西门子模块6ES212-1AF40-0XB0型号介绍
一 系统的主要功能及特点
1 控制系统的主要功能
1)监测功能：对皮带秤配料过程的瞬时**、班累计，日累计、月累计、年累计等参数进行检测和监视；
2)画面显示：通过计算机显示器可显示配料过程中有关控制参数和运行状况，以及显示实时配料曲线；
3)打印管理：可随时打印配料报表，以便保存和查询；
4)通讯功能：工控机与PLC和配料仪表之间可进行双向数据及信息交换；
5)数据处理：系统可自动对采集的信号进行运算处理，并输出到相应控制量；
6)控制功能：根据操作前相应的设定值，自动控制设备的正常运行，包括PID调节；
7)报警功能：上位机以画面方式和声光信号方式对各种参数越限或设备状态异常进行报警。
2 系统的主要特点
1)在系统结构上采用中小型集散控制系统，实现了“分散控制、集中管理”，克服了“危险集中”的问题；
2)上位机和下位机相对独立，具有自动、手动无扰切换功能，联机时，彼此间按特定的协议互通信息，脱机时，下位机可独立实现工艺过程控制，上位机此时可离线进行数据处理和日常管理；
3)上位机远离操作现场，**了系统的稳定性，改善了操作员的工作环境；
4)下位机选用可编程控制器，具有很强的抗干扰能力，编程简单易于掌握，能在恶劣的环境中长期可靠的运行；
5)采用PID调节，**系统的配料精度，并能根据生产要求，设置佳的开关时序，较好的解决料头料尾问题，自动修改配料系统的物料配比；
6)完善的报警系统，既可图象显示，又可声光报警，为系统的正常运行提供了可靠的保证；
二 系统结构及工作原理
一)控制系统总体构成原理框图如图1和图2，主要有以下部分组成：
1)上位机：对整个系统进行实时监控，画面显示和报表打印；
2)操作台及PLC：实现配料的自动和半自动控制；
3)配料仪表：用于配料的PID调节及瞬时**和累计量等参数的显示；
4)控制柜：用于系统的逻辑控制和供配电；
5)现场手操箱：用于现场单台设备的启停控制；
二)系统分为自动控制和半自动控制及现场手动控制方式：
1)现场手动控制：当有允许配料启动信号时，按下操作台上的系统启动按钮上电，把需要配料的皮带变频器上电，操作台上的旋钮开关置于现场位。把现场操作箱控制方式开关转换到现场位。按下现场手操箱上的启动按钮开始配料，调节调速电位器可控制配料的快慢，此时上位机只起监视作用，
、方案设计
2.1硬件选型
在水管道上加装1个压力变送器测量水压；用一台变频器和PLC参与控制。
变频器选用富士变频器，PLC选用国产高品质KDN-K3系列PLC。
2.2工频方式启动
每台电机有工频直接启动方式，在调试和特殊情况下使用。
2.3自动启动方式
自动启动方式也有两种选择：一种是先启动甲电机，另一种选择是先启动乙电机。
2.4变频器内部实现PID调节
把压力变送器输出的模拟量信号送到变频器，变频器内有ＰＩＤ功能，它能根据设定的值来调节电机频率达到恒压。
2.5PLC调度两台变频器的切换
自动启动后，PLC让变频器先启动一台泵，变频器根据压力进行PID调节；当频率调到50赫兹，仍达不到设定的压力时，输出一信号给PLC，PLC把台泵切换到工频工作，让变频器带第二台水泵启动，变频器根据压力进行PID调节，维持恒压；当用水设备减少，PLC让变频器停止第二台泵。PLC再把台泵从工频转到变频器驱动，变频器继续根据压力进行PID调节维持恒压。
3、使用效果
改造后即投入使用，工厂设定的压力值为0.5Mpa，实际运行效果非常好，压力稳定，工频切换平稳，操作工工作量大大减轻。
4、注意点
