6ES7223-1HF22-0XA8参数介绍

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 1．汽车总装线系统构成与要求

汽车总装线由车身储存工段、底盘装配工段、车门分装输送工段、终装配工段、动力总成分装、合装工段、前梁分装工段、后桥分装工段、仪表板总装工段、发动机总装工段等构成。

    车身储存工段是汽车总装的个工序，它采用ID系统进行车身型号和颜色的识别。在上件处，由ID读写器将车型和颜色代码写入安装在吊具上的存储载体内，当吊具运行到各道岔处由ID读写器读出存储载体内的数据，以决定吊具进人不同的储存段。出库时，ID读写器读出存储载体内的数据，以决定车身送到下件处或重新返回存储段。在下件处，清除存储载体的数据。在上下线间，应在必要的地方增加ID读写器，以确定车身信息，防止误操作。采用人机界面以分页显示该工段各工位的运行状况，车身存储情况、饱和程度、故障点等信息。

    总装线的所有工段都分为自动操作和手动操作两种形式。自动时，全线由PLC程序控制；手动时，操作人员在现场进行操作。整条线在必要的工位应有急停及报警装置。

    整个系统以三菱PLC及现场总线CC-bbbb为核心控制设备，采用接近或光电开关监测执行结构的位置，调速部分采用三菱FR-E500系列变频器进行控制，现场的各种控制信号及执行元件均通过CC-bbbb由PLC进行控制。

2．系统配置

汽车总装线的系统配置如图7－31所示。

图7－31  汽车总装线的系统配置

3．系统功能

      本总装线电控系统总体上采用“集中监管，分散控制”的模式，整个系统分三层，即信息层、控制层和设备层。

      信息层由安装在中央控制室的操作员站和工程师站构成，操作站的主要作用是向现场的设备及执行机构发送控制指令，并对现场的生产数据、运行状况和故障信息等进行收集监控；工程师站的主要作用是制定生产计划、管理生产信息。它们的连接采用通用的Ethernet，并通过安装在MELSECNET/10网主站PLC上的Ethernet模块实现与设备控制层各PLC间的数据交换。在必要的时候，可以通过工程师站与管理层的计算机网络进行连接，使得管理者可以在办公室对所需要的信息进行查阅。

      控制层采用三菱的MELSECNET/10网，将总装线各工段上（除前桥和后桥分装工段外）的8套Q2AS PLC相连接实现数据共享。它具有传输速度高（10Mbps）、编程简单（无需专用网络指令）、可靠性高、维护方便、信息容量大等特点。车身储存工段采用一台三菱 A975GOT人机界面，实现对该工段现场信息的高速响应。

      设备层采用四套CC-bbbb，分别挂在车身储存工段、底盘装配工段、车门分装储存工段和内饰工段的PLC上。CC-bbbb现场总线具有传输速度高（高10Mbps）、传输距离长（1200m）、设定简单、可靠性高、维护方便、成本低等特点。它通过双绞线将现场的传感器、泵、阀、ID读写器、变频器及远程I/O等设备连接起来，实现了分散控制集中管理。这样变频器的参数、报警信息等数据不但可以方便地由PLC进行读写，而且可由上位机和GOT通过PLC方便地进行监控和参数调整。使用ID读写器容易进行车体跟踪，减少了信息交liuliang，使生产线结构实现高度柔性化，并且有效地tigao了自动化程度，节省人力资源。

4．系统优点

    （1）保持稳定的自动化生产  本系统内的任何设备发生故障，都不会影响其他操作、过程、设备的运行。即使此系统中的任何一个设备发生故障，甚至掉线，仅仅故障发生处的设备不能进行自动操作，其他所有设备都将连续工作。当故障排除后，设备能够自动动恢复运行而不需将整条生产线重新上电。

    （2）确保产品质量  生产数据被实时收集并监控，并根据这些生产数据可进行必要的修补操作。这些生产数据（包括产品的质量信息）被保存在上位机中，并由上位机进行管理。

    （3）维护方便  MELSECNET/10网和CC-bbbb具有方便直观的维护功能，便于查清故障发生点及其原因，可迅速恢复系统的正常运行。上位机实时收集故障发生的原因、时间等历史数据，为以后的维护提供参考。

    （4）tigao系统的柔性  对操作内容及设备的增加或改变的灵活响应是这个系统的显著特点。MELSECNET/10网和CC-bbbb具有预留站的功能以及Q2AS PLC独特的结构化编程的理念，均可以方便地实现对系统生产内容改变的灵活响应。

