西门子6ES7214-1AF40-0XB0技术参数

一、引言

台达电子工业自动化产品以现代电子技术核心基础，致力与驱动(Drive)、运动(Motion)和控制（Control）三大领域的发展，拥有的：DVP系列PLC、DOP系列人机界面和IFD系列通讯转换接口等用于控制系统，REO系列编码器用于检测系统，ASAD系列伺服马达与驱动器用于运动控制，VFD系列各种通用、专用变频器广泛应用于各类电机的驱动与控制#hellip; #hellip; 如果你是一名的电气工程师或技术主管，台达工业自动化产品的高性能、 易用性、多样化以及由上至下的整合性，一定能让你的工作得心应手、事业腾飞，亮丽你的一生；无论你在国企、民企或外企，台达电子一定能使你大显身手、助你成功，如果员工（搞电气的）需要培训，PLC、DOP 再加上一台变频器，是你好的试验教材；如果你的设备运转异常、效率低下、技术落后、产品质量不稳定等等，你可以浏览一下台达机电综合产品目录，相信你一定找到合理的解决方案，哈哈 ，下面我要介绍的一个案例就是这样诞生的：台达PLC在温度数据采集方面的应用

一条悬挂式工件热处理调质线，产品质量极不稳定，引起客户的抱怨，责成工艺、设备技术人查找问题所在，拿出解决方案，分析原因可能由于淬火槽内淬火液的温度高低不均，如何能够测出工件在淬火液中的温度分布情况？？？这是解决问题的关键#hellip; #hellip; 传统的方法是传感器 仪表，若同时测工件周围六点的淬火液温度，需要六块仪表，在淬火液中高温工件四周温度的变化剧烈、复杂，如何观察记录呢？怎么分析工件的淬火温度变化曲线是否合理？显然传统的方案显得无奈，台达PLC PC（笔记本）轻松解决问题，且省时经济，精度高，灵活性好。

二、系统硬件、软件选择

PLC主机：DVP32EH00R2 一台
热电阻温度测量模块 DVP04PT-H2 二块
铂金属传感器PT 100 （3线制 100#Omega;） 六支
通讯模块ADAM#mdash;4520 一块
开关稳压电源 LP1100D-24M AC 200V/ DC 24V 4A 一块
笔记本一台（本项目借用 好有RS232串口）
PLC编程软件 WPLSoft 2.10 台达公司免费提供
组态软件 北京亚控 组态王6.53 46点 演示版
导线若干

三 系统配置描述

　　本系统用于临时性、实验性、密集型连续测量、记录工件周围淬火介质温度，为改进、改造设备或热处理工艺提供实际数据，如果稍加改动，用于各种介质的温度控制，也是一个很控制方案，因而具有一定推广意义。

　　本系统显著地特点：实用性强，方便、快捷、经济，PLC编程，组态王编程数小时便可完成，更可贵的组态王演示版，64点开发版免费，可运行2个小时，重启一次，非常经济，对于本项目没有影响。

3.1数据采集系统的整体结构

　　采用台达PLC主机DVP32EH 温度测量模块 DVP04PT，利用DVP32EH的RS-485通讯口 ，通过一块通讯模块ADAM#mdash;4520将RS-485信号转化为RS-232信号（由于现场工作环境恶劣PC机离控制器较远故而要使用RS-485信号），连接到PC机上,后由PC机上的组态王监控软件，完成采集数据的显示、记录与处理。

热处理调质线，现场生产工艺流程，所要采集温度点的位置如下图：

3.2 PLC 温度数据采集程序的编制

　　DVP04PT 温度测量模块可接受外部4 点铂金属温度传感器(PT 100 3 线 100#Omega;)，将其转换成14 位的数字信号。通过DVP-PLC 主机程序以指令FROM / TO 来读写模块内的数据，模块内具有49 个CR(Controlled Register)寄存器，每个寄存器有16 Bits。电源单元与模块分离，体积小，安装容易。可选择摄氏温度(℃)或华氏(℉)温度，摄氏温度输入分辨率为0.1℃，华氏温度输入分辨率为0.18℉。　

