乐山西门子模块总代理商

    如今工业控制产品已发展到一个追求个性化、差异化的阶段。传统的PLC产品已经无法满足更加细分化的市场需求,为了满足这种需求,出现了嵌入式PLC产品。
一、嵌入式PLC
嵌入式PLC是将PLC系统软件构建于控制器内,根据用户控制需要定制硬件,以PLC的应用方式解决对象控制问题的PLC。它由两部分组成：嵌入式PLC系统软件和芯片组成。
1、嵌入式PLC系统软件
嵌入式PLC系统软件将PLC语言(梯形图语言)、CAN总线嵌入到单片机中,使单片机的产品开发从使用汇编语言变为使用PLC梯形图语言,并具有CAN总线的互连特性。
该系统软件具有以下特点:1.以梯形图语言为内核,添加了中断管理系统,能实现PLC无法实现的硬实时操作;2.强化运算能力,增加了CANBUS函数库、浮点数库、专家自整定PID、嵌入式WEB等,丰富了PLC的功能;3.提供开放式扩展结构,支持第三方开发扩展单元的接线;4.增加了网络互连功能,在远程端加载专用浏览器后,即可实现远程监控。
系统软件包括三个部分。
①嵌入式PLC内核：它完成实时任务调度、梯形图语言解释、执行、通讯等基本功能,并提供二次开发驱动接口；
②二次开发驱动程序：通过系统软件提供的外挂任务,使用内核开发各种面向具体对象个性化、差异化的驱动程序；
③终端应用程序：指面向工艺流程控制的梯形图语言程序。
2、嵌入式PLC芯片组
EASYCORE1.00是一个加载了嵌入式PLC系统软件的核心芯片组,作为一款加载了系统软件的硬件平台,可以用来设计通用和专用PLC。
1)芯片组基本性能：
①供电： 5V200mA,RAM掉电保护5年。
②CPU：C8051F040。
③嵌入扩展能力
?32I/O：可复用成SPI、I2C接口及外中断、外计数、AD等。
?4AD：12位精度,100KPS。
?2DA：12位精度,100KPS。
④通信接口
?CANBUS：系统软件管理,使用工具软件CANSet构建CANBUS总线网络。
?UART0：系统软件管理,用于梯形图编程、监控,支持人机界面及用户驱动程序下载。
?UART1：系统软件管理,用于下载CANBUS网络参数、构建RS485网络及支持第三方设备互连。
二、应用开发
基于加载了系统软件的核心芯片组,我们可以根据工艺需要来开发自己的嵌入式PLC产品。下面就介绍基于嵌入式PLC芯片组开发的16路输入的模拟量PLC产品(可输入标准信号或热电偶信号)。
1、硬件设计
AI0是芯片组内的一个AD转换通道,P1.0—P1.4作为模拟开关的通道控制线来进行16个模拟信号通道间的切换。
(1)信号采集电路
用AD公司的高精密放大器OP07构成模拟信号放大电路,OP07具有低输入偏移电压(10uV)、低漂移电压(0.2uV/℃)和宽范围的供电电压(±3V－±18V),可以很好地满足该产品的要求。在这里OP07由±5V供电,R18、R79作为调零电阻,输出电压由下式给出：Vout＝Vin(1＋R98/R56)。
(2)信号选择电路
选择16通道的模拟开关CD4067构成信号选择电路,A、B、C、D、INH接到芯片组的P1.0－P1.4引脚,做为模拟开关的通道选择控制信号。OUT引脚接到芯片组的AIN0,即个AD转换通道。
2、软件开发
嵌入式PLC是基于Cygnal公司的C8051f040芯片开发的,所以二次程序的开发使用51汇编语言。开发选择的编译器是KEILC51,因为它可以生成我们所需要的.HEX文件。

内核留出了七个用户嵌入程序接口,我们只需要充分理解各个接口的功能就可了进行二次开发了,需要熟悉如下内容：a、内核功能b、内核结构c、内核任务管理d、内核存储空间分配。由于系统软件中已经加入了232通信、485通信和CAN通信的功能,所以16路模拟量PLC的二次驱动软件的开发主要集中在模拟量的AD转换和PLC资源区中AD值的实时刷新上。
(1)程序规划
T4中断：完成AD转换和16个通道的切换程序
USER_SCAN：PLC资源区中AD值的刷新。

AD转换过程如下：每一通道连续采样16次,采样完后得到累加和,然后启动下一通道的AD转换。
PLC资源区中AD值的刷新过程如下：在梯形图扫描周期结束时进行,把各路AD值的累加和求平均值后放入PLC的资源区的对应位置处。
(2)程序代码

