6ES7232-0HB22-0XA8常规现货
引言
可编程逻辑控制器（PLC）是八十年代发展起来的新一代产业控制装置，是自动控制、计算机和通讯技术相结合的产物，是一种专门用于产业生产过程控制的现场设备。
由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和运行的长周期连续性，使PLC在设计上有自己独特的特点：可靠性高，适应性广，具有通讯功能，编程方便，结构模块化。
在现代集散控制系统中，PLC已经成为一种重要的基本控制单元，在产业控制领域中应用远景极其广泛。
1.系统概况
大庆石化公司化工一厂火把系统是在生产装置紧急停车的情况下，需要对紧急排放的气体进行燃烧的安全保护性装置，同时也用来燃烧生产过程中排放的有毒废气。
1.1工作过程
当燃气排放时，火把总管内的liuliang信号升高到给定值时，系统以为有燃气向火把排放，由PLC+PC计算机等组成的控制系统，控制高压发生器和调理器输出高电压，使高空点火器内的电梯发生装置产生面状电弧火源，并打开高压燃气电磁阀向高空点火器内喷进燃气，同时与空气混合被点燃，自高空点火器顶部喷出火焰，并引燃火把顶部的排放燃气。
火把点燃后，由火把火焰远测器探得火焰信号，反馈给控制系统，停止向高空点火器供给高压电和燃气，点火过程完成，系统处于监控状态。
当因某种原因，火把自动熄灭，排放燃气依然存在时，系统将自动重新点火，以保证火把点燃。当火把点燃后，火把顶部的消烟蒸汽也同时投用。系统将自动打开消烟蒸汽管道上的蒸汽控制阀，若火把熄灭，系统会自动封闭蒸汽调节阀，接通氮气。火把排放气假如停止排放，或排放很少，火把可能熄灭，氮气将自动引进火把筒内，火把点燃时自动切断氮气。
2.控制系统配置流程图
控制系统的逻辑程序是按照自动点火系统的工艺特征、电发弧特性、燃气特性、安全要求、输进/输出参数等综合因素统筹考虑而设计的如图1所示。
3.硬件组成
3.1操纵站硬件配置如图2。
*CPU 1G
*内存 256M
*硬盘 40G
3.2 PLC硬件配置
*CPU单元 C200HS-CPU21-E
*CPU底板 C200H-BC101-V2
*开关量输进单元C200H-ID212
*模拟输进单元C200H-AD002
*继电器输出单元C200H-OC225
*通讯接口 RS232
I/O点分配：
开关量输进：16路
开关量输出：16路
模拟量输进：隔离输进8路（可扩16路）
模拟量输出：8路
4.软件配置
*操纵系统 bbbbbbs NT4.0
*系统软件 TAL-401.PLC
*应用软件 WINMAKER V4.01
4.1系统软件功能特点
TAL-401.PLC支持软件是基于bbbbbbs3.1/95，支持梯形图和助记符的编程工具，它充分利用bbbbbbs GUI 功能，大量使用通俗易懂的显示，更有效的剪贴操纵和鼠标操纵。
PLC面向现场的模拟量输进输出设备和各种开关量的输进输出设备，实现数据的采集、运算及各种逻辑动作的实时控制。
PLC在脱离PC机的情况下依然能够正常运转进行实时控制，一些运行结果、特征标记、采集的数据值和运算结果都存进PLC相应的存储单元，等待PC机取出。
PLC接受PC机的命令，通过计算机实施点火操纵。
软件特点：
－在线状态中可以编写程序。
－对应于丰富的SYSMAC 机器：适用于SYSMAC C系列到CVM1/CV 系列的机器。
－可以读出并编写用欧姆龙DOS版支持软件（CV支持软件、SYSMAC 支持软件等）编写的程序。
－在多重窗口下可同时编写多个程序，由此可以高效地编写程序。
－可以进行指令、I/O名称、I/O指令、行指令的部分查找，还可以查找、替换I/O编号、DM 等内容。
4.2应用软件WINMAKER V4.01
可实现如下功能：
-可以在WIN95；98；2000；NT平台上安装。
-面向PLC，具有很强的编辑功能。
-可以采集PLC中的数据，也可修改PLC中的内容。
-可以进行画面、曲线、显示点、报警、控制等功能的编辑。
-可以对各种给定参数进行修改。
-实现系统连接控制和程序控制之间的切换。
-按显示系统模拟流程画面。
