西门子6ES7241-1AA22-0XA0代理订购
一． 概述
在自动化控制领域中，相同功能有不同实现方式，针对不同的设备对精度和响应速度的要求，选用合适的定位控制系统以实现优的性价比。本文介绍的一种应用西门子S7-300PLC的高速计数模块ET200S和70系列变频器通过PROFIBUS总线通讯的功能来实现的定位控制的实际应用。
二． 控制思路
横移车是钢管生产线中不可缺少的辅机设备，它主要完成将前一工序生产的钢管搬运到下一工序，或有序地暂放在台架的每个工位上。随着对生产线自动化程度要求的日益tigao，减轻操作人员的工作量和操作失误。要求对横移车实现全自动准确定位控制。
其控制核心就是利用装在横移车车轮上的编码器采集的位置信号，通过PLC的高速计数模块读取，CPU经过运算处理与设定位置作比较，控制变频器的多段速度，从而实现横移车的准确定位控制。因为考虑到控制成本和操作方便，采用PROFIBUS总线控制方式，减少了布线，控制方便，灵活。
三．系统的构成和特点
1．PLC作为控制的核心，主要用来接收编码器的反馈信号，与设定的位置信号作比较，通过通讯功能来控制变频器的输出频率减小，提前减速，到位前低速运转，到位时准确停止。为了实现jingque定位还设有零位置传感器，到零位时将计数器的计数值清零，消除累积误差，保证定位的准确，使横移车能平稳地放下和举起钢管。
由于放置主站CPU和变频器的控制柜与横移车比较远，在横移车上放置了远程I/O模块和高速计数器模块ET200S，通过PROFIBUS总线相连，将现场的传感器，编码器信号直接连接在远程I/O和计数模块上，减少了现场的走线和故障的发生，维护方便。通讯速率可过1.5M，整个系统的系统框图如1。
由于使用通讯功能，可以省去用于控制变频器的几个输出点，PLC的输出点也减少了。
2．高速计数器模块ET200S的应用
控制系统中所选的编码器分辨率为2048P/R，轮径φ250，齿轮比3，可计算出脉冲精度：250×3.14/2048×3=0.127mm/脉。能完全满足横移车的准确定位精度。
jingque定位过程如下：
设定好横移车运行的一个方向为正方向（加脉冲），当横移车向设定的位置运行时（工作运行速度），高速计数器自动进行加/减速计数，在距离设定位置300—400mm时，控制变频器的输出频率，以低速运行，在到达设定的位置时，停止变频器的输出，实施机械抱闸，完成了准确定位。
读取高数计数模块的程序段如下：
LPID 272 //模块开始地址，将计数器模块状态值存放到MD20~MD27
TMD 20 //当前计数值
LPID 276
TMD 24
L123 //装载比较值
TMD 30
SET
=M 34.0 //打开软件门
AM 10.0 //使能传送比较值功能
=M35.2
LMD 30
TPQD 272
LMD 34
TPQD 276
3．PLC和变频器通讯
在CPU进行硬件配置时，对挂在总线PROFIBUS站点都分配了物理地址，PLC与变频器进行通讯也有相应的物理地址，CPU内部有专用通讯功能块SFC14，SFC15，使用内部的寄存器DB块存放数据，当PLC对变频器进行数据的写入和读出时，就需知道PLC和变频器定义的相关功能的地址，依据这些地址进行数据的写入和读出，才能实现对变频器的控制。
此控制系统变频器需设定的参数介绍如下：
P60=1，P53=6，P554=3100，P571=3101
P572=3102，P443=3002，P566=3107
P734.1=32,，P734.2=148
其它的参数可以按出厂默认值即可
一．结束语
通过这次的电气改进，现场布线减少，自动化程度tigao了，人为参与减少了，加强了安全生产。生产效率有了很大的tigao，通讯控制替代了硬接线的端子控制，不仅降低了成本，面且操作更方便，性价比更优异。也证明了西门子PLC和变频器的通讯功能非常强大和好用。
