摘要: 本文論述以臺(tái)達(dá)PLC為核心,在自動(dòng)控制領(lǐng)域數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成、原理,包括控制器的電路構(gòu)成,特點(diǎn)、組成框圖及臨時(shí)應(yīng)變方面,組態(tài)王軟件(HIM)編程步驟和參數(shù)完善。
關(guān)鍵詞: 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),PLC,HIM,傳感器
一、引言 臺(tái)達(dá)電子工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品以現(xiàn)代電子技術(shù)核心基礎(chǔ),致力與驅(qū)動(dòng)(Drive)、運(yùn)動(dòng)(Motion)和控制(Control)三大領(lǐng)域的發(fā)展,擁有著名的:DVP系列PLC、DOP系列人機(jī)界面和IFD系列通訊轉(zhuǎn)換接口等用于控制系統(tǒng),REO系列編碼器用于檢測(cè)系統(tǒng),ASAD系列伺服馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)器用于運(yùn)動(dòng)控制,VFD系列各種通用、專用變頻器廣泛應(yīng)用于各類電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制… … 如果你是一名優(yōu)秀的電氣工程師或技術(shù)主管,臺(tái)達(dá)工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品的高性能、 易用性、多樣化以及由上至下的整合性,一定能讓你的工作得心應(yīng)手、事業(yè)騰飛,亮麗你的一生;無(wú)論你在國(guó)企、民企或外企,臺(tái)達(dá)電子一定能使你大顯身手、助你成功,如果員工(搞電氣的)需要培訓(xùn),PLC、DOP 再加上一臺(tái)變頻器,是你最好的試驗(yàn)教材;如果你的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常、效率低下、技術(shù)落后、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等等,你可以瀏覽一下臺(tái)達(dá)機(jī)電綜合產(chǎn)品目錄,相信你一定找到合理的解決方案,哈哈 ,下面我要介紹的一個(gè)案例就是這樣誕生的:臺(tái)達(dá)PLC在溫度數(shù)據(jù)采集方面的應(yīng)用
一條懸掛式工件熱處理調(diào)質(zhì)線,產(chǎn)品質(zhì)量極不穩(wěn)定,引起客戶的抱怨,責(zé)丞工藝、設(shè)備技術(shù)人查找問(wèn)題所在,拿出解決方案,分析原因可能由于淬火槽內(nèi)淬火液的溫度高低不均,如何能夠測(cè)出工件在淬火液中的溫度分布情況???這是解決問(wèn)題的關(guān)鍵… … 傳統(tǒng)的方法是傳感器+儀表,若同時(shí)測(cè)工件周圍六點(diǎn)的淬火液溫度,需要六塊儀表,在淬火液中高溫工件四周溫度的變化劇烈、復(fù)雜,如何觀察記錄呢?怎么分析工件的淬火溫度變化曲線是否合理?顯然傳統(tǒng)的方案顯得無(wú)奈,臺(tái)達(dá)PLC+PC(筆記本)輕松解決問(wèn)題,且省時(shí)經(jīng)濟(jì),精度高,靈活性好。
二、系統(tǒng)硬件、軟件選擇 PLC主機(jī):DVP32EH00R2 一臺(tái) 熱電阻溫度測(cè)量模塊 DVP04PT-H2 二塊 鉑金屬傳感器PT 100 (3線制 100Ω) 六支 通訊模塊ADAM—4520 一塊 開關(guān)穩(wěn)壓電源 LP1100D-24M AC 200V/ DC 24V 4A 一塊 筆記本一臺(tái)(本項(xiàng)目借用 最好有RS232串口) PLC編程軟件 WPLSoft 2.10 臺(tái)達(dá)公司免費(fèi)提供 組態(tài)軟件 北京亞控 組態(tài)王6.53 46點(diǎn) 演示版 導(dǎo)線若干 三 系統(tǒng)配置描述 本系統(tǒng)用于臨時(shí)性、實(shí)驗(yàn)性、密集型連續(xù)測(cè)量、記錄工件周圍淬火介質(zhì)溫度,為改進(jìn)、改造設(shè)備或熱處理工藝提供實(shí)際數(shù)據(jù),如果稍加改動(dòng),用于各種介質(zhì)的溫度控制,也是一個(gè)很優(yōu)秀控制方案,因而具有一定推廣意義。
本系統(tǒng)顯著地特點(diǎn):實(shí)用性強(qiáng),方便、快捷、經(jīng)濟(jì),PLC編程,組態(tài)王編程數(shù)小時(shí)便可完成,更可貴的組態(tài)王演示版,64點(diǎn)開發(fā)版免費(fèi),可運(yùn)行2個(gè)小時(shí),重啟一次,非常經(jīng)濟(jì),對(duì)于本項(xiàng)目沒(méi)有影響。
3.1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) 采用臺(tái)達(dá)PLC主機(jī)DVP32EH + 溫度測(cè)量模塊 DVP04PT,利用DVP32EH的RS-485通訊口 ,通過(guò)一塊通訊模塊ADAM—4520將RS-485信號(hào)轉(zhuǎn)化為RS-232信號(hào)(由于現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境惡劣PC機(jī)離控制器較遠(yuǎn)故而要使用RS-485信號(hào)),連接到PC機(jī)上,最后由PC機(jī)上的組態(tài)王監(jiān)控軟件,完成采集數(shù)據(jù)的顯示、記錄與處理。