　　两块温度测量模块扩展于PLC主机的右侧，
　　6支三线制PT100温度传感器按规定接入2块DVP04PT 温度测量模块中，块接入4支，接入4个通道，第二块接入2支，使用1、2两个通道，不用的通道，短接避免干扰。依据台达PLC特殊扩展模块的规则：主机DVP32EH右侧个特殊扩展模块所在的位置编号为K0, 右侧第二个特殊扩展模块所在的位置编号为K1,依此类推，多扩展八块#hellip; #hellip;

编写温度采集的数据程序如下：

程序说明： 块测温模块
　　（1） 利用FROM 指令读取模块DVP04PT-H2 内＃0 寄存器（CR）内的机种编码 = H6402，以便检测判断模块是否存在，种类是否正确。
　　（2） 利用TO指令，在PLC 由STOP#rarr;RUN的个扫描周期内，设定CH1~C4 输入信号的取样平均次数为4 次。
　　（3） 判断DVP04PT-H2是否正确，正确事时导通，从CR#6 ~ CR#9中读取CH1 ~ CH4 测量摄氏温度(#deg;C)信号平均值共4 笔放在D100 ~ D103中。从CR#18 ~ CR#21中读取CH1 ~ CH4 测量摄氏温度(#deg;C)信号现在值共4 笔放在D110 ~ D113中。　
3.3 温度数据显示、记录组态程序的编制
　　组态监控软件采用北京亚控公司的组态王 6.53 版本，由于本项目是试验性的采集、记录数据，故采用64 点 演示版，开发与运行，间断地运行两个小时足以。

3.3.1 组态王与台达PLC 通讯的建立

　　台达的DVP系列PLC和上位机的组态王通讯采用串行通讯，使用组态王本身驱动，支持RS232和RS485两种通讯方式。本例采用RS485通讯，硬件配置设置值如下：
　　计算机通过RS232串口接转换模块，变成RS485信号后，接到PLC的485口上
　　波特率 9600
　　数据位 7位　　停止位 1位
　　校验位 偶校验
　　切记：将PLC中决定通讯格式的特殊数据寄存器D1120设置为：0X8E
3.3.2 组态数据显示画面、温度记录曲线

　　用组态王软件可以实现**、细腻的互动显示操作，大量的图库精灵，多种通讯驱动程序，强大的在线、离线模拟功能，支持配方功能和多种控件，能完成各种物理量如温度、压力等的实时曲线、历史曲线的数据存储，具有打印功能，可满足各种工艺要求。温度显示画面、历史曲线显示画面如下：

温度显示画面

　　　　　　　　　　　　　　　　温

1、引言

　　HXFA368型条并卷联合机在纺纱的整个过程中是个瓶颈环节，一旦出现问题，后边整个生产过程就无法进行，所以要求设备控制系统稳定、性能可靠、使用方便和自动化程度高等特点。该控制系统将可编程序控制器（PLC）运算速度高、指令丰富、功能强大、可靠性高和抗干扰能力强等特点与触摸屏操作简单、功能强大、界面友好直观的特点结合在一起使用，使该系统具有很好的人机交互功能，在生产应用中取得很好的效果。

2、工艺流程及硬件结构设计

　　HXFA368条并卷联合机主要由成卷部分、牵伸部分、电气控制柜组成，结构简洁紧凑，在纺织备中起着承上启下的作用，其部分工作流程见图1：

图1工作流程图

　　系统采用中达电通公司DVP-60ES00R主机和DVP32XP（扩展模块）系列可编程控制器作为中心控制单元，输入点数52点，输出点数40点，共计92点。操作显示单元选用中达电通公司DOP-AE10THTD65536系列触摸屏，电机驱动选用中达电通公司VFD110B43A系列变频器控制。

　　在设备上共安装48个传感器和8个限位开关，其主要作用是负责各动作的定位、棉条有无的检测和脉冲信号的采样，传感器的输出信号都为开关量，以常开或常闭触点接入控制器的输入端子，选用24v直流电磁阀，直接用PLC的各输出点驱动电磁阀。设备通过一个电机和10个气缸完成系统机电气一体化控制，达到了设备的工艺要求。

3、系统软件设计

系统设计软件流程图如图2所示。

图2：程序流程图

3.1　系统初始化

　　每套控制程序初始化都是必需的，每一次PLC上电或对PLC强制复位都要初始化，主要对在程序中使用的各种计数器、定时器、寄存器等进行复位和设置，同时保留上次运行需要记忆的各种数据，完成运行前的各项准备工作。

