松下PLC的鏈接控制探討

武振海

（太原風(fēng)華信息裝備股份有限公司，山西太原，030024）

?

松下PLC的鏈接控制探討

武振海

（太原風(fēng)華信息裝備股份有限公司，山西太原，030024）

摘要：介紹了基于松下FPXHC60T系統(tǒng)的PLC鏈接控制。在具體的項(xiàng)目中如何選用PLC鏈接比較合適，使用PLC進(jìn)行鏈接時(shí)的硬件連接接線，端口的設(shè)置過程和編制典型的程序；最后介紹了PLC鏈接的響應(yīng)時(shí)間及其計(jì)算方法。

關(guān)鍵詞：PLC鏈接；硬件連接；端口設(shè)置；程序編制響應(yīng)時(shí)間

PLC（Programmable Liabc Con.troller），是一種在傳統(tǒng)電氣控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上融合了自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)而不斷發(fā)展完善起來的新型工業(yè)控制裝置，具有使用方便、編程簡(jiǎn)單、可靠性高、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛.目前PLC已發(fā)展到過程控制、運(yùn)動(dòng)控制等諸多領(lǐng)域。

根據(jù)PLC的外形和硬件安裝結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可將PLC分為整體式、模塊式。（1）整體式結(jié)構(gòu)是將PLC的電源、中央處理器、輸入/輸出部件裝在一個(gè)箱體內(nèi)。整體結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格低，但主機(jī)的I/O點(diǎn)數(shù)固定，使用不靈活。一般小型PLC多采用這種結(jié)構(gòu)，（2）大、中型PLC，常采用模塊式結(jié)構(gòu)，PLC由機(jī)架和模塊兩部分組成，模塊安插在插座上，模塊插座焊在機(jī)架總線連接板上，有不同槽數(shù)的機(jī)架供用戶選用，各機(jī)架之間用接口模塊和電纜相連，可擴(kuò)展性好，價(jià)格高。

1 PLC鏈接應(yīng)用

PLC的鏈接是基于多臺(tái)PLC的互相連接，不同設(shè)備間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。一臺(tái)設(shè)備中多臺(tái)小型PLC的鏈接可以實(shí)現(xiàn)中大PLC才能實(shí)現(xiàn)的功能。主要是可以控制多軸數(shù)電機(jī)。PLC鏈接控制時(shí)可指定一個(gè)PLC作為主PLC，承擔(dān)主邏輯程序，發(fā)命令到其他PLC，接收其他PLC完成命令的反饋等。其他的PLC獨(dú)立完成所控制電機(jī)的定位動(dòng)作，再把完成信號(hào)傳送給主PLC。

以下就我司所做LRB-180連線式熱板機(jī)為例，介紹松下PLC的鏈接控制。

LRB-180連線式熱板機(jī)共有7個(gè)伺服電機(jī)，4個(gè)步進(jìn)電機(jī)，開關(guān)、按鈕、傳感器、伺服報(bào)警、溫度控制等輸入點(diǎn)60個(gè)左右，脈沖輸出、電磁閥、指示燈等輸出點(diǎn)50個(gè)左右。如果使用模塊式結(jié)構(gòu)的PLC，基于集電極開路的定位模塊一般能控制4個(gè)軸，加上輸入輸出模塊共需6個(gè)左右，成本比較高。

松下FPXHC60T小型PLC可進(jìn)行6軸位置控制，有32個(gè)輸入點(diǎn)，28個(gè)輸出點(diǎn)。兩臺(tái)松下PLC最多可控制12軸，輸入輸出點(diǎn)也滿足設(shè)備要求。我們指定PLC1為主PLC，進(jìn)行2臺(tái)PLC的鏈接控制。

2 PLC鏈接的設(shè)置

2.1硬件連接

FPXHC60T自身只帶有一個(gè)通訊口COM0，由于PLC1需要和觸摸屏進(jìn)行通訊連接，所以我們擴(kuò)展一個(gè)RS232通訊模塊，并把它插在PLC1的擴(kuò)展接口上，和觸摸屏進(jìn)行連接，COM0端口和PLC2的COM0端口進(jìn)行鏈接。硬件接線同標(biāo)準(zhǔn)RS232通訊接線。PLC1的COM0端口的RS、RD、SG分別連接PLC2的COM0端口的RD、RS、SG。

