Omron PLC、变频器的优化使用

朱富良，刘建生，杨丽姗，侯邑平，杜淑光

ZHU Fu-liang, LIU Jian-sheng, YANG Li-shan, HOU Yi-ping, DU Shu-guang

(北京利玛环太科技有限公司，北京 100120)

1 传动控制

传动控制主要是电机的控制，某设备有2个电机（带减速器）同时驱动运转。采用了Omron 可编CP1L和变频器3G3MZ进行控制。

CP1L可以扩展通讯接口（RS-442/485、RS232），本身采用标准的USB数据线编程，十分方便。3G3MZ变频器有标准RS485接口、外部端子控制，功能比较齐全。

实施过程中，首先采用了如图1所示结构进行控制。采用标准RS485通讯方式（通过Modbus-RTU简易主站功能，用通讯方式对Modbus从站（变频器）进行控制）来实现控制及数据采集。这样的控制方式接线简单，不占用PLC的输入输出点，所有控制都用通讯实现，即完成了启停控制，也实现了变频器数据的实时读取频率。

图1 PLC与变频器通讯控制图

但是，在实际的使用过程中出现了问题。3G3MZ变频器的RS485口是标准网线（5类线）的接口，这种线比较细，容易断，控制的可靠性较低。现场的实际环境有比较恶劣，有时会出现通讯，导致变频器停止。

综合考虑，采用了一种更加可靠的控制方式：使用控制回路端子来实现控制如图2所示。不需要和PLC做通讯就可以实现PLC对变频器的起、停的控制。同时保留RS485通讯，读取变频器参数（如频率）。这样的传动控制可靠、简洁、实用。

图2 PLC与变频器端子控制图

2 通讯及监控

将所有的控制元件（PLC、温控表等）连接到一起，与上位计算机连接，实现数据的采集、记录、查询等功能。这对设备的维护，产品的品质控制等都十分有用。

对于大型的系统设备而言，监控需要注意以下几点：

1）由于现场不同设备连接在一起，使用了不同的通讯协议，所以，每个设备都有各自的通讯线路。

2）对于某些运动、静止相结合的设备，计算机是固定，各种运动设备上的数据要采集到电脑；这样的情况，使用无线通讯的方式来实现通讯，即方便又可靠。

3）不同的设备都要有不同通讯口（如RS-485串口），而一台计算机上的通讯设备有限，很难同时安装多种通讯口；有些通讯协议的传输距离又有限制。所以，尽可能的减少接口、减少不同的通讯协议的使用。

图3 监控通讯结构图

从多方面考虑，现场使用以太网十分有效，既能保证数据传输的质量、速度，也方便上位计算机的安装，只要接通以太网，任何地方都可以实现监控。工业以太网、无线以太网的设备已经十分成熟，有利于安装使用、后期维护。

通讯大致可以采用以下结构如图3所示。

例如：为某生产厂家设计的一个设备，需要监控设备的各种参数：现场报警、设备运转情况、工艺参数等。这些设备数据都有不同的控制元件。将这些元件组合在一起就要全面考虑。

该设备用到国内知名厂家的真空计，设备身上安装Omron的PLC实现控制，而且这些都在一个运动的部件上。

先采用了分路采集、控制：真空计和PLC分别通讯，实现监控（如图4所示）。

图4 分路数据采集图

这样的安装，在实际实施中发现几个缺点：1）分2路连接，即费时间，又费材料，增加施工难度；2）分2路连接，上位计算机在采集数据时，对应的工业组态软件就需要针对2个设备做不同的驱动程序，大大增加工作量，也增加了调试难度。

所以，换用更加实用的连接方法接线：使用PLC有2个通讯接口的优点，一个扩展口与测量器件相连，通过PLC编程来实现数据的采集；另一个扩展口将PLC连接在一起（PLC的连接有标准协议）；然后上位电脑通过读PLC来采集数据（如图5所示）。

实际使用中发现，这样的接法有几个优点：

1）真空计间的通讯连接线可以省去，为现场施工减少了工作量。

2）对于真空度而言PLC程序的编写及调试相比于工业组态软件的更改更加的方便、灵活、可靠。而且设备上可以混装不同品牌、不同通讯协议的真空计。

3）工业组态软件针对欧姆龙PLC的硬件驱动的支持很全面，不需要做改动。

图5 集成数据采集图

3 结束语

在不同设备的控制的实现，要多方面的考虑；不同的方案要结合设备的实际情况，比较各自的优缺点，充分的发挥所选控制元件的优点，实现最优的控制需求。

[1]欧姆龙CP1L OP Manual W462-CN5-01.

[2]欧姆龙CP1L编程手册W451-E1-03.

[3]欧姆龙3G3MZ Leaflet和3G3MZ操作手册.