3.2　工作程序

　　工作程序由通信程序、计数程序和步进程序等组成，下面对各部分进行陈述。

　　通信程序采用MODBUS通信协议来完成PLC与变频器之间数据的传输，MODBUS通信协议指令如下：

LD M1200

MOV H86 D1120 设置通讯格式

SET M1120 通讯格式保持

MOV K100 D1129 通讯时间超时设定

LD M1129

SET M1122 置位送信要求

LDP M1012

MODRD K1 H2101 D40 将D40所存数据写入变频器地址H2101

LD M1127 接收完毕

RST M1127

　　设备运行速度经计算转化成频率，系统软件通过MODWD指令将转化后的频率写入变频器地址，后由变频器驱动变频电机运转来拖动设备运行，另外通过MODRD指令读取变频器的运行状态（温度、频率、电流）数据，通过触摸屏显示出来，以便用户对变频器运行状态的查询，通过变频器温度、频率、电流等数据判断变频器及设备运行是否正常，及时对设备进行维护，达到安全生产。

　　计数程序主要是对计数传感器采集的脉冲信号进行处理，通过高速计数器C235来记录脉冲信号，每经过一个计数周期后就将C235所记录的脉冲信号数进行计算，转化成棉网的长度，经过几个计数周期，采集的脉冲数经累计后到达了用户设置长度，电机停止运行，完成其他一些列动作。

　　由于该设备在运行过程中执行动作比较多，所以在程序设计时采用了步进指令来完成这些动作，一个步进指令必须执行三个任务：

1、驱动输出线圈

2、指定转移条件

3、指定步进点的控制权要转移给那一个步进点。

下面是设备控制程序部分步进指令

STL S0 步进从初始状态S0开始

LDI X25 空管检测，无空管及X25=OFF 转移到S20步进点

SET S20

LD X25 空管检测，有空管及X25=ON 转移到S21步进点

TMR T31 延时后转移到S21步进点

OUT M132 驱动继电器M132

LD T31

SET S21

RET

　　控制动作程序利用步进指令编写使得程序思路明确、条理清晰，在相关的动作互锁上容易处理，设备系统调试时也容易查错。

　　根据设备工艺要求控制程序具有停止、自动、调试三个工作状态，当设备被指定在停止状态时，除了通信程序外，其余程序都被禁止运行。当设备被指定在调试状态下时，PLC只能运行通信程序和调试程序，此时，通过触摸屏可以对设备动作进行单步执行，同时，当设备出现故障时，可以在调试状态下进行故障排除。当设备被指定在自动工作状态时，按下启动按钮，设备将按图1流程图所示进行工作。

3.3　人机界面

　　控制柜上人机界面可使过程可视化，智能化，方便系统调试，增强系统故障之后的恢复能力，改善系统的可维护性，降低运行成本。

　　根据画面显示信息量采用十八个画面，各画面之间通过触摸键进行切换，同时触摸屏上各类组件的内存单元和与PLC中数据存储区的的单元相关联，构成系统整体监控。根据设备工艺要求设计了参数设定、系统调试、故障信息查询参数设定等画面。

参数设定画面

　　参数设定画面主要是为了给现场操作人员进行设备工艺参数调节使用的，根据棉纺工艺的不同，对棉卷大小进行调节，设备运行速度调节，棉卷滚出停止位置调节，动作的快慢进行调节等。系统调试画面是为设备调试和故障排除而设计的，通过此画面的24个按钮，可以对动作流程图中的每个动作进行单步执行来进行故障排除和设备调试。故障信息查询画面提供了故障报警和历史数据查找功能，一旦系统发生故障，屏上主画面出现故障原因，点击信息查询按钮故障报警画面分析报警原因，触摸屏提供了一个十分灵活和友好的窗口，方便现场人员的使用，增强了系统的可操作性。

　　在对DOP-AE10THTD65536触摸屏进行组态设计开发过程中，运用宏指令对控制程序进行了安全保护，防止用户对控制程序私自修改，造成事故发生，以下是部分宏指令：

$133 = (1@D1003) 将控制程序内存校验和送给触摸屏内部存储器$133

IF $133 != 13877(DW) 将控制程序大小与原始控制程序内存校验和做对比

CLRB (1@M1072) 禁止PLC运行