西门子CPU主机模块6ES7214-1HG40-0XB0
1 引言
XJ4142大全张四色胶印机是河南新机股份有限公司自行研发的光、机、电、气一体化产品，在国内大幅面胶印机领域处于领先地位。机器按功能划分为四个组成部分：输纸机组；主传动系统；四个颜色印刷机组、收纸机组。机器的工艺流程是：裁切好的纸张由输纸机输送到第一色印刷机组，先经过规矩定位后再依次通过四个印刷机组的印刷，*后传到收纸机，把印刷完的纸张收集整齐。
机器全长十二米，分布配置十二个操作面板。机器全套包括：两个纸台升降电机；两个吸纸风泵；一个油泵；一个喷粉泵；一个空压机；四个出水辊电机和一个主电机；电磁阀和电磁铁二十二个。机器上还有大量的用于监控的光电开关和用于安全保护的限位开关。这些电器件主要分布在机器的传动侧和操作侧分布安装。由于电器件不集中，如果只采用一个电柜安装一个PLC组成控制系统，那么机器离电柜较远的那部分到电柜的连接线会很多且距离长。
2 台达EH系列PLC通讯功能构建的新型控制系统
2.1 方案设计
根据以上对新机XJ4142胶印机和台达EH系列PLC功能的分析，我们与中达电通公司合作，提出了一种采用两个EH系列PLC分别作为主站和从站，把台达文本显示器、人机界面及四个B型变频器与PLC通过通讯口连接在一起，构建成新型电控系统。
台达EH系列PLC采用双处理器芯片设计架构，运算处理速度非常快。它除了两个内置的串联通讯口（COM1：RS-232，COM2：RS-485）外，还可以扩展一个通讯口COM3。在指令的处理速度方面接近国外的高档PLC，而内置通讯口比国外品牌多。台达DVP—PLC专门对RS-485通讯口开发了多种MODBUS串联通讯便利指令，其中台达EH系列PLC具有EASY bbbb功能，可以在台达PLC、变频器之间进行组网控制。
2.2系统的特点
（1）主电机为全机各个部分提供传动动力，要求低速能满负荷启动，机器印刷时要求速度可以调节并且速度稳定性要好，所以选用台达V系列高性能磁束矢量控制变频器。
（2）胶印机在纸张上印刷时需要先给印版上水和上墨，版面上的水量在印刷时需要经常调节，所以选用四个台达B系列变频器来控制四个印刷机组的出水辊电机的速度。
（3）本机设有一个主控制台电箱和一个主电柜，主控制台电控箱在输纸机的操作侧，主电柜在传动侧；其中主站PLC在主控制台电箱里，从站PLC在主电柜里。主站PLC主要用于输纸机和一二色印刷机组的信号采集及处理。从站PLC主要用于主电机变频器控制、三四色印刷机组和收纸机的信号采集及处理。主站PLC和从站PLC通过RS-485通讯线连接。主控制台电箱里还有一二色印刷机组的出水辊变频器，主电柜里有主电机变频器和三四色印刷机组的出水辊变频器。一二色出水辊变频器和主站PLC采用RS-485通讯线连接和控制。三四色出水辊变频器和主站PLC采用RS-485通讯线连接和控制。这样四个印刷机组的出水辊变频器和从站PLC都作为从站和主站PLC就组成了RS-485通讯网络。利用台达PLC的EASY bbbb功能可以实行1：N控制。主电机变频器从安全可靠方面考虑仍采用I/O控制，参见图1。
图1 电控柜
（4）显示采用台达TP04文本显示器和DOP-AE10THTD人机界面，文本显示器在主控制台上，主要显示和调节机器速度，显示印刷计数，机器运行状态监示和故障指示。人机界面在机器*后边的看样台上。除了有文本显示器显示的内容外，还可以对机器进行操作，四个印刷机组的水量可以在这里集中显示和调节，还可以对四个机组的印版进行套准显示和调节。文本显示器和主站PLC的COM1口采用RS-232通讯，人机界面和主站PLC的扩展通讯口COM3采用RS-485通讯，主画面设计参见图2。
图2 人机界面
3 控制系统结构
3.1硬件系统构架
3.2 通讯控制软件构架