1引言
PLC（可编程控制器）是20世纪80年代发展起来的新一代工业控制装置，是自动控制、计算机和通信技术相结合的产物。它不仅具有优越的控制性能，良好的性能价格比，具有较高的可靠性和抗干扰能力，在自动控制各个领域应用相当普遍[1]。
在制药厂，为了保障药品的质量，对清洁区的洁净度和温度、湿度都有很高的要求。例如汉江药业集团一分厂对洁净区的标准是：洁净级别30万级，温度18～26℃、相对湿度45～65%[2]。空调系统是否高效运行将不仅影响药品的质量，也会造成能源的浪费。本文就汉江药业集团的空调系统运行要求，选用PLC作为核心控制器。用工控机作为上位机与PLC通信，实现对整个控制系统的组态和监控。
该药厂的空调系统由两台抖动电机、一个电动风门、一台送风机、三台引风机、两台除尘风机、一个蒸汽电动阀和两个冷液电动阀组成。要求系统运行时打开两个电动阀，按一定的顺序运行各个送风机，关闭时先关闭电动阀，按一定顺序关闭各个风机，达到除尘、送风、降温或升温的目的，保证清洁区达到指标要求。系统要具有定时自动、手动运行功能，并要求在系统出故障时可以报警并诊断故障类别。
2系统硬件设计
该药厂空调系统长期以来是采用继电器和接触器，采用人工操作的方法进行控制，其控制系统复杂，可靠性低，维护繁琐，能源利用率低，经常带故障运行，设备耗损大。采用PLC，不仅能实现对开关量的逻辑控制，具有强大的计算功能，还能实现与工业计算机等智能设备之间的通信。将PLC应用于本系统的控制，能很好的满足技术要求，具有操作简单、运行可靠、自动化程度高等优点，再加上故障诊断功能，使系统维护更简单、快捷、准确。
该空调系统需要控制九台电机，三个阀，需要指示，报警等功能。根据系统的控制要求，统计出其需要16个信号输入点，23个信号输出点。又对各种PLC性能指标、适用性、认知程度等进行比较，后本系统选用了西门子公司的S7-300型PLC，它指令丰富，功能强大，可靠性高，适应性好，结构紧凑，便于扩展，性价比较高。PLC硬件组态如下：电源PS3075A，CPU312C（带10点输入和6点输出），64K存储卡，扩展模块有数字输入模块SM321（32点输入），数字输出模块SM322（32点输出）。PLC配置完全满足系统需要，且便于系统扩展和组网。该控制系统的结构如图1所示。
图1PLC控制系统的结构图
该系统以PLC为核心，PLC从控制面板以及现场获得信号，对执行器进行控制。上位机可以从PLC获取信息，并且可对PLC进行设置和控制。
PLC输入输出端子分配如图2所示。使用转向开关I4.0来选择系统的运行状态为自动或手动。按钮I4.1和I4.2只有在手动后才有效，用于手动控制风机、电动阀的开与关。端子I4.3～I5.6表示现场执行器的反馈信号，其中有两个端子表示现场温度的上限和下限。
输出端子Q0.0是系统运行指示信号。Q0.1～Q1.4用来控制电动机的顺序、定时运行。Q1.3、Q1.4和Q3.5控制三个电动阀的开关。Q1.6～Q2.7用来显示各个执行器的运行状态。Q3.0是系统的故障报警。Q3.1～Q3.4表示系统的故障类别，它可以表示16种故障类别，这样的设计可以充分利用PLC的端子，节约成本。
图2输入、输出端子配线图
3系统软件设计
系统的程序设计是在STEP7V5.2软件平台下进行的。STEP7V5.2可支持梯形图、SIMATIC指令和功能图。且具有指令丰富、结构清晰、编程方便的优点。在程序设计中，将整个系统分为：“手自动切换及互锁”、“自动运行定时”、“顺序开关风机及电动阀”、“故障报警与诊断”等模块。
