西门子S7-200smartPLC湖北代理商

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用于模拟量操控

模拟量，如电流、电压、温度、压力等等，它的大小是接连改变的。工业生产，特别是接连型生产过程，常要对这些物理量进行操控。

作为一种工业操控电子设备，PLC若不能对这些量进行操控，那是一大缺陷，为此各PLC厂家都在这方面进行许多的开发。现在，不只大型、中型机能够进行模拟量操控，就是小型机，也能进行这样的操控。PLC进行模拟量操控，要装备有模拟量与数字量彼此变换的A/D、D/A单元。它也是I/O单元，不过是特其他I/O单元。

A/D单元是把外电路的模拟量，变换成数字量，然后送入PLC;D/A单元，是把PLC的数字量变换成模拟量，再送给外电路。作为一种特其他I/O单元，它仍具有I/O电路抗干扰、表里电路阻隔、与输入输出继电器(或内部继电器，它也是PLC作业内存的一个区，可读写)交流信息等等特色。

这儿的A/D中的A，多为电流，或电压，也有温度。D/A中的A，多为电压，或电流。电压、电流改变规模多为0～5V，0～10V，4～20mA，有的还可处理正负值的。这儿的D，小型机多为8位二进制数，中、大型多为12位二进制数。A/D、D/A有单路，也有多路。多路占的输入输出继电器多。有了A/D、D/A单元，余下的处理都是数字量，这对有信息处理能力的PLC并不难。中、大型PLC处理能力更强，不只可进行数字的加、减、乘、除，还可开方、插值，还可进行浮点运算，有的还有PID指令，可对误差制量进行份额、微分、积分运算，进而产生相应的输出，计算机能算的它简直都能算。

这样，用PLC完成模拟量操控是彻底可能的。

PLC进行模拟量操控，还有A/D、D/A组合在一起的单元，并可用PID或含糊操控算法完成操控，可得到很高的操控质量。用PLC进行模拟量操控的好处是，在进行模拟量操控的一起，开关量也可操控。这个长处是其他操控器所不具备的，或操控的完成不如PLC便利。当然，若纯为模拟量的体系，用PLC可能在性能价格比上不如用调节器

2、用于联网、通讯

PLC联网、通讯能力很强，不断有新的联网的结构推出。

PLC可与个人计算机相连接进行通讯，可用计算机参加编程及对PLC进行操控的办理，使PLC用起来更便利。

为了充分发挥计算机的效果，可实施一台计算机操控与办理多台PLC，多的可达32台。也可一台PLC与两台或更多的计算机通讯，交流信息，以完成多的对PLC操控体系的监控。PLC与PLC也可通讯，可一对一PLC通讯，可几个PLC通讯，可多到几十、几百。

PLC与智能仪表、智能履行设备(如变频器)，也可联网通讯，交流数据，彼此操作。可联接成长途操控体系，体系规模面可大到10公里或更大。可组成局部网，不只PLC，并且高级计算机、各种智能设备也都可进网。可用总线网，也可用环形网。网还可套网。网与网还可桥接。联网可把不计其数的PLC、计算机、智能设备组织在一个网中。网间的结点可直接或间接地通讯、交流信息。

2.1 系统的组成
整个全自动配料混合系统由工控机、PLC、工业称重仪表、变频器、振动电机、混料机、传感器、传送带等部分组成。
上位工控机提供人机交互界面， 完成控制信息输人、数据管理、进行数据显示、存储、统计和报表等功能，上位机采用IPC810工控机，它的主要工作如下： 工控主机首先根据操作人员的指令， 读取某个编号的配方， 然后， 根据配方中配料的比例及先后顺序，向PLC发出开始配料的指令，使得PLC能够起动特定的变频器。在配料过程中，工控主机以轮询的方式，一方面实时读取PLC的状态字，了解PLC及PLC下级设备的运行状态； 另一方面实时读取安装在配料机上的称重仪表的称重数据， 按照配料策略， 当称重接近配方中的设定值时， 主机向PLC发出停止本次配料的指令。 当一个配方上的所有材料都配完后， 整个配料过程暂停，等待操作人员的指令。
系统运行过程中，PLC与上位机实时通信，从而保证界面上显示的数据与现场实际数据的一致性，操作人员在上位机上发出的操作命令和设定参数都可以实时送到PLC，PLC的主要工作有：①接收上位机发送来的命令，通过变频器控制振动电机的起、停和快慢；②将变频器的运行状态实时写入内存数据区，供工控机读取；③将自身的各种状态以状态字的形式准备好，共工控机实时读取。

2.2 控制策略及配料过程
通过对配料过程的特点进行分析，得到配料过程具有如下特点：
（1）被控对象是单向的不可逆系统。原料没有办法从配料机中重新回到传送带上。
（2） 具有明显的时滞性。 当配料达到设定值时，PLC控制电机停止传送原料，这时传送带上具有部分原料无法回收，所以系统具有明显的时滞性。
（3）受控特性是开关性的。系统的起、停控制等都是开关量。
（4）配料系统在正常工作区内是线性的。
因此，我们考虑采用快速、慢速、提前发出停止加料指令等控制策略， 同时利用PLC的互锁技术确保配料的顺利进行。系统起动后，工控机向PLC发出开始加料信号，PLC控制变频器驱动电机进行快速加料， 同时， 工控主机通过串口持续不断的读取称重仪表的称重数据， 当重量值接近设定值时， 工控主机向PLC发出停止加料的控制指令，此时，PLC控制变频器进行慢加，通过事先估计出传送机构上原料的残余， 设定值和实际加料的差值和传送机构上原料的残余相当时，PLC真正发出停止指令，该指令由变频器执行， 从而控制电机停机， 停机后传送机构上的原料无残余，配料精度符合要求。流程如图１所示。

