西门子辽源授权总代理商

0 引言 　　随着科技的飞速发展， 越来越多的机器与现场操作都趋向于使用人机界面， 而PLC 控制器强大的功能及复杂的数据处理也要求有一种功能与之匹配而操作简便的人机界面。触摸屏的出现无疑是21世纪自动化领域的一个巨大革新。触摸屏和PLC的组合使用已经成为主导形式。 　　PLC是一种结构简单、通用性好、功能较完备的新型控制元件， 其主要优点是抗干扰能力强， 可以提高系统的可靠性和稳定性以及生产效率， 特别适用于工业控制。 　　触摸屏是一种连接人和机器的人机界面， 它代替了原始的控制台和显示器， 可用于数据显示和参数设置，并且可以用动态曲线的形式描述系统的控制过程； 扩展了PLC的功能， 减少了按钮、开关、仪表等仪器的使用。 　　1 系统的组成 　　本系统采用Siemens S7-200和迪文触摸屏组成的系统控制现场的电动阀、电磁阀、电动机和温度控制器等执行机构。S7-200通过模拟量输入模块和温度、压力传感器采集现场的温度和压力信号， 信号通过PLC上的A /D转换、数值变换传送到触摸屏上， 触摸屏显示实时的温度值、压力值、温度曲线、压力曲线和PID曲线； 且PID参数可以通过触摸屏进行设置， 触摸屏给PLC发送指令， 以控制现场的执行机构。由于PLC接口为RS-485，触摸屏接口为RS-232， 因此， 需要增加一个RS-485 /RS-232转换线。控制系统的组成如图1所示。 　　 　　图1 控制系统组成框图 　　2 PLC和触摸屏的通信 　　计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通信和并行通信2种方式。S7-200系列PLC的通信分3种工作方式： PPI通信方式、自由口通信方式和Profibus-DP通信方式， 本系统采用的是自由口通信方式。 　　2.1 PLC 的自由口通信 　　当S7？？200系列PLC使用自由口通信时， 数据传输协议完全由用户程序决定， 所有的通信任务都要由用户编程完成。通过自由口方式， S7-200可以与串行打印机、条码阅读器、触摸屏进行通信， 其波特率范围为1 200~ 115 200 bit / s（可调整）。自由口通信的核心是XMT（发送）和RCV （接收）这2条指令以及相应的特殊寄存器控制。本系统的自由口通信使用的是自由口0，S7-200 CPU使用SMB30定义自由口0的工作模式。通过特殊寄存器SMB30， 可以对校验的选择、每个字符的数据位、自由口的波特率和协议选择进行设置。S7-200 CPU 上的自由口接口为RS-485， 触摸屏的接口为RS？？232， 设计时需要制做一个RS-485 /RS-232的通信线。而S7-200 CPU的通信口RS-485为半双工通信口，发送和接收指令不能同时处于激活状态， 此时，可以通过控制特殊寄存器SMB87来控制RCV （接收） ， 当在指定时间内PLC没有收到信息时， RCV指令将停止接收。 　　2. 2 触摸屏的数据传送方式 　　迪文触摸屏的串口数据帧结构由帧头、指令、数据以及帧尾结束符这4 个数据块组成。帧头固定为0XAA， 而指令参考迪文指令集， 数据多为249 B， 帧尾结束符固定为0XCC、0X33、0XC3、0X3C.其中， 0X代表16进制数。迪文触摸屏所有指令或数据都是16进制（HEX）格式， 对于字型（ 2字节）数据， 字节传送顺序采用高字节先传送（MSB）的方式。传送方向为下行（Tx）时， PLC 发送数据给触摸屏， 数据从触摸屏串行接口的“Din引脚”输入； 传送方向为上行（Rx）时，触摸屏发送数据给PLC， 数据从触摸屏串行接口的“Dout引脚”输出。

近日从江苏苏州太仓展日搪瓷干燥有限公司了解，PLC智能化应用正在逐渐发展，并逐渐运用于各个领域之中，双锥回转真空干燥机就是比较典型的其中之一。PLC的智能化能够达到控制电压、负载功率、稳定并维护系统以及安全节能等目标。PLC的发展迅速，随着我国信息技术的不断发展以及物联网技术的逐渐成熟，作为控制组成之一的PLC也在不断走向智能化的发展。目前，PLC智能化已经运用于多个领域，依靠着巴西、中国、印度等地的市场需求的逐渐扩大，PLC的发展呈现良好的态势，步入了快速发展的阶段。

　　与之同时出现在公众视野的是“智能工厂”的出现和发展。智能化PLC能够帮助掌握产量、销量的数量，能够自动化控制生产过程，减少人力工作，提高工作的准确率和效率。工厂智能化的发展，依托着只能PLC的应用。

双锥回转真空干燥机是双锥形回转罐体，通过真空泵排走水蒸气进而达到干燥的目的。在运用双锥回转真空干燥机时要注意其旋转速度。在进行工作的初阶段，过快的旋转速度会造成结团等状况。所以，在初始阶段，应该保持机器低俗的转动，随着需要干燥物品的含水量的降低，逐渐增高旋转速度。然后，在后的阶段，如果再继续加速，对于干燥没有益处，此时需要降低速度。速度的改变对给工作人员提出了较高的要求，要求工作人员能够合理把握时机改变速度，以达到好的干燥效果。除了干燥时间控制速度的问题外，操作流程、工作流程等严格的要求也是工作人员需要注意的一大问题。

　　但是，只能PLC的应用，却很好的解决了这一系列问题。将智能化PLC应用于双锥回转真空干燥机中，可以使得干燥机自动化、智能化调节转速和温度，达到更好的效果，并且，这种自动化的操控比人工操控更加。

