西门子模块6ES7231-0HF22-0XA0产品特点

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近年来，随着产业设备的不断发展，设备对控制系统的要求也越来越高，特别是对高性能、高精度、高可靠性的需求日益凸现。正是伺服系统能够满足以上“三高”需求，因此，在控制设备上越来越广泛的得到应用，同时设备对伺服系统的控制性能也提出了更高的要求。

以往伺服控制领域都是以国外品牌为主导，但身为华人品牌的台达已迅速崛起，对目前伺服控制领域的竞争格局掀起了一股不小的冲击力。数十年磨剑，扬眉剑出鞘。凭借在电力电子及控制领域的优势，台达推出的伺服系统很快在技术的先进性和可靠性方面达到了堪与国际竞争对手媲美的水平。携此锋芒，快速出击，台达PLC近期又推出了高端的伺服控制专用EH主机DVP32EH00M，其外观与台达通用EH机型一致，但该机型从输入输出接口到内部的高速运算处理都体现了适应伺服控制的要求。

DVP32EH00M差动输出入点电气规格

DVP32EH00M之X0~X1及X4~X5均为DC5V高速输入电路(其余为DC24V输入)。此高速输入电路工作频率可达200kHz，主要是用以连接差动(双线式) LINE DRIVER输出电路用，也可使用单端之DC5V SINK/SOURCE输入，或将之变成单端之DC24V SINK/SOURCE输入，这也解决了某些特殊传感器低电压（DC5V）时无法由PLC采集其状态的问题。

DVP32EH00M之Y0~Y3为DC5V高速输出电路，其余的可作普通输出点，高速输出点可直接采用LINE DRIVER方式与伺服驱动器连接，通过脉冲控制伺服机构的执行。

DVP32EH00M内部包含有高速处理的EMU芯片，能够快速处理及响应伺服机构动作，内建了一系列的定位控制指令（如原点回归、相对定位、寻址等等），简单易用，方便编程人员快速掌握。

众所周知，台达电子是国际的电子制造跨国企业，具有的研发队伍，其DVP系列可编程控制器（PLC）可以对应各种不同的应用需求，与您的控制设备做完美的结合。

据悉，在推出伺服控制专用EH主机后，台达还将推出可执行两轴插补的DVP20PM00D，具有独立的编程工具，直线、圆弧的插补功能，可与EH联机，内建16DI/16DO，输出频率可达1MHz。作为业界的佼佼者，凭着在电力电子及控制技术累积的经验，台达将以高度的水准，更积极扩展产品线，满足各方面用户的需求，为推动工业自动化的发展做出自己的贡献。

Modbus是Modicon公司为其PLC与主机之间的通讯而发明的串行通讯协议。其物理层采用RS232、485等异步串行标准。由于其开放性而被大量的PLC及RTU厂家采用。Modbus通讯方式采用主从方式的查询－相应机制，只有主站发出查询时，从站才能给出响应，从站不能主动发送数据。主站可以向某一个从站发出查询，也可以向所有从站广播信息。从站只响应单独发给它的查询，而不响应广播消息。MODBUS通讯协议有两种传送方式:RTU方式和ASCII方式。三菱700系列变频器能够从RS-485端子使用ModbusRTU通讯协议，进行通讯运行和参数设定。

对象：
1. 三菱PLC：FX2N+FX2N-485-BD
2. 三菱变频器：F700系列，A700系列。

两者之间通过网线连接，具体参照下图。

FX2N-485-BD与n台变频器的连接图

一．三菱变频器的设置

PLC与变频器之间进行通讯时，通讯规格必须在变频器中进行设定，每次参数初始化设定后，需复位变频器或通断变频器电源。

参数号 名称 设定值 说明

Pr331 通讯站号 1 设定变频器站号为1

Pr332 通讯速度 96 设定通讯速度为9600bps

Pr334 奇偶校验停止位长 2 偶校验，停止位长1位

Pr539 通讯校验时间 9999 不进行通讯校验

Pr549 协议选择 1 ModbusRTU协议

Pr551 PU模式操作权选择 2 PU运行模式操作权作为PU接口

进行ModbusRTU协议通讯时，Pr551必须设置为2，Pr340设置为除0以外的值，Pr79设置为0或2或6。通过RS-485端子进行ModbusRTU协议通讯时，必须在NET网络模式下运行。

