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科威公司现场总线产品在热处理行业中的应用

--嵌入式PLC产品的应用

供稿:黄石市科威自控有限公司 2006/6/1 19:51:00

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江苏某特种玻璃有限公司控制系统设计说明
一、结构情况介绍:
该系统分为三个加热区:1个溶盐池,2个玻璃加热箱(箱体结构)。
1、溶盐池:加热总功率为180KW,分为三个独立控制区。每区功率为60KW,每区分为三相,每相20KW,每相电流91A。每区温度检测点有2点,溶盐池共设温度检测点6个,其中三个温度点用来控制加热。
2、玻璃加热箱:共有两只,每只箱体设计功率为135KW,分为三个独立控制区。每区功率45KW,每区分为三相,每相15KW,每相电流69A。每只箱体每加热区设有2个检测点,每箱体共有6个检测点。两只箱体共设有12个温度检测点。



二、系统特点
从硬件系统看,具有以下特征:
1、分布式结构:总线最大距离可达10公里,对于一个范围较宽的小系统很适用。
2、开放式连接:系统可调整性很强,通过总线可增减系统设备的个数,因此对于分批投资、逐步完善的系统也很适合。
主节点由网关EASY和PLC组成。PLC的可靠性,在工控界已得到公认;而网关是硬件简单、软件复杂的电子产品,但软件是由汇编语言编写的、功能较为单一的程序,因而网关的稳定性较PC插卡式板卡大大进一步,应用程序用PLC梯形图编程,普通电气工程师就可进行。可视界面选择与PLC配套的人机界面,可直接选用国际工控公司产品。
系统可靠性的提高,从而担负起真正意义上的控制任务。
CAN网络如何与其它控制网络数据互连网关的应用,使我公司的CAN网络控制系统很容易地进入国际知名工控公司现有的控制网络。网关的基本功能是将CAN网络控制系统的数据中转到国际知名公司的控制器上去,一旦中转后,CAN网络数据将是控制器资源的一部分,因而获得国际知名公司的控制器平台,如控制语言的支持,国际公司内部总线网络(如三菱CC-Link网络,西门子的Profibus网络)的支持,进一步直达国际互连网。
目前,我公司CAN网络很容易地进入三菱CC-Link网络,参与CC-Link网络的数据循环;在不久的将来,我公司CAN网络也顺利地进入西门子的Profibus网络,参与Profibus-DP网络的数据循环。
CAN网络数据进入国际互连网有两个途径,一是借助国际工控公司控制器逐层上网,二是借助国际公司人机界面逐层上网。
因此,我们的用户无论从现在去看,还是从将来去看,无论从构造成本上看,还是从功能特征上看,不会有任何后顾之忧。
CAN网络的编程语言及构建成本
网关的使用,使CAN网络的编程语言由工控组态软件变成了梯形图,从而大大降低编程难度,使用户群大大增加;另一方面,计算机操作系统和组态软件均要收费,尤其好的组态软件,其价格还很昂贵。而梯形图语言是国际标准工控语言,为扩大控制器销量,其配套的编程软件是不收费的。而人机界面上的编程语言也是免费语言,是国际知名公司的产品。因此从构建成本上讲,与示意图一组成的系统相比,占有优势。
三、其它通用数据平台与网关的连接
在此,通用数据平台指的是电气控制人员很熟悉的控制设备和控制语言。
目前网关所连接的通用控制设备是三菱公司的FX2N系列可编程控制器,一般选用FX2N-32MR(配通讯卡FX2N-232BD),与网关用RS232通讯接口进行硬件连接。参见连接示意图三。


控制语言是与FX2N配套的梯形图语言。网关EASY与FX2N系列PLC所采用的通讯协议是三菱公司发布的Computer Link 协议,因此在PLC端程序链接简单。PLC端链接程序如下所示。


