西门子模块6ES7 211-1HE40-0XB0

目前，市场中所出现的矿用绳锯机都是操作人员在现场作业，控制操作系统与绳锯机执行单元间隔不远，现场操作人员长期处于高粉尘和强噪音的环境中，对身体危害极大。

本文设计了一种远程控制的模式，使绳锯机执行主体与控制系统分离，二者通过RS485总线进行控制，操作人员通过控制柜上的人机界面可以同时操作控制数台绳锯机设备，而且各机器运转状态都实时显示在人机界面上，更加清晰直观。

2系统结构框图如图1所示

由图1的结构框图可以看出，系统由一台人机界面(HMI)、一台可编程控制器(PLC)和多台变频器(VFD)及电机(MOTOR)构成。

PLC是控制系统的核心，HMI是控制系统与操作人员的接口，而VFD是PLC与MOTOR电机的接口，MOTOR是执行单元。

HMI与PLC直接通过RS232控制线连接。VFD与PLC直接通过RS485控制总线进行连接，并由PLC控制操作。MOTOR与VFD输出直接连接，并由VFD控制其转速和方向。

本系统结构设计理念在于将执行部分与控制部分相对分开隔离，减少操作人员直接接触恶劣环境的时间和次数，更有利于保护操作人员身体安全与健康。同时，本系统结构适合于多台执行单元的集中控制，减少操作人员，提高了工作效率。

3硬件选型

按照预定设计要求，本包装机需完成人机交互、电机调速等功能，主要包括以下几个部分器件。

3.1可编程控制器(PLC)

考虑到目前的功能需求及未来扩展功能的可能性，本系统PLC选用台达DVP16ES200T，该机型内建RS-232及RS485，兼容MODBUS ASCII/RTU通讯协议，并带有4路高速脉冲输出功能，为将来系统扩展使用步进电机等器件提供保证。

台达DVP16ES200T详细参数如表1所示。

        由表1可以看出：台达DVP16ES200T具有4点高速脉冲输出，可以用于步进电机的驱动；内建RS232通讯和MODBUS通讯协议，可以同时连接人机界面和变频器组件；此外，该PLC支持外围扩展，可以连接DA模块和IO模块。

3.2人机界面(HMI)

本系统人机界面选用台达DOP-B07S515。该人机界面为7吋屏幕，800×600分辨率，内建128MB ROM，带有RS-232、RS-485通讯接口，支持USB连接电脑进行界面修改。

该人机界面HMI通过RS-232接口与PLC主机进行联机通讯。

3.3变频器(VFD)

由于现有矿用绳锯机的主切割电机额定功率为35kW，故本系统变频器选用台达VFD-370F。该型号变频器适用电机功率为37kW，可以满足本系统需要。

台达VFD-370F变频器参数如表2所示。

4程序设计

本控制系统的程序设计主要在于PLC与VFD之间的RS485通讯。在本节内容中，作者主要对程序的主体结构和一些需要注意的细节地方进行讲解，并不完全涉及到本控制系统的全部详细程序。

台达VFD-370F变频器使用的RS485通讯协议为Modbus-RTU模式，物理层为两线制RS485，同时台达DVP16ES200T这款PLC可以选择Modbus-RTU协议，PLC协议的选择需要在程序的开始进行配置。图2为PLC与VFD通讯格式初始化程序。

配置讲解：从VFD-370F说明书中得知该变频器通讯接口为网络接口，因此需要配置相应的接头，通讯电缆使用0.56mm双绞线，波特率为19200bps时，通讯传输大距离足够本控制系统的距离。

在本系统中，多机联机采用菊花链式连接方式(如图3所示)，在两头各接上120Ω终端电阻。

程序说明：PLC与VFD之间通讯格式确定的情况下，只需要对照VFD-370F变频器说明书中的通讯数据在PLC程序中进行配置(如表3所示)，发送给变频器，就可以相应地控制变频器的运行。

5常用运行动作说明

在所有变频器与PLC之间的RS-485总线连接完成之后，需要对所有变频器的一些常用运行动作进行说明。

 (1)设置地址为03H的变频器允许正反转

说明：查阅VFD-370F变频器操作说明书可知，H0204为VFD-370F变频器正反转的通讯地址，向改地址写入允许正反转的指令数据H00，即可实现所需的操作。

(2)设置地址为05H的变频器正转且输出频率为50Hz

说明：查阅VFD-370F变频器操作说明书可知，H2000为VFD-370F变频器方向设定的通讯地址，向改地址写入允许正转的指令数据H12，即可实现电机正转；H2001为VFD-370F变频器频率设定的通讯地址，向改地址写入50Hz对应的的指令数据K5000，即可实现电机转动频率为50Hz，从而终实现所需的操作。

如上面两个动作实例可见，对VFD-370F变频器的操作控制命令只需简单地对照其说明书进行配置就能够很容易地操作，而控制系统的其他操作，如控制逻辑、HMI通讯配置、状态采集等在此不做详细说明。

本文仅简述了基本的控制结构和控制操作程序语句，读者可根据本文的内容自己进行扩充实践，完整地得出本系统的实际效果。

6结束语

本控制系统在现场测试环境中已经通过验证，控制效果和操作性达到使用单位的认可。由此可见，本文介绍的控制结构和控制思路，在实际环境中具有推广性，值得矿用绳锯机生产厂家和使用单位的借鉴应用

联盟盟立Fama“深入”中大型PLC市场

　　台达PLC在中国市场的占有率排名已经进入前五位，特别是在OEM领域占据着明显的市场优势。然而这并没有使台达的目光止于眼前的成绩，拓展产品系列，开发更广阔的市场，将是台达PLC下一步重点努力的目标。

