6ES7231-7PC22-0XA0程序安装

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1 引言
副井提升机信号及综合保护系统,是副井提升系统的重要组成部分。该系统工作性能的优劣,直接影响到提升机的安全运行。某煤矿副井提升机分为两套提升绞车，一套为双罐笼提升-双层提矸(换层操作)、双层提人(不换层，设人员上下桥台)及其它辅助作业;另一套为带平衡锤的单罐笼提升—双层提矸(换层操作)、双层提人(不换层，设人员上下桥台)及其它辅助作业。原信号系统中的井口闭锁信号及打点信号由于器件的老化等原因，动作迟缓或误动作。同时,可编程序控制器的高速发展和成熟应用,也为副井提升信号系统的改造提供了良好的前提条件。因此，从满足现场需要和操作方便灵活的角度出发，应用可编程控制器对其进行改造。
2 三菱FX_2N可编程控制器
三菱FX_2N系列可编程控制器是小型化，高速度，高性能的产品，是FX系列中次的超小型程序装置。除输入出16~25点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。它具有如下特点:
l 系统配置既固定又灵活
在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行16--256点的灵活输入输出组合。
l 备有可自由选择，丰富的品种
可选用16/32/48/64/80/128点的主机，可以采用小8点的扩展模块进行扩展。
可根据电源及输出形式，自由选择。
l 令人放心的高性能
程序容量:内置800步RAM(可输入注释)可使用存储盒，大可扩充至16k步。
l 编程简单
本系统采用三菱的FX2N系列PLC实现上下井口的各种操作。上井口为FX_2N128MR，下井口为FX_2N80MR，车房为FX_2N48MR除紧停信号单独外的各种操作及信号的处理均由可编程控制器完成
3 系统构成系统框图如图1所示，由车房显示系统、上井口信号操作系统和下井口信号操作系统等三部分组成。
3.1 车房显示系统
车房显示系统主要完成提升过程中的各种信号显示，包括提人、提物、急停、换层、检修等的汉字显示，快上、快下、慢上、慢下、停车等的汉字和数字显示，三次提升信号所对应的数字记忆，提升钩数的累计显示等等。对快上、快下、慢上、慢下、停车的五种信号同时具有与信号数字相对应的音响信号，如打点信号为4，则对应有四次音响信号。在紧急停车时具有上井口、下井口、车房的全线音响报警信号。
各种与绞车控制回路闭锁的信号集中到车房显示系统的控制柜中，再分别接入各控制回路，便于维护和检修。
3.2 上井口信号操作系统
上井口信号操作系统的功能主要是根据提升任务的需要向车房发出相应的打点信号及完成相应功能的转换，如提人、提物、换层、检修等。根据煤矿安全规程要求，在提升过程中，下井口的信号必须由上井口转发，即每次提升开始，下井口首先向上井口发出打点信号，上井口再发出相应的信号，并传至车房，同时在操作面板上显示相应的数字和发出相应次数的音响信号。如果上井口发出的信号与下井口不一致，信号将不能发出，操作面板上也相应显示和音响信号。但当上井口下放人员时，不论下井口发出什么样的提升信号，均服从于提人，即上井口可以将提人信号直接发至车房，实施提人操作。在本系统中不论是提人还是提物，只有提人、提物转换开关的位置选对，打点信号才有效。一旦信号正确发出，除紧急停车信号外，系统将闭锁各种信号，确保提升的安全。当需要换层时，只要将换层转换开关置于换层位置，提升机将按照换层所设定的速度运行。在系统检修时，将检修转换开关置于检修位置，此时提升机将按照检修速度运行。
上井口发出的各种信号均传至车房，为司机提供开车信号。在提升信号没有发出时，绞车开不了车。在信号系统中还设置了提升方向的闭锁，绞车只能按正确的方向开车。
在系统中如果上下井口的闭锁和操车信号异常，显示屏上将出现相应的闪光指示，以便及时的发现问题和解决问题。为了方便上下井口的联络，系统中设置了联络信号操作按钮，通过此按钮实现各种联络。
当信号系统的PLC检修或故障时，本系统可以通过设置的备用信号系统发出各种开车信号，确保提升系统的正常运行。
3.3 下井口信号操作系统
下井口信号操作系统的功能基本与上井口信号操作系统的功能一样，不同之处在于:
(1) 下井口的信号只能传至上井口，而不能直接发至车房。
(2) 当下井口发出提人信号时，上井口只能发出提人信号。
当需要紧急停车时，上下井口均可通过紧急停车开关，发出全线紧停声光信号。

