最全的PLC通讯电缆编程电缆自制详解(图)

一． 前言

八方汇PLC实战培训

随着可编程序控制器（plc）在工业控制领域的广泛应用，plc编程成了电气工程技术人员必须掌握的专业技能。可编程序控制器的品牌众多，欧、美、日、韩及台湾的PLC纷纷抢滩大陆，在给使用者提供了多种选择的同时，也给使用者带来了小小麻烦。由于不同品牌PLC的编程电缆互不通用，买一根原装电缆往往上千元。对于以学习为主要目的以及经常碰到不同品牌PLC的技术人员来说，如果能够有办法花较低的代价自制一根编程电缆，无疑为他们提供了方便。PLC虽然品牌众多，但各种品牌的PLC其编程接口不外乎几种型式，在PLC随机提供的技术手册里一般也都会提供编程口的引脚定义，这就为自制编程线提供了可能。下面我就PLC编程口的几种串行通信接口标准和物理结构，详细说明如何DIY一根适用的编程电缆。

二．PLC编程口的型式

编程电缆一端与PC的COM口相连，另一端与PLC的编程口相连，PC端的COM口均为RS232C接口，DB-9针形插头。而PLC的编程口按接口标准一般可分为三种，即RS232、RS485、RS422 。按物理结构可分为五种，即八针圆口（DIN-8），九针D形口（DB-9），二十五针D形口（DB-25），RJ11口以及专用接口，其中以前两种居多，各接口引脚排列如图一所示。

为了做好编程电缆，首先要大概了解一下这三种串行通信接口标准。RS-232、RS-422与RS-485是三种串行数据接口标准，接口标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，所以同样一种接口标准可以有不同的物理结构，如DB-9 、DB-25等。RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口， RS-232C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道。多数情况下只使用主通道，常用九条信号线（九针D形口），各引脚定义如表一所示。对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如发送数据线 TXD 和接收数据线RXD以及逻辑地线GND，RS232C只能点对点通讯，传输距离短，共模抑制能力差。 RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。它使用一对双绞线，将其中一根定义为A（TXD-/RXD-），另一根定义为B（TXD+/RXD+），不需要数字地线。速率在100kbps及 以下时通信距离达1200米以上。RS-485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。RS-485只能实现半双工通信。表一：RS-232接口引脚定义25 针 9 针 缩 写 描 述2 3 TXD 发送数据3 2 RXD 接收数据4 7 RTS 请求发送5 8 CTS 允许发送6 6 DSR 通讯设备准备好7 5 GND 信号地8 1 CD 载波检测20 4 DTR 数据终端准备好22 9 RI 响铃指示器 RS－422接口标准主要是为克服RS－232接口标准的通讯距离短和传输速率慢而建立的。RS－422标准是一种以平衡方式传输的标准，使用二对双绞线，每个信号以两根信号线来传输，即发送数据TXD+ 、 TXD- ，接收数据RXD+ 、 RXD- ，逻辑电平是由两条传输线之间的电位差来决定的，由于采用了双线传输，大大增强了抗共模干扰的能力，因此最大数据速率可达10MbPs（传送15m时）。若传输速率降到90kbPs时，则最大距离可达1200m，可实现全双工通信。

三． PLC编程电缆的制作

各厂家的编程电缆的作用就是将PLC端的RS485、RS422格式的数据转换为PC端的RS232C格式的数据，PLC端如果是RS232则只要按规则直接连接即可。因此要自制PLC编程电缆，就必须将PLC端的RS485、RS422转换为PC机能够识别的RS232C，PC才能与PLC通信，完成下载、上传、监控等工作，这就涉及到一个接口标准转换的问题。实现接口转换有几种方法：一是用简易的电平转换电路，但一种电路只能针对一种PLC，且功能不全，性能也不太可靠，甚至可能会损坏PC机的串口；二是用专用的接口转换IC ，但业余实现起来比较复杂，不适合自制。这里我们使用一种成品通讯接口转换器，可以实现RS232/RS485/RS422的转换，由于是专用的通讯接口转换器，使用起来很方便且性能可靠，价格也比较低。该类产品市场上比较多，以四川德阳四星电子的产品SC-485C接口转换器为例，该转换器用于RS232到RS485/RS422的通讯转换,体积小巧,只有两个DB-9插头大小,采用串口窃电技术，不需外接电源。SC-485C的结构及引脚定义如图二所示。RS232端为DB-9的孔座，可以直接插在PC机的COM口上，RS485/RS422端为DB-9的针座， RS485时使用3脚和8脚, RS422时用3脚、8脚、1脚和7脚。利用该接口转换器制作编程电缆如图三所示。左侧为SC-485C接口转换器，右侧从上而下分别为DIN-8、RJ11、DB-9和DB25插头的编程电缆，电缆靠近接口转换器一边的插头均为DB-9孔型插头，另一头均为针插头，分别对应不同物理结构的PLC编程口。

