台达PLC实现温度数据采集升级的应用方案
2010-12-17 17:12:53
来源：《半导体器件应用》2010年6月刊
点击：1308
1 引言
台达电子工业自动化产品以现代电子技术核心基础，致力与驱动(Drive)、运动(Motion)和控制(Control)三大领域的发展，拥有著名的：DVP系列PLC、DOP系列人机界面和IFD系列通讯转换接口等用于控制系统，REO系列编码器用于检测系统，ASAD系列伺服马达与驱动器用于运动控制，VFD系列各种通用、专用变频器广泛应用于各类电机的驱动与控制…… 如果你是一名优秀的电气工程师或技术主管，台达工业自动化产品的高性能、 易用性、多样化以及由上至下的整合性，一定能让你的工作得心应手、事业腾飞，亮丽你的一生；无论你在国企、民企或外企，台达电子一定能使你大显身手、助你成功，如果员工（搞电气的）需要培训，PLC、DOP 再加上一台变频器，是你最好的试验教材；如果你的设备运转异常、效率低下、技术落后、产品质量不稳定等等，你可以浏览一下台达机电综合产品目录，相信你一定找到合理的解决方案，哈哈，下面我要介绍的一个案例就是这样诞生的：台达PLC在温度数据采集方面的应用
一条悬挂式工件热处理调质线，产品质量极不稳定，引起客户的抱怨，责丞工艺、设备技术人查找问题所在，拿出解决方案，分析原因可能由于淬火槽内淬火液的温度高低不均，如何能够测出工件在淬火液中的温度分布情况？？？这是解决问题的关键…… 传统的方法是传感器+仪表，若同时测工件周围六点的淬火液温度，需要六块仪表，在淬火液中高温工件四周温度的变化剧烈、复杂，如何观察记录呢？怎么分析工件的淬火温度变化曲线是否合理？显然传统的方案显得无奈，台达PLC+PC（笔记本）轻松解决问题，且省时经济，精度高，灵活性好。
2 系统硬件、软件选择
PLC主机：DVP32EH00R2 一台
热电阻温度测量模块 DVP04PT-H2 二块
铂金属传感器PT 100 （3线制 100Ω） 六支
通讯模块ADAM—4520 一块
开关稳压电源 LP1100D-24M AC 200V/ DC 24V 4A 一块
笔记本一台（本项目借用 最好有RS232串口）
PLC编程软件 WPLSoft 2.10 台达公司免费提供
组态软件 北京亚控 组态王6.53 46点 演示版
导线若干
3 系统配置描述
本系统用于临时性、实验性、密集型连续测量、记录工件周围淬火介质温度，为改进、改造设备或热处理工艺提供实际数据，如果稍加改动，用于各种介质的温度控制，也是一个很优秀控制方案，因而具有一定推广意义。
本系统显著地特点：实用性强，方便、快捷、经济，PLC编程，组态王编程数小时便可完成，更可贵的组态王演示版，64点开发版免费，可运行2个小时，重启一次，非常经济，对于本项目没有影响。
3.1 数据采集系统的整体结构
采用台达PLC主机DVP32EH+温度测量模块 DVP04PT，利用DVP32EH的RS-485通讯口，通过一块通讯模块ADAM—4520将RS-485信号转化为RS-232信号（由于现场工作环境恶劣PC机离控制器较远故而要使用RS-485信号），连接到PC机上，最后由PC机上的组态王监控软件，完成采集数据的显示、记录与处理。
热处理调质线，现场生产工艺流程，所要采集温度点的位置如下图：
3.2 PLC温度数据采集程序的编制
DVP04PT温度测量模块可接受外部4点铂金属温度传感器（PT 100 3线100Ω），将其转换成14位的数字信号。通过DVP-PLC主机程序以指令FROM / TO来读写模块内的数据，模块内具有49个CR(Controlled Register)寄存器，每个寄存器有16Bits。电源单元与模块分离，体积小，安装容易。可选择摄氏温度(℃)或华氏(℉)温度，摄氏温度输入分辨率为0.1℃，华氏温度输入分辨率为0.18℉。
两块温度测量模块扩展于PLC主机的右侧，6支三线制PT100温度传感器按规定接入2块DVP04PT温度测量模块中，第一块接入4支，接入4个通道，第二块接入2支，使用1、2两个通道，不用的通道，短接避免干扰。依据台达PLC特殊扩展模块的规则：主机DVP32EH右侧第一个特殊扩展模块所在的位置编号为K0，右侧第二个特殊扩展模块所在的位置编号为K1，依此类推，最多扩展八块… …
编写温度采集的数据程序如下图：
程序说明：
第一块测温模块
(1)利用FROM 指令读取模块DVP04PT-H2内＃0寄存器(CR)内的机种编码=H6402，以便检测判断模块是否存在，种类是否正确。
(2)利用TO指令，在PLC由STOP→RUN的第一个扫描周期内，设定CH1~C4输入信号的取样平均次数为4次。