4 结束语
该副井提升机信号系统自投入运行以来,工作性能安全可靠, 基本实现无故障运转大大增强了副井提升机的安全性和提升能力

可编程控制器（PLC）是集计算机技术、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。由于体积小、可靠性高以及组态灵活等优点，PLC在工业控制领域得到了广泛的应用。将PC机与可编程控制器组合起来，充分利用PC机强大的人机接口功能、丰富的应用软件和低廉的价格来共同实现管理、控制一体化成为一个新的发展趋势。本文重点介绍在bbbbbbs 2000环境下如何利用VC来实现PC机与三菱PLC之间的串行通讯。
1 三菱PLC与计算机之间通信协议
FX2系列PLC与计算机之间的通信采用RS-232标准，其传输速率固定为9600bps，奇偶校验位采用偶校验。数据格式如表1所示。数据以帧为单位发送和接收。一个多字符帧由图1所示的五部分组成，其中和校验值是将命令码STX——ETX之间的字符的ASCII码（十六进制数）相加，取得所得和的低二位数。STX和ETX分别表示该字符帧的起始标起和结束标志。

(1) 起始字元（STX）：ASCII码的起始字元STX对应的16进制数位0x02。无论命令信息还是回应信息，它们的起始字元均为STX，接收方以此来判知传输资料的开始。
(2) 命令号码：为两位16进制数。所谓命令号码是指上位机要求下位机所执行的动作类别，例如要求读取或写入单点状态、写入或读取暂存器资料、强制设定、运行、停止等。在回应信息中，下位机会将上位机接收到的命令号码原原本本的随同其它信息一同发送给上位机。
(3) 元件首地址：对应要操作的元件的相应的地址。如从D123单元中读取数据时，要把它对应的地址：0x10F6发送给PLC。
(4) 元件个数：一次读取位元件或字元件的数量。
(5) 结束字元（ETX）：ASCII码的结束字元ETX对应的16进制数为0x03。无论命令信息还是回应信息，它们的结束字元均为ETX，接收方以此来判知此次通讯已结束。
(6) 校验码（Checksum）：校验码是将STX-ETX之间的ASCII字元的16进制数值以“LRC（Longitudinal Redundancy Check）”法计算出1个Byte长度（两个16进制数值00-FFH）的校验码。当下位机接收到信息后，用同样的方法计算出接收信息的校验码，如果两个校验码相同，则说明传送正确。
FX2系列与计算机之间的通信是以主机发出的初始命令，PLC对其做出响应的方式进行通信的。共有0、1、7、8四种命令，上位机实现对PLC的读写和强行置位。通过ENQ、ACK和NAK，上位机协调与PLC的通信应答。
2 编程口操作命令类型
串行通信是计算机与其他机器之间进行通信的一种常用方法，在bbbbbbs操作系统中提供了实现各种串行通信的API函数。通过SC-09编程电缆或FX-232-BD通讯模块，可以将PC机和计算机串行通信口RS-232连接起来，可以实现PC机对PLC的RAM区数据进行读、写操作。根据PLC本身所具有的特性，计算机可对PLC进行以下4种类型的操作：
(1) 位元件或字元件状态读操作(CMD0)；
(2) 位元件或字元件状态写操作(CMD1)；
(3) 位元件强制ON操作(CMD7)；
(4) 位元件强制OFF操作(CMD8)。
3 软件编程
(1) 串行通信实现方法
在进行以上四种操作之前要对串行通信口进行必要的初始化。本人采用了一个专门针对串行通信的CSerial类，并在Open函数中进行了进一步的完善。它由MuMega Technologies公司提供的一个Visual C++类，我们只要理解CSerial类种的几个成员函数，就能很方便地实现串行通信了。以下是该类定义：
class CSerial
{
public:
CSerial();
~CSerial();
BOOL Open( int nPort , int nBaud，int nParity，int nByteSize，int nStopBits );
BOOL Close( void );
int ReadData( void *, int );
int SendData( const char *, int );
int ReadDataWaiting( void );
BOOL IsOpened( void ){ return( m_bOpened ); }
protected:
BOOL WriteCommByte( unsigned char );
HANDLE m_hIDComDev;
OVERLAPPED m_OverlappedRead, m_OverlappedWrite;
BOOL m_bOpened;
};
① Serial::Open这个成员函数打开通信端口。带五个参数，个是串口号，第二个参数是数据传输速率，第三个是数据效验方式，第四个是数据位数，第五个是数据停止位。
② Serial::Close函数关闭通信端口。
③ CSerial::SendData函数把数据从一个缓冲区写到串行端口。个参数是缓冲区指针，其中包含要被发送的资料；第二个参数是发送的字节数。
④ CSerial::ReadData函数从断口接收缓冲区读入数据。个参数是缓冲区指针，资料将被放入该缓冲区；第二个参数缓冲区的大小。