3、驱动程序的嵌入
在KEILC51中编译上述程序。使用下载工具软件“DOWNHEX”,把生成的.HEX文件通过串口下载到芯片组的固定地址处,使得内核可以调用它,从而完成二次驱动程序的开发。到此,16路模拟量PLC的开发工作基本完成。
三、功能介绍
基于嵌入式PLC开发的多路模拟量网络节点具有以下功能：1、采集工业现场的多路热电偶信号,2、支持三菱、台达等多家人机界面,3、支持梯形图编程(86条指令),4、支持CANbus互连(多机并联运行或扩展单元连接)等。这里简要介绍下该网络节点的梯形图功能应用。
嵌入式PLC的系统软件中内置了温度转换函数,其功能是把热电偶毫伏信号对应的AD值转化成温度值。适用于任意分度热电偶输入信号,应用于不同的控温场合,配合PID调节,使受控温度精度可达±1℃。
四、结束语
笔者利用嵌入式PLC芯片组开发的的PLC产品的实例证明,本着软硬件可裁剪的原则,开发出的产品可以很好的满足用户的个性化需求,节约了硬件成本、缩短了研发周期,并且得到了许多强大的功能,相信它的出现必将使得PLC生产厂家生产出越来越多的贴近终端市场的PLC。

一、PLC的故障现象与查找处理
    1、故障现象：PLC停止在某些输出被激励的地方（通常是处于中间状态）。查找与处理：查找引起下一步操作发生的信号（输入、定时器、线川、鼓轮控制器等），将编程器置于显示那个信号的ON/OFF状态。
    2、故障现象：输入信号后编程器显示的状态与输入模块的LED指示结果不一致。查找与处理：更换输入模块；若发现在扩展架上有多个模块需更换则在更换前，应先检查I/O扩展电缆和她的连接情况。
    3、故障现象：输入状态与输入模块的LED指示一致，而比较发光二极管与输入装置（按钮、限位开关等）的状态二者不同。查找与处理：测量一下输入模块，若发现问题则更换I/O装置、现场接线或电源；否则，要更换输入模块。
    4、故障现象：信号是线川，而没有输出或输出与线川的状态不同。查找与处理：用编程器检查输出的驱动逻辑并检查程序清单。检查应按从左到右进行，找出个不接通的触点，没有通的那个若是输入则检查该输入点。后确认使主控继电器不影响逻辑操作。
    5、故障现象：信号是定时器且停在小于999.9的非零值上。查找与处理：更换CPU模块。
    6、故障现象：该信号控制在一个计数器。查找与处理：检查控制复位的逻辑，然后是计数器信号。
二、PLC组建主要部件的更换
    1、更换框架
    ⑴切断AC电源；
    ⑵如装有编程器，拔掉编程器。
    ⑶从框架右端的接线端板上，拔下塑料盖板，拆去电源接线。
    ⑷拔掉所有I/O模块。如果原先在安装时有多个回路的话应记下每个模块在框架的位置，不要搞乱IU/O的接线，以便对应重新插上。
    ⑸若是CPU框架，拔除CPU组建和填充模块后将其放置适当以免毁坏。
    ⑹卸去底部的二个固定框架的螺丝，松开上部二个螺丝，但不用拆掉。
    ⑺将框架向上推移一下，然后把框架向下拉出来放在侧旁。
    ⑻将拟换新框架从顶部螺丝上套进，再装上底部螺丝并均匀拧紧螺丝。
    ⑼按记录位置插入I/O模块，以免模块插错位置引起控制系统错误操作。
    ⑽将卸下的CPU模块和填充模块重新插入。
    ⑾在框架右边的接线端子上重新接好电源并盖好电源接线塑料盖。
    ⑿检查电源接线无误后再接通电源。
   ⒀调试整个控制系统，以确保所有的I/O模块运行正常，程序没有变化。
    2、CPU模块的更换
    ⑴切断电源。
    ⑵带有编程器的，拔掉编程器。
    ⑶挤压CPU模块面板的上下紧固扣，使其脱出卡口。
    ⑷把CPU模块垂直用力从槽中拔出。
    ⑸若原CPU上装有EPROM储存器则将EPROM拔下后再装于新CPU上。
    ⑹将印刷线路板对准底部导槽后再将新CPU模块插入底部导槽。
    ⑺小心移动CPU模块，以使CPU模块对准顶部导槽。
    ⑻把CPU模块插进框架，并把紧固扣锁进卡口。
    ⑼插上编程器。
    ⑽接通电源。
    ⑾对系统编程初始化，并把录在磁带上的程序重新装入。
    ⑿调试整个系统的操作。
    3、I/O模块的更换
    ⑴切断框架电源
    ⑵切断I/O系统的电源。
    ⑶拆下I/O模块上的接线。
    ⑷视模块的类型，拆去I/O接线端的现场接线或卸下可拆式接线插座，并将每根线贴上标签与对应标记。
    ⑸向中间挤压I/O模块的上下弹性锁扣，使它们脱出卡口。
    ⑹垂直向上拔出I/O模块。
    ⑺插入拟换装的I/O模块。
    ⑻将I/O模块的紧固扣锁进卡口。
    ⑼按记录标签与对应标记连接I/O模块的接线。
    ⑽接通框架电源和I/O模块系统的电源。