西门子6ES7352-5AH01-0AE0使用手册

根据《ControlDesign》杂志调查，2009年美国机械行业的PLC用户占三分之二，而PAC和PC控制总共只占13%，嵌入式PLC仅占5%。在PLC技术发展及IEC6113-3研讨会上，PLCopen中国组织主席彭瑜表示，嵌入式PLC具有很大的发展空间。

　　ARC研究表明，各行各业对自动化产品领域的资本投资将继续保持强劲势头。PLC中国市场预期以12.4%的年复合增长率(CAGR)增长，2011年将达到13亿美元。

　　嵌入式PLC目前并没有确切的定义。英国敏思咨询公司在其嵌入式PLC市场报告中将其定义为：把交流变频调速器或HMI或其他设备内嵌PLC的功能归类于嵌入式PLC。

　　同时，国内外很多人把采用SOC嵌入式片上系统芯片和嵌入式实时操作系统实现PLC功能，并利用IEC61131-3的标准编程语言编程的，称之为嵌入式PLC。PLCopen中国组织采用的是第二种概念。

　　嵌入式PLC呈多元发展趋势

　　彭瑜说：“嵌入式PLC的发展呈现多元化，在国内外均有很好的表现。”

　　在国外，德国赫优讯将现场总线技术和PLC技术相结合，推出了一款极具特色的netPLC,使得传统的PLC与软PLC的功能合二为一。据悉，该产品具有软硬件功能，板上配有netX模块，标准配置Profibus-DP主站卡，PLC运行/停机开关、小型USB诊断端口、4个LED指示灯，78个开关量I/O和6个AD通道等。其编程环境基于3S公司的CoDeSysV3.3,配有OPCServer标准软件接口程序、运行程序库、现场总线组态工具软件，PCI总线设备驱动程序等。

　　Rabbit公司推出的具有低成本的嵌入式PLC开发套件，以其3000系列单片机为硬件基础，配以基于IEC6113-3的IsaGRAFV3.5编程环境，并支持5种PLC编程语言。传统的PLC程序员将能享受使用Rabbit套件附带的ISaGRAF软件来开发新方案。所有功能都整合在一块面积为100毫米X100毫米的集成板上，并能将其便捷地镶嵌在标准的100毫米DINrailtray上。

　　在国内，华中科技大学在EASYCORE1.00核心芯片组中加载了嵌入式PLC系统软件，作为硬件平台，开发了多模入通道的嵌入式PLC。

　　杭州电子科技大学计算机学院以开发PLC与人机界面相结合的硬软一体化为目标平台，充分利用CASE工具，结合各类嵌入式芯片的开发平台和各种输入输出通道的硬件电路库，专为机电设备开发客制化、具有OEM性质的专用PLC。

　　专家认为，如今面对客户的需求在不断的变化，就需要PLC能够满足客户不断变化的需求。具有低成本优势的嵌入式PLC，正好能够满足这一需求。在未来，传统工程机械PLC产品势必会被智能化的嵌入式PLC所取代。

　自从1969年台可编程控制器(简称PC机)在美国问世以来，在工业控制中得到广泛的应用。近年来，我国在石油、化工、机械、轻工、发电、电子、橡胶、塑料加工等行业工艺设备的电气控制中，越来越多地采用PC机控制，并取得了显著的效果，深受各行业的欢迎。我厂于1988年开始将可编程序控制器应用在硫化机上，至今使用情况一直良好。下面以欧姆龙公司的C200H可编程序控制器为例，谈一谈PC机在硫化机上的应用。

　　1C200H可编程序控制器的特点

　　(1)系统构成灵活。

　　(2)可靠性高，抗干扰性能强，环境适应性好。

　　(3)功能强。

　　(4)指令丰富，速度，快，编程简捷。

　　(5)故障诊断能力强，具有自诊断功能。

　　(6)多样化的通信功能。

　　2在硫化机上使用可编程序控制器的优点

　　(1)简化输入设备及其本身的接线，如转换开关、按钮等可从复杂的多组组合简化为单组组合。限位开关、按钮等的接线可只接一组接点(常开或常闭)，另一种状态可通过PC内部识别，这样大大地降低了外围设备的接线姓。

