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西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的**变要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。并以其稳定的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、**强的过载能力、创新的BiCo(内部功能互联)功能以及无可比拟的灵活性,在变频器市场占据着重要的地位。西门子变频器以其强,打破了以前器在中国市场上的垄断地位,据有关专业市场调研机构的统计,西门子的高低压变频器在中国市场上已***一。
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3、?SI**?直流电源?24V?DC?1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A?可并联.
4、HMI?触摸屏?TD200?TD400C?K-TP?OP177?TP177,MP277?MP377,
S?SIEMENS??交、直流传动装置
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2、全数字直流调速装置?6RA23、6RA24、6RA28、6RA70、6SE70?系列
S?SIEMENS?控?数控??伺服
SINUMERIK:801、802S?、802D、802D?SL、810D、840D、611U、S120
系统及伺报电机,力矩电机,直线电机,电缆,伺服驱动等备件销售。
开放式PLC控制系统设计目前,国内用户选用的可编程控制器(PLC)仍以国外产品为主,造成这种局面的一个重要原因是欧、美、日等发达工业国家掌握了高端PLC的核心技术,其硬软件技术对应用者来说完全是封闭的,使用者只能从应用的角度学习PLC,而不能参与PLC的开发[1-2]。近年来,IEC61131-3**标准的颁布和实施为各PLC生产厂家提供了统一的软件开发准则,开放的高性能单片机技术的发展,为硬件开发提供了有效的物质基础[3]。在这样的背景下,研制开放的PLC系统无论对于科学研究还是促进PLC行业的发展都有积极的现实意义。
PLC是一种专用于工业控制的计算机,其硬件主要由*处理器、存储器、输入/输出接口等组成[4],其硬件结构如图1所示。
1?开放式可编程控制器
开放式PLC硬件结构采用CPU+外围模块+接口构成,各个接口都按标准设计,大大提高了PLC的开放性,使其能方便地与大系统连接。编程语言遵循**标准IEC61131-3,并将基于PC的编程软件作为PLC可以选择编程工具。系统硬件部分采用高性能51内核处理器STC89C51,其为模块化设计,采用滤波、隔离电路,以降低成本。主要电路有:微控制器STC89C51RC、开关量输入电路、继电器输出电路、晶体管输出电路、RS232通信接口电路、电源电路、时钟复位电路和USB通信接口电路等,PLC硬件系统框图如图2所示,软件采用Borland公司集成开发软件C++?Builder,通过集成平台对51内核处理器指令集进行解释、编译,使梯形图语言转换为能被51内核处理器识别的代码。
2?系统硬件设计
可编程控制器单片机部分电路图如图3所示。
USB通信部分选择Philips公司的PDIUSBD12[5]芯片作为系统的USB接口器件,片内集成了高性能USB接口电路、SIE、FIFO存储器、收发器以及电压调整器等,可与任何外部控制器或微处理器实现高速并行通信,其速率为2?Mb/s,完**够满足设计所要求的数据传输速度。USB通信接口模块电路如图4所示。
3?系统软件设计
系统软件结构如图5所示。图中,系统编辑模块为用户提供编辑环境,接收用户的梯形图程序输入,并将其存储为相应的文件。梯形图语言为一种图形语言,要直接对其进行编译十分困难,因此并不是直接对梯形图程序进行编译,而是先将其翻译成指令语言的文本形式,再对指令语言进行编译。图形语言编译问题的解决,提高了代码的利用率[6-7]。通过提取数据结构中的数据,形成C语言程序文件,经过C51编译器、连接器、转换器的编译、连接、转换过程,生成能够在PLC硬件上运行的可执行文件。
3.1?用户界面