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二．三菱PLC的设置

对通讯格式D8120进行设置
D8120设置值为0C87，即数据长度为8位，偶校验停止位1位，波特率9600pbs，无标题符和终结符。
修改D8120设置后，确保通断PLC电源一次。

三．通讯程序
采用ModbusRTU协议与变频器通讯的部分PLC程序如下：

四：程序说明：
1．当X1接通一次后，变频器进入正转状态。
2． 当X2接通一次后，写入变频器运行频率60HZ。
3． 当X3接通一次后，变频器进入停止状态。
当指令中，变频器指令地址为0时，为广播指令，所有从站变频器只接受PLC发出指令，不向主机发送响应信息

　引言:

　　PLC控制系统由于具有功能强、程序设计简单、扩展性好、维护方便、可靠性高、能适应比较恶劣的工业环境的特点,因此在工业企业广泛应用.但是由于工业环境条件恶劣,以及各种工业电磁,辐射干扰等,影响PLC控制系统的正常工作,因此必须重视PLC控制系统的抗干扰设计.为防止干扰,可以采用硬件和软件相结合的抗干扰方法. 防止硬件干扰的方法有:1采用性能优良的电源来抑制电网引入的干扰2电缆的选择与铺设来降低电磁干扰3完善接地系统4采用光电隔离来抑制输入输出电路引入的干扰等.而利用PLC软件来减少干扰是PLC控制系统正常、稳定工作的重要环节.下面主要分析在生产实践中应用的利用PLC组态软件来减少干扰的方法:

　　一、减少数字量输入扰动的方法

　　1、 计数器法

　　　　CON—计数器
　　　　NOT—非门
　　　　RS—复位优先触发器
　　　　IN—输入
　　　　OUT—输出
　　　　N—脉冲采样个数


　　注释：当外部有信号输入时，控制系统采集连续的N个脉冲使RS触发器输出为“1”，只有当外部输入信号由“1”变成“0”时，RS触发器的复位端为“1”，将RS触发器的输出复位成“0”。而当有瞬间干扰脉冲时，CON计数器将采集不到连续的N个脉冲，CON计数器无法输出，这就起到了减少干扰的作用。（N一般情况下取2）

　　优点：响应速度快，对周期性的瞬时干扰起到了一定的抑制作用。
　　缺点：不能消除超过CON计数器采样时间的干扰。



　　2、延迟输入法

　　　　IN—输入
　　　　OUT—输出
　　　　TIME（ET）—延时时间
　　　　TON—延时输出（其曲线如下图）

　　注释：当输入IN=1时，启动计数器直到计时时间（PT）=延时时间，OUT=1。当计数器计时时间〈延时时间，OUT=0。延时时间好取1S以内。

　　优点：消除了短时的周期干扰。
　　缺点：响应速度慢，不利于信号的快速传输。


　　二、减少模拟量输入扰动的方法

　　1、限幅法

　　　　MOVE—移动保持指令（使能端EN=1，OUT=IN。EN=0，OUT保持前次值）
　　　　GE—大于等于指令（OUT=1，IF IN1≥IN2）
　　　　LE—小于等于指令（OUT=1，IF IN1≤IN2）
　　　　HL—上限设定值
　　　　LL—下限设定值
　　注释：当模拟量输入信号在HL和LL之间时，OUT=IN。当IN-AI信号超出或等于HL或LL时，GE或LE判断IN-AI信号，使OUT1或OUT2输出“1”去封锁MOVE，从而保持MOVE的输出为HL或LL的设定值。也就起到了限幅的作用。

　　优点：能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰。
　　缺点：平滑度差。

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　　2、延迟滤波限幅法

　　　　MOVE—移动保持指令（使能端EN=1，OUT=IN。EN=0，OUT保持前次值）
　　　　GE—大于等于指令（OUT=1，IF IN1≥IN2）
　　　　LE—小于等于指令（OUT=1，IF IN1≤IN2）
　　　　HL—上限设定值
　　　　LL—下限设定值
　　　　LG—延迟滤波指令（其曲线如下图）
　　　　TIME—延迟滤波时间