(2) 位元件或字元件状态读操作

操作对象元件：PLC内部的X、Y、M、S、T、C、D元件；命令格式如表1；在发送完上述命令格式代码后，就可以读取PLC响应信息了。响应信息格式如图2；

部分程序代码：
BOOL CPlcComDlg::ReadPLC(char *Read, char *address, int bytes)
{
CSerial Serial;
char read_BUFFER;
if(Serial.Open(m_com, m_Buad, m_Parity, m_Byte, m_StopBites))
{
Serial.SendData(&EN,1);https://发送联络讯号
Sleep(100);
Serial.ReadData(&read_BUFFER,1);https://读取PLC响应讯号
if(read_BUFFER==ACK)
{
https://初始化变量
https://发送图2命令格式代码
ASCII(readdatasum_check,readdata_sum);
https://将STX-ETX之间的字符相加，转换成ASCII（十六进制），并取和的低二位数。
if(*readdatasum_CHECK==*readdatasum_check)https://和校验
{
https://对读出的数据进行处理，转换成整型数
for(int j=0;j<bytes/2;j++)
{
for(i=j*2;i<j*2+4;i++)
Read[i]=(Read[i]>0x39)?(Read[i]-0x41+0xA):(Read [i]-0x30);
Read_value[j]=(((((Read [j*4+2]<<4)+Read [j*4+3]))+Read [j*4+0])<<4)+Read [j*4+1];
}
return TRUE;
}
else
return FALSE;
}
}
}
}
https://将整数转换成ASCII（十六进制），并取低二位，
void CPlcComDlg::ASCII(char *total_databytes, int read_bytes)
{
unsigned int uTmp;
uTmp=read_bytes & 0x000f;
total_databytes[1]=(uTmp<10)?(uTmp+0x30):(uTmp+0x41-0xA);
uTmp=(read_bytes>>4) & 0x000f;
total_databytes[0]=(uTmp<10)?(uTmp+0x30):(uTmp+0x41-0xA);
}

(3) 位元件或字元件状态写操作

操作对象元件：PLC内部的X、Y、M、S、T、C、D元件；命令格式如图3所示。

(4) 位元件强制ON操作

操作对象元件：PLC内部的X、Y、M、S、T、C元件；命令格式如图4所示。

部分程序代码如下：
void CPlcComDlg::ForceOnOpreation(char *Address)
{
CSerial Serial;
char read_BUFFER;
Cbbbbbb strtemp;
if(Serial.Open(m_com,9600))
{
Serial.SendData(&EN,1);
Sleep(100);
Serial.ReadData(&read_BUFFER,1);
if(read_BUFFER==ACK)
{
https://初始化变量
https://发送图4命令格式代码
ASCII(Sum_Check,sum); https://将STX-ETX之间的字符相加，转换成ASCII（十六进制），并取和的低二位数
for(i=0;i<2;i++)
Serial.SendData(&Sum_Check[i],1);https://和校验
Sleep(100);
Serial.ReadData(&read_buffer,1);
if(read_buffer==ACK)
return TRUE;
else
return FALSE;
}
}
}

