西门子模块6ES7217-1AG40-0XB0安装调试

1 前言

某工厂有多台上世纪90年代从台湾购进的真空成型机，主要用来制作玩具、五金、仪器等产品的包装袋。这些设备控制电路均采用传统继电器控制，操作复杂，定型时间不准，成型温度不稳定，漂移厉害。控制柜内部接线复杂，给设备维护和故障处理带来了很大的不便。为此该厂准备对改批设备进行改造。

包装袋的生产过程中，成型的温度和加热、冷却时间是极重要的环节，要求温度能够自稳定保持，加热、冷却时间可以设定显示，并要能够存储多种不同产品的成型时间。

针对该情况，在设备的改造过程中该厂采用PLC和触摸屏作为核心控制器。永宏FBS系列的PLC以其体积小，可靠性高，NC定位**，通讯功能强大等特点，在工业控制领域得到了广泛的应用。FBS系列PLC目前有3种机型：经济型主机MA\MAT、高功能型MC\MCT、NC定位型MN\MNT。本文采用FBS-40MA主机+GP37W2触摸屏来实现成型机生产过程中加热盘的加热时间、成型时间、冷却时间的设定和显示监控以及不同模具生产过程中所需工艺时间的存储和调用，实现了成型机的自动化。

2 设计与实现过程

该控制系统的操作部分采用触摸屏，核心控制部分采用FBS-40MA，受控对象有加热管、汽缸和拉料电机。控制系统组图如下：

2.1 温度控制部分的实现

成型机的加热系统由6组加热管组成，由温控器和固态继电器来控制。

永宏PLC根据控制过程的需要，配合永宏的其它功能模块，灵活组合，可以实现多种控制需求。单台主机可以实现32路的温度测量，并有常用的热电偶及白金电阻等2大类共5种温度模块，选取永宏的8EAT晶体管输出部分和温度采集模块TC6，经由温度PID控制指令FUN：TPCTL来实现成型机的恒温控制。

温度PID控制利用温度模块配合温度规划表格将成型机加热盘内的当前温度同设定值进行比较，依据存在的偏差，经由软件PID数学式运算后，将运算结果转换为时间比例ON/OFF（PWM），由晶体管输出点输出控制SSR所推动的加热回路，从而使加热盘内的温度保持在SV±1℃。

TC模块的温度采集由温度规划表格来实现，如下图：

6路温度的采集由K型热电偶和TC6模块来实现，6路温度值储存在R30~R35这6个寄存器内，即6组加热管的当前值，6组温度设定值储存在R60~R65内部。

程序部分用TPCTL指令来完成，温度设定值，偏差值，各路的P、I、D均通过屏幕来设定：

PLC内部执行过程中的P、I、D有默认参数，可以根据需要进行修改：

2.2 成型时间的存储和使用

不同的模型需要有不同的成型时间，所以需要PLC对不同模型的时间进行记忆。可以通过画面来进行设置和调用。该功能由触摸屏和PLC内部的寄存器配合实现。

屏幕界面如下：

程序部分可以放于子程序区，参数需要修改时才调用该部分的程序，可以节省PLC的扫描周期时间。档案1号的程序存储、查询、调用程序如下，其它档案的程序部分依次类推。永宏PLC具有将近7000多个普通的R寄存器、4000多个普通D寄存器，另外还有8192个档案缓存器可供使用，所以对于数据的存储绰绰有余。

2.3 PLC的I/O点位图

（1）主机FBS-40MA部分

bbbbb OUTPUT

X0 加热盘右限位 Y0 刹车

X1 加热盘左限位 Y2 底模下

X2 底模下限 Y3 底模上

X3 底模上限 Y4 压料下

X4 拉料电机前限 Y5 压料上

X5 拉料电机后限 Y6 左加热盘

X6 压料下限

程序说明：
1、程式是PLC应用通讯方式控制变频器的正转、反转、停止、调节变频器的频率和监视变频器的输出频率和输出电压。
2、通讯方式：RS-485 MODBUS协议。
3、所用硬件永宏PLC FBS-24MC和CM25E通讯模块，英威腾CHE 100-0R7G-S2变频器，通讯接线如下图：

4、所有的I/O点都是以按钮的方式输入，
X1由0→1电机正转； X2由0→1电机反转； X5由0→1电机停止运行
X6由0→1变频器的输出频率增加； X7由0→1变频器的输出频率减少。

步：设定变频器（详细请见变频器说明书）
1． 设定频率指令选择P0.03 为 6
2． 设定大输出频率P0.04 为90HZ
3． 设定运行频率上限 P0.05 为90HZ
4． 设定运行频率下限 P0.06 为0HZ
5． 设定本机通讯地址 PC.00 为2
6． 设定通讯波特率 PC.01 为3 (9600BPS)
7． 设定数据位校验 PC.02 为1 (偶校验E,8,1)

第二步:PLC编程
1． 在PLC软件中编好程序（如下）

程序注解：
1、PLC的Prot4跟变频器的通讯指令（FUN150M-BUS）

在编程软件里编辑通讯表格：
在项目窗口中点选Modbus Master: 专案名称→表格编辑→Modbus Maste→右键单击后，

点选“新增表格”会跳出如下图。

表格类别：固定为“Modbus Master表格”。
表格名称：可为联机表格输入一容易辨识的名称，方便日后修改或错用。
表格起始地址：输入指令（FUN150）所用的通讯程式（数据传输表格）起始缓存器SR的起始位置。

设定好后点击确定，跳到以下界面：

仆站站号：变频器设定地址
仆站数据起始位置：变频器的地址，变频器的地址转换为MDBUS地址:16进制转换成10进制+400001
如：1000H 转换成 4096+400001=404097
有关（FUN150M-BUS）的详细应用请参考《使用手册—Ⅱ》12.2 FUN150(ModBUS)通讯联机指令的应用。
设好后点击确定，出现下图里面的第0笔，就这样设定好我们需要跟变频器设定（或读取）的所有所有数据。

2、控制变频器的正转、反转和停止（通讯表格第0笔）

3、监视变频器的输出频率和输出电压（通讯表格第2、3笔）

4、调节变频器的频率（通讯表格第4笔）

备注：
1、 如要实现变频器的其他功能,可以参考变频器的说明书进行设置和编程.
2、 可以用MOV指令定义端口参数或直接在PLC软件联机时对端口进行设置.(9600,E,8,1)。

点击新增：

2、控制变频器的正转、反转和停止（通讯表格第0笔）

3、监视变频器的输出频率和输出电压（通讯表格第2、3笔）

4、调节变频器的频率（通讯表格第4笔）

备注：
1、 如要实现变频器的其他功能,可以参考变频器的说明书进行设置和编程.
2、 可以用MOV指令定义端口参数或直接在PLC软件联机时对端口进行设置