-显示系统操纵画面和参数调整画面。
-显示报警画面。
-显示数据报表画面
-打印显示画面、设置参数和报表等
5.系统实现的功能
5.1操纵功能
1.动点火：实现半自动、全自动、硬手动点火的控制与显示。
2.停止点火：控制高压电相关设备和某些工艺参数的接通与断开。
3.试报警：实现点火失败的报警系统。
4.消报警：确认报警。
5.打印画面：打印各种即时报表，操纵信息，历史曲线。
5.2显示功能
1、 显示流程图如图3。
2、 显示当前参数曲线。
3、 显示历史趋势。
4、 显示过程即时值。
5、 显示积算器记录。
6、 显示记录查询。
5.3门槛设置
1、 设定燃气排放压力启动点火门槛。
2、 设定火把火焰，确定燃烧的门槛。
3、 设定高空点火器门槛。
5.4时间设定
1、 设定点火持续时间。
2、 设定送燃气时间。
3、 设定火焰确认时间。
4、 设定点火次数。
5、 设定超前送高压时间。
6、 设定再次点火间隔时间。
6.编程步骤
编制一个PC控制程序的基本步骤如下，如图4：
1、确定被控制系统必须做哪些事情及完成的顺序；
2、分配输进和输出设备到PC的I/O位。也就是决定哪些外部设备将发送信号到PC和哪些设备从PC接收信号；
3、使用继电器梯形符号，画出梯形图以描述所需操纵规程的顺序和他们之间的内部关系；
4、假如用编程器，应把梯形图符号转换为记忆符指令代码，使程序逻辑能够被输进到CPU；
5、对程序的错误进行检查；
6、调整程序以纠正错误；
7、运行程序并测试执行中的错误；
8、再次调整程序以纠正错误。
7.投用效果
该PLC火把自动点火系统自2005年6月投用以来，目前使用状况良好，运行稳定，可实现火把在线自动点火，即在没有废气排放时熄灭火把长明灯。该系统克服了人工点火、长明灯点火和一般电打火的缺陷，采用独特的电梯发弧方式和远间隔远测火把火焰，以PLC+PC组成主控器，实现了火把点火安全可靠，为我厂全面回收装置废气，彻底消灭火把长明灯提供了安全可靠的保证
1. 引言
Q-300切割机是用于金相试样切割的专用机床，是自动化程度和可靠性要求较高的一类机械加工设备。因此，Q-300金相切割机采用可编程控制器（PLC）作为控制系统的核心。由于生产对工艺要求的不断tigao，PLC控制设备操作面板上的各种按钮和LED显示越来越复杂，工位指示也很多，这就增加了操作难度和设备的故障点。为了解决上述问题，本系统采用了触摸屏，其主要功能和特点有：
（1）可代替按钮和指示灯等元件，节约PLC的I/O点。
（2）触摸屏画面制作方便，有丰富的部件库，可以简化PLC的控制程序。
（3）与PLC结合可对控制参数和数据进行实时监控，用动画显示机床工作工程。
（4）连线方便。
2. 切割机控制系统要求及系统组成
Q-300切割机控制系统的任务主要是控制一台主电机（7.5KW的三相异步电机）和三台步进电机（X向、Y向、Z向各一台），PLC需要同时控制主电机和三台步进电机协调工作，完成切割工作。主电机的控制由PLC对一台变频器的控制来实现，人机界面由触摸屏来实现。控制系统结构图见图1：
图1 控制系统结构图
3. 切割机控制系统硬件选型和设计
3.1 PLC的选型
PLC的选择一般从基本性能、特殊功能和通信联网三方面考虑。选择的基本原则是在满足控制要求的前提下力争好的性价比。对于大型金相试样切割机的控制系统而言，工艺切割过程固定、环境条件一般，维修量比较小等，所以选用整体式结构的PLC机型比较合适。具体满足条件如下：
（1） I/O点的估算：变频器与触摸屏占用串口通信输入2个；三台步进电机占用开关量输入3个、脉冲输出3个和高速计数器输入3个；冷却系统（水泵）占用开关量输出1个；行程开关占用开关量输入8个；控制按钮占用开关量输入2个。总计I/O点共22个。
（2） PLC性能和控制任务相适应：Q-300切割机控制系统多数是开关量控制的，多是顺序控制和多模式的自动控制，对控制速度要求不是很高。