(5) 位元件强制OFF操作

操作对象元件：PLC内部的X、Y、M、S、T、C元件；命令格式如图5所示。

4 实时通讯控制界面

本程序能够实现远程控制FX系列PLC的运行。能读取位元件的当前状态，以及对它们置位和复位。能够读取字元件的值和往字元件写值。并能自动连续读取单个字元件的值。

图6 通讯界面

5 结论

本程序实现了上位机对三菱PLC的实时监控，传送数据准确，这种通信方法不仅成本低，而且简单、稳定、实用性强

一、概述
    在商用制冷系统中压缩机的控制大都采用机械式控制，众所周知，机械式控制存在着许多不足，如：体积庞大，接线麻烦，不易维护，同时控制精度差，致使制冷系统中制冷剂的压力波动太大，造成制冷效果差，冷藏食品解冻受损，给用户造成巨大的经济损失。
    近年来市场上也出现了一些采用单片机，工控机控制的控制器。但是，采用单片机开发的控制器由于抗干扰能力差，人机界面不够友好，操作繁琐，给用户带来了很多麻烦，所以，也没有得到普及。而采用工控机控制的控制器由于大多是国外引进的产品，全英文界面，不仅操作繁琐，而且价格昂贵，大多数用户不能接受。因而也得不到推广，本文介绍的控制器正好填补了这一空白。它不仅体积小，接线简单，人机界面友好，维护方便；同时控制精度高，运行可靠，使制冷系统中制冷剂的压力波动很小，制冷效果好，冷藏品得到了很好的保护；近用于冷链中广泛使用的并联机组，对冷量变化的jingque调节和压缩机运行寿命的均匀调节，非常适合并联机组的实际使用情况；并且，价格适中，因而受到了广大用户的普遍欢迎。五年来全国累计四十多套投入运行，运行情况良好。
    二、系统的控制原理
    本控制器主机采用三菱公司的PLC,型号为：FX2N—48MR,数据采集部分采用三菱公司的数据采集模块，型号为：FX2N—4A/D,现场监视的人机界面采用三菱公司的图形操作终端，型号为：F940GOT。同时，由主机，调制解调器，公用电话网，计算机，SCADA软件组成远程监控系统。
    系统的工作原理：首先，通过FX2N—4A/D采集系统压力，电压，温度以及设备的保护等信号，并对模拟信号进行数字滤波，抗干扰滤波，然后进行模拟量的量化和标度变换，与设定参数进行比较判断，根据比较结果和保护信号控制压缩机的启动与停止。当需要开机时，首先，根据所有压缩机的开机时间，判断哪一台压缩机开机时间短，然后，判断其保护信号是否正常？如果正常，则开机，否则判断下一台压缩机，……直到后一台。反之，当需要停机时，首先根据所有压缩机的开机时间判断哪一台压缩机开机时间长，然后，输出停机控制信号。
    正常工作情况下，任何一台压缩机的保护信号出现故障，主机一旦检测到故障信号，立即输出停机信号，停止相对应的压缩机，并发出报警信号，告诉值班人员系统出现故障，需要人工监视。同时，主机一旦检测到故障的恢复信号，也会立即输出开机信号，启动相对应的压缩机。
    F940GOT是人机接口图形操作终端，通过它可以输入系统运行参数，可以手动操作，例如：手动启动或停止压缩机等等。它可以显示系统运行的各种参数及系统运行的各种状态。另外，压缩机的各种保护信号可以通过主机的开关量输入端输入PLC作为压缩机的开机条件。安装了SCADA软件的计算机通过调制解调器，公用电话网与PLC 连接，可以实时读取系统运行参数及设备运行状态从而进行实时的远程监控。采用本系统可以预防系统即将出现的故障，并及时采取补救措施，从而为客户挽回不必要的经济损失。
三、系统的硬件框图

输入部分：输入部分包括模拟信号输入和开关信号输入两部分组成。
模拟信号包括：安装在吸气集管上的吸气压力传感器（0~200PSIG），和安装在排气集管上的排气压力传感器(0~500PSIG)和温度传感器。还有监视系统供电电压的电压传感器。
开关信号包括：安装在压缩机上的电子热保护（温度探头安装在电机绕组内），安装在压缩机吸气侧的低压开关，安装在压缩机排气侧的高压开关，油位控制器，油压差控制器. 电子热保护根据安装在电机绕组内的温度探头感知的绕组温度的高低，发出一个开关信号，当温度高于设定值时断开控制回路，反之则接通控制回路，主要防止因绕组温度过高而导致的压缩机故障。安装在压缩机吸气侧的低压开关主要用于：当系统进入机械后备状态时，根据吸气压力的高低来控制压缩机的开/停。安装在压缩机排气侧的高压开关则用于：当排气压力超过上限设定值时断开控制回路，停止压缩机的运行，防止由于排气压力过高而造成的压缩机故障。油位控制器：当压缩机的瑞滑油供应不上时（系统油位低于某一设定值时）断开控制回路，停止压缩机的运行，可以有效防止压缩机因缺油干磨导致的损坏。油压差控制器.用于监测半封闭压缩机高低压腔油压差，当油压差太小时将出现润滑油供应不上，影响压缩机的润滑，将导致压缩机干磨。还有监视系统供电电源的相序保护器。
输出部分：通过中间继电器控制压缩机和报警。
另外：一方面，主机通过RS 422接口与触模屏（图形操作终端F940GOT）连接，触模屏作为一种人机接口，可以通过它进行系统参数的设定，系统运行工况的监视等等。另一方面，主机通过RS 232接口与调制解调器连接，通过公用电话网，把系统参数，系统运行工况传送到远方的计算机以便于进行远程的监控和远程维护。
四、控制软件的编制思路
在控制软件编制之前，首先要搞清楚影响压缩机运行的各种因素，以及各种因素本身的特性和它们之间的相互关系，结合本控制器，影响压缩机运行的各种因素如下：
系统的吸气压力
系统的供电电压
三相电源的相序保护
压缩机的电子热保护
压缩机的低压开关
压缩机的高压开关
压缩机的油位控制器
压缩机的油压差控制器
正常情况下，在设备安装完毕后首先应校正三相电源的相序，保证三相电源的相序是正确的；系统的供电电压应处于正常范围内（线电压为交流380V±15%）。当压缩机的电子热保护探测到的绕组温度正常，压缩机的排气压力低于设定值，压缩机的油位正常，压缩机的油压差控制在必要的范围内，此时当系统的吸气压力高于设定值时，压缩机即可以开机运行。
在设备运行过程中，三相电源的相序是不变的，当系统的供电电压超出正常范围（线电压为交流380V±15%）时，控制器将发出电压故障报警信号，同时，将停止所有正在运行的压缩机，提醒值班人员检查系统电源供电情况，直到解除故障。
在设备运行过程中，无论压缩机的电子热保护，压缩机的高压开关，压缩机的油位控制器，压缩机的油压差控制器那一个出现故障，都可以随时停止相应的压缩机；当故障解除后，相应的压缩机即可根据控制器的需要随时投入运行。
压缩机的低压开关主要用于机械后备。当主控制器故障时将让出控制权，由压缩机的低压开关控制系统继续运行，以保持制冷系统正常工作，避免因主控制器故障而导致整个制冷系统停止工作。