PLC用户界面是实现可编程人机交互的重要部分,它以梯形图语言的形式录入用户控制程序,以二进制形式通过串口下载到PLC硬件,其梯形图表示的用户编程区如图6所示。
PLC在进行逻辑运算之前,必须对外部信号进行采样[8],若要实现指令的功能,首先要设置外部I/O在梯形图中的地址,系统才能够对用户程序中所使用的I/O地址与单片机的引脚地址相匹配。本设计在I/O设置对话框底层设计了如表1所示的数据处理函数。
3.2?USB通信
PDIUSBD12的固件设计成完全的中断驱动,当CPU处理前台任务时,USB的传输可在后台进行;后台中断服务程序和前台主程序循环之间的数据交换可以通过事件标志和数据缓冲区来实现。当PDIUSBD12从USB收到一个数据包,即对CPU产生一个中断请求,CPU立刻响应中断。在中断服务程序中,固件将数据包从PDIUSBD12内部缓冲区移到循环数据缓冲区,并将PDIUSBD12的内部缓冲区清零,以便接收新的数据包,使CPU可以继续执行当前的前台任务直到完成。本文利用PDIUSBD12的端点1进行命令的传输和应答,端点1每次接收计算机发送过来的8?B指令,其指令格式如表2所示。例如,接收到十六进制码52?01?00?03?00?07?00?50,表示读24C01器件从03字节开始的7个字节的数据。52H为R的ASCII码,57H为W的ASCII码。端点2用于数据的传输。
本文在了解PLC国内外研究状况以及其市场需求的基础上,提出了研发开放式PLC的概念,完成了PLC集成开发系统的C51模块实现方案的设计,将USB通信方式引入PLC领域,所设计的梯形图编辑器提供了梯形图编辑平台,实现了PLC的基本逻辑指令,完成计算机与控制器的USB通信。
参考文献
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[2]?廖常初.PLC的发展趋势[J].电气时代,2003(12):54-56.
[3]?ARC.?China?developing?strategic?strength?in?PLC?market?[J].Plant?Engineering,?2008,?62(1):14.
[4]?陈立定,吴玉香,苏开才.电气控制与可编程控制器[M].广州:华南理工大学出版社,2003.
[5]?周立功.PDIUSBD12?USB固件编程和驱动开发[M].:航空航天大学出版社,2006.
[6]?藏国杰.可编程人机交互系统的研究和开发[D].杭州:浙江大学,2006.
[7]?郭福帅.基于IEC61131标准的可编程控制器研究和实现[D].大连:大连理工大学,2006.
[8]?齐中伟.通用PLC仿真与图形编程系统[J].机电工程,1998,15(1):24-26.
西门子S7-300相比较s7-200,s7-300针对的是中小系统,他的模块可以扩展多达32个模块,背板总线也在模块内集成,它的网络连接已比较成熟和流行,有mpi、工业以太网,使通讯和编程变得简单,选择性也比较多,并可借助工具进行组态和设置参数。s7-300的模块稍微多一点,除了信号模块(sm)和200的em模块同类型之外,它还有接口模块(im)——用来进行多层组态,把总线从一层传到另一层;占位模块(dm)——为没有设置参数的信号模块保留一个插槽或为以后安装的接口模块保留一个插槽;功能模块(fm)——执行特殊功能,如计数、定位、闭环控制相当于对cpu功能的一个扩展或补充;通讯处理器(cp)——提供点对点连接、profibus和工业以太网。针对cpu设计模式选择器有:mres=模块复位功能;stop=停止模式,程序不执行;run=程序执行,编程器只读操作;run-p=程序执行,编程器可读写操作。状态指示器:sf,batf=电池故障;dc5v=内部5vdc电压指示;frce=表示至少有一个输入或输出被强制;run=当cpu启动时闪烁,在运行模式下常亮;stop=在停止模式下常亮,有存储器复位请求时慢速闪烁,正在执行复位时快速闪烁。mpi接口用来连接到编程设备或其它设备,dp接口用来直接连接到分布式i/o。
西门子HMI按键面板这类屏尺寸为:155x98mm,可连接西门子S7-1200系列、西门子S7-300系列、西门子S7-400系列,不是很常用,可显示绿色、红色、黄色、蓝色、白色5种颜色。订货号为:6AV3688-3AY36-0AX0、6AV3688-3AF37-0AX0。