接线时根据PLC端是RS485还是RS422选择对应的引脚，按照“发送接接收，接收接发送，正接正，负接负”的规律连接，SC-485C接口转换器与PLC RS485、RS422接口接线图和PC与PLC RS232接口接线见图四。图四

要做好一根编程电缆，除了要进行RS232/RS485/RS422之间的接口转换外，还必须了解PLC编程口各引脚的定义，因为即使是采用同一种接口标准，不同厂家的PLC其引脚分布也是不相同的。表二提供了几种主流PLC的引脚定义，供自制时参考。未列举的PLC可以查找随机的技术手册，也可以到网上找一个通用型人机界面（hmi）的说明书，在HMI与各厂家PLC联机的连线说明中可以找到市场上绝大多数PLC的引脚定义。表二 部份PLC编程口引脚定义PLC型号 接口标准 接口外形 引 脚 定 义S7-200 RS485 DB-9 3B/8ATIWDO/NEZA RS485 DIN-8 1A/2BLGｍａｓｔｅｒK系列 RS232 DB-9 2RXD/3TXD/5GNDFX2N/FX0N RS422 DIN-8 1RXD-/2RXD+/4TXD-/7TXD+OMRON CH200HS RS232 DB-9 2TXD/3RXD/7GND/4RTS/5CTSAB SLC503/504 RS232 3TXD/2RXD/5GND/7RTS/8CTSABB COMLI RS232 6TXD/ 7RXD/ 5GND（SLAVE MODE）KOYO DIRECT DL RS232 RJ11 4TXD/3RXD/1GND

四、结束语

一种原装电缆只能在一种PLC上使用，而一只接口转换器配上不同接插件可以组合成一套编程电缆，几乎可以在任何品牌的PLC上使用。接口转换器和接插件在通信市场都能买到，而且价格便宜，总成本仅需原装电缆价格的十分之一左右，制作也非常简便。自制的编程电缆可以在PC与PLC之间可以完成程序上传、下载、在线监控等功能，在功能和可靠性上比起原装电缆来可以说是毫不逊色。RS232转RS485自制线原理图

串行通讯电缆的制作 RS-232通讯电缆的制作无论是9孔插头，还是25孔插头，其串行通讯电缆连接时都要遵循下列对接关系：　　SG←→SG　TXD←→RXD　RXD←→TXD　RTS←→CTS　　CTS←→RTS　DTR←→DSR　DSR←→DTR　　根据上述对接关系，就可以非常方便地连接串行通讯电缆。这里顺便介绍一下上述各引脚所代表的含义：　　SG英文全称为Signal Ground/Common Return，表示信号地；　　TXD指Transmitted Data，表示数据发送；　　RXD指Received Data，表示接收数据；　　RTS指Request To Send，表示发送请求；　　CTS指Clear To Send，表示清除请求；　　DTR指Data Terminal Ready，表示数据终端准备就绪；　　DSR指Data Signal Rate Selector，表示数据置位准备就绪。　　在制作9芯串口连线时，需要2个9孔插头和1.5米长的至少7芯的扁平电缆，引脚连线如下所示。　　9孔插头－9孔插头引脚连线为：2-3、3-2、4-6、5-5、6-4、7-8、8-7。　　9孔插头－25孔插头引脚连线为：2-2、3-3、4-6、5-7、6-20、7-5、8-4。　　25孔插头－25孔插头引脚连线为：2-3、3-2、4-5、5-4、6-20、7-7、20-6。

