您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
| 應用領域 | 化工,電子,電氣 | 產地 | 德國 |
|---|---|---|---|
| 品牌 | 西門子 |
由于s7-200系列plc在自由口模式下，通訊協(xié)議由梯形圖程序或stl編輯器控制，程序可以使用接收中斷、發(fā)送中斷、發(fā)送指令和接收指令來控制通訊操作。cpu連續(xù)掃描用戶程序，執(zhí)行用戶任務。plc在程序執(zhí)行過程中，基于穩(wěn)定、快速靈活等方面考慮，cpu每個掃描周期都通過輸入輸出映像寄存器來執(zhí)行實際輸入輸出操作，即讀實際輸入點值到映像寄存器、寫映像寄存器值
產品簡介
詳細介紹
6ES7317-7TK10-0AB0安裝調試
通訊口初始化
plc內部特殊存儲器位smb30和smb130分別配置通訊端口0和1，為自由端口通訊選擇波特率、奇偶校驗和數(shù)據(jù)位數(shù)。自由端口的控制字節(jié)描述如下所示
例如：在通訊協(xié)議中規(guī)定奇偶校驗為奇校驗、每個字符的數(shù)據(jù)為8位、波特率為19200、自由口協(xié)議，采用通訊端口0，則在plc初始化程序中將smb30賦值為0c5h。
例：//串口初始化
…
network7
ldsm0.0
movb16#c5，smb30//波特率為19200奇校驗//1起始位1停止位8數(shù)據(jù)位
eni//允許中斷
movb2，smb34
movb20，smb35
atchint_0，8
…
5、PLC實時數(shù)據(jù)處理
由于s7-200系列plc在自由口模式下，通訊協(xié)議由梯形圖程序或stl編輯器控制，程序可以使用接收中斷、發(fā)送中斷、發(fā)送指令和接收指令來控制通訊操作。cpu連續(xù)掃描用戶程序，執(zhí)行用戶任務。plc在程序執(zhí)行過程中，基于穩(wěn)定、快速靈活等方面考慮，cpu每個掃描周期都通過輸入輸出映像寄存器來執(zhí)行實際輸入輸出操作，即讀實際輸入點值到映像寄存器、寫映像寄存器值到實際輸出點。由于在中斷中不能順利進行數(shù)據(jù)讀寫操作，因此，可通過編程，利用plc循環(huán)掃描執(zhí)行程序的特點，使得在程序掃描期間實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲區(qū)與輸入輸出映像寄存器區(qū)交換數(shù)據(jù)。
在本實例中，plc上電初始化后轉入接收字符中斷，當上位機發(fā)出查詢命令后，plc判斷所發(fā)命令的地址和地址補碼是否正確；如果正確判斷上位機是向plc發(fā)送命令還是查詢plc狀態(tài)；如果執(zhí)行命令則plc轉入主程序執(zhí)行相關命令，如果查詢plc狀態(tài)則將協(xié)議定義的信息發(fā)送給上位機，上位機收到信息后發(fā)送應答幀給plc。
例：interrupt0//接收開始
network1
ldnsm3.0
ab＝smb2，vb0
movw+0，ac0
movd&vb600，vd638
movbsmb2，＊vd638
xorwsmw1，ac0
movbac0，vb300
atchint_1，8
atchint_6，11
creti
network2
ldsm0.0
dtch8
atchint_6，10
interrupt1//接收地址補碼
network1
ldnsm3.0
ansm1.0
movbsmb2，＊vd638
xorwsmw1，ac0
network2
ldsm0.0
atchint_6，10
interrupt2//接收命令后判斷
…
network3//發(fā)送信息
ldw＝ac2，+0
ab＝vb301，vb604
ab＝vb603，16#00
atchint_4，10
dtch11
creti
network4
ldsm0.0
wdr
…
network7
ldsm0.0
sm31.0，1
dtch11
atchint_5，10
interrupt3//接收應答字節(jié)