五、人机界面的设计
人机界面采用三菱公司的图形操作终端：F940GOT—LWD。在进行人机界面的画面设计之前应该了解系统要监视和操作的内容，这里我们要监视系统的吸气压力，压缩机的运行状况（即目前压缩机是运行状态还是停机状态，自动运行状态还是强制运行状态），系统电源电压，各台压缩机运行时间等等。另外，还要设计运行参数设置的画面和手动操作的画面，以及系统故障后的报警画面和报警解除画面，报警记录和运行记录的清除画面。
在主菜单画面中，显示了系统操作的一级菜单，它包括厂商信息，运行显示，运行记录，报警记录，参数设置，系统维护等画面。
在厂商信息画面中，记录了本软件的研发背景和公司的简单介绍。
在运行显示画面中，可以监视系统的吸气压力，压缩机的运行工况，系统电源电压及系统时间，日期，还可以显示系统目前是自动运行状态还是强制运行状态。
在运行记录画面中，记录了低温系统和中温系统中各台压缩机详细的运行时间和本记录开始时间。本记录开始时间以 年，月，日，时，分，的形式显示，压缩机的运行时间以 时，分，的形式显示。
在报警记录画面中，记录了报警的历史记录和当前正在进行的报警，以及各种报警的频率和报警提示信号，在此画面中可以解除正在进行的报警的音响信号。
在参数设置画面中，可以对系统运行的基本参数进行设置，它包括调试阶段部报警的时间，压力和电压报警的延时时间 ，故障判断时间，压缩机的开机间隔时间；压缩机的台数，系统压力设定点，系统压力波动范围和压力上下限报警设定值等等。
在系统维护画面中，可以对系统运行进行人工干预（强制操作），可以强制开启某一台压缩机，或者强制停止某一台压缩机；在系统维护画面中，还可以对系统运行记录和报警记录进行清除操作。在此画面中为了防止误操作，特意设置了防误程序。另外，还设计了三级密码，用以限制用户的越级操作。
由于本软件采用中文界面，语言简洁，操作简单方便，因此受到了广大用户的好评。
六、SCADA监控软件的设计
监控软件的设计有二种方案：一种是通过RS485与主机连接实现设备的当地监控，另一种是通过调制解调器（MODEM），公用电话网，调制解调器（MODEM）与主机连接实现设备的远程监控。当地监控主要用于用户的日常监控，远程监控主要用于设备隐患的预防和设备故障的快速定位及修复。监控画面的设计与人机界面的设计类似。用全中文共控组态软件MCGS做开发平台。
七、结束语
本文旨在探讨和研究用PLC, 触模屏，计算机构成的网络之间的数据通讯和商用制冷系统的监视与控制方案，为同类系统的设计和实现提供了一种方便，快捷的工程组态方案。