三菱PLC通信控制系統(tǒng)

1、薄膜牽引和卷取恒線速度通信控制系統(tǒng)塑料機(jī)械2003-8-213 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)對于吹塑薄膜自動生產(chǎn)線，一方面電機(jī)的數(shù)目較多，另一方面電機(jī)分布距離不是很近。卷取部分的控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)為上位機(jī)，PLC為下位機(jī)來實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制，PLC與變頻調(diào)速器可構(gòu)成多分支通訊控制網(wǎng)絡(luò)67。利用通信技術(shù)，由計(jì)算機(jī)控制PLC，PLC直接控制變頻器完成多電機(jī)調(diào)速，其方法是將通訊模塊集成在變頻器中或利用通訊模塊與PLC連接，通過通訊接口控制變頻器帶動電機(jī)調(diào)速。PLC采用三菱公司的FX2N-64MR-001，變頻器采用三菱公司的FR-A540，編碼器采用增量型編碼器。計(jì)算機(jī)的通信接口RS232和PLC的通信功能擴(kuò)展板

2、FX2N-485-BD之間通過RS232C/PLC 變換接口FX2N-485PC-IF連接8，如圖3示。圖3 計(jì)算機(jī)和PLC的連接示意圖 圖4 PLC控制硬件構(gòu)成圖PLC和下位器件之間關(guān)系如圖4所示。變頻器的通信連接單元為FR-CU03，符合RS-422/RS-485通信規(guī)范；3MD2系列PLC數(shù)字顯示器可以實(shí)時(shí)的顯示PLC中的數(shù)據(jù)。電機(jī)1、2轉(zhuǎn)速的計(jì)算和比較，張力反饋的PI調(diào)節(jié)等都由PLC來完成。由圖3和圖4構(gòu)成整個控制系統(tǒng)硬件的連接，這樣的連接可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對PLC遠(yuǎn)距離的調(diào)試與監(jiān)控、PLC的離線編程、PLC對變頻器的遠(yuǎn)距離監(jiān)控等操作，使對薄膜吹塑生產(chǎn)線的控制更靈活。4 軟件實(shí)現(xiàn)考慮到使用

3、的方便，采用基于Windows操作系統(tǒng)的軟件包SWOPC-FXGP/WIN-C，可對FX全系列可編程控制器（FX0S、FX2N、FX0N、FX2、FX2C）進(jìn)行編程和控制9。這種軟件可以實(shí)現(xiàn)寄存器數(shù)據(jù)的傳送、PLC存儲器清除、串行口設(shè)置（D8120）、運(yùn)行中程序更改、遙控運(yùn)行或停止、PLC診斷、采樣跟蹤和端口設(shè)置等操作；可讀取 1和顯示可編程控制器中的程序，實(shí)現(xiàn)文件的發(fā)送和接收；可監(jiān)控和測試可編程控制器，實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)視器、元件監(jiān)控和顯示監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的變化值（十六進(jìn)制）等功能；可以實(shí)現(xiàn)梯形圖、指令表和順序功能圖（SFC）程序的相互切換顯示，同時(shí)顯示多個功能窗口。要實(shí)現(xiàn)對薄膜牽引和卷取的恒線速度控制，需

4、要PC與PLC之間點(diǎn)對點(diǎn)的串行通信和PLC與下位器件之間進(jìn)行正確通信，這需要設(shè)定握手信號和數(shù)據(jù)傳送格式。為了避免發(fā)送與接收的幀錯，發(fā)送與接收采用相同的數(shù)據(jù)格式。4.1 計(jì)算機(jī)和PLC的通信協(xié)議為了使計(jì)算機(jī)和PLC進(jìn)行正確地通信，必須對PLC的特殊寄存器作相應(yīng)的設(shè)置8。D8120用來設(shè)置數(shù)據(jù)長度、校驗(yàn)形式、波特率和協(xié)議方式；D8121用來設(shè)置站號（設(shè)置范圍為00H0FH）；D8122和D8123分別存儲待傳送數(shù)據(jù)和已傳送數(shù)據(jù)的長度；D8124存儲數(shù)據(jù)開始位(初始值：STX)；D8125存儲數(shù)據(jù)結(jié)束位(初始值：ETX)；D8129用來設(shè)置間歇校驗(yàn)時(shí)間。上位機(jī)和PLC的通信協(xié)議有多種格式，我們所使用

5、的專用通信協(xié)議格式4如圖5、6、7所示，圖5和圖6中的和校驗(yàn)碼是從站號開始到數(shù)據(jù)結(jié)束的所有字節(jié)轉(zhuǎn)化為ASCII碼相加后的末兩個字節(jié)。主要控制字符含義如下：ENQ：計(jì)算機(jī)的請求信號（05H）；ACK：無校驗(yàn)錯誤，PLC的應(yīng)答信號（06H）；NAK：檢驗(yàn)到錯誤時(shí)，PLC的應(yīng)答信號（15H）；STX：信息幀開始標(biāo)志（02H）；ETX：信息幀結(jié)束標(biāo)志（03H）；ETO：傳輸結(jié)束（04H）；LF：數(shù)據(jù)供給（0AH）；CL：清空初始化（0CH）；CR：傳輸再次開始（0DH）。薄膜牽引和卷取恒線速度通信控制系統(tǒng)塑料機(jī)械2003-8-213 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)對于吹塑薄膜自動生產(chǎn)線，一方面電機(jī)的數(shù)目較多，另一方面電

