6ES7223-1PH22-0XA8使用选型

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本文介绍16路热电偶采样的PLC（型号为EASY-A1600N），针对一个具体应用作详细说明。

部分：关于EASY-A1600N简要介绍

EASY-A1600N功能：

接收任意分度号的热电偶输入；

内置可编程增益放大器，可用梯形图控制；

AD采样12位精度；

内置mV(毫伏)---T（温度）非线性转换函数，转换特性由梯形图指定；

指令和通信均兼容FX2N，与人机界面、组态软件及FX2N可以高效连接；

双排显示功能，用梯形图进行显示控制：如代码显示、数值显示；

支持CAN总线，可作为CAN主站或从站；下辖CAN网络，上接计算机（RS232）；

EASY-A1600N硬件对应的控制说明：

1、外接输入通道对应的软件资源：

2、自带双排数码管对应的软元件：

显示模式： 两种模式

模式0 (MODE_FLAG=0) 模式1 (MODE_FLAG=1)

模式切换方法：按下FUN，UP，DOWN键5秒。

模式0：编程显示模式：

显示方式控制字：D5195

D5195_b15=0,按以下方式进行显示。

模式0的四种显示方式

说明：

当用十进制显示时，若显示内容为D5196的值，若值超出9999，则显示9999。

当用代码方式显示时，其控制位与各段对应关系如下：

视窗码段设定：

上排显示单元码段与数据位对应关系

下排显示单元码段与数据位对应关系

当对应位为0时，对应码段点亮；当对应位为1时，对应码段熄灭。

D5195_b15=1,以固有显示模式显示数据。

固有显示模式，此处略。

3、自带按键对应的软元件

模块自带三个按键，按键指定为M0，M1，M2，可由梯形图编程使用。

当键按下时，对应辅助继电器ON；松开按键时，对应辅助继电器OFF。

4、内部辅助输入对应的软资源：

环温AD输入通道：D5098。

CPU内部热电阻AD输入通道：D5099。

第二部分：用EASY-A1600N进行16路K分度采样并将采样数据送计算机。

技术要求：

16通道都接热电偶，采集温度0-300度。

300度对应的电压为12.21mV,PLC的PGA可设定为2，PGA（可编程增益放大器）为2时，可对0-15mV的信号进行有效处理。

本例对AD值不进行梯形图滤波，而直接调用温度转换函数，转换后的温度存放在D10-D25的寄存器中，带有一位小数。如120.4度，寄存器中内容为K1204。

EASY-A1600N适用于慢信号采集，每通道采集时间为82 ms,全程采样时间为18*82=1476 ms 。

A1600N自带显示，上部显示温度，下部显示通道号，按增减键可人工进行查看。按FUN键可以按设定时间进行巡检D10---D25。

本例将编程口留给人机界面或组态连接连接，而用串口1按照计算机链接方式协议用VB示例将PLC与计算机进行连接。

计算机与PLC通信提供的是一个读写程序。

本例梯形图编号为：A16K08.PMW,有详细的注释。

本例计算机程序编号为：plc通信.vbp。

方案配置

方案描述

NL-netbbbb的MPI端口插入S7系列CPU的MPI通讯口，另一端以太网RJ45端口接入企业局域网，计算机安装HilscherIP-Driver和OPCServer。

工作方式：

通过OPCServer：监控计算机可以对系统进行动态监控；网络数据服务器可以对系统的数据采集、处理和归档。

OPC Server

当前我们提供三种版本的NL-OPCServer:

1)NL-OPC单机版

支持单个S7系列PLC与上位机进行通讯；

2)NL-OPC多机版

支持四个S7系列PLC与上位机进行通讯；

3)NL-OPC无限制版

支持无限个S7系列PLC与上位机进行通讯；

NL-netbbbb的优点

1）在MPI总线上，NL-netbbbb拥有唯一的MPI地址，当PLC的MPI口已经连接了HMI设备（如SIEMENS触摸屏），netbbbb仍然可以通过MPI口进行通讯；