　　张经理透露，目前中型PLC市场蓬勃发展，而且很多行业客户都有这方面需求;为此，中达电通特別与台湾盟立自动化股份有限公司签订了Fama SC501系列PLC代理协议，而盟立PLC的优势市场就是中型PLC需求量较大的水处理、道路监控以及水电等行业。这也是中达在量身定制解决方案、为行业客户所切身考虑的一大举措。

　　Fama SC501系列PLC是经济型中型PLC控制系统，其软件兼容MODICOM PLC，指令、通讯协议等均与MODICOM PLC兼容，广泛应用于水处理、楼宇、机械加工等行业。在应用上可以为一独立的冗余控制系统，其结构简单不需额外多余配件即可完成电源冗余,通讯冗余,CPU冗余功能的冗余系统,是性价比非常高的冗余系统.亦可运用内建以太网口与内置 CPU bbbb的MSGE通讯指令来完成多CPU间之以太网间互相通讯,达成分布式工业以太网高速总线的控制功能或连锁控制。

　　“盟立Fama PLC也是具有悠久历史的台湾PLC品牌，而且产品定位在中高端。因此，盟立Fama 中大型PLC会与台达品牌的中小型PLC产品形成互补，为客户带来大的附加值。此外，台达PLC的优势市场是OEM，而盟立Fama PLC则在过程控制领域有表现优异，这有助于我们深入更广泛的市场、为更多客户提供服务。”张经理说。

　　目前，盟立Fama PLC正处于市场深耕阶段，但张经理相信，通过与盟立的合作，中达会成功实现在中型PLC市场的“试水”，为整体PLC产品的推广打下坚实基础。

为生力军提供实际“战场”

　　为争取更好的市场表现，台达PLC一直在不断地调整市场战略，尝试新的发展思路。2008年，台达PLC正式将与高校的教育合作提上日程，并已取得了初步的成果。

　　张经理介绍说，目前台达自动化与高校合作的个试点——南京工程学院实验室合作协议已经签订。“我们准备在南京工程学院建立三座台达实验室。一座是基础实验室，用于学生学习操作台达的PLC、HMI和变频器等自动化产品;另一座是数控实验室;还有一座是行业应用实验室。目前前两座实验室的规划已经完成，教材正在编写阶段，而行业应用实验室的定位还在确定中。”张经理说，他们将根据学生毕业后实际可能进入的行业而制订相应的学习内容，以使他们能够“学以致用”。

　　与高校的教育合作，一方面是为学生提供的实验条件和工程实训环境，为培养、托起中国明天的自动化太阳而努力，另一方面也是让越来越多的工程师以及自动化的学子可以了解台达这一世界自动化品牌的魅力。

　　“紧跟用户需求，研制适合行业需要的产品”一直是台达PLC所遵循的准则。2008年，台达PLC这方面的工作也将继续推进。张经理介绍说，中达电通PLC产品处将设立专案管理经理，专门处理行业客户的特殊需求，并协助销售和研发部门贴近市场、开拓客户。目前正实施的其中一个项目就是将新推出的可以实现简易数控功能的20PM控制器，用于高速绕线机。这种控制器的脉冲速度可以超过500kb/s，通过将绕线机功能写入PLC底层程序，它就可以作为高速绕线机的控制专机使用。

　　2008年，中达电通PLC产品处为了更好的为客户服务，为经销商提供技术支持，又推出一项重要举措就是定期的经销商培训。预计到今年年底，将为经销商培养出200多位合格的PLC应用工程师。之后，也会将一些大型的终用户纳入培训计划。

　　在应用领域方面，目前OEM领域仍然是台达PLC主要的应用市场，但同时，中达电通也开拓了一些OEM领域以外的市场，比如立体车库、洗车机、医疗、铁路，以及越发受到重视的能源、环保和安全监控等行业，争取服务于更多的行业客户。

　　2008年，台达将提高高端PLC产品在整体销售额中的比例，进一步提升台达自动化产品的品牌价值。相信在新的发展思路及市场战略的指导下，台达PLC今年将完美实现既定目标，发挥台达PLC贴近客户、高性价比的优势，取得更大的市场成绩。

关于台达电子集团

　　台达电子集团创立于1971年，总部设在台湾台北，在美洲、欧洲以及亚洲均设有生产、销售据点及技术研发中心。作为全球大电源管理系统供货商和工业自动化领域的，台达电子集团同时还是全球显示器、电子零组件以及网络产品的主流供货商。2008年，集团营收预估将达五十八亿美元（约合人民币四百亿）。在工业自动化领域，台达凭借在电力电子及控制技术方面累积的经验，自1995年开始生产变频器以来，产品线不断扩张，至今已拥有驱动、控制、运动三大类系列齐全、先进可靠的自动化产品，并在以无穷的创新力，促使世界自动化科技不断进步。

关于中达电通

　　中达电通股份有限公司成立于1992年，总部设在上海浦东，在大陆拥有35个分支机构和服务网点，是国际跨国巨头——台达电子集团的子公司。承袭母公司的高质量光环，中达电通致力于将高效节能科技与应用工程的完美结合，提供一体化的集成方案，与客户一同创建竞争优势。在工业自动化领域，中达电通以优质的产品，深入了解行业工艺提供量身定制的整合方案及全球联保的服务，为广大行业客户交口称誉，客户领域遍及纺织、机床、印刷、包装、楼宇、机械等众多行业