朱富良,劉建生,楊麗姍,侯邑平,杜淑光
ZHU Fu-liang, LIU Jian-sheng, YANG Li-shan, HOU Yi-ping, DU Shu-guang
(北京利瑪環(huán)太科技有限公司,北京 100120)
傳動控制主要是電機的控制,某設(shè)備有2個電機(帶減速器)同時驅(qū)動運轉(zhuǎn)。采用了Omron 可編CP1L和變頻器3G3MZ進行控制。
CP1L可以擴展通訊接口(RS-442/485、RS232),本身采用標準的USB數(shù)據(jù)線編程,十分方便。3G3MZ變頻器有標準RS485接口、外部端子控制,功能比較齊全。
實施過程中,首先采用了如圖1所示結(jié)構(gòu)進行控制。采用標準RS485通訊方式(通過Modbus-RTU簡易主站功能,用通訊方式對Modbus從站(變頻器)進行控制)來實現(xiàn)控制及數(shù)據(jù)采集。這樣的控制方式接線簡單,不占用PLC的輸入輸出點,所有控制都用通訊實現(xiàn),即完成了啟??刂疲矊崿F(xiàn)了變頻器數(shù)據(jù)的實時讀取頻率。
圖1 PLC與變頻器通訊控制圖
但是,在實際的使用過程中出現(xiàn)了問題。3G3MZ變頻器的RS485口是標準網(wǎng)線(5類線)的接口,這種線比較細,容易斷,控制的可靠性較低?,F(xiàn)場的實際環(huán)境有比較惡劣,有時會出現(xiàn)通訊,導(dǎo)致變頻器停止。
綜合考慮,采用了一種更加可靠的控制方式:使用控制回路端子來實現(xiàn)控制如圖2所示。不需要和PLC做通訊就可以實現(xiàn)PLC對變頻器的起、停的控制。同時保留RS485通訊,讀取變頻器參數(shù)(如頻率)。這樣的傳動控制可靠、簡潔、實用。
圖2 PLC與變頻器端子控制圖
將所有的控制元件(PLC、溫控表等)連接到一起,與上位計算機連接,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、記錄、查詢等功能。這對設(shè)備的維護,產(chǎn)品的品質(zhì)控制等都十分有用。
對于大型的系統(tǒng)設(shè)備而言,監(jiān)控需要注意以下幾點:
1)由于現(xiàn)場不同設(shè)備連接在一起,使用了不同的通訊協(xié)議,所以,每個設(shè)備都有各自的通訊線路。
2)對于某些運動、靜止相結(jié)合的設(shè)備,計算機是固定,各種運動設(shè)備上的數(shù)據(jù)要采集到電腦;這樣的情況,使用無線通訊的方式來實現(xiàn)通訊,即方便又可靠。
3)不同的設(shè)備都要有不同通訊口(如RS-485串口),而一臺計算機上的通訊設(shè)備有限,很難同時安裝多種通訊口;有些通訊協(xié)議的傳輸距離又有限制。所以,盡可能的減少接口、減少不同的通訊協(xié)議的使用。
圖3 監(jiān)控通訊結(jié)構(gòu)圖
從多方面考慮,現(xiàn)場使用以太網(wǎng)十分有效,既能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量、速度,也方便上位計算機的安裝,只要接通以太網(wǎng),任何地方都可以實現(xiàn)監(jiān)控。工業(yè)以太網(wǎng)、無線以太網(wǎng)的設(shè)備已經(jīng)十分成熟,有利于安裝使用、后期維護。
通訊大致可以采用以下結(jié)構(gòu)如圖3所示。
例如:為某生產(chǎn)廠家設(shè)計的一個設(shè)備,需要監(jiān)控設(shè)備的各種參數(shù):現(xiàn)場報警、設(shè)備運轉(zhuǎn)情況、工藝參數(shù)等。這些設(shè)備數(shù)據(jù)都有不同的控制元件。將這些元件組合在一起就要全面考慮。
該設(shè)備用到國內(nèi)知名廠家的真空計,設(shè)備身上安裝Omron的PLC實現(xiàn)控制,而且這些都在一個運動的部件上。
先采用了分路采集、控制:真空計和PLC分別通訊,實現(xiàn)監(jiān)控(如圖4所示)。
圖4 分路數(shù)據(jù)采集圖
這樣的安裝,在實際實施中發(fā)現(xiàn)幾個缺點:1)分2路連接,即費時間,又費材料,增加施工難度;2)分2路連接,上位計算機在采集數(shù)據(jù)時,對應(yīng)的工業(yè)組態(tài)軟件就需要針對2個設(shè)備做不同的驅(qū)動程序,大大增加工作量,也增加了調(diào)試難度。
所以,換用更加實用的連接方法接線:使用PLC有2個通訊接口的優(yōu)點,一個擴展口與測量器件相連,通過PLC編程來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集;另一個擴展口將PLC連接在一起(PLC的連接有標準協(xié)議);然后上位電腦通過讀PLC來采集數(shù)據(jù)(如圖5所示)。
實際使用中發(fā)現(xiàn),這樣的接法有幾個優(yōu)點:
1)真空計間的通訊連接線可以省去,為現(xiàn)場施工減少了工作量。
2)對于真空度而言PLC程序的編寫及調(diào)試相比于工業(yè)組態(tài)軟件的更改更加的方便、靈活、可靠。而且設(shè)備上可以混裝不同品牌、不同通訊協(xié)議的真空計。
3)工業(yè)組態(tài)軟件針對歐姆龍PLC的硬件驅(qū)動的支持很全面,不需要做改動。
圖5 集成數(shù)據(jù)采集圖
在不同設(shè)備的控制的實現(xiàn),要多方面的考慮;不同的方案要結(jié)合設(shè)備的實際情況,比較各自的優(yōu)缺點,充分的發(fā)揮所選控制元件的優(yōu)點,實現(xiàn)最優(yōu)的控制需求。
[1]歐姆龍CP1L OP Manual W462-CN5-01.
[2]歐姆龍CP1L編程手冊W451-E1-03.
[3]歐姆龍3G3MZ Leaflet和3G3MZ操作手冊.