台达DOP系列触摸屏与各品牌PLC通讯连线1、GE VERMAX 编程电缆制作（电源模件第一个串口）：

PLC PC（9 SUB MALE） （9 SUB FEMALE）2 （T） 2 （R）3 （R） 3 （T）5 （G） 5 （G）

2、GE 90—30系列（CPU351/352/363/364） 编程电缆制作（RS232端口 6脚RJ11型）：PLC PC（6 RJ11 MALE） （9 SUB FEMALE）2 （T） 2 （R）5 （R） 3 （T）3 （G） 5 （G）3、GE 90-30、90-70、VersaMax 编程电缆制作（RS232端口 6脚RJ11型）：PLC RS422/RSRS232 PC（15 SUB MALE） （9 SUB FEMALE）12 （T-） （R+） （T） 2 （R）13 （T+） （R-） （R） 3 （T）10 （R-） （T+） （G） 5 （G）11 （T+） （T-）9 （RT）6 （RTS-）15 （CTS-）6 （RTS+）15 （CTS+）4、GE公司生产的编程电缆（GE 90-30、90-70、VersaMax），在调试过程中不够长，需要延长，延长线的制作为同1注意一下，GE 90-70有两个15 SUB FEMALE串口，用第二个串口方能编程，即使用GE公司生产的编程电缆。

欧姆龙CPM1A編程電纜製作資料

一、 (如图)

二、欧姆龙plc编程电缆

制作三菱FX系列PLC编程电缆

用于三菱FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC及A系列PLC编程使用。第一步：制作一根FX-422CABO。

第二步：制作一根F2-232CAB-1

第三步：把上以两根线的25针母接头和公插头对接。上图实际就是计算机的串口直接对应PLC的DIN8孔为；计算机 PLC2 23 75 36和8短接 6好了，一根三菱plc编程电缆SC-09就制作完成了。

三菱FX系列编程电缆 三菱PLC編程電纜製作資料

电脑与PLC/CQM1H系列的编程电缆XW2Z-200S-CV的制作PLC-PC：2-2 3-3 4-8 5-7 9-5LG PLC编程电缆制作方法使用RS232 串行口和屏蔽电缆制作。公2（白）〈－－－－-〉母3（白），公3（黄）〈－－－－-〉母2（黄）公5（红）《－－－－-》母5（红），屏蔽层加护套焊接在金属外壳上。以上颜色为自定。假如线径太细接口卡不牢，可以先用电工胶带固定和加粗厚再安装接口外壳。

富士PLC编程电缆制作

制作方法如下：1.直连编程电缆 ，该制作方法当初是参考三菱PLC编程电缆制作方法。当初网上没有关于富士PLC编程电缆制作的方法，在触摸屏编程手册上看到富士PLC采用RS422通讯，并下载了通讯口图如图所示。开始准备用RS232/422转换器制作，单本地没有买到。想起三菱PLC也是RS422通讯，网上很多三菱编程电缆制作图，就下载了一个三菱接线图并制作了一个富士编程电缆。开始用电阻制作的编程电缆用V1.0中文版富士软件联机成功几率很低，10%左右。在车间用笔记本成功几率为0，就到郑州购买RS232/422模块制作另外一根编程电缆，谁知道用转换器制作的编程电缆在办公室成功几率0，车间就更不用说了。就一直使用电阻连接的编程电缆并把PLC拆到办公室输入程序再安装到车间。直到后来才有好心的工控朋友说V1.0中文版软件是在WIN98系统联机的软件，XP系统必须用V2.0以后的版本。下载安装V2.0版本软件，两种方法制作的编程电缆都可以用。【attach】42【/attach】4 RTX+ －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－-5 GND6 TXD+ －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－-5 GND3 RXD— －－－－－－2.2K电阻－－－－－－3 RXD5 TXD— －－－－－－2.2K电阻－－－－－－2 TXD将PLC的4(RXD+).6(TXD+)脚的导线与电脑9芯母头的5脚连接(该脚是RS232的地)，3脚(RXD-)通过2.2k欧的电阻与9芯的3脚相连,5脚(TXD-)通过2.2k欧电阻与9芯的2脚相连2.通过RS232-RS422转换头相连到电脑市场购买一个RS232-422转换头（25元左右，比电阻连接的安全）,按转换头的说明书的说明与8芯水晶头按RTX+接RTX+；RTX-接RTX-；TXD+接TXD+；TXD-接TXD-连接就可。后有朋友联机不成功，我总结有以下原因导致他们没有成功：1 如果有USB/RS232转换器，注意转换器必须单独供电，如果转换器可以用+5V供电，可以直接用PLC的+5V电源 。如果转换器是+9V供电的可能需要另外增加一个直流电源了；2 软件必须用2.0英文版本，1.0中文版本可以在下面编程用，1.0在WIN98系统可用，在XP 系统联机成功率不高（偶然可以成功一次）。3 判断接线是否正确，可以把水晶头插到PLC编程口（PLC NB2有一个口不是编程口，不要插错）测量+5V是否是1/7和2/8脚。好几个朋友都是把水晶头上下程序弄错 。好几个朋友都是把通讯口1~8的次序弄颠倒了，插到PLC通讯口后测量1脚和2脚+5V极性判断是否接错。