network1
ldnsm3.0
ansm1.0
movbsmb2，＊vd638
incdvd638
xorwsmw1，ac0
decwac2
network2
ldw＝ac2，16#0000
movwac0，vw300
network3
ldsm0.0
dtch8
atchint_6，10
interrupt4//發(fā)送信息碼
…
network6
ldsm0.0
movwac0，vw105
xmtvb100，0
atchint_6，9
…
interrupt5//發(fā)送應答幟
…
network9
ldsm0.0
movwac0，vw105
xmtvb100，0
rm31.0，1
atchint_6，9
…
interrupt6//轉入接受中斷
network1
ldsm0.0
dtch9
dtch10
dtch11
atchint_0，8
6、計算機實時數(shù)據(jù)處理
計算機程序由車輛級網(wǎng)絡供應商提供，根據(jù)雙方制定的通訊協(xié)議，通常采用vb或vc編寫，在此不做詳細描述。
7、結束語
從以上敘述可以看到，由車輛計算機與plc（或其它智能可編程設備）組建的車輛級實時監(jiān)控系統(tǒng)關鍵在于解決計算機與plc的實時通訊、plc對車上設備狀態(tài)實時監(jiān)控的問題。通過這種方式組建的車輛實時監(jiān)控系統(tǒng)，只是在原有的設備控制器軟件內增加了通訊程序，所以并沒有增加設備供應商的成本，因此這種監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)成本低，而且實時性好、操作簡單、通用性強。再利用計算機易組網(wǎng)的功能，實現(xiàn)了整列車的實時監(jiān)控，大大提供了列車行駛中的可靠性和安全性，因此這種網(wǎng)絡系統(tǒng)在旅客列車、特別是高速列車上已普遍使用。
6ES7317-7TK10-0AB0安裝調試
對于由伺服電機帶動的旋轉物體進行位置控制，通常采用套軸式的電磁旋轉變壓器加復雜的處理電路來實現(xiàn)角度的編碼，再由角度編碼進行位置的閉環(huán)控制。上述的位置控制多用于測角精度要求高的場合中，設備構成復雜、成本較高。在某些實際應用中，需要進行較為簡單的位置定位。比如在一個由伺服電機帶動的機械機構需要在360°的旋轉范圍內進行4個或多個檔位的定位，實際應用中像建筑行業(yè)中控制閥門的大小來對給水量、水泥量、沙石量進行控制或軍工工程控制，這樣的定位控制精度要求不高，采用上述的方法進行位置控制顯然不夠經(jīng)濟，成本過高。
PLC(Programmable Logic Controller)在工業(yè)控制中應用廣泛。其高可靠性、高穩(wěn)定性、友好的編程環(huán)境以及輔以觸摸式人機界面，使得各種工業(yè)控制更方便直觀、經(jīng)濟可靠。這里主要闡述了基于S7-200PLC實現(xiàn)位置控制方法。
1 系統(tǒng)硬件設計
該系統(tǒng)是以PLC控制器為核心的位置控制系統(tǒng)，包含伺服電機、光電編碼器、操作及顯示屏、上位計算機、伺服電機控制電路和狀態(tài)返回電路。其硬件總體結構框圖如圖1所示。
1．1 S7-200 PLC
該系統(tǒng)設計核心部件采用西門子S7-200系列的PLC，該系列PLC功能豐富，具有多種功能模塊，可方便通過人機界面對設備進行操作和監(jiān)視其狀態(tài)，高版本的PLC主機擁有2個通訊端口，在使用人機界面對設備進行操作的同時還可通過RS-485接口和計算機實現(xiàn)邏輯運算及狀態(tài)管理，對設備進行遠程控制和監(jiān)視。該系統(tǒng)使用S7-200 PLC的一個重要的功能：高速可逆計數(shù)。光電編碼器和伺服電機同軸連接，伺服電機旋轉帶動光電編碼器產生連續(xù)的脈沖串，PLC通過輸入點讀取光電編碼器產生的脈沖，實現(xiàn)高速可逆計數(shù)。例如設置高、中、低3個給水量檔位并進行控制。在調試階段應先驅動伺服電機進行3個給水量的位置標定，也就是說，高、中、低3個檔位分別對應的脈沖數(shù)。應該注意的是，由于采用的是增量式光電編碼器，也就是說，當編碼器掉電后并不能將當前的脈沖數(shù)保存。所以在旋轉機構上還要設置2個限位開關，一來保護機械結構；二來把逆向的限位開關的位置定為零位，這樣相對于這個零位的高、中、低3個給水檔位從光電編碼器讀到的脈沖數(shù)即為這3個檔位的位置。這3個位置可通過PLC編程對其控制。圖2給出S7-200 PLC高速可逆計數(shù)器的時序圖。