(3)判断DVP04PT-H2是否正确，正确事时导通，从CR#6~CR#9中读取CH1~CH4测量摄氏温度(℃)信号平均值共4笔放在D100~D103中。从CR#18~CR#21中读取CH1~CH4 测量摄氏温度(℃)信号现在值共4 笔放在D110~D113中。
3.3 温度数据显示、记录组态程序的编制
组态监控软件采用北京亚控公司的组态王6.53版本，由于本项目是试验性的采集、记录数据，故采用64点演示版，开发与运行，间断地运行两个小时足以。
3.3.1 组态王与台达PLC通讯的建立
台达的DVP系列PLC和上位机的组态王通讯采用串行通讯，使用组态王本身驱动，支持RS232和RS485两种通讯方式。本例采用RS485通讯，硬件配置设置值如下：
计算机通过RS232串口接转换模块，变成RS485信号后，接到PLC的485口上
波特率 9600
数据位 7位
停止位 1位
校验位 偶校验
切记：将PLC中决定通讯格式的特殊数据寄存器D1120设置为：0X8E
3.3.2 组态数据显示画面、 温度记录曲线
用组态王软件可以实现精确、细腻的互动显示操作，大量的图库精灵，多种通讯驱动程序，强大的在线、离线模拟功能，支持配方功能和多种控件，能完成各种物理量如温度、压力等的实时曲线、历史曲线的数据存储，具有打印功能，可满足各种工艺要求。温度显示画面、历史曲线显示画面如下：
4 结束语
组织有关技术人员，对测量的历史数据曲线进行分析，很快得出结论，提出整改方案，整改后效果明显，产品合格率大幅度提高。本温度数据采集系统为整改方案制订提供了关键性的依据。
参考文献
[1] 中达电通. DVP-PLC应用技术手册【程序篇】.
[2] 台达电子. DVP04PT-H2温度测量模组安装说明书.
[3] 亚控公司. 组态王6.53使用手册.
作者简介
朱振建，男，河南洛阳人 ，第一拖拉机股份有限公司锻造分公司，电气工程师。Email:lyzzj@yahoo.com.cn
Auther synopsis: zhu zhenjian， male， live in Luoyang， Henan province. Forging Filiale， First Tractor Company Limited， electric engineer.
Email:lyzzj@yahoo.com.cn
台达电子工业自动化产品以现代电子技术核心基础，致力与驱动(Drive)、运动(Motion)和控制(Control)三大领域的发展，拥有著名的：DVP系列PLC、DOP系列人机界面和IFD系列通讯转换接口等用于控制系统，REO系列编码器用于检测系统，ASAD系列伺服马达与驱动器用于运动控制，VFD系列各种通用、专用变频器广泛应用于各类电机的驱动与控制…… 如果你是一名优秀的电气工程师或技术主管，台达工业自动化产品的高性能、 易用性、多样化以及由上至下的整合性，一定能让你的工作得心应手、事业腾飞，亮丽你的一生；无论你在国企、民企或外企，台达电子一定能使你大显身手、助你成功，如果员工（搞电气的）需要培训，PLC、DOP 再加上一台变频器，是你最好的试验教材；如果你的设备运转异常、效率低下、技术落后、产品质量不稳定等等，你可以浏览一下台达机电综合产品目录，相信你一定找到合理的解决方案，哈哈，下面我要介绍的一个案例就是这样诞生的：台达PLC在温度数据采集方面的应用
一条悬挂式工件热处理调质线，产品质量极不稳定，引起客户的抱怨，责丞工艺、设备技术人查找问题所在，拿出解决方案，分析原因可能由于淬火槽内淬火液的温度高低不均，如何能够测出工件在淬火液中的温度分布情况？？？这是解决问题的关键…… 传统的方法是传感器+仪表，若同时测工件周围六点的淬火液温度，需要六块仪表，在淬火液中高温工件四周温度的变化剧烈、复杂，如何观察记录呢？怎么分析工件的淬火温度变化曲线是否合理？显然传统的方案显得无奈，台达PLC+PC（笔记本）轻松解决问题，且省时经济，精度高，灵活性好。
2 系统硬件、软件选择
PLC主机：DVP32EH00R2 一台
热电阻温度测量模块 DVP04PT-H2 二块
铂金属传感器PT 100 （3线制 100Ω） 六支
通讯模块ADAM—4520 一块
开关稳压电源 LP1100D-24M AC 200V/ DC 24V 4A 一块
笔记本一台（本项目借用 最好有RS232串口）
PLC编程软件 WPLSoft 2.10 台达公司免费提供
组态软件 北京亚控 组态王6.53 46点 演示版
导线若干
3 系统配置描述