为了节省开支，PLC电源直接采用电网交流220Ｖ电源，没有经过稳压电源，这对PLC是个很大的考验，因为大功率变频器对电网干拢比较大，工频切换时，会产生很大的电磁干拢，在这些干拢下，PLC能否稳定工作很重要。凯迪恩公司生产的KDN-K3系列PLC考虑到了国内电网电压波动大、电磁环境恶劣的特点，采用了宽电压输入和电磁屏蔽设计。此次选择的K306-24AR型CPU采用交流供电，电压范围宽达AC85V—AC265V，能够适应于供电电压波动严重的地区；PLC采用了工业级ＣＰＵ，抗干拢能力强，经受住了恶劣环境考验。
车载沥青搅拌机用于修补柏油路面。当柏油路破损需要修补时，先对坑洼处进行处理，再往坑中填入拌好的沥青碎石料，压路机压平即可。过去靠人估加多少碎石加多少沥青进行拌和，质量得不到保证。新型车载沥青搅拌车按照配方**计量碎石和沥青，充分拌和，保证质量。下面是北京某公司生产的新型车载沥青搅拌机控制系统介绍。
2． 工艺过程
沥青恒温箱的温度达到设定的温度后，具备生产条件。当要往坑中填沥青碎石料时，先要测量一下坑的容积或估算容积，按照配方计算出需要多少碎石，多少沥青，打开引风机，拌和筒接料，开燃烧机，给料机开始给料，碎石按设定量加完后，给料机停机，拌和筒搅拌，同时沥青计量箱开始计量沥青，计量到设定量。拌和筒内温度到一定程度后，停燃烧机，然后把计量箱内的沥青加入到拌和筒内，拌和筒搅拌，到一定时间后，拌和筒出料，出料完毕，停拌和筒和引风机，一盘料生产结束。
3． 电控方案设计
①．沥青必须加到一定温度，沥青恒温箱和计量箱都要有温度检测传感器。检测范围0-250ºC 可以满足工艺要求。选用一体化的铂电阻变送器；
②．给料机加一接近开关，转一圈就可以计算出加多少碎石；
③．沥青计量箱加了液位传感器，通过液位来计算沥青的重量；
④．填补坑的容积要输入，要有人机接口（HMI）；
⑤．一些参数如给料机一圈多少碎石，沥青液位与重量对应关系，一些时间设定量需要输入等等；
⑥．控制的设备有：给料机、引风机、燃烧机、拌和筒、沥青泵、加热器等；
⑦．控制方式：正常情况下，输入需要的方量，选到自动方式，按自动启动，自动进行加料、计量、搅拌、出料，不需要人干预。当调试设备、检修设备和特殊情况下，还需要单体设备能单独操作。手动单独操作放到HMI上进行。
通过以上分析，选用PLC+触摸屏控制比较好。其中PLC选用国产高品质的小型一体化的KDN-3系列PLC：CPU模块（KDN-K306-24AR，14点输入，10点继电机输出）一块、输出模块（KDN-K322-08XR）一块、模拟量输入模块（KDN-K331-04IV）一块。触摸屏选用的是eView的MT508S。
4． 通讯实现
PLC需要和触摸屏通讯，在触摸屏上不仅要输入数值量，显示数值量还要在触摸屏上操作单机设备，在触摸屏上显示报警点。
①．通讯电缆
KDN-K3 系列PLC与EVIEW触摸屏通讯电缆连接线：
PLC（9PIN） MT508（9PIN）
RXD 2 --------------------- 2 TXD
TXD 3 --------------------- 3 RXD
GND 5 --------------------- 5 GND
②．通讯协议
KDN-3系列PLC通讯协议是Modbus RTU 协议。EView软件设置系统参数中PLC选型中专有Modbus RTU。双方通讯参数都选如下：通讯口类型为RS-232，PLC站号为1，波特率19200，无校验，8位数据位，1位停止位。
③．寄存器对应关系
eView触摸屏通过各种部件来对PLC CPU的内存区域进行访问，包括：指示灯、切换开关、数值输入、数值输出等等。
具体的对应关系如下表：
计算公式：
