西门子6ES7231-7PF22-0XA0使用选型
测控网络技术的应用为实现生产过程的自动化，提高产品质量和安全生产提供了保障，Modbus通信协议具有侦错能力强、数据传输量大、实时性好等特点[1]成为目前自控领域使用非常广泛的通讯协议。通过此协议，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中控制和数据共享等。目前国外生产的层绕机自动化程度高，自动排线jingque，主动导开放线，层绕质量高，但价格昂贵。国内研制出的层绕机自动排线不够稳定，且需人工干预，大多数为被动导开放线，缠绕质量不稳定，生产效率低，均未采用网络测控。针对储丝机构料位的控制方案以及基于ModbuS协议的层绕机测控系统，采用总线结构并通过网络实时jingque控制，较好地解决了焊丝恒张力层绕控制和焊丝主动导开的技术难题，实现了焊丝的层绕线速度升降自适应，自动定长停车等功能，提高了焊丝的层绕精度和设备的成功率，且价格低廉。
1测控网络的结构和功能
随着各种钎丝制品（如焊丝、电机和变压器绕组等）需求量猛增，迫切需求高精度和自动化程度高的连续生产缠绕设备，提高生产率和产品质量，加快基于全数字交流伺服的高精度缠绕技术的研究迫在眉睫。
1.1 测控网络的总体结构
基于Modbus协议的层绕机测控系统总体结构如图1所示，包括中央控制单元、收线测控单元、张力测控单元、导开测控单元、直线行走单元和人机交互系统。
1.2 各网络节点的结构和功能
中央控制单元PLC:对各单元所传来的数据进行处理，控制各单元的执行动作。
收线测控单元:利用编码器测出主轴电机速度，由PLC控制收线变频给定值。
张力测控单元:通过监测浮动辊所处位置即料位反映焊丝张力的变化情况，将料位分成9个状态，采用模糊控制对料位跟踪调整，使浮动辊处于佳位置。
导开测控单元:根据张力变化对导开电机进行控制，实现主动导开功能。
直线行走单元:采用台达伺服电机作为执行机构，保持焊丝缠绕角度。
人机交互系统:采用台达触摸屏对各种生产参数进行设置以及监测系统运行状况，发生故障作报警提示，RS一232接口连接方式。
2 通信系统介绍
Mobdus通讯协议广泛应用于工业控制领域，协议结构简单通用，大部分工控系统都支持这种协议。ModbuS标准定义了051模型第7层上的应用层报文传输协议，它还将串行链路上的协议标准化，以便在一个主节点和多个从节点之间进行查询和应答。Modbus串行链路协议是一个主/从协议，该协议位于051模型的第二层。位于051第7层的MOdbus应用协议定义了简单的独立于其下面通信层的协议数据单元（PDU），RS一485总线网络的Modbus协议映射在发起ModbuS事务处理的主节点构造ModbusPDU，添加附加域构造Modbus串行链路通信PDU。Modbus通信总是由主节点发起，主节点向从节点发出查询命令并处理响应，从节点在没有收到主节点的请求时并不主动发送数据，也不与其它子节点互相通信。主节点在同一时刻只会发起一个Modbus事务处理。
2.1 协议格式
Mdobus协议定义两种串行传输模式:RTU模式和ASCl模式，规定了报文域信息位（bits）在线路上串行传送方式，确定了数据信息如何形成报文和报文如何解码。本系统采用RTU模式。在消息中的每个SBit字节包含两个4Bit的十六进制字符，见表1。这种方式的主要优点是:在同样的波特率下，可比ASCll方式传送更多的数据[2] 。
该模式下消息发送至少要以3.5个字符时间的停顿间隔开始。传输过程中，网络设备不断侦测网络总线，包括停顿间隔时间内。当个域（地址域）接收到，相应的设备就对的传输字符进行解码，一旦有至少3.5个字符时间的停顿就表示该消息的结束。
2.2 检查码（CRC）
主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否出错。错误检测域包含一16Bits值（用两个8位的字符来实现）。错误检测域的内容是通过对消息内容进行循环冗长检测方法得出的。CRC域附加在消息的后，添加时先是低字节是高字节。故CRC的高位字节是发送消息的后一个字节。错误校验采用CRC一16校验方法图。
CRC 校验码计算如下:
2.3 通信程序编制及参数设定
2.3.1 人机交互系统
2.3.1.1 主画面
（1） 在操作面板上设有一个“重量CLR清零”按钮，此按钮按下，则已缠绕焊丝重量清零;
如果保持按下35以上，则累计重量清零（延时功能由PLC实现）。
（2）在主 画面上设有“预置重量、焊丝线径、已绕重量及累计重量”等数据。
（3）设有 “用户参数”（见表4）、“工艺参数”和“机械参数”三个子画面切换按钮。
2.3.1.2 分画面
（1） 机械参数:设置排线中心角输人，排线滞后角输人。