2.2軟件設(shè)置

2.2.1PLC站號(hào)設(shè)置

PLC站號(hào)分別設(shè)置為1和2，通信模式設(shè)置為PC-link，如圖1所示。

圖1　PLC站號(hào)設(shè)置

2.2.2鏈接繼電器和鏈接寄存器的設(shè)置

PLC鏈接之間的數(shù)據(jù)交換是通過鏈接繼電器和鏈接寄存器來實(shí)現(xiàn)的。使用鏈接繼電器時(shí)，1臺(tái)PLC的鏈接繼電器觸點(diǎn)設(shè)為ON后，網(wǎng)絡(luò)中存在的所有其他的PLC的相同鏈接繼電器全部變?yōu)镺N；使用鏈接寄存器時(shí)，1臺(tái)PLC的鏈接寄存器內(nèi)容被改寫后，網(wǎng)絡(luò)中存在的所有其他PLC的相同鏈接寄存器的內(nèi)容都將被改為改寫的值。

無論是鏈接繼電器還是鏈接寄存器，對(duì)單個(gè)PLC來說。都分為“發(fā)送區(qū)域”和“接收區(qū)域”。對(duì)于鏈接繼電器，發(fā)送區(qū)域是該P(yáng)LC可以將其置為ON或者OFF，接收區(qū)域是該P(yáng)LC只能接受該鏈接繼電器的ON或者OFF狀態(tài)，而不能控制它。對(duì)于鏈接寄存器，發(fā)送區(qū)域是該P(yáng)LC可以給其賦值或讀值，接收區(qū)域是該P(yáng)LC只能讀取該鏈接寄存器的數(shù)值。如圖2，鏈接繼電器和鏈接寄存器從發(fā)送區(qū)域可以向其他PLC的接受區(qū)域發(fā)送，接收端的接受區(qū)域必須有與發(fā)送端編號(hào)相同的鏈接繼電器和鏈接寄存器編號(hào)。

下面進(jìn)行鏈接專用內(nèi)部繼電器和鏈接寄存器的相關(guān)設(shè)置。最多可在16站的PLC之間交換鏈接繼電器1008點(diǎn)，鏈接寄存器128字的數(shù)據(jù)。以下基于2個(gè)站的鏈接設(shè)置，圖3為PLC1的設(shè)置，圖4為PLC2的設(shè)置。

圖2　區(qū)域分配

在本例中，根據(jù)圖3、圖4中的設(shè)置所示，PLC1中的鏈接繼電器WL0-WL30，PLC2的鏈接繼電器WL31-WL61是其發(fā)送區(qū)域。PLC1中的WL31-WL61，PLC2中的WL0-WL30是其接受區(qū)域。同樣，PLC1中的鏈接寄存器LD0-LD60、PLC2中的鏈接寄存器LD61-LD127是其發(fā)送區(qū)域。PLC1中的鏈接寄存器LD61-LD127、PLC2中的鏈接寄存器LD0-LD60是其接受區(qū)域。

圖3　PLC1鏈接設(shè)置

圖4　PLC2鏈接設(shè)置

3 PLC鏈接的程序

3.1控制運(yùn)動(dòng)程序

我們應(yīng)用它來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)PLC控制11個(gè)電機(jī)軸。PLC1控制PLC2進(jìn)行電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制，并且PLC2在其相應(yīng)電機(jī)定位完成后反饋信號(hào)給PLC1。

我們作如下一段程序，PLC1鏈接繼電器L100前面的條件接通后，置ON L100（第2112步）、PLC2中的L100狀態(tài)也跟著為ON，置ON PLC2的內(nèi)部繼電器R400（第1159步）、PLC2啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)定位。定位完成后，PLC2置ON鏈接繼電器L400（第4112步）、PLC1中的L400狀態(tài)也為ON，PLC1關(guān)掉鏈接繼電器L100（第2122步）、PLC2中的L100下降沿關(guān)掉L400（第1171步）。圖5為PLC1中的程序。圖6、圖7 為PLC2中的程序。

圖5　PLC1定位鏈接程序

圖6　PLC2定位鏈接程序（1）

圖7　PLC2定位鏈接程序（2）

3.2控制IO程序

PLC1通過鏈接讀出PLC2的輸入信號(hào)。如圖8所示，PLC2的輸入信號(hào)X0在接收到輸入信號(hào)后，接通鏈接繼電器L500，傳送到PLC1中。PLC1通過鏈接控制PLC2的輸出信號(hào)。如圖9所示，PLC2的輸出信號(hào)Y1A由PLC1控制的鏈接繼電器L1A控制接通或斷開。

3.3報(bào)警

內(nèi)部特殊繼電器R9050是鏈接傳輸異常標(biāo)志。使用MEWNET-W0鏈接單元時(shí)鏈接區(qū)域的設(shè)置中存在異常時(shí)，或在link1中發(fā)生傳輸異常時(shí)R9050會(huì)置ON。

