一． 概述

在自動化控制領域中,，相同功能有不同實現(xiàn)方式,，針對不同的設備對精度和響應速度的要求,，選用合適的定位控制系統(tǒng)以實現(xiàn)最優(yōu)的性價比,。本文介紹的一種應用西門子S7-300 PLC的高速計數(shù)模塊ET200S和70系列變頻器通過PROFIBUS總線通訊的功能來實現(xiàn)的定位控制的實際應用,。

二． 控制思路

橫移車是鋼管生產(chǎn)線中不可缺少的輔機設備，它主要完成將前一工序生產(chǎn)的鋼管搬運到下一工序,，或有序地暫放在臺架的每個工位上,。隨著對生產(chǎn)線自動化程度要求的日益提高，減輕操作人員的工作量和操作失誤,。要求對橫移車實現(xiàn)全自動準確定位控制,。

其控制核心就是利用裝在橫移車車輪上的編碼器采集的位置信號，通過PLC的高速計數(shù)模塊讀取,，CPU經(jīng)過運算處理與設定位置作比較,，控制變頻器的多段速度，從而實現(xiàn)橫移車的準確 定位控制,。因為考慮到控制成本和操作方便,，采用PROFIBUS總線控制方式,，減少了布線，控制方便,，靈活,。

三．系統(tǒng)的構成和特點

1．PLC作為控制的核心，主要用來接收編碼器的反饋信號,，與設定的位置信號作比較,，通過通訊功能來控制變頻器的輸出頻率減小，提前減速,，到位前低速運轉,，到位時準確停止。為了實現(xiàn)精確定位還設有零位置傳感器,，到零位時將計數(shù)器的計數(shù)值清零,，消除累積誤差，保證定位的準確,，使橫移車能平穩(wěn)地放下和舉起鋼管,。

由于放置主站CPU和變頻器的控制柜與橫移車比較遠，在橫移車上放置了遠程I/O模塊和高速計數(shù)器模塊ET200S,，通過 PROFIBUS總線相連,，將現(xiàn)場的傳感器，編碼器信號直接連接在遠程I/O和計數(shù)模塊上,，減少了現(xiàn)場的走線和故障的發(fā)生,，維護方便,。通訊速率可過 1.5M,，整個系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如1。

由于使用通訊功能,，可以省去用于控制變頻器的幾個輸出點,，PLC的輸出點也減少了。

2．高速計數(shù)器模塊ET200S的應用

控制系統(tǒng)中所選的編碼器分辨率為2048P/R,，輪徑φ250,，齒輪比3，可計算出脈沖精度：250×3.14/2048×3=0.127mm/脈,。能完全滿足橫移車的準確定位精度,。

精確定位過程如下：

首先設定好橫移車運行的一個方向為正方向（加脈沖），當橫移車向設定的位置運行時（工作運行速度）,，高速計數(shù)器自動進行加/減速計數(shù),，在距離設定位置300—400mm時，控制變頻器的輸出頻率,，以低速運行,，在到達設定的位置時,，停止變頻器的輸出，同時實施機械抱閘,，完成了準確定位,。

讀取高數(shù)計數(shù)模塊的程序段如下：

L PID 272 //模塊開始地址，將計數(shù)器模塊狀態(tài)值存放到MD20~MD27

T MD 20 //當前計數(shù)值

L PID 276

T MD 24

L 123 //裝載比較值

T MD 30

SET

= M 34.0 //打開軟件門

A M 10.0 //使能傳送比較值功能

= M35.2

L MD 30

T PQD 272

L MD 34

T PQD 276

3．PLC和變頻器通訊

在CPU進行硬件配置時,，對掛在總線PROFIBUS 站點都分配了物理地址,，PLC與變頻器進行通訊也有相應的物理地址，CPU內部有專用通訊功能塊SFC14,，SFC15,，使用內部的寄存器DB塊存放數(shù)據(jù)，當PLC對變頻器進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出時,，就需知道PLC和變頻器定義的相關功能的地址,，然后依據(jù)這些地址進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出，才能實現(xiàn)對變頻器的控制,。

此控制系統(tǒng)變頻器需設定的參數(shù)介紹如下：

P60=1,，P53=6，P554=3100,，P571=3101

P572=3102,，P443=3002，P566=3107

P734.1=32,,，P734.2=148

其它的參數(shù)可以按出廠默認值即可

結束語

通過這次的電氣改進,，現(xiàn)場布線減少，自動化程度提高了,，人為參與減少了,，加強了安全生產(chǎn)。生產(chǎn)效率有了很大的提高,，通訊控制替代了硬接線的端子控制,，不僅降低了成本，面且操作更方便,，性價比更優(yōu)異,。也證明了西門子PLC和變頻器的通訊功能非常強大和好用。