一． 概述
在自動化控制領(lǐng)域中,，相同功能有不同實(shí)現(xiàn)方式，針對不同的設(shè)備對精度和響應(yīng)速度的要求,，選用合適的定位控制系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的性價比,。本文介紹的一種應(yīng)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(shí)現(xiàn)的定位控制的實(shí)際應(yīng)用。
二． 控制思路
橫移車是鋼管生產(chǎn)線中不可缺少的輔機(jī)設(shè)備,，它主要完成將前一工序生產(chǎn)的鋼管搬運(yùn)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(shí)現(xiàn)全自動準(zhǔn)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(yùn)算處理與設(shè)定位置作比較，控制變頻器的多段速度,，從而實(shí)現(xiàn)橫移車的準(zhǔn)確 定位控制,。因?yàn)榭紤]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(gòu)成和特點(diǎn)
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(shè)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(yùn)轉(zhuǎn)，到位時準(zhǔn)確停止,。為了實(shí)現(xiàn)精確定位還設(shè)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(zhǔn)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(yuǎn),，在橫移車上放置了遠(yuǎn)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(yuǎn)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(hù)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(diǎn),，PLC的輸出點(diǎn)也減少了。
2．高速計數(shù)器模塊ET200S的應(yīng)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(zhǔn)確定位精度,。
精確定位過程如下：
首先設(shè)定好橫移車運(yùn)行的一個方向?yàn)檎较颍用}沖），當(dāng)橫移車向設(shè)定的位置運(yùn)行時（工作運(yùn)行速度）,，高速計數(shù)器自動進(jìn)行加/減速計數(shù),，在距離設(shè)定位置300—400mm時，控制變頻器的輸出頻率,，以低速運(yùn)行,，在到達(dá)設(shè)定的位置時，停止變頻器的輸出,，同時實(shí)施機(jī)械抱閘,，完成了準(zhǔn)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(dāng)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(jìn)行硬件配置時,，對掛在總線PROFIBUS 站點(diǎn)都分配了物理地址，PLC與變頻器進(jìn)行通訊也有相應(yīng)的物理地址,，CPU內(nèi)部有專用通訊功能塊SFC14,，SFC15,，使用內(nèi)部的寄存器DB塊存放數(shù)據(jù)，當(dāng)PLC對變頻器進(jìn)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(guān)功能的地址，然后依據(jù)這些地址進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入和讀出,，才能實(shí)現(xiàn)對變頻器的控制,。
此控制系統(tǒng)變頻器需設(shè)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(rèn)值即可
結(jié)束語
通過這次的電氣改進(jìn)，現(xiàn)場布線減少,，自動化程度提高了,，人為參與減少了，加強(qiáng)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(qiáng)大和好用,。