1．2 光電編碼器
光電編碼器，是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應用最多的傳感器，光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉時，光柵盤與電動機同速旋轉，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，此外，為判斷旋轉方向，碼盤還可提供相位相差90°的兩路脈沖信號。圖3為在實際項目中采用光電編碼器的時序圖，從圖中可以看出此光電編碼器的相位判斷角度為90°±45°；另外圖中標識的CW(順時針)和CCW(逆時針)可以根據(jù)實際應用在PLC程序中自行定義。圖4為在實際項目中采用光電編碼器的內部電路和外部引線圖。
2 系統(tǒng)軟件設計
2．1 設計要點
該系統(tǒng)軟件設計的重點為：1)準確配置高速計數(shù)器；2)位置控制器的允差設計，允差的選擇應盡量小以提高伺服系統(tǒng)的控制精度，在滿足系統(tǒng)定位精度的前提下，允差的設計上還需要考慮于機械結構定位的分辨率，以免設置值過小機械結構控制不到位而引起驅動電機反復轉動調節(jié)，往往需要現(xiàn)場標定；3)初始位置的精確標定，需要注意的是初次標定各檔位位置時應使用手動控制方式，并且要將機械限位開關狀態(tài)接入PLC。由于采用增量式光電編碼器，計數(shù)器當前值要存在PLC的掉電可保存寄存器MDl4中。
2．2 程序設計
在程序中首先需要將高速計數(shù)器配置為A／B相正交輸入，4倍計數(shù)速率，增計數(shù)，并使能高速計數(shù)器，然后將標定好的各檔位位置填入相應的地址中，并且設置允差為兩個脈沖，也就是說各檔位的脈沖數(shù)加減2即為相應的到位。伺服系統(tǒng)傳動裝置的間隙是多樣性的，并且對伺服控制的性能有影響，設置允差的目的是為了消除由于伺服傳動間隙引起的系統(tǒng)不穩(wěn)定，從而準確定位。位置定位程序的流程如圖5所示。
在程序設計時除順、逆限位和順轉、逆轉的互鎖程序外，重點在于如何用PLC實現(xiàn)多點重復定位。主要設計程序如下：
3 工程應用情況
這種設計方法被利用在某雷達工程的衰減器控制的4位置定位系統(tǒng)中，系統(tǒng)要求驅動機械部件在0°～360°內的4個位置往返定位，定位精度要求O．1°。在具體的設計中驅動電機選用型號為55TYD02的交流電機，編碼機構選用型號為OMRON E6B2的相對式光電碼盤。位置的行程范圍360°對應于8 400個脈沖，則使用S7-200 PLC高速計數(shù)器讀入的位置分辨率為360°／8400=0．043°；根據(jù)機械結構實際標定位置允差值設置為2個脈沖，此定位系統(tǒng)的控制精度可達到0．86°，滿足系統(tǒng)定位精度0．1°的要求，電機正向或反向運轉一次到位，快速準確。
4 結束語
PLC適用于比較惡劣的工業(yè)環(huán)境，通過其通訊口和上位計算機實現(xiàn)通訊，可以使操作人員在安全的環(huán)境下實現(xiàn)遠程控制；光電編碼器構造原理簡單，機械壽命可達幾萬小時以上，抗干擾能力強。由兩者為核心構成的硬件電路實現(xiàn)位置控制方法適用于具有多個設置點重復定位的機械旋轉控制設備，一般的工業(yè)控制要求。這種設計原理清晰、硬件需求明確、易于實現(xiàn)、調試維護方便，具有很好實用和適用性。上述的位置控制方法已經(jīng)應用于某雷達工程的衰減器控制中，其控制精度可達到0．86°，滿足系統(tǒng)定位精度0．1°的要求，設備運行穩(wěn)定可靠，效果良好。