PLC在文本显示器TD200的应用

    在有些控制中，需要设定和显示的参数及状态较多，尽管可采用拨码开关或数码显示器输入或显示参数节省一些I/O点，但I/O点的使用数量还是较多，又不直观，此时多采用文本显示器或人机界面( HMI)与CPU以通信的方式组成控制系统。下面以“全自动汽水混合器”的控制为例介绍文本显示器TD200的应用。8.4.1 控制要求、工艺过程、控制原理分析    “全自动汽水混合器”原理示意如图8 -21所示，控制要求如下。    1)当水箱水位未到控制水位时，冷水阀门开启；负压泵开启：    2)负压泵开启后，若出水温度（水箱进口温度）低于设定温度，蒸汽阀开启，当水温达到设定温度时，蒸汽阀关闭。
    图8-21    全自动汽水混合器示意图    3)当水箱水位达到控制水位时，冷水阀门关闭，但水箱温度未达到水箱设定温度时，负压泵继续运转，使水箱内部水循环加热。    4)当水箱内水温达到设定水温、水位达到控制水位时，蒸汽阀关闭，负压泵停止。    5)温差控制在±5℃以内即可。    从上面的控制要求可知，需检测水箱内水温和水箱进口水温。温度控制精度较低、又有高温蒸汽，选取调节阀硬件成本和控制成本都较高。为此冷水阀和蒸汽阀全部选取电磁阀。但为避免加温时温度超调量过大，采用两台蒸汽阀，当出水温度（水箱进口温度）与设定温度相差较大时，两台蒸汽阀都打开；出水温度接近设定温度时，关闭一台蒸汽阀，出水温度等于或大于设定温度时，两台蒸汽阀全部关闭。8.4.2  PLC选型和资源配置    系统需要设定的参数有：“水箱水温”、“1#蒸汽阀控制温度”、“2#蒸汽阀控制温度”、“控制温度范围”，需要显示的参数有：“水箱水温”、“水箱进口水温”、“负压泵热故障”等：若采用数字输入输出控制，所用的I/O点较多，硬件成本和工作量都较大。而采用文本显示器与CPU以通信方式组成系统，硬件电路就非常简单，成本也很低，如图8-22所示。此种方式使用的数字量I/O很少，选择型号为6ES7 212-1BB23-OXBO的CPU即可满足要求。温度检测2点，并且测量温度最大不超过100℃时，可选择直接连接热电阻的热电阻输入模块6ES7 231-7PB22-0XA0。I/O分配如表8-4所示。
    图8-22    CPU与TD200通信连接示意图    表8-4    I/O地址分配表
8.4.3 TD200配置和控制程序说明    1．TD200配置    使用TD200之前首先应对TD200进行配置。运行STEP7 -Micro/WIN编程软件，选择“工具”菜单中的“TD200向导”进入，按向导提示，下面就介绍该实例中TD200的配置过程。    第一步：进入“简介”栏，选择已有配置。    第二步：进入“型号和版本选择”栏，选择TD200 2.1版或更早的版本。    第三步：进入“本地化”栏，选择简体中文。    第四步：进入“标准菜单和密码”栏，选择启用TOD菜单，启用强制菜单，一般不启用密码保护。    第五步：进入“功能键和更新速率”栏，选择默认设置，即保留M内存中的字节0；F键设置M位；信息更新速率设为“尽快”。    第六步：进入“文本行数及信息画面数量”栏，选择两行文字，配置6个信息画面。    第七步：进入“内存分配”栏，如图8 -23所示。
    图8-23    内存分配界面    第八步：进入“信息”栏，如图8 -24所示。输入需要显示的文字如“水箱温度”和字符“℃”等，将光标移动到需要显示数据的位置，选择“嵌入数据…”命令，进入“嵌人数据”栏，选择完毕按“确认”返回，如图8 -25所示。
    图8-24    信息画面1
    图8 -25    信息画面1“嵌入数据”    需要注意的是，因为每行只能显示20个字符或10个汉字，所以注释性的文字要精炼。    信息画面1配置完成，选择“下一条信息>”命令，按以上方法依次配置信息画面2至信息画面6。最后一个信息画面6配置如图8 -26和图8-27所示，因为信息画面6需要设定数据，所以在“嵌入数据”画面需要将“允许用户编辑此数据”勾选。
    图8 -26    信息画面6
    图8 -27    信息画面6“嵌入数据”    第九步：完成并保存TD200配置。    TD200的配置数据保存在数据块中，如图8-28所示。需要注意的是，在使用TD200的系统中，应将数据块下载到PLC巾，并且TD200与PLC联机后还需设置相关参数。
    图8-28    TD200配置数据    2．控制程序说明    本例主要讲解文本显示器TD200的应用，其他控制程序在此不再赘述。TD200子程序主要包括信息画面的切换、参数显示、参数设定几部分。    图8 -29所示为切换画面l的程序，当信息启用位V14.7=1，即VB14=16#80时，显示画面1。有以下几种方法可切换到画面1：-种是从画面6即最后画面(VB14=16 #04)按“UP”键；一种是从面面2( VB14 =16#40)按“DOWN”键；一种就是从原始画面(VB14=16 #00)任意按“UP”或“DOWN”键；还有一种是直接按“F1”键(M0.0=1)，上电首先显示画面1(SM0.1 =1)。
    图8-29     TD200子程序网络1    信息面面2～信息画面4的切换程序，如图8-30所示。    信息蕊面5和信息画面6的切换程序，如图8-31所示。    信息画面分两行显示水箱温度和水箱进口温度值，如图8-32所示。    信息画面2用于设定水箱温度值，如图8-33所示。    信息画面3用于设定1#蒸汽阀的控制温度值，如图8-34所示。    信息画面4用于设定2#蒸汽阀的控制温度值，如图8-35所示。    信息画面5用于显示负压泵热故障，如图8-36所示。    信息画面6用于设定温度范围值，如图8-37所示。
    图8-30    TD200子程序网络2～网络4
    图8-31    TD200子程序网络5和网络6
    图8-32    TD200子程序网络7和网络8
    图8-33    TD200子程序网络9和网络10
    图8-34    TD200子程序网络11和网络12
    图8-35    TD200子程序网络1 3和网络14
    图8-36    TD200子程序网络15
    图8-37    TD200子程序网络l6和网络178.4.4 设计小结    人机界面采用通信方式与CPU交换数据，节省I/O点，并且显示直观、清晰，因此在PLC控制系统中得到了广泛的应用。本例详细介绍了文本显示器TD200的配置步骤和方法，以及如何编制与文本显示器TD200有关的信息画面切换程序、参数显示程序、参数设定程序等。为减少程序扫描时间，数据的显示和设定均使用定点数，即如在数据块中定义数据为小数点后一位数，在TD200上显示的“5.0℃”在程序中表示为“50”。    为避免数据的误设定，对输人数据处理后再进行控制。对采样值的处理方法可参照实例3。