利用PLC EASY bbbb编程实现1：N主从通讯控制软件构架：
4 技术参数设计
4.1 变频器参数设计
水辊变频器参数；设定频率和运行控制来源为通讯RS485输入，设定通讯站号，通讯传送速度，通讯资料格式。变频器里设置的通讯传送速度、通讯格式必须与主站PLC里程序设定的通讯传送速度、通讯格式相同。
4.2 工艺参数设计
工艺参数人机界面设定；人机部分主要实现人参与控制系统的途径。它主要包括：显示部分、设定部分、操作部分、历史故障部分；其中设定主要是主机速度设定、四色机组水量设定、四色机组印版套准定位。
5 调试总结
变频器里设置的通讯传送速度、通讯格式必须与主站PLC里程序设定的通讯传送速度、通讯格式相同。
台达PLC bbbb设置为自动模式并启动后，主站就开始侦测所有连接的从站共有几台。为了提高通讯连接的可靠性，在主站PLC的程序里加入一段延时程序，等整个系统上电稳定后，再启动PLC bbbb。
当个别从站工作不正常时，为了检查这些从站是否与主站PLC通讯连接成功，可以用电脑连上主站PLC，在台达PLC编程软件里采用“装置监控”命令，分别监视各从站是否有bbbb连接的标志寄存器。
1 引言
恒压供水主要用于锅炉、楼宇、工业厂房供水等众多给水行业，关于恒压供水项目控制系统技术方案比较成熟，实现方法也比较多，有专用的微机给水控制器、变频器嵌入式PID反馈恒压控制、人机界面和PLC整合应用等多种架构，其原理和核心控制思路都是采用PID反馈控制模型，实现无负压恒压供水。本文介绍基于台达触摸屏PLC的恒压变频恒压供水设计方案，主要体现台达系统集成应用技术方案提供完善的自动化系统。
2 系统设计
2.1 恒压供水原理
根据设备工作要求设定系统给定压力（Mpa），作为PID自整定控制模型的SV值，压力仪表传感器将被控对象管道压力（Mpa）实时采集作为PID自整定模型的PV值，二者数值大小比较后生成偏差值Et，按照调整好的比例系数Kp、积分系数Ki、微分系数Kd，PLC控制程序PID指令运算结果控制输出MV值，转换为模拟量（0～10V）作为变频器频率给定信号，控制变频器拖动水泵电机输出不同转速，达到调节供水管道压力的控制效果。
2.2 台达PLC的PID控制
台达PLC主要利用PID指令算法构成反馈控制回路，达到恒压供水控制要求，原理设计如图（一）所示。
（1）PLC控制程序中管道压力读取部分如下：
（2）PLC控制程序中关于采集管道压力处理如下：
滤除掉06XA模块采集数字量0～4000之外的数值，根据压力传感器和压力变送器量程对应关系计算出管道实际压力（MPa）值。
（3）PLC控制程序中PID指令运用方法如下：
（4）PID指令运算输出作为变频器频率给定信号，同时转换为频率数值用于人机界面显示：
2.3 配置设计
控制系统技术方案配置如表（一）所示。元件表格列举出控制系统主要控制原件，其他辅助器件未给出。
表（一）供水自动化系统配置 
3 基于台达HMI宏指令的动画设计
人机界面设计提供直观生动的供水管理监控。人机界面主要有三个画面，实现参数设置和实时显示，水泵运行动画显示，工作方式选择等功能。主画面如图（二）所示。水泵运行动画动态显示画面如图（三）所示。
图（二）供水系统主画面
图（三）基于台达HMI宏指令的动画画面
水泵运行动画动态显示水泵运行的动画显示是通过人机界面宏指令来完成的，效果虽没有工控组态软件生动，但是还是把工业现场的运行状态真实表现出来，满足了客户的需要。
宏指令分为三部分：CLOCK；子宏1；子宏2。
CLOCK Macro根据两台水泵不同运行状态分别调用SubMacro 1和SubMacro 2。
SubMacro 1用于显示水泵1的动态运行水流动画显示。
SubMacro 2用于显示水泵2的动态运行水流动画显示。
