西门子全国代理商|变频器总代理

随着计算机网络及现场总线技术技术的发展，PLC及触摸屏在工业控制和楼宇自动化中的应用非常广泛。现场总线技术及其总线接口模块、智能仪表、控制设备等组成的综合监控系统已成为当前自动化技术发展的一个重要方向。在工控领域，PLC与触摸屏结合运用的技术已越来越为工程人员所了解与熟悉 ,由于触摸屏具有操作简便、界面美观直接、编程容易掌握、与PLC通讯良好、抗干扰能力强等等特点 ,它正迅速地渗入各个行业 ,发挥自动化控制的优势。

　　PROFIBUS提供了两种通信协议：DP、FMS，富士UG系列的触摸屏支持其中的DP协议。富士触摸屏具有很强的兼容性，可以与近30个厂家的PLC通讯，兼容性极强，而且还可以和计算机通讯（开放式通讯协议）。

　　通过接口单元、UG031-P通讯卡及总线的连接，UG触摸屏可以作为从站和作为主站的西门子的S7-300或S7-400系列的PLC通信（网络结构示意见图一）。

　　图一：PROFIBUS-DP的网络结构

　　1 系统结构

　　本文的背景为某食品加工厂某控制系统包括原料混料线、薯饼生产线、包装线等构成的主线系统，以及蒸汽锅炉系统、水系统、压缩空气系统、照明系统、通风系统和消防系统等构成的辅助系统。各系统位置比较分散，控制点较多，其中包括140多台电机，29台变频器，15个温湿度控制点。

　　由于系统比较复杂，控制采取分层控制策略，由两台上位机完成工厂级的监控及数据管理功能，触摸屏和PLC完成现场级的控制，采用Profibus现场总线的方式进行通讯。上位机留有接口，可连接局域网和广域网，以利于进一步的开发。其中数字输入点有900多点，数字输出有400多点，模拟量输入20个。

　　下面以这个食品加工厂为例，组成一个集中控制系统，系统结构如图二所示。

　　其中PLC(1)用于主系统，PLC(2)用于辅助系统。辅助系统的组成与主系统相似，因此图中省略了其构成。PLC选用S7-300系列的CPU315-2DP和S7-200系列的CPU226，PID模块为FM355C，通讯模块为CP342-5，扩展模块为IM153-1，I/O模块则使用到：数字输入模块选SM321、数字输出为SM322、模拟量输入为SM331。上位机选用西门子的工控机，它内置了PCI接口的CP5611卡用于与PLC通讯。

　　选用S7-300系列的CPU315-2DP是为了能进行扩展I/O模块以满足控制点数的要求，而用于扩展的IM模块的选型则是依据IM模块与中央控制器CPU315-2DP的距离。

　　由于所有的I/O模块均放在同一组控制柜里，因此选用了通讯距离在5米范围内的IM153-1[1]。当IM模块与中央控制器的距离较远时可以选择通讯范围为100米的型号的IM模块。

　　触摸屏选用富士UG420H-SC1，10.4英寸、128色STN显示，基于Windows95/98/NT操作平台下的专用组态软件，界面友好直观，易学易用，大大节省产品开发周期。编程软件中备有大量的图形库（开关、灯、棒图等）供选择，还可以根据用户需求编辑所需要的工艺图形，能够转换BMP文件和AUTOCAD中的DXF文件。

一、初始化

　　在程序的个扫描周期(SM0.1=1)，初始化重要参数。

　　二、设置和取消参考点

　　如果还没有确定参考点，那么参考点曲线(Reference Point Curve)应从按“START"(起动)按钮(I1 .0开始。CPU有可能输出数量的控制脉冲。在所需的参考点，按“设置/取消参考点”开关((I1.4)后，首先调用停比电机的子程序。然后，将参考点标志位M0.3置成1，再把新的操作模式“定位控制激活”显示在输出端Q1.0。

　　如果I1.4的开关己被激活，而且“定位控制”也被激活(M0.3=1)，则切换到“参考点曲线”操作模式。在子程序1中，将M 0.3置成0，并取消“定位控制激活”的显示(Q1 .0=0)。此外，控制还为输出数量的控制脉冲做准备。当两次激活I1 .4开关，便在两个模式之问切换。如果此信号产生，同时电机在运转，那么电机就自动停机。

　　实际上，一个与驭动器连接的参考点开关将代替手动操作切换开关的使用，所以，参考点标志能解决模式切换。

　　三、定位控制

　　如果确定了一个参考点(M0.3=1 ），而且没有联锁，那么就执行相对的定位控制。在子程序2中，控制器从输入字节IBO读出对偶码方式的定位角度后，再存入字节MB11。与此角度有关的脉冲数，根据下面的公式计算:

　　该示例程序所使用的步进电机采用半步操作方式((S=1000)。在子程序3中循环计算步数。如果说现在按“START”按钮(I1.0)， CPU将从输出端Q0. 0输出所计算的控制脉冲个数，而且电机将根据相应的步数来转动，并在内部将“电机转动”的标志位M0.1置成1。

　　在完整的脉冲输出之后，执行中断程序0，此程序将M0.1置成0，以便能够再次起动电机。

　　四、停止电机

　　按“STOP"(停止)按钮(I1.1)，可在任何时候停止电机。执行子程序0中与此有关的指令。