富士spb plc的编程电缆内部接线图！一端8芯水晶头 一端rs232 9孔RJ45端 3－－－－-TD+ ; 4－－－－-TD- ; 5－－－－-RD+ ; 6－－－－-RD- ; 1，2，7，8－－－NCSPB为RS422模式，因此令一端你需要一个RS232转RS422的转换器～～然后对应著转换器上的引脚分布进行接线。另低版本的软件会导致通讯失败，请使用高版本的软体。

F930GOT-BWD-C的编程电缆PC HMI2－－－－－－－－33－－－－－－－－24－－－－－－－－6.85－－－－－－－－56.8－－－－-44400与OMRON CP1H的通讯电缆制作plc－－－－－－－－－－-hmi3 32 29 54，5短自制松下PLC(FP0)编程电缆图

PLC、POD及变频器在钢板预处理线中的应用

一．引言

在浙江沿海地带，造船业比较发达，因而消耗的钢板数量很大，钢板在焊接到船上以前必须经过预处理。所谓钢材预处理是指钢材在加工前(即原材料状态)进行表面机械抛丸除锈并涂上一层保护底漆的加工工艺。钢材经过预处理可以提高机械产品和金属构件的抗腐蚀能力，提高钢板的抗疲劳性能，延长其使用寿命；同时还可以优化钢材表面工艺制作状态，有利于数控切割机下料和精密落料。经过预处理的钢板只要存放期不超过半年都可不经表面处理直接焊接到船体上。在以前，当地钢板的预处理设备都比较简单，自动化程度较低，设备的生产效率和经济性都不理想。前不久,我们承接了一条钢板预处理线的自动控制装置的设计和制作.在其中用到了PLC、POD及变频器，下面我谈一下PLC 、POD及变频器在钢板预处理线的控制中的应用。

二．要求

钢板预处理线由输送锟道、抛丸室、喷漆室、烘干室组成，辊道最大宽度3米，最大传送速度5.5米/分,分成抛丸室辊道(辊道一段, 1台5.5KW的电机驱动)和喷漆室、烘干室辊道(这又分成辊道二段、辊道三段和辊道四段, 分别由3台3.7KW的电机驱动) 两个部分, 两部分既可同速度运行,也可以不同的速度运行,待处理的钢板宽度从一米至三米, 喷漆室里在处理的钢板上方和下方各有一支喷枪，喷枪作高速往复运动，运动方向垂直于在钢板前进方向。

用户要求：

1. 喷枪运动速度可在POD上进行任意调节,(最大速度80米/分)。

2. 喷枪运动时速度要尽可能均匀

3.喷漆宽度一米至三米可调, 喷枪运动左右起止点可调,在运动左右起止点确定后不得有徧移

4. 喷枪由左向时右喷枪不喷漆, 由右向左时喷漆

5.为避免浪费价格昂贵的油漆和环境污染,应尽可能避免或少将喷枪喷出的漆喷在钢板之外的地方,

6. 为了节省电力和减少设备磨损,抛丸机应按实际处理钢板的宽度打开相应的抛头,在无钢板处理时,关闭除不宜频繁启动的抛头和除尘电机以外的其它电机,超过一定时间(时间可在POD上设定) 抛丸机所有电机停止.

7．输送辊道的速度可由自动或手动控制，其速度可在POD上显示和设定。

8.烘道分三个区进行加热,烘干温度实行PID控制, 可在POD上显示每一个区的实际温度(PV) 的数值,显示并改变每一个区的设定温度(SV)的数值。

二．硬件配置及分析

1． 控制方案

经反复研究，决定一台PLC+POD控制整个系统，PLC通过RS485通信来控制辊道驱动变频器的速度，PLC通过POD与温控仪及压力调节器通信来控制烘道的温度和压缩空气出口压力。