2）netbbbb提供公开的底层通讯库，可以将西门子的PPI协议、MPI协议、PROFIBUS-FDL协议转成以太网协议,

netbbbb既可以取代西门子传统的编程电缆，如PPI电缆、PC适配器、USB电缆，又可以成为西门子产品网络化既方便又省钱的解决方案。

通常西门子的以太网模块CP243-1、CP343-1、CP443-1价格昂贵，并且需要复杂的SIMATICNET组态，给企业联网工程造成了一定的难度,

如果选用netbbbb，就可以把传统的编程口(PPI口、MPI口、DP口)直接转换成以太网接口，联网功能强大，即插即用，维护方便;

3）更加方便快捷的实现系统的改造和升级，在改造过程中，不需要改变原系统的结构，也不需要修改软件，不影响原系统的性能和正常运行。

4）支持无线网络通讯，采用无线路由器，可以实现远距离无线监控，减少复杂的网络布线。

5）用户可以根据工程的需要，开发特定的驱动。

1 引言
　　电源监控是铁路信号的重要的监控系统。在此之前信号的电源监控系统基本上是采用单片机作为信号采集系统的核心。单片机监控系统一方面存在采集速度慢、界面不友好、操作不方便等技术局限，另一方面由于其中的电源模块部分的监控相对独立，对电源系统带来了诸多不便，比如维护困难、界面显示繁琐等。基于以上原因本项目配套开发了基于台达PLC作为信号采集核心、台达HMI触摸屏作为操作和监视界面的电源监控系统。监控子系统与电源模块通过工业总线网络互连实现整合的经济实用、技术先进的铁路信号的电源监控系统。
2 硬软件系统设计
2.1硬件体系设计

图1 硬件体系设计

　　铁路信号电源监控硬件体系设计参见图1。系统规模：44个数字量输入；1个数字量输出；6个电源模块；39路模拟量输入。
　　控制系统配置如下：触摸屏：DOPA75CSTD；PLC：DVP16EH00T＋1个DVP04AD-H＋3个DVP16HM11N；电源模块通讯卡1块；分时采集电路卡1块。
　　触摸屏主要是用来显示采集数据、报警、报警上下限设定、采集数据显示微调、报警数据显示、历史趋势图显示等。PLC主要是采集数据并计算，由于考虑系统对模拟量采集的速度要求不是很高，为了节省成本，系统中使用了1个DVP04AD-H对39路模拟量进行了分时采集，为了实现这个功能我们与厂家共同实验开发了一个电子开关电路，对39路模拟量分了十组、每组4路，通过输出不同的组别进行采集。电源通讯卡主要负责把6块电源模块的数据汇总并且通过RS484接口以MODBUS协议与PLC通讯，使PLC采集得到6块电源模块的数据，为实现这个功能我们公司的电源研发部门做了大量的工作，终使PLC与电源模块的通讯卡实现了通讯，电源模块的信息得到了采集。

2.2软件体系设计
　　（1）系统功能设计：44个数字量采集显示，故障判断；6个电源模块的数据采集显示、显示电源模块的工作状态并判断报警；39路模拟量显示、并判断上下限报警；显示报警画面、报警信息、当前报警、报警频次；报警上下限设定；数据微调功能，并且显示微调值；
历史趋势图显示；不同画面开启权限设定；
　　以上有必要说明的是数据微调功能，由于现场的一次测量元件测量会有误差，此误差是固定的，短时间内是不变的，在程序当中增加这部分功能，使终显示出来的数值是消除误差之后的值；
　　（2）系统结构设计分为HMI人机对话界面部分和PLC现场监控部分。HMI部分主要构架参见图2。

图2 HMI人机对话界面

　　PLC监控部分主要包括：电源模块通讯；分时采集40路模拟量，每次采集4路；对采集的模拟量根据量程进行计算得出显示值，显示电源模块的工作状态并判断报警；微调值计算，显示值微调，并做负值消除；故障和报警；数字量采集显示，故障判断；

3 工程调试
　　调试分时采集功能时需要注意分时采集的时间，过大会影响整体数据采集的时间，过小会造成采集数据混乱，需要在两次采集数据之间加一段间隔时间，避免两组数据的重叠。对采集的模拟量根据量程进行计算得出显示值。微调值计算，显示值微调，并做负值消除；注意微调时可能会出现负值情况，要考虑负值的消除。电源模块通讯注意电源通讯时的通讯协议一定要在通讯卡中设置好，包括站号设定，注意地址对应。故障和报警；因为报警点共有79个，很繁琐，需要思路清晰。