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可编程自动化控制器(PAC)作为新一代的工业控制器,代表着可编程自动化控制发展的未来。在可以预见的几年内,对标准性、开放性、可互操作性、可移植性的要求将是用户至为关心的自动化产品的重要特征,作为融汇了PC和PLC优点的PAC系统必将逐步取代PLC系统成为控制系统的主流产品,在工业自动化控制中的应用将会越来越广泛。
PLC的性能倚赖于的硬件,PLC的应用程序是依靠的硬件芯片来实现的,对于PLC的功能的改进,如增加运动控制、过程控制或通讯功能,都需要使用不同的硬件。即使对于同一PLC厂家,这种的硬件很难移植到不同性能的PLC中。而且传统的PLC厂家的硬件结构体系都是专有的设计,甚至于处理器芯片都是的,这样就导致了随着PLC功能需求的不断提高,PLC的硬件体系变得越来越复杂。而且,由于硬件的非通用性会导致系统的功能前景和开放性受到很大的限制。另外,PLC 的操作系统通常都是各PLC厂家的操作系统,与目前流行的实时操作系统不兼容。由于是的操作系统,其实时可靠性与功能都无法与通用的实时操作系统相比,这就导致了PLC的整体性能的性和封闭性。
PAC的轻便控制引擎是非常杰出的。PAC设计了一个通用的、软件形式的控制引擎用于应用程序的执行,控制引擎在实时操作系统与应用程序之间,这个控制引擎与硬件平台无关,可以在不同平台的PAC系统间移植。因此对于用户来说,同样的应用程序不需根据系统的功能需求和投资预算选择不同性能的PAC平台。这样,根据用户需要的迅速扩展和变化,用户的系统和程序无需变化,即可无缝移植。PAC的操作系统采用通用的实时操作系统,如GE Fanuc的PACSystems系列产品即采用通用的、成熟的WindRiver公司的VxWorks实时操作系统,其可靠性已经得到 大量的应用的证实。PAC系统的硬件结构采用标准的,通用的嵌入式系统结构设计,这样其处理器可以使高性能CPU,如GE Fanuc的PACSystems 系列产品的CPU 即采用了Pentium300/700MHz 处理器,而且即将推出PentiumM 处理器的CPU。
PLC是超小型化的PLC,它适用于各行各业,各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200
PLC的强大功能使其无论单机运行,或连成网络都能实现复杂的控制功能。 S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。2.SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模块化小型PLC系统,能满足中等性能要求的应用。各种单独
当PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
输入采样在输入采样阶段,PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。
用户程序执行在用户程序执行阶段,PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
即,在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
输出刷新当扫描用户程序结束后,PLC就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是PLC的真正输出。同样的若干条梯形图,其排列次序不同,执行的结果也不同。另外,采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然,如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略,那么二者之间就没有什么区别了。
钻机传动系统设备配置
多年来,我国钻机市场一直以机械钻机为主,通过柴油发电机带动变速齿轮箱来调节绞车和泥浆泵的转速,率低下,耗能高,故障率高。随着钻机市场电驱动钻机的推广与普及,我国的钻机经历了购买二手旧钻机,进口新钻机到自主生产的过程,在此基础上,钻机也进行了一次大的更新,从模拟电路控制直流传动到数字化的直流传动设备,再到到高性能的具有通信功能的传动设备;在钻机实现自动化过程也经历了由继电器到开关量PLC再到高性能PLC(模拟量+总线通讯)的过程,现阶段钻机设备配置以高性能PLC控制为主,通过通讯功能读取数据和并根据工况改写驱动器的相关数据,这样先进的控制理论(模糊控制、神经网络控制等)就很容易的通过上位机实现,从而控制交直流驱动器实现调速的智能化。该系统通过S7-200CPU226作为主站,五台6SE71系列变频器作为从站,其中650kW的变频器带动绞车/钻机,500kW的变频器两两同步工作,带动1300系列的泥浆泵,参见图1。
图1USS通讯系统配置
3.2自由口用户数据存储器[3]
在USS协议中,用户数据存储器分配如附表:
附表
驱动器参数设定区VB0-VB39共40个字节
发送/接受缓冲区从VB40开始,用户自由分配
系统数据区VB4022-VB4095共74个字节
其中驱动器参数设定区主要完成从站数目(VB0)、每个从站LAE长度设定(VB1-VB31)、广播传送方式LAE(VB33)长度、传送时间(VW34),初始化发送/接受缓冲区首地址(VD36)(设定值为VB40-VB4021),其中V表示可变、B为字节、W为字、D为双字。
3.3用户数据区设定
在USS协议中每个从站需要44个字节,发送/接受缓冲区各占22个字节(对应从站+USS协议(发送+接受)+状态位),其中状态位表示数据发送状态,在该系统中发送/接收首地址设为VB2000,用户数据区以循环方式传送数据时分配如下:
绞车:从站1,地址VB2000-2043
泥浆泵1的A变频器:从站2,地址VB2044-2087
泥浆泵1的B变频器:从站3,地址VB2088-2131
泥浆泵2的A变频器:从站4,地址VB2132-2175
泥浆泵1的B变频器:从站5,地址VB2176-2219
以广播方式发送数据时地址如下:
只有发送缓冲区:VB2220-2263,接受缓冲区同上
定义完数据区后,就可以根据每个地址的功能,在PLC编程时写入相应的控制字就可以完成控制功能。
经济型 CPU 模块具有 20 I/O,30 I/O,40 I/O,60 I/O 四种配置
高速处理器芯片,位指令执行时间可达 0.15μs
支持高速计数功能,可实现单相 4 路100 KHz 或 2 路 A/B相 50 KHz 输入
集成断电数据保持功能,无需电池,只需简单设置,轻松实现断电数据
保持
本体集成一个 RS485 通信接口,可连接触摸屏或变频器
串口隔离,支持 Modbus-RTU、USS、自由口通信
CPU 模块的输入输出端子可拆卸,CPU 可导轨或螺钉安装
220V AC 供电,继电器输出,支持 24V 源型或漏型输入
使用 STEP7 Micro/WIN SMART 编程软件,界面更友好,操作更简单,全面支持 Windows 10 操作系统
我公司主要优势产品:
ET200、S7-200CN、S7-200、Smart200、S7-300、S7-400、S7-1200、S7-1500.电源6EP .7KM 测量仪表..DP电缆/DP接头,网线、网线接头、6FC、6SN、6XV.S120、V10、V20、V60、V80、V90,G110、G120、6RA、6GK.6GT .低压系列 软启动器.伺服数控备件、NCU、MM420.MM440.系列变频器.LOGO系列。