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PLC控制柜在全自动配料加色粉机的应用
关键词：PLC控制柜 HMI PLC 配料加色粉机
摘要：全自动配料加色粉机可用于各种注塑机的原料配比、自动供料中。该机用于把所需的色母料按比例均匀地混 入挤出原料中，从而使得一条生产线可十分方便地生产出几十种颜色的产品，实现不停机换色。该产品换色迅速方 便，可提高劳动生产率，降低废品率。该控制系统采用维控人机界面LEVI700LK触摸屏、PLC主机采用LX3V-1412MT 和LX3V-4PGA模块构成。
一、简介
全自动配料加色粉机可用于各种注塑机的原料配比、自动供料中。该机用于把所需的色母料按比例均匀地混入挤出 原料中，从而使得一条生产线可十分方便地生产出几十种颜色的产品，实现不停机换色。该产品换色迅速方便，可 提高劳动生产率，降低废品率。
二、工艺要求
四种原料，一种色粉，按设定比例、设定速度自动送料。
送料的启停根据管道内的积料多少决定。
四种原料和色粉的比例可随时调整，可随时启停任意一路。
可设定加料超时报警和计数到达报警功能选择。
三、方案
该控制系统采用维控人机界面LEVI700LK触摸屏、PLC主机采用LX3V-1412MT和LX3V-4PGA模块构成。
1.LX3V-1412MT和LX3V-4PGA模块共有六路高速脉冲输出，可完成4个原料电机＋1个色粉电机的恒速控制。
2.通过PLC内部计算可实现原料和色粉的配比输出。
3.使用PLC的plsv指令和4PGA高速脉冲输出模块的可変速输出模式，可实现比例的随时调整。
四、程序简要介绍
HMI程序
主画面
image001.png
螺杆每转进料量的测量
image003.png
PLC部分程序：
LX3V-4PGA模块部分程序
image005.png
五、工程总结
1、维控的LX3V-4PGA模块，具有4路单路200K的高速脉冲输出，可高速、精准的控制4路脉冲输出。
2、LX3V-4PGA模块内有绝对定位、相对定位、点动和可変速等运行模式，此系统中运用了点动和可変速两种模式。 编程灵活简便，模块内各状态、各数据的读写非常方便。
3、此系统HMI中的位部件操作选择了“确认”功能，避免了误操作，极大的降低了出现废品的几率。
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PLC控制变频器的各种方法
关键词： PLC控制柜，PLC控制箱 变频器
摘要：
本文介绍一种非常简便的三菱FX系列PLC控制变频器的方法：它只需在PLC主机上安装一块RS-485通讯板或挂接一块 RS-485通讯模块； 在PLC的面板下嵌入一块造价仅仅数百元的“功能扩展存储盒”，编写4条极其简单的PLC梯形图 指令，即可实现8台变频器参数的读取、写入、各种运行的监视和控制，通讯距离可达50m或500m。这种方法非常简 捷便利，极易掌握。本文以三菱产品为范例，将这种“采用扩展存储器通讯控制变频器”的简便方法作一简单介绍 。
1、三菱PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的系统配置
1.1 系统硬件组成
FX2N系列PLC(产品版本V 3.00以上)1台(软件采用FX-PCS/WIN-C V 3.00版)；
FX2N-485-BD通讯模板1块(最长通讯距离50m)；
或FX0N-485ADP通讯模块1块＋FX2N-CNV-BD板1块(最长通讯距离500m)；
FX2N-ROM-E1功能扩展存储盒1块(安装在PLC本体内)；
带RS485通讯口的三菱变频器8台(S500系列、E500系列、F500系列、F700系列、A500系列、V500系列等，可以相互 混用，总数量不超过8台；三菱所有系列变频器的通讯参数编号、命令代码和数据代码相同。)；
RJ45电缆(5芯带屏蔽)；
终端阻抗器(终端电阻)100Ω；
选件：人机界面(如F930GOT等小型触摸屏)1台。
1.2 硬件安装方法
(1) 用网线专用压接钳将电缆的一头和RJ45水晶头进行压接；另一头则按图1～图3的方法连接FX2N-485-BD通讯模 板，未使用的2个P5S端头不接。
(2) 揭开PLC主机左边的面板盖, 将FX2N-485-BD通讯模板和FX2N-ROM-E1功能扩展存储器安装后盖上面板。
(3) 将RJ45电缆分别连接变频器的PU口，网络末端变频器的接受信号端RDA、RDB之间连接一只100Ω终端电阻，以 消除由于信号传送速度、传递距离等原因，有可能受到反射的影响而造成的通讯障碍。
1.3 变频器通讯参数设置