▲已知PLC内部M区的位寄存器地址，计算EVIEW的寄存器对应点公式如下：
65+字节地址x8+位地址
例如：PLC内部M1.1对应的EVIEW内部寄存器为65+1x8+1=0x74
▲已知PLC内部V区字寄存器（VW）地址，计算EVIEW的字寄存器对应点公式如下：
字地址/2+17 （字地址一定是双数）
例如：PLC内部VW82对应的EVIEW内部寄存器为82/2+17=4x58
▲已知PLC输入点（I）地址，计算EVIEW的对应点公式如下：
1+输入字节地址x8+位地址
例如：PLC输入点I1.1对应的EVIEW内部寄存器为1+1x8+1=1x10
▲已知PLC输出点（Q）地址，计算EVIEW的对应点公式如下：
1+输出字节地址x8+位地址
例如：PLC输出点Q1.1对应的EVIEW内部寄存器为1+1x8+1=0x10
1． 控制实现
有一个控制箱，包括断路器、接触器、热继电器等，前面板有触摸屏、钥匙开关、急停按钮、报警指示灯、方式选择开关、自动启动按钮。
PLC程序分成八个模块（子程序）来实现：手动、自动、数据初始化、温度设定值处理、比率设定值处理、时间设定值处理、输出、报警。通过Main主模块来调用各子模块完成整个生产过程。
①．手动模块：触摸屏来设置点寄存器M10.0到M11.1,通过这些点来控制控制设备；
②．数据初始化：刚上电或生产一盘结束，要对数据进行初始化；
③．温度设定值处理：对采集到的4-20mA温度信号转化成温度值，对触摸屏中设定的温度值进行处理；
④．比率设定值处理：对给料机的数值转换，沥青计量箱的数值转换进行处理；
⑤．时间设定值处理：对时间设定值进行处理；
⑥．报警模块：对温度、重量、急停等报警进行处理；
⑦．自动模块：自动生产的工序是在这部分中完成；
⑧．输出模块：将手动和自动控制的逻辑运算结果在此模块中汇总输出。
2． 结束语
现在市政机械、工程机械不断更新，要求不断**。PLC不仅在工厂，机器设备中应用广泛，在车载系统中也有广泛的应用。PLC的使用，大大**了车载控制系统自动化水平和可靠性。凯迪恩公司凭借丰富的工程经验和完全拥用自主知识产权的高品质KDN-3系列PLC出色的为用户完成了车载沥青搅拌机的控制配套任务，受到用户好评。
本控制系统采用凯迪恩公司的KDN-K3系列小型一体化可编程控制器，配置为CPU306本体带PM321和PM322两个扩展模块，共计40个I/O点，控制4台消防泵（2用2备)的自动或手动运行。系统配置表如下：
系统实现的工艺过程为：
1）自动状态下（I0.1为1）输入自动启泵信号I2.2， Q2.7输出（工作2秒停止2秒）3次，蜂鸣器发出3声提示音，12秒后按星形方式启动台泵（启泵顺序由I2.6与I2.7的组合确定），15秒后转为按三角形方式运行，30秒后按相同的方式启动第二台泵。I2.3为自动状态下停泵信号。
2）当其中运行中的一台过载，30秒后启动备用泵。
3）自动状态只能启动2台泵（内有互锁）。
4）手动状态下（I1.5为1）可以手动一台台启动泵，
5）当水泵启动（星形）时，该泵运行指示灯闪烁，运行三角（形）时运行指示灯常亮，当过载时该泵运行指示灯闪烁，并蜂鸣器和过载信号输出工作（Q2.6，Q2.7），直到过载信号消失。
6）在I0.0自动手动切换过程中会停止所有运行的泵。
7）自动状态下在没有消防用水需求下，台水泵启动（星形）15秒钟，运行（三角形）10秒后，停机待命120小时（五天）。待命期间如果没有消防用水，则第二台水泵启动15秒，运行10秒，停机待命120小时，如此周而复始地循环。在有消防用水需求时，泵组立即自动启动，加压供水，充分发挥其应用的作用。