根据上面的控制要求，本设计选用日本OMRON公司的CP1H-X40DT-D型PLC，它是晶体管漏型输出，24V直流供电。它的I/O点数为40，其中DC输入点为24，晶体管(漏型)输出点为16。具有4路脉冲输出、4路高速计数器输入、可选2端口串行通信、标配USB端口等强大功能。适合于多台步进电机的控制，双串口可搭载触摸屏控制终端、简易的变频器串行控制。
3.2 触摸屏的选型
触摸屏主要用于显示设备和系统状态的实时信息，上面的按钮可产生相应的开关信息或输入数值、字符给PLC进行数据交换,从而产生相应的动作来控制设备及系统。触摸屏作为人机界面,主要实现对电机的转向、转速和行程的监控,用动画演示切割机的工作过程。
在本系统中，触摸屏主要完成显示、输入功能，对触摸屏的要求主要是：
（1） 有足够的画面数据储存器，有足够的分辨率和显示亮度。
（2） 有基本的串行通信功能，方便与PLC连接通讯。
基于以上的要求，本设计选用台湾威纶公司生产的MT508S触摸屏，MT508S触摸屏的主要性能和参数是：7.7"彩色DSTN液晶触摸屏，640×480点像素，对比度30：1,亮度150cd/m2，有2MB Flash ROM和4MB DRAM。通信口COM1有一个用于PC的RS-232口和一个用于PLC的RS-485/422口，COM2是用于PLC的RS-232口。
3.3 CP1H PLC与MT508S触摸屏通信
触摸屏背面具有两个连接外部设备的通信口，分别是RS-485/422和RS-232，本系统采用RS-232与PLC通信连接的控制方式。设置通讯参数, 实现触摸屏与PLC 的通讯。触摸屏和PLC串口通信的接线图如2：
4. 软件设计
4.1 PLC的软件设计
CP1H型PLC可以用OMRON公司提供的CX-Programmer编辑软件用梯形图进行编程，此软件具有显示/监控功能和完善的调试、维护功能，我们可以运用此软件在bbbbbbs的环境中对PLC进行编程调试，编程完成后通过RS232通讯电缆从PC下载到PLC上，切割机切割过程中参数设置较多，参数之间密切关联，切割的各动作之间有严格的逻辑关系，每种切割方式均可采用手动和自动两种方式，PLC通过采集现场行程开关的信号来控制切割位置。整个程序的控制方式为顺序控制, 程序控制框图见图3。
图3 程序控制框图
4.2. 触摸屏人机界面设计
菜单界面设计是近年来应用为广泛的一种人机界面设计技术。从基本原理上讲，菜单界面与图形界面是一样的，都是在满足系统控制要求的情况下给用户一个直观方便的操作交互界面。本系统的触摸屏界面采用菜单界面设计和图形界面设计相结合的方法，显示系统画面菜单是由MT500系列的人机交互界面软件EasyBuilder500设计的，这些画面菜单组成:起始画面、测试操作画面、手动操作画面、自动操作画面组成。具体设计如下所示。
4.2.1 起始画面
起始画面主要是欢迎界面，是根据需要按照各个按钮(功能键元件)的提示随意进行各个菜单屏幕之间的转换。画面中显示了系统的运行模式(测试操作、手动操作、自动操作)。当手指触摸到某一操作时，就会切换到相应操作的界面。如图4所示：
图4 初始界面
4.2.2 测试操作界面
当选择测试界面时，画面将切换到测试操作界面。设置好各参数后触摸启动键，可以看到整个测试过程。如图5所示：
图5 测试操作界面
4.2.3 手动操作界面
当选择手动操作时，首先要对砂轮转速进行设置，其旁边的上下箭头是用来实现对数值进行加1和减1操作(速度范围0-2000r/min)。速度设置好后，按下砂轮启动键，砂轮将以设定的速度转动，砂轮停止键用来停止砂轮转动。当按住向左(向右)的按钮时工作台就会以测试操作界面设定的速度向左(向右)运动，直到松开按键。如图6所示。
图6手动操作界面
4.2.4 自动操作界面
当选择自动操作时，首先对各切割参数进行设置或输入，设置好参数后，按启动开始切割。如图7所示。
图7 自动操作界面
5. 结束语
本系统采用PLC为核心控制器，触摸屏作为人机界面，两者通过串口通信来控制系统的执行部件，实现整机的自动控制。PLC的使用tigao了控制系统的稳定性和抗干扰能力。触摸屏的使用，减少了大量的硬件设施以及由此而带来的故障。Q-300金相切割机测试运行几个月,控制系统相当稳定,触摸屏也没有出现过故障。