　　注释：功能基本和限幅法相同，只是在输入端增加了一个延迟滤波器，对输入信号起到了延迟缓冲的滤波。

　　优点：有效地抑制了周期性的脉冲干扰。平滑度比限幅法有所改善。
　　缺点：信号响应速度减缓。



　　3、延迟滤波比较法

　　　　LG—延迟滤波器
　　　　SUB—减法指令
　　　　ABS—值指令
　　　　GE—大于等于指令
　　　　HL—大偏差值
　　　　TIME—延迟滤波时间

　　注释：正常情况输入信号IN-AI经过一阶延迟滤波后直接输出，OUT=IN-AI的值；当有突变信号时，输入信号IN-AI经过一阶延迟滤波后与含有突变信号的输入信号IN-AI相减取值（无论出现正偏差还是负偏差），与HL值比较，若大于等于HL的预设值，OUT1=1，将LG—延迟滤波器切换成跟踪状态，此时OUT就保持了输入信号IN-AI突变前的值。直到突变信号减弱，OUT1=0，OUT=IN-AI。

　　优点：对周期性干扰具有良好的抑制作用。平滑度高。
　　缺点：灵敏度取决于TIME—延迟滤波时间的大小。


　　4、积分消抖滤波法

　　　　LG—延迟滤波器
　　　　SUB—减法指令
　　　　GE—大于等于指令
　　　　LE—小于等于指令
　　　　OR—或门（自做的DFB功能块）
　　　　NOT—非门
　　　　TON—延时输出
　　　　EOR—异或门
　　　　MOV—移动保持指令
　　　　PI—比例积分调节器
　　　　HL—大正向偏差值
　　　　LL—大负向偏差值
　　　　TIME—延迟滤波时间
　　　　TIME1—延迟输出时间
　　　　TIME2—延迟滤波时间
　　注释：参数设置：LG（TIME=1S），TON（TIME1=10S），LG1（TIME=30S），HL=0.2，LL=-0.2 ，PI（TI=10S，将P放开封锁成为纯积分调节器）

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　　一、 小信号在变化幅度中变化时

　　1、 终状态：此时为稳态，输入与输出相近。OR输出为“0”，NOT=1，TON时间已超出10S，EOR=0，MOV不保持，PI不积分，SUB=0，信号走PI的跟踪回路，LG1滤波后输出。正常的信号流向：IN→LG→PI的跟踪→LG1（滤波30S）→输出

　　2、 小信号的暂态变化：（在TON=10S之前）OR=0，NOT=1，TON未到10S，EOR=1，MOV保持，PI积分作用，LG1未起作用，输出跨越LG1（TIME=30S），直接到输出端，此时为线性跟踪滤波状态。



　　二、 信号大幅度变化时（≥HL，≤LL）

　　OR=1，NOT=0，TON不起作用，EOR=0，所以LG1（TIME=30S）不起作用，PI不起作用走跟踪。正常的信号流向：IN→LG→PI的跟踪→LG1的跟踪→输出



　　三、 总结：

　　1、 小信号在10秒之内，经过LG（TIME=1S），PI的积分作用，跳过LG1（TIME=30S），直接输出，实现输入信号的滤波和跟踪状态。

　　2、 小信号在10秒之后，经过LG（TIME=1S），PI的跟踪和LG1（TIME=30S）跟踪输入。

　　3、 大信号变化时，LG（TIME=1S）作用，LG1（TIME=30S）不起作用，此时为输出快速跟踪。


　　优点： 对于被测参数有较好的滤波效果， 对周期性干扰具有良好的抑制作用，平滑度高。

　　缺点： 对于变化缓慢的输入信号响应慢。



　　结束语

　　上述所分析的方法，均在生产实际中得到检验，取得了一定的效果，并随着生产实际的需要和经验的积累，不断完善其对干扰的软件处理方法。

　　参考文献：Modicon Quantum系列PLC，Concept2.6中文手册

　　另付：积分消抖滤波法利用Concept2.6的编程。并且本论文涉及的功能指令块各管脚的用法均参考下图及Concept2.6中文手册。