PID调节器的输入,此时PID调节器中P起主要作用,使SCR为大电压给加热炉加热。当加热炉温度达到100℃以上时,sp-pv=△U为负值,经PID调节,使SCR输出电压减小,加热炉温度降低。当温度正好达到100℃时,△U为零PID不调节,此时SCR输出的电压正好平衡加热炉消耗的热量,系统达到动态平衡。
3.4 K型热电偶分度电压拟合
(1)根据具体问题,确定拟合多项式的次数为n。
(2)由公式
Sk= (k=0,1,2,……2n)
tr= yi (r=0,1,2,……n)
计数出Sk与Tr
(3)写出正规方程
(4)解正规方程组 求出a0,a1,…,an
(5)写出拟合公式多项式Pn(X)= 一次多项式也叫作线性拟合。由上述方法可拟合出K分度电压随温度变化公式为:V=0.04T(其中V为电压,T为温度)。此拟合公式是在温度从0℃到120℃之间变化的近似公式,正规方程只用到S0、S1、S2拟合的多项式次数为n=1,电压随温度的变化可近似为线性变化。如果温度变化范围比较大,则电压随温度变化为非线性变化,上述电压随温度变公式需要重新拟合,拟合多项式的次数也必然大于2。
3.5 系统调试
系统调试分为两大步骤,一是系统软件调试;二是系统硬件调试。
(1)系统软件调试。系统软件调试是在PC机上进行,我们将PLC控制程序输入PC机后,根据运行要求,设定若干数字开关量,模拟量,对系统的每一个功能进行检测测试并在此基础上不断完善程序以达到系统要求。
(2)系统硬件调试。相应的系统硬件也是在实验室里进行,用一个设备来摸仪控制对象。检查设备的诸个单元是否合乎要求,将软件和硬件结合起来进行测试。并不断完善PLC软硬件的配置以达到优的结果。
4 结束语
加热炉温度控制系统采用成熟的PLC技术和电力电子技术,采用软硬件结合,较好的解决了传统加热炉温控系统中出现的问题。针对我国大部分的加热炉用户来说本系统将是一个比较理想的温控系统。