3 工控主机软件设计

工控机主要完成的任务如下：
（1）提供配料过程的动画显示。
（2） 向PLC发出控制指令， 读取PLC的运行状态。
（3）读取称重仪表上的称重信号，并将称重值在显示器上显示，根据称重数据，向PLC发送指令。
（4） 数据库和报表， 保存配料数据， 打印报表。
（5）配方的增加与修改。
（6）配料故障辅助报警等其他功能。

3.1 配料软件的界面设计
上位工控机使用紫金桥组态软件设计人机界面，工业控制组态软件实际上是一种能由用户根据自己的需要进行二次开发的软件开发平台。我们可以根据工艺要求在该平台上对整个监控系统开发出友好的人机界面，操作员通过该界面可以与现场设备进行实时交互。 紫金桥软件是HMI/SCADA工业自动化组态软件，它提供了一个高度集成化、可视化的开发环境。

该软件具有如下一些特点：

（1）多种通信功能。 紫金桥组态软件 [3] 支持如下通信功能：
1）支持RS232、RS422、RS485等串口通信方式，并支持无线电台轮询拨号等方式。
2）以太网通信同时支持有线以太网和无线以太网。
3）所有设备的驱动程序均支持GPRS、CDMA、GSM等移动网络标准。

（2）方便的开发系统。丰富的组件和控件构成强大的HMI开发系统；增强的过渡色与渐进色功能，从根本上解决了很多同类软件在过多使用过渡色、 渐进色时严重影响画面刷新速度和系统运行效率的问题； 更加灵活多样的矢量子图， 使得制作工程画面更快捷；提供面向对象编程方式，内置间接变量、中间变量、数据库变量，支持自定义函数和自定义菜单。

（3）开放性。紫金桥组态软件的开放性表现在如下几个方面：
1）支持Excel以VBA的方式访问数据库。
2）软件为开放式体系结构，全面支持DDE，OPC， ODBC/SQL， ActiveX，DNA标准。以OLE，COM/DCOM、 动态链接库等多种形式提供外部访问接口， 便于用户利用各种常用开发工具 （如： VC++、VB等）进行深层的二次开发。
3）紫金桥组态软件I/O驱动程序的体系结构为开放式结构，其接口部分源代码完全公开，用户可以自行开发新的驱动程序。

（4）数据库功能.紫金桥组态软件内置了实时数据库，而且实时数据库又内置多种功能块，来完成数据处理与存储，可实现累计、统计、控制、线形化等多种功能。

（5）支持多种设备及总线。支持国内外大部分知名厂家生产的PLC、调节器、智能仪表、智能终端、智能模块；此外，还支持Profibus，Can，LonWorks和Modbus等标准的现场总线。

 6ES7 272-0AA30-0YA0 TD200文本显示器
 6XV1830-0EH10 网络总线
 6ES7972-0BB12-0XA0 网络总线连结器，带编程口，垂直电缆出线
 6ES7972-0BA12-0XA0 网络总线连结器，不带编程口，垂直电缆出线
 6ES7972-0BA41-0XA0 网络总线连结器，不带编程口，35度垂直电缆出线
 6ES7972-0BB41-0XA0 网络总线连结器，带编程口，35度垂直电缆出线
  功能模板

 6ES7 350-1AH03-0AE0 FM350-1 计数器功能模块
 6ES7 350-2AH00-0AE0 FM350-2 计数器功能模块
 6ES7 351-1AH01-0AE0 FM351 定位功能模块
 6ES7 352-1AH02-0AE0 FM352 电子凸轮控制器+组态包光盘
 6ES7 355-0VH10-0AE0 FM355C 闭环控制模块
 6ES7 355-1VH10-0AE0 FM355S 闭环控制系统
 6ES7 355-2CH00-0AE0 FM355-2C 闭环控制模块
 6ES7 355-2SH00-0AE0 FM355-2S 闭环控制模块
 6ES7 338-4BC01-0AB0 SM338位置输入模块
 6ES7 352-H00-0AE0 FM352-5高速布尔处理器
 6ES7 352-H00-7XG0 FM352-5功能软件包
 通讯模板
 6ES7 340-1AH02-0AE0 CP340 通讯处理器（RS232）
 6ES7 340-1BH02-0AE0 CP340 通讯处理器（20mA/TTY）
 6ES7 340-1CH02-0AE0 CP340 通讯处理器（RS485/RS422）
 6ES7 341-1AH01-0AE0 CP341 通讯处理器（RS232）
 6ES7 341-1BH01-0AE0 CP341 通讯处理器（20mA/TTY）
 6ES7 341-1CH01-0AE0 CP341 通讯处理器（RS485/RS422）
 6ES7 870-1AA01-0YA0 可装载驱动 MODBUS RTU 主站
 6ES7 870-1AB01-0YA0 可装载驱动 MODBUS RTU 从站
 6ES7 902-1AB00-0AA0 RS232电缆  5m
 6ES7 902-1AC00-0AA0 RS232电缆  10m
 6ES7 902-1AD00-0AA0 RS232电缆  15m
 6ES7 902-2AB00-0AA0 20mA/TTY电缆  5m
 6ES7 902-2AC00-0AA0 20mA/TTY电缆  10m
 6ES7 902-2AG00-0AA0 20mA/TTY电缆  50m
 6ES7 902-3AB00-0AA0 RS485/RS422电缆  5m
 6ES7 902-3AC00-0AA0 RS485/RS422电缆  10m

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