本系统用于临时性、实验性、密集型连续测量、记录工件周围淬火介质温度，为改进、改造设备或热处理工艺提供实际数据，如果稍加改动，用于各种介质的温度控制，也是一个很优秀控制方案，因而具有一定推广意义。
本系统显著地特点：实用性强，方便、快捷、经济，PLC编程，组态王编程数小时便可完成，更可贵的组态王演示版，64点开发版免费，可运行2个小时，重启一次，非常经济，对于本项目没有影响。
3.1 数据采集系统的整体结构
采用台达PLC主机DVP32EH+温度测量模块 DVP04PT，利用DVP32EH的RS-485通讯口，通过一块通讯模块ADAM—4520将RS-485信号转化为RS-232信号（由于现场工作环境恶劣PC机离控制器较远故而要使用RS-485信号），连接到PC机上，最后由PC机上的组态王监控软件，完成采集数据的显示、记录与处理。
热处理调质线，现场生产工艺流程，所要采集温度点的位置如下图：
3.2 PLC温度数据采集程序的编制
DVP04PT温度测量模块可接受外部4点铂金属温度传感器（PT 100 3线100Ω），将其转换成14位的数字信号。通过DVP-PLC主机程序以指令FROM / TO来读写模块内的数据，模块内具有49个CR(Controlled Register)寄存器，每个寄存器有16Bits。电源单元与模块分离，体积小，安装容易。可选择摄氏温度(℃)或华氏(℉)温度，摄氏温度输入分辨率为0.1℃，华氏温度输入分辨率为0.18℉。
两块温度测量模块扩展于PLC主机的右侧，6支三线制PT100温度传感器按规定接入2块DVP04PT温度测量模块中，第一块接入4支，接入4个通道，第二块接入2支，使用1、2两个通道，不用的通道，短接避免干扰。依据台达PLC特殊扩展模块的规则：主机DVP32EH右侧第一个特殊扩展模块所在的位置编号为K0，右侧第二个特殊扩展模块所在的位置编号为K1，依此类推，最多扩展八块… …
编写温度采集的数据程序如下图：
程序说明：
第一块测温模块
(1)利用FROM 指令读取模块DVP04PT-H2内＃0寄存器(CR)内的机种编码=H6402，以便检测判断模块是否存在，种类是否正确。
(2)利用TO指令，在PLC由STOP→RUN的第一个扫描周期内，设定CH1~C4输入信号的取样平均次数为4次。
(3)判断DVP04PT-H2是否正确，正确事时导通，从CR#6~CR#9中读取CH1~CH4测量摄氏温度(℃)信号平均值共4笔放在D100~D103中。从CR#18~CR#21中读取CH1~CH4 测量摄氏温度(℃)信号现在值共4 笔放在D110~D113中。
3.3 温度数据显示、记录组态程序的编制
组态监控软件采用北京亚控公司的组态王6.53版本，由于本项目是试验性的采集、记录数据，故采用64点演示版，开发与运行，间断地运行两个小时足以。
3.3.1 组态王与台达PLC通讯的建立
台达的DVP系列PLC和上位机的组态王通讯采用串行通讯，使用组态王本身驱动，支持RS232和RS485两种通讯方式。本例采用RS485通讯，硬件配置设置值如下：
计算机通过RS232串口接转换模块，变成RS485信号后，接到PLC的485口上
波特率 9600
数据位 7位
停止位 1位
校验位 偶校验
切记：将PLC中决定通讯格式的特殊数据寄存器D1120设置为：0X8E
3.3.2 组态数据显示画面、 温度记录曲线
用组态王软件可以实现精确、细腻的互动显示操作，大量的图库精灵，多种通讯驱动程序，强大的在线、离线模拟功能，支持配方功能和多种控件，能完成各种物理量如温度、压力等的实时曲线、历史曲线的数据存储，具有打印功能，可满足各种工艺要求。温度显示画面、历史曲线显示画面如下：
4 结束语
组织有关技术人员，对测量的历史数据曲线进行分析，很快得出结论，提出整改方案，整改后效果明显，产品合格率大幅度提高。本温度数据采集系统为整改方案制订提供了关键性的依据。
参考文献
[1] 中达电通. DVP-PLC应用技术手册【程序篇】.
[2] 台达电子. DVP04PT-H2温度测量模组安装说明书.
[3] 亚控公司. 组态王6.53使用手册.
作者简介
朱振建，男，河南洛阳人 ，第一拖拉机股份有限公司锻造分公司，电气工程师。Email:lyzzj@yahoo.com.cn
Auther synopsis: zhu zhenjian， male， live in Luoyang， Henan province. Forging Filiale， First Tractor Company Limited， electric engineer.
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