上海诗幕自动化设备有限公司是中国西门子的较佳合作伙伴,公司主要
从事工业自动化产品的集成, 销售和维修 ,是全国**的自动化设备公司之一。
公司坐落于中国*城市上海市 ,我们真诚的希望在器件的销售和工程项目承
接、系统开发上能和贵司开展多方面合作。以下是我司 主要 代理 西门子产品 ,
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公司主要代理以下产品:
1、 SIMATIC S7 系列 PLC:S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400、ET-200
2、 逻辑控制模块 LOGO!230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL 等
3、 SITOP 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
1、 交流变频器 MICROMASTER 系列:MM420、MM430、MM440、G110、G120.
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。
注:邮件分拣机实验板的输入端子为一特殊设计的端子,其原画图如图2所示,它的功能是:当输出端MS为ON时,S1自动产生脉冲信号模拟测量电动机转速光码盘信号。
二、实验内容
①控制要求:启动后绿灯L2亮表示可以进邮件,S2为ON表示检测到了邮件,拨码器(I0.0-I0.3)模拟邮件的邮码,从拨码器读到邮码的正常值为1, 2, 3, 4, 5, 若非此5个数,则红灯L1闪烁,表示出错,电动机MS停止。重新启动后,能重新运行,若此5个数中的任一个,则红灯L1亮,表示系统正在分拣。电动机M5运行,将邮件分拣至箱内完成L1灭,L2亮,表示可继续分拣邮件。
②IO口分配
③编辑调试并运行程序
三、编程练习
根据下述两种控制要求,编制多个邮件分拣控制程序,调试并运行程序。
①开机绿灯亮,电动机M5运行,当检测到邮件的邮码不是(1, 2, 3, 4, 5)任何一个时,则红灯L1闪烁,M5停止,重新启动。
可同时分拣到多个邮件。邮件一件接一件地被检到它的到来和它的邮码,机器将每个邮件分拣到其对应的信箱中。例如,在n2时刻,S2检测到邮码为2的邮件时,如果高速计数器的计数值为m2,则M2在(m2+n2 )时刻动作,若高速计数器的计数值为m3,当在n3时刻检测到一个邮码为3的邮件时,M3在(m3+n3)时刻动作。
②开机绿灯亮,电动机M5运行,当检测到邮件的邮码不是(1, 2, 3, 4, 5)中的任何一个时,则红灯L1闪烁,MS停止运行,当检测到邮件欠资或未贴邮票时则蜂鸣器发生响声,M5停止。按动启动按钮,表示故障清除,重新运行。
可同时分拣多个邮件,其它要求同上。
安装注意事项
1) 不要将交流电源线接到输入端子上,以免烧坏PLC;
2) 接地端子应独立接地,不与其它设备接地端串联,接地线裁面不小于2mm2;
3) 辅助电源功率较小,只能带动小功率的设备(光电传感器等);
4) 一般PLC均有一定数量的占有点数(即空地址接线端子),不要将线接上;
5) 输出有继电器型,晶体管型(高速输出时宜选用),输出可直接带轻负载(LED指示灯等);
6) PLC输出电路中没有保护,因此应在外部电路中串联使用熔断器等保护装置,防止负载短路造成损坏PLC;
7) 输入、输出信号线尽量分开走线,不要与动力线在同一管路内或捆扎在一起,以免出现干扰信号,产生误动作;信号传输线采用屏蔽线,并且将屏蔽线接地;为保证信号可靠,输入、输出线一般控制在20米以内;扩展电缆易受噪声电干扰,应远离动力线、高压设备等。
8) 输入/断开的时间要大于PLC扫描时间;
9) PLC存在I/O响应延迟问题,尤其在快速响应设备中应加以注意。
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1、 SIMATIC S7 系列 PLC:S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400、ET-200
2、 逻辑控制模块 LOGO!230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL 等
3、 SITOP 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,
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1、 交流变频器 MICROMASTER 系列:MM420、MM430、MM440、G110、G120.
2、全数字直流调速装置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70、6SE70 系列
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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国际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**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。编程语言遵循国际标准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
[1] 杨锦尊.可编程控制器的特点及其发展动向[J].现代电子技术,2007(14):1-2.
[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].北京:北京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.