熱處理調(diào)質(zhì)線,現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝流程,所要采集溫度點(diǎn)的位置如下圖:
3.2、PLC 溫度數(shù)據(jù)采集程序的編制 DVP04PT 溫度測(cè)量模塊可接受外部4 點(diǎn)鉑金屬溫度傳感器(PT 100 3 線 100Ω),將其轉(zhuǎn)換成14 位的數(shù)字信號(hào)。通過(guò)DVP-PLC 主機(jī)程序以指令FROM / TO 來(lái)讀寫模塊內(nèi)的數(shù)據(jù),模塊內(nèi)具有49 個(gè)CR(Controlled Register)寄存器,每個(gè)寄存器有16 Bits。電源單元與模塊分離,體積小,安裝容易?蛇x擇攝氏溫度(℃)或華氏(℉)溫度,攝氏溫度輸入分辨率為0.1℃,華氏溫度輸入分辨率為0.18℉。 兩塊溫度測(cè)量模塊擴(kuò)展于PLC主機(jī)的右側(cè), 6支三線制PT100溫度傳感器按規(guī)定接入2塊DVP04PT溫度測(cè)量模塊中,第一塊接入4支,接入4個(gè)通道,第二塊接入2支,使用1、2兩個(gè)通道,不用的通道,短接避免干擾。依據(jù)臺(tái)達(dá)PLC特殊擴(kuò)展模塊的規(guī)則:主機(jī)DVP32EH右側(cè)第一個(gè)特殊擴(kuò)展模塊所在的位置編號(hào)為K0, 右側(cè)第二個(gè)特殊擴(kuò)展模塊所在的位置編號(hào)為K1,依此類推,最多擴(kuò)展八塊… … 編寫溫度采集的數(shù)據(jù)程序如下:
程序說(shuō)明: 第一塊測(cè)溫模塊 (1)利用FROM 指令讀取模塊DVP04PT-H2 內(nèi)#0 寄存器(CR)內(nèi)的機(jī)種編碼 = H6402,以便檢測(cè)判斷模塊是否存在,種類是否正確。 (2) 利用TO指令,在PLC 由STOP→RUN的第一個(gè)掃描周期內(nèi),設(shè)定CH1~C4 輸入信號(hào)的取樣平均次數(shù)為4 次。 (3)判斷DVP04PT-H2是否正確,正確事時(shí)導(dǎo)通,從CR#6 ~ CR#9中讀取CH1 ~ CH4 測(cè)量攝氏溫度(°C)信號(hào)平均值共4 筆放在D100 ~ D103中。從CR#18 ~ CR#21中讀取CH1 ~ CH4 測(cè)量攝氏溫度(°C)信號(hào)現(xiàn)在值共4 筆放在D110 ~ D113中。
3.3、溫度數(shù)據(jù)顯示、記錄組態(tài)程序的編制 組態(tài)監(jiān)控軟件采用北京亞控公司的組態(tài)王 6.53 版本,由于本項(xiàng)目是試驗(yàn)性的采集、記錄數(shù)據(jù),故采用64 點(diǎn) 演示版,開發(fā)與運(yùn)行,間斷地運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)足以。
3.3.1 組態(tài)王與臺(tái)達(dá)PLC 通訊的建立 臺(tái)達(dá)的DVP系列PLC和上位機(jī)的組態(tài)王通訊采用串行通訊,使用組態(tài)王本身驅(qū)動(dòng),支持RS232和RS485兩種通訊方式。本例采用RS485通訊,硬件配置設(shè)置值如下: 計(jì)算機(jī)通過(guò)RS232串口接轉(zhuǎn)換模塊,變成RS485信號(hào)后,接到PLC的485口上 波特率 9600 數(shù)據(jù)位 7位 停止位 1位 校驗(yàn)位 偶校驗(yàn) 切記:將PLC中決定通訊格式的特殊數(shù)據(jù)寄存器D1120設(shè)置為:0X8E
3.3.2 組態(tài)數(shù)據(jù)顯示畫面、溫度記錄曲線 用組態(tài)王軟件可以實(shí)現(xiàn)精確、細(xì)膩的互動(dòng)顯示操作,大量的圖庫(kù)精靈,多種通訊驅(qū)動(dòng)程序,強(qiáng)大的在線、離線模擬功能,支持配方功能和多種控件,能完成各種物理量如溫度、壓力等的實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線的數(shù)據(jù)存儲(chǔ),具有打印功能,可滿足各種工藝要求。溫度顯示畫面、歷史曲線顯示畫面如下: 溫度顯示畫面
溫度記錄歷史曲線畫面
四、結(jié)束語(yǔ) 組織有關(guān)技術(shù)人員,對(duì)測(cè)量的歷史數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行分析,很快得出結(jié)論,提出整改方案,整改后效果明顯,產(chǎn)品合格率大幅度提高。本溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為整改方案制訂提供了關(guān)鍵性的依據(jù)。
參考文獻(xiàn) [1]中達(dá)電通. DVP-PLC應(yīng)用技術(shù)手冊(cè)【程序篇】. [2]臺(tái)達(dá)電子. DVP04PT-H2溫度測(cè)量模組安裝說(shuō)明書. [3]亞控公司 . 組態(tài)王6.53使用手冊(cè).
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