2．变频器选型

控制喷枪作高速往复运动的电机为1.5KW, 因为该设备工作环境恶劣每天运行时间较长，频繁正反转（每1.5到3秒电机运转方向变一次）而且要求加减速时间很短,因此,变频器必须是高性能和高可靠性的，经反复对比，富士电机的G11S系列能满足这一点。富士G11系列变频器具有动态转矩矢量控制功能,它的控制系统高速计算电动机驱动负载所需功率、最佳控制电压及电流矢量，最大限度地发挥电动机的输出转矩，能配合负载实现最短时间内平稳地加减速，它的低速性能超群,在0.5Hz时能输出200%高起动转矩；它的过载能力强,最大过载可达200%；它有中文显示面板，便于操作和监控。考虑到实际的工作情况决定把功率提高一档,选用2.2KW的FRN2.2G11S-4CE型变频器,为了变频器能可靠地制动, 制动电阻的功率也适当加大,选用1KW160Ω制动电阻。

输送锟道运行较为平稳,考虑到台达M系列变频器具有较好的性能价格比，对环境适应能力强，可靠性较高,经济性较好,决定 抛丸室输送锟道采用台达的VFD055M43B,输出功率为5.5KW;而喷漆室、烘干室输送锟道采用三台台达的VFD037M43B,输出功率分别为3.7KW.

3．传感器选型

检测喷枪位置的传感器拟用编码器，用增量型编码器控制精度较高，但在喷枪运动左右起止点不固定而且难以设置回零基准点的情况下每天上万次的往复运动会造成较大的积累误差，因此决定采用欧姆龙的绝对值型编码器。用绝对值型编码器不会产生积累误差，虽然精度稍差些，但仍能满足控制要求。提示有钢板进入喷漆室和钢板进或出的抛丸机用欧姆龙的E2E系列接近开关.

4．PLC选型

⑴PLCI/O点估算

A．控制抛丸机的上侧1号至4号抛头、下侧1号至4号抛头及振打电机、除尘风机、横螺旋电机、纵螺旋电机、提升电机、吹丸风机需14个输出点,反映它们的工作状况需同样数量的输入点,另外提示钢板进入抛丸机及钢板抛丸结束出抛丸机的光电开关还需4个输入点.

B．编码器和左右限位、自动\手动、自动运行、停止、手动向左、手动向右和提示有钢板进入喷漆室的接近开关需占用19个输入点，而控制喷枪驱动变频器正、反转、喷漆电磁阀、喷枪报警信号灯需占用4个输出点，

C．控制4个辊道驱动变频器及空压机驱动变频器需6个输出点, 控制烘道循环风机和加热需12个输出点,另外,还需15个输入点反映烘道循环风机、喷枪驱动变频器、辊道驱动变频器以及空压机驱动变频器的运行状况烘道加热的工作情况。

D．需2路模拟量输入（喷枪驱动变频器速度反馈和空压机输出压力反馈）以及1路模拟量输出（喷枪驱动变频器速度指令）。

以上几个方面共需输入点52个、输出点40个，还需2路模拟量输入及1路模拟量输出。

⑵PLC型号选择

喷枪往复运动的速度很快，在这种情况下要对绝对值型编码器的信号作出及时响应，PLC必须具有较高的处理速度(PLC要对绝对值型编码器的信号作出及时响应，对其信号作出及时处理,其扫描时间必须尽可能短，因为扫描时间=基本时间（SPB型PLC 基本时间为0.20毫秒）+运算处理时间，而运算处理时间与程序的长短和内容相关)。经计算比较，富士电机的SPB型PLC可满足这一要求。(由于SPB型PLC运算处理速度很快，虽然程序超过1500步，但“自动运行”时最大扫描时间才1.4毫秒，而我在PLC选型时曾查到有一种PLC的扫描时间为3毫秒/500步);富士SPB系列CPU处理速度快,其基本命令为0.44μS;配备了大容量的内藏存储器,具有211种类的丰富命令语,功能丰富,可适合广泛的领域;可直接联接触摸屏;其I/O总数最多可达360点决定采用富士SPB的NW0P60R-31+NW0E32R-3+NWOAW03-MR+RS485，它有52个输入点和40个输出点及2路模拟量输入以及1路模拟量输出，具备RS485通讯能力。输入和输出点的地址见下表。

PLC输入和输出点的地址

输入

输出

(主机)

(主机)