（2）导开变频器给定频率补偿设定:可设置高料位导开频率补偿值、中高料位导开频率补偿值、中低料位导开频率补偿值和低料位导开频率补偿值等。
（3） 角度传感器报警和断丝报警停车。
（4） 焊丝比重设定。
2.3.2 变频器
变频器选用台达VFD一B系列，收线和导开电机各有一台变频器驱动，两台变频器与可编程序控制器遵守ModbuS通讯协议。变频器的参数设置见表5。
2.3.3 可编程序控制器
采用台达DVP一SX机型，该机为01点（4DI+ZDO+ZAI+ZAO）特殊主机，内建2位数的七段显示模块，直接对应内部寄存器。扩展模块为DVP06X一H模拟输人/输出混合模块。可编程控制器与变频器建立通讯程序见图2。
主节点访问从节点的程序流程见图3。
3 结束语
测控系统越来越走向分布式、网络化，基于Modbus的网络测控系统在层绕机上已完全实现，主节点与各从节点之间采用了RS一485串行通信总线，使测控网络的连线简洁，信号传输稳定可靠，并采用模糊控制算法取得了良好的张力控制效果，极大提高了缠绕精度和自动化程度。可用企业局域网对测控网络进行管理，通过网关连接到Internet网实现远程测控功能，生产过程控制系统与信息管理系统结合的管控一体化发展，实现企业综合自动化。设备现场运行良好，工作稳定可靠，便于操作，具有广阔的市场前景。
1 总则
1.1 主题内容及适用范围
本书规定了AB—PLC5/20可编程控制器的日常维护和大修的内容；适用于A—B公司的PLC—5/20可编程控制器，A—B公司其它系列PLC产品可参考使用，我厂采用AB—PLC5/20具体配置I/O模块数量如下：
数量 类型
AI AO DIDO
工号
100#备煤 2 1912
200#煤灰锁 4 8 46
526#生化处理 3 46
1.2 编写依据
AB公司的PLC—5/20系列可编程控制器的相关技术资料。
2 概述
2.1 系统简介
PLC—5/20可编程控制器以微处理器为基础，综合计算机技术、自控技术和通讯技术而开发的一种工艺控制器。在其内部执行顺序控制、逻辑运算、定时、计数和算术运算以及数据传输、比较、诊断等功能，支持多种编程语言，可双机冗余配置。为网络及其他计算机通讯提供较为完备的硬件、软件及接口。
PLC—5/20可编程控制器通讯扩展机架和电缆可连接A—B公司提供多达90多种模块以满足开关量、模拟量、离散量以及过程控制的特殊要求，大可支持4096个I/O点。其中1771系列I/O为工业过程中被应用多广泛的I/O模件。PLC-5/20系统由处理器组件、操作站、控制网络、I/O模件和通讯模件组成，系统结构见下图。
现场生产过程 DCS等外部设备
2.2 环境技术标准
2.2.1 对系统供电要求
标称电压：230VAC、120V AC、24V DC。
允许范围：±15%。
2.2.2 对接地要求
主参考地接电阻：＜5Ω
2.2.3 环境条件
环境温度：10-28℃。
相对湿度：20%-80%（无凝结）
2.3 PLC-5/20系统主要模件
PLC-5/20系统的要模件见下表。
模件型号 名称
PLC-5/20处理器模件CPU
1771-P7电源模件
1771-SDN通讯模件
1771-ASB远程I/O适配器模件
1771-IBN数字量输入模件
1771-OBN数字量输出模件
1771-IFE模拟量输入模件
1771-OFE模拟量输出模件
1771-PDPID模件
2.4 操作员接口及编程系统
2.4.1 操作员接口
开放型人-机接口的设备，采用RSView32运行Wndows环境下，它读取PLC-5/20的数据并以彩色动态图形的方式显示工艺流程图、工艺参数输入输出值、报警、趋势等。带有操作键盘可实时监控工艺过程。RSView32提供先进的功能齐全的工具允许在线修改图形显示、位号地址、节点地址等组态内容，也可以离线方式工作来进行系统开发。
2.4.2 编程系统
便携式编程终端系统用Rslongix5系统软件包以及支持它的硬件。通过专用通讯电缆连接可编程控制器，可以用来存储数据、过程监控、编辑梯形图、生成信息报告以及上传下载功能。还可以被连接到调制器、计算机或其他带有RS232串行通讯接口的设备作为数据终端。Rslongix5系统软件具有编辑和诊断功能，在梯形图程序开发和诊断时可接省时间，在线帮助系统可以帮助用户熟悉软件的特点及PLC指令集上的特殊信息。
3 日常维护与检查
3.1 系统日常维护项目
3.1.1 检查控制室、机房的空调工作是否正常。
3.1.2 检查环境温度、湿度是否在规定的范围内。
3.1.3 检查系统处理器、电源模件、通讯模件、I/O模件和电池状态指示灯是否正常、有无故障报警，并及时处理。
3.1.4 检查所有电缆连接件、插头、卡件有无松动或破损的现象。
3.1.5 检查系统风扇、机柜风扇运行是否良好。
3.1.6 每月对系统做清洁工作，包括对机箱表面、软盘驱动器、键盘、鼠标和屏幕等进行清洗。