为了正确地建立通讯，必须在变频器设置与通讯有关的参数如“站号”、“通讯速率”、“停止位长/字长”、“ 奇偶校验”等等。变频器内的Pr.117~Pr.124参数用于设置通讯参数。参数设定采用操作面板或变频器设置软件FR -SW1-SETUP-WE在PU口进行。
1.4 变频器设定项目和指令代码举例
1.5 变频器数据代码表举例
1.6 PLC编程方法及示例
(1) 通讯方式
PLC与变频器之间采用主从方式进行通讯，PLC为主机，变频器为从机。1个网络中只有一台主机，主机通过站号区 分不同的从机。它们采用半双工双向通讯，从机只有在收到主机的读写命令后才发送数据。
(2) 变频器控制的PLC指令规格
(3) 变频器运行监视的PLC语句表程序示例及注释
LD M8000 运行监视；
EXTR K10 K0 H6F D0 EXTR K10：运行监视指令；
K0：站号0；
H6F：频率代码；
D0：PLC读取地址(数据寄存器)。
指令解释：PLC一直监视站号为0的变频器的转速(频率)。
(4) 变频器运行控制的PLC语句表程序示例及注释
LD X0 运行指令由X0输入；
SET M0 置位M0辅助继电器；
LD M0 EXTR K11 K0 HFA H02 EXTR K11：运行控制指令； K0：站号0；HFA：运行指令H02：正转指令。
AND M8029 指令执行结束；
RST M0 复位M0辅助继电器。
指令解释：PLC向站号为0的变频器发出正转指令。
(5) 变频器参数读取的PLC语句表程序示例及注释
LD X3 参数读取指令由X3输入；
SET M2 置位M2辅助继电器；
LD M2 EXTR K12 K3 K2 D2 EXTR K10：变频器参数读取指令； K3：站号3；K2：参数2-下限频率； D2：PLC读取地 址(数据寄存器)。
OR RST M2 复位M2辅助继电器。
指令解释：PLC一直读取站号3的变频器的2号参数-下限频率。
(6) 变频器参数写入的PLC语句表程序示例及注释
LD X1 参数变更指令由X3输入；
SET M1 置位M1辅助继电器
LD M1 EXTR K13 K3 K7 K10 EXTR K13：变频器参数写入指令；K3：站号3；K7：参数7-加速时间；K10：写入的数 值。
EXTR K13 K3 K8 K10 EXTR K13：变频器参数写入指令；K3：站号3；K8：参数8-减速时间；K10：写入的数值。
AND M8029 指令执行结束；
RST M1 复位M1辅助继电器。
指令解释：PLC将站号3的变频器的7号参数-加速时间、8号参数-减速时间变更为10。
2、三菱PLC控制变频器的各种方法综合评述与对比
2.1 PLC的开关量信号控制变频器
PLC(MR型或MT型)的输出点、COM点直接与变频器的STF(正转启动)、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、输入端SG等 端口分别相连。PLC可以通过程序控制变频器的启动、停止、复位； 也可以控制变频器高速、中速、低速端子的不 同组合实现多段速度运行。但是，因为它是采用开关量来实施控制的，其调速曲线不是一条连续平滑的曲线，也无 法实现精细的速度调节。这种开关量控制方法，其调速精度无法与采用扩展存储器通讯控制的相比。
2.2 PLC的模拟量信号控制变频器
硬件：FX1N型、FX2N型PLC主机，配置1路简易型的FX1N-1DA-BD扩展模拟量输出板； 或模拟量输入输出混合模块 FX0N-3A； 或两路输出的FX2N-2DA； 或四路输出的FX2N-4DA模块等。
优点： PLC程序编制简单方便，调速曲线平滑连续、工作稳定。
缺点： 在大规模生产线中，控制电缆较长，尤其是DA模块采用电压信号输出时，线路有较大的电压降，影响了系 统的稳定性和可靠性。另外，从经济角度考虑，如控制8台变频器，需要2块FX2N-4DA模块，其造价是采用扩展存储 器通讯控制的5～7倍。
2.3 PLC采用RS-485无协议通讯方法控制变频器
这是使用得最为普遍的一种方法，PLC采用RS串行通讯指令编程。
优点：硬件简单、造价最低，可控制32台变频器。
缺点：编程工作量较大。从本文的第二章可知：采用扩展存储器通讯控制的编程极其简单，从事过PLC编程的技术 人员只要知道怎样查表，仅仅数小时即可掌握，增加的硬件费用也很低。这种方法编程的轻松程度，是采用RS-485 无协议通讯控制变频器的方法所无法相比的。
2.4 PLC采用RS-485的Modbus-RTU通讯方法控制变频器
三菱新型F700系列变频器使用RS-485端子利用Modbus-RTU协议与PLC进行通讯。
优点： Modbus通讯方式的PLC编程比RS-485无协议方式要简单便捷。
缺点： PLC编程工作量仍然较大。
2.5 PLC采用现场总线方式控制变频器
