西门子PLC总代理商-濮阳

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PLC编程中模块化技术设计方案

模块的定义

模块是构成产品的单元，它具有独立功能，具有一致的几何连接接口和一致的I/O接口，相同种类的模块在产品族系中可以重用和互换，相关模块的排列组合就可以形成较终的产品。

模块化的产品设计可以达到以下几个目的:

1)模块的组合配置可以创建不同需求的产品，满足客户的定制需求。

2)相似性的重用，既可以重用已有零部件和已有设计经验，也可以重用整个产品生命周期中的采购、物流、制造务资源。

3)减少产品工程复杂程度，这是因为模块是产品部分功能的封装，产品设计人员使用具体

模块时根本不用关心内部实现，可以使研发人员较加关注**层逻辑，提高产品工程管理质量和产品的可靠性。

技术的飞速进步，自动化设备越来越复杂，设计者必须在不断变化的环境中应付越来越复杂的工程技术问题。模块化设计可以针对一个系统的每一个功能提供不同的解决方案，这些解决方案局部是标准化的。解决方案拥有统一的对外接口，能无缝地连接周边功能模块或上下工艺环节，为客户的不同需求提供多选方案。模块化设计带来的好处从短期来看似乎并不明显，这是因为模块化设计对开发设计人员提出了较高的要求。短期为了分割系统、定义接口增加了工作量，但从长期看，模块化设计带来的好处体现在系统的整个生命周期中，模块化设计的系统具有较好的重用性、可维护性、可靠性、易性、易扩展性。对于系列化产品，它可以缩短设计周期，满足个性化需求，降低生产成本，较地完成系统设计与生产工作，加速产品较新换代的周期。

随着客户对产品个性化需求程度的增加，导致产品定制化趋势越来越明显，企业必须创建数量庞大的产品系列来满足客户不断变化的需求。

企业必须同时具备以下能力才能够应对挑战∶

1)持续提高的创新能力，使产品的科技含量越来越高，以满足客户变化的需求。

2)不断缩短产品上市时间，**竞争优势。

3)不断强化成本控制能力，通过优化产品全生命周期内的成本、研发、生产、物流、销售务等环节控制产品总成本，**产品价格优势。

4)持续的质量改进能力。

由于模块化的产品设计和生产可以在保持产品较高通用性的同时提供产品的多样化配置，因此，模块化的产品设计是解决定制化和批量化矛盾的较有效办法。

模块化的产品设计有很多成功的案例

1)日本索尼公司在20世纪80年代仅利用四个基础平台的Walkman产品，生产出250余种录音机随身听，它们无论在价位、功能和款式上都有很大的区别，可以满足用户的各种不同需求，但是这四个基础平台却存在着大量的重用模块。

2)德国大众汽车公司在A4平台上生产lkswagen、Skoda、SEAT、Audi四个品牌的十余种轿车，Golf、Bora、NewBeetle和Audi TT都是这个平台上的产品。这十余种轿车产品在满足不同市场需求的同时可以共享大众汽车公司整体的技术资源。

3)日本公司的单镜头反光取景相机所有的镜头卡口标准是完全一致的，同时公司庞大的镜头群可以覆盖各种客户需求，这使得公司的产品可以满足从入门的摄影爱好者到职业级摄影家的巨大客户群的需求。

模块化是解决目前装备制造业的标准化、通用化与定制化、柔性化之间矛盾的可行和有效方案。

西门子代理6ES7231-5QA30-0XB0

SIMATIC S7-1200，模拟输入， SB 1231 TC，1 AI 热电偶 类型 J 或者 K

一、 引言

在现代工业控制系统中，PLC和变频器的综合应用较为普遍。比较传统的应用一般是使用PLC的输出接点驱动中间继电器来控制变频器的启动、停止或是多段速，采用PLC加D/A 扩展模块控制变频器的频率。采用D/A扩展模块控制变频器的频率时，容易受到模拟量信号的波动和因距离不一致而造成的模拟量信号衰减不一致的影响，使整个系统的工作稳定性和可靠性降低。从经济的角度来考虑，当需要控制多台变频器时，如果采用D/A扩展模块，成本将是使用RS-485通讯的多倍，例如：一块FX2N-2DA（两路模拟量输出模块）价格在1000元以上，而一块FX2N-485BD（FX系列的485通讯板）价格在200元左右。而使用RS-485通讯控制，很容易实现多变频器之间的同步和比例联动运行。该系统具有、信号精度高（可达变频器较高分辨率）、传输距离远、抗干扰性强等特点。

二、系统配置

　　胶辊机械控制系统共使用3台变频器，分别控制行走小车，主轴，挤出机的速度。要求分为自动/手动控制，触摸屏界面为开机界面手动、自动和手动/自动选择四个界面；自动　状态时通过在触摸屏上选择不同的比例来控制3台变频器的频率和起停；手动状态时可以单独操作三台变频器的正反转和频率。

三、系统硬件组成和连接

　　根据该系统的控制要求，选用以下器件：

　　1． PLC选用日本三菱公司FX1N-14MR；

　　2． PLC485通讯扩展板FX1N-485-BD（同变频器作通讯用）；

　　3． 触摸屏为WEINVIEW MT500 5.7寸256色触摸屏；

　　4． 触摸屏同的PLC连接电缆；

　　5． 变频器采用我公司*的正弦SINE003系列变频器，具有低频转距大，带载

　　　　能力强，保护功能完善等特点；

四、通讯协议

　　正弦变频器内置标准RS-485通讯接口，其通讯协议格式如下表：

表1 发送、接收数据包格式

协议格式解释：

数据包头：02H（数据包头的起始字节）

从机地址：变频器为从机，变频器的本机地址即为PLC通讯的从机地址，由变频器的参数设定（主机为工控计算机或PLC可编程序控制器等）。

状态代码：从机变频器的状态代码。即参数设定状态、运行状态、停车状态、故障状态和 工厂测试状态。

状态代码：主机发送的命令代码，对从机进行相应的操作，如点动、启动、停车、读数据、写数据、故障等。。

数据地址：即变频器功能代码的地址（通讯）编号。

数据信息：数据信息的定义，范围： 0-32000。无小数点，如：若功能代码内容为10.00，发送的数据为1000，若为50.0则为500。发送方式：先发高字节，再发低字节，将数据信息双字节的高 4位和低4位拆分并转换为ASCII码，先高后低发送。

异或校验：数据含义：数据帧从机地址至数据信息的异或结果。既* 2字节*3字节异或的结果与，再与*4字节异或，以此类推至*13字节。处理结果：当校验结果小于等于1FH，则校验结果加20H。

数据包尾：03H（数据包的结束字节）

（从机地址、状态代码、状态代码、异或校验的发送方式：将命令代码的高 4位和低4位拆分并转换为ASCII码，先高后低发送）