3.1.7 每月对风扇、过滤网清扫，保障系统运行在良好的环境下。
3.2 故障诊断与处理
3.2.1 系统故障处理的步骤和所要注意的事项
3.2.1.1 故障处理前听取工艺人员反映的情况。
3.2.1.2 观察故障现象，观察画面，检查各模件LED指示状态，查设备运行状态。
3.2.1.3 检查接线、电缆、转接插件是否松动。
3.2.1.4 调出设备自诊断画面，观察由自诊断显示的故障代码，分析判断故障原因。
3.2.1.5 必要时进入Rslongix5系统，进行在线状态监控。
3.2.1.6 根据判断结果，与工艺人员联系并办理相关手续后，采取相应的处理措施，更换设备或模件等。
3.2.1.7 更换模件时，注意防静电措施，好带上绝缘护腕和手套。注意更换的模件是否与原模件完全相同，并确认模件地址及跨接线正确。
3.2.1.8 设备、卡件安装后，要检查其功能；与工艺联系确认后恢复系统，观察系统工作是否正常序号 故障现象 故障原因 处理方法
输入电压超过允许范围检查供电输入电压是
模件损坏否正常
1 电源模件 输出电压波动较大更换卡件
ACTIVE灯灭短路
1771-SDN根据AB公司提供
Node Error Code系统出现故障 故障代码手册判断
2 出现故障代码原因并解决
检查电缆、连接器件、
通讯模件插头、模件等通讯设
3 FLT红色灯亮 系统通讯中断备
必要时更换模件
I/O模件FAULT状 模件故障更换模件
4 态灯亮
CPU模件及时更换电池
5 BATT 电池电压不足切换后备系统或进行
COM灯红色 内部通讯故障复位
PROG灯红色 CPU模件故障切换后备系统或更换模件
3.2.2 在线修改梯形图操作步骤：
a） 将CPU钥匙切换到REM（远程）位置；
b） 打开梯形图，进入ONLINE 状态；
c） 进入编辑菜单，点击RungEdits，开始行编辑；
d）选择行，进行逻辑修改；
e） 点击鼠标右键，击Accept Rung 接受校验；
f）进入编辑菜单，点击Online Edits，进行Test Edits（测试编辑）；
g）点击鼠标右键，进行Assemble Edits（接受编译）。
4 大修
4.1 检修前的准备工作
4.1.1 做好详细的检修方案，组织好检修人员。
4.1.2 准备好必要的工具、仪器，准备好资料、图纸。
4.1.3 做好相关的软件程序的备份，准备好RSView32实时监控软件、Rslongix5编程软件和用户程序。若有EEPROM，需将CPU中的程序拷入其中。
4.1.4 对日常维护中未解决的问题，要作为重点加以解决。
4.1.5 在系统停电前，应确认工艺设备已完全检修，检查系统停电前的状态并作好记录。
4.2 系统清扫
4.2.1 清除机箱、系统面板、端子板、键盘、CRT、软驱、光驱和打印机等设备上的灰尘。
4.2.2 风扇、过滤网要从设备上拆下做清洗。
4.2.3 卡件、电缆接头可用电子清洗剂清洗。
4.2.4 在清洗时要注意不要人为地损伤设备。
4.2.5 系统清扫完毕后，各部件按原样装回到系统上。
4.3 系统检查与测试
4.3.1 送电前应对供电系统、接地、绝缘做检测，以保证各项指标符合系统的要求。
4.3.2 检查各部件连接是否可靠，做好上电前的准备。
4.3.3 系统上电，检查系统运行状态，观察诊断画面。
a）检查电源模件供电是否正常。
b）检查I/O模件状态是否正常。
c）CPU、通讯模件状态灯是否正确，运行是否正常。
d）观察实时监控系统的画面显示、报警记录。
4.4 系统功能测试
4.4.1 对于双CPU（冗余）需进行主、副CPU切换功能试验，保障后备系统功能正常。模件上有三个钥匙位置：PROG 程序上传、下装
REM数据存储
RUN程序运行
切换功能试验的步骤：
a）将主CPU的钥匙置于RUN位置；
b）将后备CPU的钥匙置于RUN位置；
c）此时主CPU钥匙位置由RUN→REM→PROG；
d）这时后备CPU自动切换工作；
e）主CPU的钥匙位置再由PROG→REM→RUN，使之处于热备用状态；
f）对于CPU不是很严重的故障也可通过上述的切换起到RESET的作用，一般情况下，都能使CPU恢复正常；
g）重复上述步骤a~e,完成CPU互为热备用的测试。
4.4.2 当有EEPROM时，要保证其中的程序与CPU中的一致。
4.4.3 检查通讯模件通讯是否良好。
4.4.4 冗余电源系统切换检查，保障供电系统工作正常。
4.4.5 检查实时监控系统、用户程序及系统参数是否保存完整；各项功能操作是否正常。
4.4.6 对于联锁回路，应模拟联锁工艺条件（采用改变输入信号或强制的方法）测试联锁动作是否正常，并经相关人员确认。
4.5 系统重新投运后要重新检验数据库的完整性，完好性；并做好软件备份，一式两份，异地存放，妥善保管。
4.6 在系统各项检查、测试完成并确认为功能正常后，做好各项检修记录并整理归档。