选择三菱FX2N作通用数据平台有以下原因:在国内很多企业,尤其在小系统中使用很普遍,而价格相对较低,可靠性也很适合一般系统。三菱PLC是世界上最先在中国大陆推广的PLC,而最先推广三菱PLC的单位就在黄石,因而三菱PLC有一个庞大的用户群和良好的用户环境。
其它通用数据平台,如在冶金行业用得最多的西门子PLC,在不久也会与网关链接。
网关与其它数据平台链接对以下几个方面将产生影响:
⑴、打破国际大公司严重排外、推行垄断的高价位格局。
我们使用任何一家国际大公司产品时将会发现,在他们产品构建的系统中,如果嵌入其它公司产品,并与之互连,龙其是网络产品,我们将不得不购买他们提供的高价位接口,这种接口价位往往超过直接购买他们产品的价位。他们的产品价位有时订得适中,但一涉及配件,价格也令我们不舒服。但有了网关以后,我们产品可自由出入国际大公司的网络系统。
⑵、CAN网络系统自此与国际工控大公司系统混成,解除用户后顾之忧。
在工控界,我国尚未出现与国际大公司争锋的企业,有人甚至断言,中国在五十年内不会出现西门子或三菱这样的企业;因而国内工控产品影响力差,用户对工控产品的通用性及产品前途的担忧也一定程度上影响工控企业的发展。我们公司虽有产品报国的宏愿,但发展同样受到此类因素的严重制约。网关的出现,使我们的CAN网络系统自此顺利进入国际通用平台,网关以上部分全部由国际大公司产品支持,而我们CAN网络系统的编程软件同样由国际大公司软件支持。我们产品以国际大公司产品的内部资源形式出现。因此要求所用户所掌握的知识均是工控界通用的知识。
3.1 设置应用程序(CanSet.exe)介绍
CAN网络设置和PLC资源映射均由CanSet应用程序完成,它运行于Windows环境,主要包括以下内容:设备库,设备表及其设置,PLC资源,连接等四大项,下面分别说明。


3.1.1 CAN网络设备库
设备库列举了构成CAN网络的设备类型,由设备制造商提供。对应设备的使用说明书对硬件接线、变量功能作了详细说明。设备库中设备既有我公司直接制造的设备,也允许其它设备制造商提供CAN网络设备,但该设备需遵守我公司公布的CAN应用层通讯协议。对设备库的维护(增减及设备修改)仅限于设备制造商,系统集成商只管在设备库中选用设备。
3.1.2 CAN网络设备表
构成CAN网络的设备列表,它反映系统的构成,同一设备在设备表中可以有多台,当光标选中列表的设备后,可对所选设备进行的地址、任务级(通讯快慢的级别)、变量列表、变量引用所对应的物理名以及变量所对应的PLC资源列表。
如印花控制设备yh_main_node,其中某变量sData0 占用6个字节,与FX2N PLC的数据存储器D202、D203、D204对应,访问D203、D204、D205就相当于访问印花控制设备的变量Sdata0 。
3.1.3 PLC资源
PLC资源区列举了可映射的FX2N所有资源,方便用户进行资源设置;在一个系统中,为了方便用户对映射有一个全局的把握,已映射的资源均有变色标记。用户对设备变量的访问可以通过访问PLC内部资源的办法来实现。
3.1.4 连接
当映射设置完成后,必需将所设映射关系下载到网关后,才真正将CAN网络设备的变量与PLC 内部资源连接起来。连接过程包括编译、下载、核对、固化。整个连接过程可自动完成,只需按连接菜单下的子菜单‘自动’即可。
3.2 如何构建和设置CAN网络
3.2.1 选择构建系统的硬件设备类型和数量
在设备库中选择所要的设备类型,每双击一次,设备表中就增加一个设备,直到构建系统的所有设备在设备表中均有反映为止。
3.2.2 设置网络设备
在设备表上选中所要设置或修改的设备。
为保证系统正常工作,必需设置设备地址,同一网络中的设备地址不能重复。
为使系统更加有效工作,可通过安排设备的任务级来实现。因各设备在快速响应的要求上不一致,因此在任务级的安排上可作适当区分。如逻辑量要求要快,而有些模拟量,如温度,反映较慢,可作慢任务处理。
为方便记忆设备中的变量,对设备变量可赋予有明确物理含义的命名。如变量名为sData0,物理名为“炉子中部温度”;对未使用的变量可标记“未用”等。
3.2.2 CAN网络应用软件的编制
在我公司提供的免费软件CanSet上,建立设备变量与PLC内部资源映射关系。映射关系下载到网关后,就可进行应用编程。
应用编程所使用的语言平台是三菱FX2N的梯形图语言,是国际标准工控语言。
编制的应用程序在FX2N系列PLC上运行。
对CAN设备变量的访问等同于对FX2N内部资源的访问。如访问某模拟通道的输入(如温度T1)值,就变成访问PLC内部数据寄存器D200的值(假如T1在PLC中的资源映射为D200)。

更多内容请访问 黄石市科威自控有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=46887)

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