Omron PLC、變頻器的優(yōu)化使用

朱富良，劉建生，楊麗姍，侯邑平，杜淑光

ZHU Fu-liang, LIU Jian-sheng, YANG Li-shan, HOU Yi-ping, DU Shu-guang

(北京利瑪環(huán)太科技有限公司，北京 100120)

1 傳動控制

傳動控制主要是電機(jī)的控制，某設(shè)備有2個電機(jī)（帶減速器）同時驅(qū)動運(yùn)轉(zhuǎn)。采用了Omron 可編CP1L和變頻器3G3MZ進(jìn)行控制。

CP1L可以擴(kuò)展通訊接口（RS-442/485、RS232），本身采用標(biāo)準(zhǔn)的USB數(shù)據(jù)線編程，十分方便。3G3MZ變頻器有標(biāo)準(zhǔn)RS485接口、外部端子控制，功能比較齊全。

實(shí)施過程中，首先采用了如圖1所示結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制。采用標(biāo)準(zhǔn)RS485通訊方式（通過Modbus-RTU簡易主站功能，用通訊方式對Modbus從站（變頻器）進(jìn)行控制）來實(shí)現(xiàn)控制及數(shù)據(jù)采集。這樣的控制方式接線簡單，不占用PLC的輸入輸出點(diǎn)，所有控制都用通訊實(shí)現(xiàn)，即完成了啟停控制，也實(shí)現(xiàn)了變頻器數(shù)據(jù)的實(shí)時讀取頻率。

圖1 PLC與變頻器通訊控制圖

但是，在實(shí)際的使用過程中出現(xiàn)了問題。3G3MZ變頻器的RS485口是標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線（5類線）的接口，這種線比較細(xì)，容易斷，控制的可靠性較低?，F(xiàn)場的實(shí)際環(huán)境有比較惡劣，有時會出現(xiàn)通訊，導(dǎo)致變頻器停止。

綜合考慮，采用了一種更加可靠的控制方式：使用控制回路端子來實(shí)現(xiàn)控制如圖2所示。不需要和PLC做通訊就可以實(shí)現(xiàn)PLC對變頻器的起、停的控制。同時保留RS485通訊，讀取變頻器參數(shù)（如頻率）。這樣的傳動控制可靠、簡潔、實(shí)用。

圖2 PLC與變頻器端子控制圖

2 通訊及監(jiān)控

將所有的控制元件（PLC、溫控表等）連接到一起，與上位計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、記錄、查詢等功能。這對設(shè)備的維護(hù)，產(chǎn)品的品質(zhì)控制等都十分有用。

對于大型的系統(tǒng)設(shè)備而言，監(jiān)控需要注意以下幾點(diǎn)：

1）由于現(xiàn)場不同設(shè)備連接在一起，使用了不同的通訊協(xié)議，所以，每個設(shè)備都有各自的通訊線路。

2）對于某些運(yùn)動、靜止相結(jié)合的設(shè)備，計(jì)算機(jī)是固定，各種運(yùn)動設(shè)備上的數(shù)據(jù)要采集到電腦；這樣的情況，使用無線通訊的方式來實(shí)現(xiàn)通訊，即方便又可靠。

3）不同的設(shè)備都要有不同通訊口（如RS-485串口），而一臺計(jì)算機(jī)上的通訊設(shè)備有限，很難同時安裝多種通訊口；有些通訊協(xié)議的傳輸距離又有限制。所以，盡可能的減少接口、減少不同的通訊協(xié)議的使用。

圖3 監(jiān)控通訊結(jié)構(gòu)圖

從多方面考慮，現(xiàn)場使用以太網(wǎng)十分有效，既能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量、速度，也方便上位計(jì)算機(jī)的安裝，只要接通以太網(wǎng)，任何地方都可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。工業(yè)以太網(wǎng)、無線以太網(wǎng)的設(shè)備已經(jīng)十分成熟，有利于安裝使用、后期維護(hù)。

通訊大致可以采用以下結(jié)構(gòu)如圖3所示。

例如：為某生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)的一個設(shè)備，需要監(jiān)控設(shè)備的各種參數(shù)：現(xiàn)場報(bào)警、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況、工藝參數(shù)等。這些設(shè)備數(shù)據(jù)都有不同的控制元件。將這些元件組合在一起就要全面考慮。

該設(shè)備用到國內(nèi)知名廠家的真空計(jì)，設(shè)備身上安裝Omron的PLC實(shí)現(xiàn)控制，而且這些都在一個運(yùn)動的部件上。

先采用了分路采集、控制：真空計(jì)和PLC分別通訊，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控（如圖4所示）。

圖4 分路數(shù)據(jù)采集圖

這樣的安裝，在實(shí)際實(shí)施中發(fā)現(xiàn)幾個缺點(diǎn)：1）分2路連接，即費(fèi)時間，又費(fèi)材料，增加施工難度；2）分2路連接，上位計(jì)算機(jī)在采集數(shù)據(jù)時，對應(yīng)的工業(yè)組態(tài)軟件就需要針對2個設(shè)備做不同的驅(qū)動程序，大大增加工作量，也增加了調(diào)試難度。

所以，換用更加實(shí)用的連接方法接線：使用PLC有2個通訊接口的優(yōu)點(diǎn)，一個擴(kuò)展口與測量器件相連，通過PLC編程來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集；另一個擴(kuò)展口將PLC連接在一起（PLC的連接有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議）；然后上位電腦通過讀PLC來采集數(shù)據(jù)（如圖5所示）。

實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，這樣的接法有幾個優(yōu)點(diǎn)：

1）真空計(jì)間的通訊連接線可以省去，為現(xiàn)場施工減少了工作量。

2）對于真空度而言PLC程序的編寫及調(diào)試相比于工業(yè)組態(tài)軟件的更改更加的方便、靈活、可靠。而且設(shè)備上可以混裝不同品牌、不同通訊協(xié)議的真空計(jì)。

3）工業(yè)組態(tài)軟件針對歐姆龍PLC的硬件驅(qū)動的支持很全面，不需要做改動。

圖5 集成數(shù)據(jù)采集圖

3 結(jié)束語

在不同設(shè)備的控制的實(shí)現(xiàn)，要多方面的考慮；不同的方案要結(jié)合設(shè)備的實(shí)際情況，比較各自的優(yōu)缺點(diǎn)，充分的發(fā)揮所選控制元件的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的控制需求。

[1]歐姆龍CP1L OP Manual W462-CN5-01.

[2]歐姆龍CP1L編程手冊W451-E1-03.

[3]歐姆龍3G3MZ Leaflet和3G3MZ操作手冊.