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的控制，某設備有2個電機（帶減速器）同時驅動運轉。采用了Omron 可編CP1L和變頻器3G3MZ進行控制。

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

實施過程中，首先采用了如圖1所示結構進行控制。采用標準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）進行控制）來實現(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，所有控制都用通訊實現(xiàn)，即完成了啟停控制，也實現(xiàn)了變頻器數(shù)據(jù)的實時讀取頻率。

圖1 PLC與變頻器通訊控制圖

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

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現(xiàn)控制如圖2所示。不需要和PLC做通訊就可以實現(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，與上位計算機連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、記錄、查詢等功能。這對設備的維護，產品的品質控制等都十分有用。

對于大型的系統(tǒng)設備而言，監(jiān)控需要注意以下幾點：

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

2）對于某些運動、靜止相結合的設備，計算機是固定，各種運動設備上的數(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現(xiàn)通訊，即方便又可靠。

3）不同的設備都要有不同通訊口（如RS-485串口），而一臺計算機上的通訊設備有限，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)控通訊結構圖

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|量、速度，也方便上位計算機的安裝，只要接通以太網(wǎng)，任何地方都可以實現(xiàn)監(jiān)控。工業(yè)以太網(wǎng)、無線以太網(wǎng)的設備已經十分成熟，有利于安裝使用、后期維護。

通訊大致可以采用以下結構如圖3所示。

例如：為某生產廠家設計的一個設備，需要監(jiān)控設備的各種參數(shù)：現(xiàn)場報警、設備運轉情況、工藝參數(shù)等。這些設備數(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。

該設備用到國內知名廠家的真空計，設備身上安裝Omron的PLC實現(xiàn)控制，而且這些都在一個運動的部件上。

先采用了分路采集、控制：真空計和PLC分別通訊，實現(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，在實際實施中發(fā)現(xiàn)幾個缺點：1）分2路連接，即費時間，又費材料，增加施工難度；2）分2路連接，上位計算機在采集數(shù)據(jù)時，對應的工業(yè)組態(tài)軟件就需要針對2個設備做不同的驅動程序，大大增加工作量，也增加了調試難度。

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

實際使用中發(fā)現(xiàn)，這樣的接法有幾個優(yōu)點：

1）真空計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。而且設備上可以混裝不同品牌、不同通訊協(xié)議的真空計。

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

圖5 集成數(shù)據(jù)采集圖

3 結束語

在不同設備的控制的實現(xiàn)，要多方面的考慮；不同的方案要結合設備的實際情況，比較各自的優(yōu)缺點，充分的發(fā)揮所選控制元件的優(yōu)點，實現(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.