系统进入运行状态后，根据转向开关确定是进入自动状态还是手动状态。在手动状态下，可以在控制面板上进行手动操作。在自动状态下，系统将自动按流程工作。在系统运行时，检测各执行器是否正常（接触器触点是否粘合）以及电动阀的状态。如果发现异常，则报警并给出故障类别（故障位置），系统处于等待状态，等待故障排除，重新运行;如果正常就进入运行状态。两台抖动电机运行30秒后停机，打开电动风门，3秒后启动空调送风机，顺序启动三台引风机，后是两台除尘风机。系统进入正常运行过程中，故障诊断程序不断扫描各个反馈信号，当任一风机过载不能正常运行或加热器、冷凝器工作异常超温时，空调机组自动停机，故障部位报警指示。无故障时，等待自动关机或手动关机。在每个PLC循环周期只运行一个状态的指令，这样可以节省CPU的资源，tigao系统的实时性。系统控制程序的流程图如图3所示。
图3系统软件流程图
4系统故障诊断
故障诊断是该系统中的一个重要环节。及时有效的给出故障报警和故障位置可以帮助技术人员快速准确的查找故障和恢复故障，这一点在药品的生产过程中非常重要，因为药品生产对工作环境要求很高。
本程序中的故障诊断分为启动前、启动中和启动后三个级别的故障诊断。在启动前，判断各执行器触点是否处于断开状态，主要是根据输入端子的反馈信号的有无进行判断;在启动过程中，由于各风机均需要间隔启动，可以在程序中给每台电机设定两个定时器，一个用于电机定时，一个用于反馈信号定时，当启动时间到而反馈信号没有时，就可判断出该电机出现故障。启动完毕后，判断各接触器状态，此时，由于抖动电机运行30秒后处于关断状态，其它风机处于运行状态，判断方法同启动前故障诊断方法。根据运行情况，系统主要存在9大故障。为此，采用4个输出端子指示故障类别（可扩展指示16种故障）。
5 结束语
本文作者创新点是采用西门子S7-300完成药厂空调控制系统，尤其是设计了故障诊断程序，根据PLC自带指示灯可查看故障类型，给用户带来极大方便。该控制系统由汉江药业股份有限公司提出，由陕西省工业自动化重点实验室研制。经过对系统的研究、设计、开发，控制系统已投入运行。从实际的运行效果来看，满足了药品生产洁净区对空调设备的指标要求。采用PLC作为本系统的核心控制器，保证了系统运行的安全可靠，tigao了设备的自动化水平，维护和检修方便。得到用户的欢迎。
本文根据换热站控制系统的要求和TrustPLC CTSC-200系列PLC的特点，着重介绍了TrustPLCCTSC-200系列PLC在换热站控制系统的应用方案。
一、 换热站系统介绍
换热站主要由热交换器、循环泵组、补水泵组、传感仪表、调节阀门、PLC控制柜等组成。
换热站工作原理：一级管网供水由其自身的压力进入机组的换热器，进行热交换后返回热电厂或锅炉房。二级管网回水经过过滤后，经循环泵进入换热器，被蒸汽或高温水加热后向用户提供所需热水。补水泵将软换水打入系统以补充系统运行损失的水量，并通过变频调速保持系统压力的稳定。
CTSC-200系列PLC自动控制系统主要完成以下功能：
1、一级管网供水、一级管网回水的温度、压力、liuliang的测量；
2、二级管网供水、二级管网回水的温度、压力、liuliang的测量；
3、通过控制一级管网供水的liuliang，保证二级管网供水温度恒定或者回水温差恒定；
4、通过变频控制循环泵和补水泵，保证二级管网供水压力恒定或者回水压差恒定；
二、配置方案：
控制系统示意图
三、
1、采用深圳合信CTSC-200系列PLC实现了换热站系统的自动运行，充分发挥变频器的调速和节能的优点。
2、TrustPLC CTSC-200系列PLC模块点数大、配置灵活、控制可靠、编程方便的优点，使整个系统的稳定性有了可靠保障。
3、采用TrustPLCCTSC-200系列PLC使热网的运行得到合理控制，失调现象得到了有效地解决，消除了热网中各站冷热不均的现象。按需供热、节能降耗，改变了不合理的小温差大liuliang运行方式，既保证了远端客户的供热需要又避免了近端用户的过热现象直接tigao了热网的供热效果。