4 PLC鏈接的響應(yīng)時(shí)間

一個(gè)發(fā)送周期（T）的最大值可用下面公式計(jì)算：

T=Ts1+Ts2+……+Tsn+Tlt+Tso+Tlk.其中Ts是每一站的發(fā)送時(shí)間，Tlt是鏈接表發(fā)送時(shí)間，Tso是主站掃描時(shí)間，Tlk是鏈接加入處理時(shí)間。

2臺(tái)鏈接中沒有未加入站，各PLC掃描時(shí)間是5 ms時(shí)，根據(jù)公式計(jì)算T最大=Ts+Tlt+Tso= 44.072*2+1.632+5=94.776ms。

圖8　PLC2中輸入點(diǎn)鏈接程序

圖9　PLC2中輸出點(diǎn)鏈接程序

公式的各個(gè)項(xiàng)目用以下方法計(jì)算：

①Ts（每一站的傳輸時(shí)間）

TS=掃描時(shí)間+Tpc（PC（PLC）鏈接發(fā)送時(shí)間）

Tpc=Ttx（每1字節(jié)的發(fā)送時(shí)間）×Pcm（PC（PLC）鏈接發(fā)送字節(jié)容量）

Ttx=1/（傳輸速度kbps×1000）×11 ms…115.2 kbps時(shí) 約0.096 ms

Pcm=23+（繼電器字?jǐn)?shù)+寄存器字?jǐn)?shù)）×4（ASCII碼為4倍）

②Tlt（鏈接表發(fā)送時(shí)間）

Tlt=Ttx（每1字節(jié)的發(fā)送時(shí)間）×Ltm（鏈接表發(fā)送容量）

Ttx=1/（傳輸速度kbps×1000）×11 ms…115.2 kbps時(shí) 約0.096 ms

Ltm=13+2×n（n=加入的站數(shù)）

③Tso（主站掃描時(shí)間）

用編程工具查看。

④Tlk（鏈接加入處理時(shí)間）…沒有未加入站時(shí) Tlk=0

Tlk=Tlc（鏈接加入指令發(fā)送時(shí)間）+Twt（加入等待時(shí)間）

+Tls（鏈接異常停止指令發(fā)送時(shí)間）+Tso（主站掃描時(shí)間）

Tlc=10×Ttx（每1字節(jié)的發(fā)送時(shí)間）

Ttx=1/（傳輸速度kbps×1000）×11 ms…115.2 kbps時(shí) 約0.096 ms

Twt=初始值400 ms（用SYS1指令可變更）

Tls=7×Ttx（每1字節(jié)的發(fā)送時(shí)間）

Ttx=1/（傳輸速度kbps×1000）×11 ms…115.2 kbps時(shí) 約0.096 ms

Tso=主站掃描時(shí)間

5　結(jié)束語

PLC鏈接控制在單臺(tái)設(shè)備中的應(yīng)用，作者認(rèn)為有以下優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：成本低。同樣控制11軸，輸入輸出點(diǎn)在110個(gè)左右，使用模塊PLC，成本是使用小型PLC鏈接方法的4倍以上。缺點(diǎn)：每臺(tái)PLC都需要單獨(dú)的程序，編制和調(diào)試過程比起使用單臺(tái)PLC來較困難。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 張鳳珊.電氣控制及可編程序控制器［M］.2版.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2013．

［2］ 馬志溪.電氣工程設(shè)計(jì)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012．

［3］ 史國(guó)生.電氣控制與可編程控制器技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003．

［4］ 郁漢琪.電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)［M］.南京：東南大學(xué)出版社，2011．

［5］ 張萬忠.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011．

作者介紹：

武振海（1983-），男，工程師，2005年畢業(yè)于中北大學(xué)電子信息工程專業(yè)，現(xiàn)從事電子專用設(shè)備的研制與開發(fā)。

中圖分類號(hào)：TP311

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1004-4507（2016）07-0032-05

收稿日期：2016-05-23

Discuss about the PLC PC-LINKof Panasonic

WU Zhenhai

（Taiyuan Fenghua Iinformation Equipment Co.，Taiyuan 030024，China）

Abstract：This text introduce the control of PLC PC-LINK which base on Panasonic FPXHC60T.How to use PLC PC-LINK to appropriate project；the hardware connection of PLC PC-LINK，set up the port，and making programe.In the end，the text introduce how to compute the response.

Keywords：PLC PC-LINK；Hardware connection；Port setup；Making programme response time