6、機(jī)分布距離不是很近。卷取部分的控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)為上位機(jī)，PLC為下位機(jī)來實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制，PLC與變頻調(diào)速器可構(gòu)成多分支通訊控制網(wǎng)絡(luò)67。利用通信技術(shù)，由計(jì)算機(jī)控制PLC，PLC直接控制變頻器完成多電機(jī)調(diào)速，其方法是將通訊模塊集成在變頻器中或利用通訊模塊與PLC連接，通過通訊接口控制變頻器帶動電機(jī)調(diào)速。PLC采用三菱公司的FX2N-64MR-001，變頻器采用三菱公司的FR-A540，編碼器采用增量型編碼器。計(jì)算機(jī)的通信接口RS232和PLC的通信功能擴(kuò)展板FX2N-485-BD之間通過RS232C/PLC 變換接口FX2N-485PC-IF連接8，如圖3示。圖3 計(jì)算機(jī)和PLC的連接示

7、意圖 圖4 PLC控制硬件構(gòu)成圖PLC和下位器件之間關(guān)系如圖4所示。變頻器的通信連接單元為FR-CU03，符合RS-422/RS-485通信規(guī)范；3MD2系列PLC數(shù)字顯示器可以實(shí)時(shí)的顯示PLC中的數(shù)據(jù)。電機(jī)1、2轉(zhuǎn)速的計(jì)算和比較，張力反饋的PI調(diào)節(jié)等都由PLC來完成。由圖3和圖4構(gòu)成整個控制系統(tǒng)硬件的連接，這樣的連接可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對PLC遠(yuǎn)距離的調(diào)試與監(jiān)控、PLC的離線編程、PLC對變頻器的遠(yuǎn)距離監(jiān)控等操作，使對薄膜吹塑生產(chǎn)線的控制更靈活。4 軟件實(shí)現(xiàn)考慮到使用的方便，采用基于Windows操作系統(tǒng)的軟件包SWOPC-FXGP/WIN-C，可對FX全系列可編程控制器（FX0S、FX2N、FX

8、0N、FX2、FX2C）進(jìn)行編程和控制9。這種軟件可以實(shí)現(xiàn)寄存器數(shù)據(jù)的傳送、PLC存儲器清除、串行口設(shè)置（D8120）、運(yùn)行中程序更改、遙控運(yùn)行或停止、PLC診斷、采樣跟蹤和端口設(shè)置等操作；可讀取 4和顯示可編程控制器中的程序，實(shí)現(xiàn)文件的發(fā)送和接收；可監(jiān)控和測試可編程控制器，實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)視器、元件監(jiān)控和顯示監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的變化值（十六進(jìn)制）等功能；可以實(shí)現(xiàn)梯形圖、指令表和順序功能圖（SFC）程序的相互切換顯示，同時(shí)顯示多個功能窗口。要實(shí)現(xiàn)對薄膜牽引和卷取的恒線速度控制，需要PC與PLC之間點(diǎn)對點(diǎn)的串行通信和PLC與下位器件之間進(jìn)行正確通信，這需要設(shè)定握手信號和數(shù)據(jù)傳送格式。為了避免發(fā)送與接收的幀錯，發(fā)

9、送與接收采用相同的數(shù)據(jù)格式。4.1 計(jì)算機(jī)和PLC的通信協(xié)議為了使計(jì)算機(jī)和PLC進(jìn)行正確地通信，必須對PLC的特殊寄存器作相應(yīng)的設(shè)置8。D8120用來設(shè)置數(shù)據(jù)長度、校驗(yàn)形式、波特率和協(xié)議方式；D8121用來設(shè)置站號（設(shè)置范圍為00H0FH）；D8122和D8123分別存儲待傳送數(shù)據(jù)和已傳送數(shù)據(jù)的長度；D8124存儲數(shù)據(jù)開始位(初始值：STX)；D8125存儲數(shù)據(jù)結(jié)束位(初始值：ETX)；D8129用來設(shè)置間歇校驗(yàn)時(shí)間。上位機(jī)和PLC的通信協(xié)議有多種格式，我們所使用的專用通信協(xié)議格式4如圖5、6、7所示，圖5和圖6中的和校驗(yàn)碼是從站號開始到數(shù)據(jù)結(jié)束的所有字節(jié)轉(zhuǎn)化為ASCII碼相加后的末兩個字節(jié)。主要控制字符含義如下：ENQ：計(jì)算機(jī)的請求信號（0