（5）节省人力资源  系统较高的自动化程度有效地节省了人力资源，并极大地改善了操作者的工作环境。

 本文较为详细地介绍了PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的简便方法，并综合评述了三菱PLC控制变频器的各种方法。深入了解这些方法，有助于tigao交流变频传动控制系统设计的科学性、先进性和经济性。
一、引言
　　在工业自动化控制系统中，为常见的是PLC和变频器的组合应用，并且产生了多种多样的PLC控制变频器的方法，其中采用RS-485通讯方式实施控制的方案得到广泛的应用：因为它抗干扰能力强、传输速率高、传输距离远且造价低廉。但是，RS-485的通讯必须解决数据编码、求取校验和、成帧、发送数据、接收数据的奇偶校验、超时处理和出错重发等一系列技术问题，一条简单的变频器操作指令，有时要编写数十条PLC梯形图指令才能实现，编程工作量大而且繁琐，令设计者望而生畏。
　　本文介绍一种非常简便的三菱FX系列PLC通讯方式控制变频器的方法：它只需在PLC主机上安装一块RS-485通讯板或挂接一块RS-485通讯模块； 在PLC的面板下嵌入一块造价仅仅数百元的“功能扩展存储盒”，编写4条极其简单的PLC梯形图指令，即可实现8台变频器参数的读取、写入、各种运行的监视和控制，通讯距离可达50m或500m。这种方法非常简捷便利，极易掌握。本文以三菱产品为范例，将这种“采用扩展存储器通讯控制变频器”的简便方法作一简单介绍。
　　二、三菱PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的系统配置
　　1、系统硬件组成
 　　
图1 三菱PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的系统配置
   
图2 FX2N-485-BD通讯板外形图
图3 三菱变频器 PU插口外形及插针号
FX2N系列PLC(产品版本V 3.00以上)1台(软件采用FX-PCS/WIN-C V 3.00版)；FX2N-485-BD通讯模板1块(长通讯距离50m)；或FX0N-485ADP通讯模块1块+FX2N-CNV-BD板1块(长通讯距离500m)；FX2N-ROM-E1功能扩展存储盒1块(安装在PLC本体内)带RS485通讯口的三菱变频器8台(S500系列、E500系列、F500系列、F700系列、A500系列、V500系列等，可以相互混用，总数量不超过8台；三菱所有系列变频器的通讯参数编号、命令代码和数据代码相同。)；RJ45电缆(5芯带屏蔽)；终端阻抗器(终端电阻)100Ω；选件：人机界面(如F930GOT等小型触摸屏)1台。
　　2、硬件安装方法
　　(1) 用网线专用压接钳将电缆的一头和RJ45水晶头进行压接；另一头则按图1～图3的方法连接FX2N-485-BD通讯模板，未使用的2个P5S端头不接。
(2) 揭开PLC主机左边的面板盖, 将FX2N-485-BD通讯模板和FX2N-ROM-E1功能扩展存储器安装后盖上面板。
　　(3) 将RJ45电缆分别连接变频器的PU口，网络末端变频器的接受信号端RDA、RDB之间连接一只100Ω终端电阻，以消除由于信号传送速度、传递距离等原因，有可能受到反射的影响而造成的通讯障碍。
3、变频器通讯参数设置
　　为了正确地建立通讯，必须在变频器设置与通讯有关的参数如“站号”、“通讯速率”、“停止位长/字长”、“奇偶校验”等等。变频器内的Pr.117~Pr.124参数用于设置通讯参数。参数设定采用操作面板或变频器设置软件FR-SW1-SETUP-WE在PU口进行。
　　4、变频器设定项目和指令代码举例
　　如表1所示。参数设定完成后, 通过PLC程序设定指令代码、数据和开始通讯, 允许各种类型的操作和监视。
  
5、变频器数据代码表举例
　　如表2所示。
   
6、PLC编程方法及示例
　　(1) 通讯方式
　　PLC与变频器之间采用主从方式进行通讯，PLC为主机，变频器为从机。1个网络中只有一台主机，主机通过站号区分不同的从机。它们采用半双工双向通讯，从机只有在收到主机的读写命令后才发送数据。
　　(2) 变频器控制的PLC指令规格
  