三菱变频器可内置各种类型的通讯选件，如用于CC-Link现场总线的FR-A5NC选件； 用于Profibus DP现场总线的 FR-A5AP(A)选件； 用于DeviceNet现场总线的FR-A5ND选件等等。三菱FX系列PLC有对应的通讯接口模块与之对接。
优点： 速度快、距离远、效率高、工作稳定、编程简单、可连接变频器数量多。
缺点： 造价较高，远远高于采用扩展存储器通讯控制的造价。
综上所述，PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的方法确有造价低廉、易学易用、性能可靠的优势； 若配置人机界 面，变频器参数设定和监控将变得更加便利。
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PLC控制柜,PLC控制箱是可实现电机,开关的控制的电气柜（电气箱）。
PLC控制柜，控制箱具有过载、短路、缺相保护等保护功能。
它具有结构紧凑、工作稳定、功能齐全。可以根据实际控制规摸大小，进行组合，既可以实现单柜自动
控制，也可以实现多柜通过工业以太网或工业现场总线组成控制系统。
PLC控制柜能适应各种大小规模的工业自动化控制场合。 广泛应用在电力、冶金、化工、造纸、环保污水
处理等行业中。PLC控制柜的典型应用：PLC恒压供水、空压机、风机水泵、中央空调、港口机械、机床、锅
炉、造纸机械、食品机械，农场智能控制，磨粉机，湿磨机，粉碎机等等。
PLC控制柜一般包括以下五部分:
①空气开关,这个外接工作电源,作为整个柜体的电源控制部件。
②PLC,这个是主角,要根据工程需要配置。如果工程小可以直接就是一个一体化的PLC, 但如果工程比较大就需要各 类模块(如I/O，D/0即数字量输入输出,,A/I即模拟量输入输出等)和其它配件。
③电源,一般最少要有一个24VDC的开关电源，给PLC供电,驱动继电器等.为了系统电源的稳定，乐清新自电气科技公司一般用2个或以上的电源，再加上防浪涌元器件，做到电源这一块万无一失。必定电源是重中之重，电源出了问题，其它的都无从谈起了。
④继电器,一般PLC是可以直接将指令发到控制回路里，但主体控制回路要先由继电器中转。
⑤接线端子,这个肯定是每个柜子都必不可少的东西,根据信号数量可以配置。
PLC控制程序设计一般分为以下5个步骤：
1. 程序设计前的准备工作
2. 设计程序框图
3. 编写程序
4. 程序调试
5. 编写程序说明书
具体内容在后文里有介绍。
PLC控制柜使用条件
供电电源：DC直流24V，单相交流220v，（-10%，＋15%），50HZ
防护等级：IP30
环境条件：环境温度在0℃-55℃，防止太阳光直接照射；空气的相对湿度应小于85%（无凝露）。远离强
烈的震动源，防止震动频率为10-55HZ的频繁或连续震动。避免有腐蚀和易燃的气体。
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PLC控制柜简而言之就是用PLC作为主控制元件的电气控制柜。
在此主要介绍一下PLC这个元器件。
PLC即可编程控制器，是针对工业自动化控制领域开发设计的、适用于工业现场工作的、以现代微处理技术为核心的控制器。PLC的控制功能可以根据使用者所编辑的软件的不同而不同，且可实现多种功能。
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
CPU的构成
CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。
可编程控制器作为一种通用的自动控制装置。它在控制系统中具有一些独特的优点。
1、可靠性高：PLC平均无故障时间可达几十万小时，也就是说一台PLC连续运行30多年不出故障。可靠性非常好。
2、具有丰富的I/O接口模块。PLC针对不同的工业现场信号，有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块。
3、采用模块化结构。为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以为，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU、电源、I/O等均采用模块化设计，有机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
4、对环境要求低：它对温度，湿度要求不高，抗震和抗冲击性能好，对电源电压要求也不高，还有很强的抗电磁干扰能力。因此可以用于输恶劣的环境中。
由于PLC强大功能和优点，使得PLC在我国的工业自动化中得到广泛的应用。
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