地址

说明

地址

说明

X0

绝

对

值

型

编

码

器

Y30

喷漆电磁阀

X1

Y31

喷枪驱动变频器正转

X2

Y32

喷枪驱动变频器反转

X3

Y33

辊道一段驱动变频器正转

X4

Y34

辊道一段驱动变频器反转

X5

Y35

辊道二段驱动变频器

X6

Y36

辊道三段驱动变频器

X7

Y37

辊道四段驱动变频器

X8

Y38

报警蜂鸣器

X9

Y39

喷枪报警信号灯

XA

喷枪左限位开关

Y3A

变频器报警信号灯

XB

喷枪右限位开关

Y3B

超温报警信号灯

XC

自动\手动旋钮

Y3C

烘道一区供电接触器

XD

自动运行按钮

Y3D

烘道二区供电接触器

XE

停止按钮

Y3E

烘道三区供电接触器

XF

手动向左按钮

Y3F

烘道一区允许加热信号

X10

手动向右按钮

Y40

烘道二区允许加热信号

X11

烘道一区超温信号

Y41

烘道三区允许加热信号

X12

烘道二区超温信号

Y42

烘道一区循环风机A

X13

烘道三区超温信号

Y43

烘道一区循环风机B

X14

烘道一区循环风机A运行状况

Y44

烘道二区循环风机A

X15

烘道一区循环风机B运行状况

Y45

烘道二区循环风机B

X16

烘道二区循环风机A运行状况

Y46

烘道三区循环风机A

X17

烘道二区循环风机B运行状况

Y47

烘道三区循环风机B

X18

烘道三区循环风机A运行状况

X19

烘道三区循环风机B运行状况

(扩展)

X1A

喷枪驱动变频器报警信号

Y60

抛丸机上侧1号抛头

X1B

辊道一段驱动变频器报警信号

Y61

抛丸机上侧2号抛头

X1C

辊道二段驱动变频器报警信号

Y62

抛丸机上侧3号抛头

X1D

辊道三段驱动变频器报警信号

Y63

抛丸机上侧4号抛头

X1E

辊道四段驱动变频器报警信号

Y64

抛丸机下侧1号抛头

X1F

空压机驱动变频器报警信号

Y65

抛丸机下侧2号抛头

X20

喷漆室入口接近开关

Y66

抛丸机下侧3号抛头

X21

喷漆室入口接近开关

Y67

抛丸机下侧4号抛头

X22

抛丸机入口接近开关

Y68

抛丸机振打电机

X23

抛丸机入口接近开关

Y69

抛丸机除尘风机

Y6A

抛丸机横螺旋电机

(扩展)

Y6B

抛丸机纵螺旋电机

X50

抛丸机出口接近开关

Y6C

抛丸机提升电机

X51

抛丸机出口接近开关

Y6D

抛丸机吹丸风机

X52

抛丸机上侧1号抛头运行状况

Y6E

抛丸机报警信号灯

X53

抛丸机上侧2号抛头运行状况

Y6F

空压机

X54

抛丸机上侧3号抛头运行状况

X55

抛丸机上侧4号抛头运行状况

X56

抛丸机下侧1号抛头运行状况

（模拟量输入输出单元）

X57

抛丸机下侧2号抛头运行状况

1通道

喷枪驱动变频器速度反馈

X58

抛丸机下侧3号抛头运行状况

2通道

空压机输出压力反馈

X59

抛丸机下侧4号抛头运行状况

3通道

喷枪驱动变频器速度指令

X5A

抛丸机振打电机运行状况

X5B

抛丸机除尘风机运行状况

X5C

抛丸机横螺旋电机运行状况

X5D

抛丸机纵螺旋电机运行状况

X5E

抛丸机提升电机运行状况

X5F

抛丸机吹丸风机运行状况

4．POD选型

设定喷漆宽度和喷枪运动速度、输送辊道的速度及其它的一些设置和调整如用PLC的输入点来实现会使PLC增加输入点，同时也使控制线路变得复杂操作变得麻烦，使用触摸屏（POD）可使线路变得更简单，操作变得更方便直观。

触摸屏（POD）选用的是性能价格比较高的富士电机的U221H-LR4。它是5.7吋屏幕,2色（8级灰度），320*240像素点，可以编辑1024个画面，并可以加存储卡储存数据,还可与多达31个的温控仪或变频器通信。

5温控仪及压力调节器选型

由于烘干温度实行PID控制,我决定采用温控仪加可控硅调功器控制电热管的方法来调节水温,经比较，温控仪采用富士PXR9-TEY18VM型,外形尺寸96×96,它为4-20mA输出,1点报警,具有PID功能,有一个RS485通信口,能与触摸屏通信,可以有效地控制水温。