(3) 变频器运行监视的PLC语句表程序示例及注释
　　LD M8000 运行监视；EXTR K10 K0 H6F D0 EXTR K10：运行监视指令；K0：站号0；H6F：频率代码(见表1)； D0：PLC读取地址(数据寄存器)。指令解释：PLC一直监视站号为0的变频器的转速(频率)。
　　(4)变频器运行控制的PLC语句表程序示例及注释
　　LD X0 运行指令由X0输入；
　　SET M0 置位M0辅助继电器；
　　LD M0
　　EXTR K11 K0 HFA H02 EXTR K11：运行控制指令； K0：站号0；HFA：运行指令(见表1)； H02：正转指令(见表1)。
AND M8029 指令执行结束； 字串9
　　RST M0 复位M0辅助继电器。
　　指令解释：PLC向站号为0的变频器发出正转指令。
(5) 变频器参数读取的PLC语句表程序示例及注释
　　LD X3 参数读取指令由X3输入；
　　SET M2 置位M2辅助继电器；
　　LD M2
　　EXTR K12 K3 K2 D2 EXTR K10：变频器参数读取指令； K3：站号3；K2：参数2-下限频率(见表2)； D2：PLC读取地址(数据寄存器)。
　　OR RST M2 复位M2辅助继电器。
　　指令解释：PLC一直读取站号3的变频器的2号参数-下限频率。
　　(6) 变频器参数写入的PLC语句表程序示例及注释
　　LD X1 参数变更指令由X3输入；
　　SET M1 置位M1辅助继电器；
　　LD M1
　　EXTR K13 K3 K7 K10 EXTR K13：变频器参数写入指令；K3：站号3；K7：参数7-加速时间(见表2)；K10：写入的数值。
字串1
　　EXTR K13 K3 K8 K10 EXTR K13：变频器参数写入指令；K3：站号3；K8：参数8-减速时间(见表2)； K10：写入的数值。
　　AND M8029 指令执行结束；
　　RST M1 复位M1辅助继电器。
　　指令解释：PLC将站号3的变频器的7号参数-加速时间、8号参数-减速时间变更为10。
plcclub.com/article/bianpin/2008html”>
三、三菱PLC控制变频器的各种方法综合评述与对比
　　1、PLC的开关量信号控制变频器
　　PLC(MR型或MT型)的输出点、COM点直接与变频器的STF(正转启动)、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、输入端SG等端口分别相连。PLC可以通过程序控制变频器的启动、停止、复位； 也可以控制变频器高速、中速、低速端子的不同组合实现多段速度运行。但是，因为它是采用开关量来实施控制的，其调速曲线不是一条连续平滑的曲线，也无法实现精细的速度调节。这种开关量控制方法，其调速精度无法与采用扩展存储器通讯控制的相比。
　　2、PLC的模拟量信号控制变频器
　　硬件：FX1N型、FX2N型PLC主机，配置1路简易型的FX1N-1DA-BD扩展模拟量输出板； 或模拟量输入输出混合模块FX0N-3A； 或两路输出的FX2N-2DA； 或四路输出的FX2N-4DA模块等。
　　优点： PLC程序编制简单方便，调速曲线平滑连续、工作稳定。
　　缺点： 在大规模生产线中，控制电缆较长，尤其是DA模块采用电压信号输出时，线路有较大的电压降，影响了系统的稳定性和可靠性。另外，从经济角度考虑，如控制8台变频器，需要2块 FX2N-4DA模块，其造价是采用扩展存储器通讯控制的5～7倍
3、PLC采用RS-485无协议通讯方法控制变频器
　　这是使用得为普遍的一种方法，PLC采用RS串行通讯指令编程。
　　优点：硬件简单、造价低，可控制32台变频器。
　　缺点：编程工作量较大。从本文的第二章可知：采用扩展存储器通讯控制的编程极其简单，从事过PLC编程的技术人员只要知道怎样查表，仅仅数小时即可掌握，增加的硬件费用也很低。这种方法编程的轻松程度，是采用RS-485无协议通讯控制变频器的方法所无法相比的。
4、PLC采用RS-485的Modbus-RTU通讯方法控制变频器
　　三菱新型F700系列变频器使用RS-485端子利用Modbus-RTU协议与PLC进行通讯。
　　优点： Modbus通讯方式的PLC编程比RS-485无协议方式要简单便捷。
　　缺点： PLC编程工作量仍然较大。
5、PLC采用现场总线方式控制变频器
　　三菱变频器可内置各种类型的通讯选件，如用于CC-bbbb现场总线的FR-A5NC选件； 用于Profibus DP现场总线的FR-A5AP(A)选件； 用于DeviceNet现场总线的FR-A5ND选件等等。三菱FX系列PLC有对应的通讯接口模块与之对接。
　　优点： 速度快、距离远、效率高、工作稳定、编程简单、可连接变频器数量多。 字串4
　　
　　缺点： 造价较高，远远高于采用扩展存储器通讯控制的造价。
　　综上所述，PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的方法确有造价低廉、易学易用、性能可靠的优势； 若配置人机界面，变频器参数设定和监控将变得更加便利。
　　1台PLC和不多于8台变频器组成的交流变频传动系统是常见的小型工业自动化系统，广泛地应用在小型造纸生产线、单面瓦楞纸板机械、塑料薄膜生产线、印染煮漂机械、活套式金属拉丝机等各个工业领域。采用简便控制方法，可以使工程方案拥有通讯控制的诸多优势，又可省却RS-485数据通讯中的诸多繁杂计算，使工程质量和工作效率得到极大的tigao。但是，这种简便方法也有其缺陷：它只能控制变频器而不能控制其它器件；此外，控制变频器的数量也受到了限制。