　　(2)用软件代替继电器的倾接线.改变控制要求方便。PC机采用有微型计算机为核心的电子线路，是多种电子式继电器、定时器和计数器的组合体，它们之间的连线(即内部接线)通过指令用编程器进行.如果按照现场要求改变控制方式，修改控制线路，只需用编程器对指令进行修改即可，十分方便。

　　(3)用半导体元件将继电器有触点控制改为PC机无触点控制，大大提高了。J靠性相稳定性，将原继电器盘控制装町的故障，如继电器线圈烧坏、线圈粘连、线阁吸合不紧、接点脱落等继电器本身的故障彻底消除。

　　(4)扩展I/0饥架有两种电源型号选择：①使用100～120VAC或200～240VAC电源;②使用24VDC电源。输入设备如按钮、选择开关、行程开关、压力调节器等可用24VDC电源作为信号源，这样可避免由于生产环境温度过高而造成行程开关、压力调节器等短路现象，提高了维修工人的安全性，降低了维修工作埠。输出端可通过200～240VDC电源直接驱动电磁阀、接触器等输出负载。

　　(5)除了有CPU错误、电池错误、扫描时间错误、存贮器错误、Hostink错误、远程I/O错误等自诊断功能和能判断PC机自身故障外，对应于I/O每一个点都有信号指示灯，指示I/0的0N/OFF状态，根据I/O指示灯的显示可准确、快捷地判断PC机外围设备的故障。

　　(6)根据控制要求，可方便地构成合适的系统，且便于扩展。如果硫化机需增加和改进外围控制系统，在主CPU上再加扩展元件，以后设备需联网，可很方便地构成系统。

　　3如何给硫化机编程

　　(1)确认硫化机正常运行的整个过程必须做那些动作，以及它们之间的相互关系。

　　(2)确定行程开关、按钮等作为发送输入信号到PC的输入设备所需的输入点数;电磁阀、接触器等作为接收来自PC输出信号的输出设备所需的输出点数。然后给每一个输入和输出点指定一个I/0位，同时分配“内部继电器”(IR)或工作位和计时器/计数器。

　　(3)根据输出设备之间的相互关系和控制对象必须动作的顺序(或时间)，画出梯形图。

　　(4)如果使用GPC(图形编程器)，FIT(工厂智能终端)或LSS(IBMXTAT编程软件)就可以直接用梯形图逻辑编PC程序，但如果使用普通编程器，必须把梯形图转换为助记符(由地址、指令和数据组成)。

　　(5)利用编程器或GPC检查程序，并纠正错误，然后试运行程序，并观察硫化机的运行，是否与我们的要求相一致，然后修改程序，直到程序完善。

4硫化机自控系统的常见故障

　　采用PC机控制的硫化机故障率相当低，故障一般主要发生在下面几个方面。

　　(1)输入设备

　　象行程开关、按钮、转换开关经过多次反复动作后，会产生松动、不复位等现象，有的甚至会损坏。

　　(2)输出设备

　　由于环境潮湿和管路泄漏现象，使电磁阀进水，发生短路，烧坏电磁阀。信号灯也经常有烧坏的现象。

　　(3)PC机

　　由于输出设备多次短路，产生高电流，冲击PC内部的输出继电器，而使输出继电器触点熔化而粘连在一起，损坏继电器。

　　5 维护和保养

　　(1)在安装PC机时，必须远离下列环境：腐蚀性气体;温度剧烈变化;阳光直射;灰尘、盐和金属粉末。

　　(2)平时使用必须定期检查，象某些易损件(如保险、继电器和电池等)需要经常更换。

　　(3)每组输出单元经220VAC输出，至少必须加一个2A250VAC的保险丝，当该保险烧断，一定要检查该组输出设备是否有异。若不检查就马上换上新保险，则易损坏输出单元的继电器。