压力调节器采用富士PXR9-BEY18VM型, 它为4-20mA压力信号输入, 4-20mA输出,1点报警,具有PID功能,有一个RS485通信口,能与触摸屏通信,可以有效地控制空压机输出压力。

四．系统实现的功能

1． 在触摸屏上可设定喷枪运动速度（从0米/分到80米/分）

和喷漆宽度（0.8米至三米可调）及喷漆电磁阀开关时机。并可设定喷枪运动的范围（软限位）起止点起止点。

2．在“自动\手动”旋钮在“手动”挡时按“手动向左”或“手动向右”按钮可使喷枪向左或向右慢速移动。当“自动\手动”旋钮在“自动” 挡时，按下“自动运行”按钮时，按如下流程工作：喷枪向左→开喷漆电磁阀→急停→喷枪向右→关喷漆电磁阀→急停→喷枪向左→→

3．喷枪从开始运动到最高速(80米/分，此时变频器输出频率为50HZ)加速时间为0.2秒, 从最高速减速到0的时间为0.1秒，紧急制动时启用第二减速时间，此时为0.05秒。

4．喷枪运动超出范围撞限位开关或编码器可能出现异常时，PLC发出信号使变频器紧急制动，报警蜂鸣器响，触摸屏显示相关信息。

五．程序说明

<一>.PLC程序说明

由于用了绝对值型编码器，PLC要对其信号作出及时处理其扫描时间必须尽可能短，因为扫描时间=基本时间+运算处理时间，而运算处理时间与程序的长短和内容相关，我一方面尽可能压缩程序长度（在程序中应用了步进功能（SC），它使程序变得简单、可靠、条理清楚，也使压缩程序长度变得可能），另一方面精心编排程序，减少程序中的运算量并使一些运算只在设定状态进行一次，在“自动运行”时只扫描不运算，这样一来虽然程序有1400步，但“自动运行”时扫描时间在1毫秒左右（最大扫描时间1.4毫秒，最小扫描时间0.8毫秒）。

在调试过程中发现在喷枪运动速度快时有时因为机械原因引起编码器失灵，此事件为一难以捕捉的随机事件，如不加以防范会造成机械损坏。我在程序中加了一个检测喷枪位置的程序，在自动运行过程中如50毫秒内检测不到喷枪位置有变化或检测到喷枪位置变化太大（前者可能是编码器不工作而后者可能是编码器坏了），PLC发出指令，变频器紧急制动，报警蜂鸣器响，触摸屏显示相关信息。

由于控制喷枪的电磁阀在接到PLC发出开和关的信号后动作时间有滞后，而且滞后的值在压缩空气的压力变化时也会变化，如不考虑这一因素会造成钢板漏喷或过头喷（在无钢板的空白处喷漆或在已喷过处重复喷）,用户要求喷枪由左向时右喷枪不喷漆, 由右向左时喷漆，尽量避免造成漆的浪费，在整个生产过程中漆的消耗量与生产赢利多少甚至是否赢利关系很大。为此我加了一段程序，操作工可在触摸屏页面上设置电磁阀开和关的时机，较好的解决了这个问题。

<二>触摸屏页面说明：

主页面的内容为设备名和设备厂名信息，按页面任意一点进入密码页，输入不同的密码可进入数据设定修改页面、喷枪运动的起点或止点和软限位（喷枪运动的范围）设定页面和日期时间修改页面，从该页面可返回主页面或进入日期时间画面（显示当前日期和时间信息）。在系统出现报警时，POD转到报警页面，该页面上显示报警原因和处理对策。

数据设定修改页面由喷枪运动速度设定和喷漆宽度设定、喷漆宽度微调、喷漆电磁阀开关时机设定四部分组成。

应用户要求，触摸屏无操作时显示主页面（内容为设备名和设备厂名信息），如有操作则在一定时间内（0到3600秒之间可设定）回到主页面。也可设定触摸屏为主页面与日期时间画面交替显示。

六．结语

在近两年的生产过程中，钢板预处理线在恶劣的环境（设备安装在咸水的江边，厂房四面透风，供电是发电机，电压和频率均不稳）中运行良好，获得了较好的经济效益。富士PLC、POD及变频器以其出色的表现表明它们完全满足了生产控制要求，经受了考验，具有运行稳定，可靠性高，操作方便等特点，为钢板预处理线的长期、高质量的运行起到了非常重要的作用。

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