　　目前，双锥回转真空干燥机的生产厂商很多，其中较为有名的是太仓展日搪瓷干燥设备有限公司。该公司以“诚信、品质、、服务、共赢”的经营理念，以“产品品质重于一切，信息反馈先于一切，售后服务优于一切”的企业宗旨，自建立企业起就一贯坚持。公司销售产品涵括干燥设备、换热设备、反应设备、混合粉碎设备、俗话防腐设备、化工设备配件以及搪玻璃修复服务等。企业中的双锥回转真空干燥机运用智能化PLC的技术，达到了目前较为先进的赶早水平与工艺，为我国化工产业的进步起到了一定的促进作用。在同类企业中遥遥。

　　设备操作的智能化提高了工作的效率，使得干燥工作更加高效、准确。物料转移时减少了物料的污染几率。太仓展日搪瓷干燥设备有限公司的干燥机在引用PLC智能化后，提高了生产效率与产品质量。目前，经过不断改造、加工的干燥机已经可以运用于医学、化工、染料和食品等各个领域范围内，做出了非常好的表现。

实际应用中经常用到读取条形码、称重仪表、热工仪表数据的情况，一般使用自由通讯来完成，要完成读取功能西门子S7-200plc则需用RCV指令来接收数据。一般说来其具体思路如下：
一：无发送指令XMT的使用
有些仪表连续发送采集数据，plc端只是接受仪表数据：
1：初始化通讯参数，使plc和仪表的通讯参数一致；
2：设置接收准备时间、接收完成字符、接收超时时间、接收大字符等接收指令RCV的相关SMB字节；
3：绑定接收完成的中断；
4：中断程序有接收完成的返回和接受错误的修正，
当正确接收到接收字符后，重新启动接收任务
当异常退出时，也需要重新启动接收任务。
二：有发送指令XMT的使用
有些仪表需要发送一条读取指令后，仪表才能传送数据：
1：设置读取仪表需要的数据，一般用mov指令进行设置
2：初始化通讯参数，使plc和仪表的通讯参数一致；
3：对port0进行使能控制，设置接收准备时间、接收完成字符、接收超时时间、接收大字符等接收指令RCV的相关SMB字节87、88、89、94，定义定时中断时间。
4：绑定定时中断
5：当port0端口空闲时，（SM4.5=0）执行接收指令RCV。
6：当接收到设定的接受字符时，重新设置定时中断时间，再次绑定定时中断

利用西门子PLC输出的模拟量、伺服控制器完成了对伺服电机转速的控制。提高了系统控制的可靠性和jingque度。满足了工业现场的需要。
1.引言
　　伺服电机在自动控制系统中用作执行元件，它将接收到的控制信号转换为轴的角位移或角速度输出。通常的控制方式有三种：
①通讯方式，利用RS232或RS485方式与上位机进行通讯，实现控制；
②模拟量控制方式，利用模拟量的大小和极性来控制电机的转速和方向；
③差分信号控制方式，利用差分信号的频率来控制电机速度。
简单、方便的实现对伺服电机转速的jingque控制是工业控制领域内的一个期望目标，本文主要研究如何利用PLC输出的模拟量实现对伺服电机的速度较为的控制。
2.控制系统电路
　　控制装置选用西门子S7-200系列PLC CPU224XPCN，这种型号的PLC除了带有输入输出点外。还有1个模拟量输入点和1个模拟量输出点，这一型号PLC所具有的模拟量模块，能够满足控制伺服电机的需要。触摸屏选用西门子触摸屏，型号为TP177B。
　　具体控制方案如图l所示，触摸屏是人机对话接口，初的指令信息要从这里输入。输入的信息通过通讯端口传送到PLC。经运算后，PLC输出模拟量，并连接到伺服控制器的模拟量输入端口。伺服控制器对接收到的模拟量进行内部运算，而后驱动伺服电机达到相应的转速。伺服电机通过测速元件将转速信息反馈到伺服控制器，形成闭环系统，实现转速稳定的效果。
图1 控制方案
由表1可看出，输入值和实际转速相差甚远，而唯一的办法是通过运算将输入值转换成能对应上实际转速的整形数值。但是还要首先找到高转速和低转速对应的数值。通过实验发现，对应关系如表2所示
PLC的模拟量输出和伺服电机转速输出都是线性的，可以根据表2的数据列出直线方程组，计算出输入值和整形数值之间的关系。
2711＝500×a+b
30854＝600×a+b
解得：a=5117；b=152
　　设实际转速为x，整形数值为y；那么关系方程为：
y=5117×x+152
通过PLC。实现则需妻用到数字运算指令，具体如图2所示
图2数字运算指令实现对应关系
运算后，将数据直接传送到模拟量输出口就完成了转换工作(由于输出口不接受双字数据；所以仅传字数据，VB2232即可)。如图3所示
图3模拟量输出口传送指令
这样．就基本上完成了从对话框输入速度值，经过PLC运算后输出模拟量。伺服控制器接收到模拟量驱动伺服电机，伺服电机的转速等于输入速度值的过程。通过经过实际检验，测得输入值、整形数值、实际转速如表3。

表2 实测对应数值表 整形数值 实际转速 2711 500 30854 6000
表3　运算后的实测数值表 输入值 运算后数值 实际转速 500 2711 500 1000 5269 999 2000 10386 3000 4000 20620 4002 5000 25737 5001 6000 30854 6000
4.结束语
　　本文提出了一种利用西门子200系列PLC所配备的模拟量输出模块，控制伺服电机的方法，方法简单，易于实现，且能够满足转速精度为±3 RPM的工作要求。