　　(4)平时要注意观察电池报警指示灯，如果报警灯闪，必须在一周内更换电池(更换电池要在5min内完成)，电池平均寿命为5年(在室温25℃以下)。

　　(5)当CPU和扩展电源拆下检修后，安装接线时一定要接对，否则很容易烧坏CPU和扩展电源。

类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。

　　在大型工业生产线中，由于受到空间的限制，往往要将一条生产线分割为几个工艺段，分别安装在几个楼层中，这样各个工艺段的货物如果使用传统的货物电梯进行传送，将会给生产带来许多不便，而且还会影响生产效率。因此，设计一个直接连接不同楼层的生产线的提升机是必要的。

　　1、工艺流程简介

　　由于向下运行和向上运行的控制方法是相同的，在此以向上运行为例说明工艺流程，工艺流程简化框图如图1所示。

　　当按下启动按钮后，位于传送线上的光电继电器开始检测传送带上是否有板，有板通过门控电机开门，传送带电机和提升机小车电机进板，实现自动进板;进板到位后门电机关门，提升机自动上升;上升到位，门控电机开门，传送带电机和提升机小车电机起动开始自动出板;出板完成后进入下一个循环。

　　
图1 工艺流程简化框图

　　2、硬件设计

　　提升机的硬件设计包括信号检测环节、门控制环节、传送电机控制环节、提升机小车电机控制环节、变频调速及电机拖动环节它们之间的互相关系如图2所示。

　　
图2 提升机控制原理框图

　　提升机是典型的顺序控制，控制信号决定其运行状态。提升机信号检测主要由一系列的行程开关和光电传感器完成。本设计采用美国邦纳工程国际有限公司生产的光电传感器和LSX型行程开关。

　　门控电机和传送带电机实现自动门的开关和货物的传送，采用直流他励电机，工作时要求有简单的刹车过程。

　　提升机采用变频器的矢量自动转矩提升控制方式;变频电动机为松下标准的EM-FBH型，4极三相电动机。变频器选择松下DV707H-5500BC型变频器，其三相电源R、S、T经接线端子进入变频器为自身主回路和控制回路供电，输出端U、V、W接电动机的快速绕组，N、P端接制动单元和制动电阻，以减少制动时间，加快制动过程，制动过程中电梯机械系统的动能转换成热能，消耗在制动电阻上，因此电梯控制柜要保持良好的散热条件。

　　由于该系统的I/O量只有61个，属于小型控制系统，选用OMRON公司生产的CPM1A系列PLC组建系统时，单机容量还不能满足系统的要求必须附加扩展。

　　将输入信号40个，输出信号21个按各自功能类型分好，并与PLC的I/O编码一一对应，编排好地址。

3、软件设计

　　通过工艺流程图，可以看到该提升机如果按照典型的顺序控制编写程序将会给程序带来许多重复指令，但如果将提升机的PLC控制程序分为点动操作和自动控制两部分。点动操作是指手动控制模块;自动控制又可分为自动上升模块、自动下降模块和卡板自动调整模块三部分

　　(1)点动操作

　　点动操作主要用于调试或检修，这些操作包括手动开门/关门、手动进板/出板、手动上升/下降，但这些操作都必须满足一些特定的条件才能实现，因此在程序设计中使用连锁指令IL(02)与连锁清除指令ILC(03)，如图3所示，如果IL前的条件是OFF，那么在IL和ILC之间的那一部分程序就不执行;如果IL前的条件是ON，那么在IL和ILC之间的那一部分程序就正常执行。

　　
图 3 点动操作程序结构

　　(2)自动控制

　　由于急停或停电恢复后无须通过点动操作完成剩下的操作或者复位，因此辅助继电器采用断电保护型继电器，定时器也需要具备断电保护功能。

　　4、结束语

　　由于采用了PLC和变频器进行控制，使得控制精度提高，可靠性增强，提高了生产效率。在实际应用中取得了良好的效果