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| 品牌 | Siemens/西门子 | 应用领域 | 化工,电子,电气 |
|---|---|---|---|
| 产地 | 德国 | 品牌 | 西门子 |
西门子S120电源模块6SL3130-6TE21-6AA4
PLC扩展控制器的设计及其应用
可编程控制器（PLC）在众多程控系统中已得到了广泛的应用。它以其高可靠性、逻辑控制的设计实现方便灵活的控制等优点，成为许多工程技术人员必须掌握的主要二次设备之一。
在实际应用中，程控系统往往采用模拟屏上的设备灯来实时反映各设备状态，而模拟屏上各设备灯的亮、灭、闪等状态通常由PLC输出点直接控制，虽然PLC处理点灯问题也比较方便。但在设备灯很多（尤其是在百只以上）的情况下，如果仍由PLC直接控制点灯，一方面需占很多PLC输出点，即需很多输出模板和较多的投资。另一方面也占用了主机很多处理时间。当主机负荷较高，则会影响实时性。如果能设计出一种PLC扩展控制器，通过串行通信接受主机指令，点灯、熄灯、闪烁等工作由它自行完成，则一方面可以节省较多费用，另一方面可以简化PLC的编程，提高控制的实时性。
笔者在设计半山电厂全厂输煤程控系统的模拟屏的点灯处理时就遇到了如下情况。该系统采用AB公司的大型可编程控制器PLC－5，由于模拟屏上需控制的设备灯的数量多达300多只，采用PLC直接控制点灯，则需要16点、24 V的开关量输出模板10多块，由于需显示皮带的流动效果，PLC需不停地对灯进行控制，影响程控的实时性。基于这种情况，笔者设计开发了以ATMEL89C2051单片机为核心的PLC扩展控制器实现点灯，它通过与PLC的CPU模块进行通讯来实现，以代替10多块PLC输出点。
二、扩展控制器设计
1、整体结构
AB公司的PLC－5的CPU模板带一个RS－232串行通信口，PLC自身编程及与上位机的通讯通过DH＋网实现，该串行口也可以由用户自己控制使用，因此，它可以用于实现与扩展控制器的通讯功能。
半山电厂输煤程控系统采用的模拟屏上共有21条皮带，长短不一，都要考虑流动效果。采用分散控制方式，每条皮带设计1个扩展控制器，共21个扩展控制器，每扩展控制器可以控制6个输出点，21个扩展控制器采用主从式树型连接、异步串行通信。其组成结构如图1所示（点灯部分以9号皮带为例）。
2、扩展控制器设计原理
（1）硬件设计
ATMEL公司生产的MCS－51兼容系列单片机89C2051单片机，内含2 KBFlash Memory，外围电路简单，在微型控制器中设计相当方便。设置开关可设置控制器编号，控制器基本结构如图2所示。
由图2可见，该控制器线路简洁，并不存在单片机系统中常见的外部数据RAM，外部程序ROM等外围芯片，只需加一片232通信转换芯片即可。整体尺寸为50 mm×50 mm，只有手掌般大小。输出功率部分用8050三极管，开路集电极输出，输出电流可达1 A以上，系统最长皮带可有23只灯，每只灯额定电流只有20 mA，负载总电流不到0．5A。
（2）扩展控制器软件设计
有了以上的设计思路，2051的编程就变得比较容易了。基本实现方法是PLC将各条皮带的状态实时地分级传送至各皮带的的扩展控制器，各控制器识别自身的编号后取对应的灯信号信息实时刷新模拟屏点上状态灯。皮带灯滚动频率、滚动方式（明流动或暗流动）都由PLC程序直接控制（用户可在PLC的人机界面上修改）。
该程序设置两个中断源，其一是串行口接收中断，接收点灯信息，其二是50 ms的内部时间中断，用来控制灯闪烁或灯流动。主程序流程框图如图3所示。
三、系统投用情况
该系统自1998年11月在半山电厂安装运行，至今情况良好。由于扩展控制器与PLC之间的通信采用了光电隔离，使得整个点灯回路与PLC安全隔离，从硬件上保证了系统的安全性、可靠性。
使用了扩展控制器后，一方面节省了成本，另方面简化了PLC的编程，降低了PLC的CPU负荷，使PLC系统的实时性得到了很大的改善，提高了系统的可靠性
西门子S120电源模块6SL3130-6TE21-6AA4
二、简洁而不简单
对于大部分企业自我研发的3D打印切片软件而言，为了追求简略的打印方式，往往节俭设计，从而达到所谓的“简"操作模式。同时为了提高打印机的性能，不惜把软件和打印机限定。但对EasyPrint感到欣慰的是，该软件在追求简洁的同时，还兼容其他品牌打印机。
1、 手动控制：
对于3D打印机而言，手动操控貌似可有可无的功能，部分切片软件甚至只保留了挤出机和热床的预热功能。而在实际操作中，手动控制不仅可以对喷嘴和热床进行水平校正，同事可以在进行打印前对打印机进行检测，从而避免打印过程中出现无法挤出材料等问题;
2、 打印过程预览
3D打印机不同于平面打印机，3D打印机打印时间较长，如果进行更为的打印，打印时间将直线上升，特别是在某些特定场所，用户可以通过打印过程预览了解打印进程;
3、 远程读取SD卡
模型不在PC端?把SD卡插入打印机，直接在EasyPrint上选择“SD卡管理器"，载入模型后，即可进行打印，从而节省用户操作时间;
4、 模型自动区分
在多个模型共同打印时，EasyPrint可对模型范围进行区分，当模型与模型之间有交互时，该软件会在切片前提示用户，避免打印出错;
5、 个人专属打印模式
不同的材质和规格会打印出不同的模型，这对用户而言是较为看重的选项，EasyPrint可以根据用户的个人需求建立属于个人的打印格式，在打印前进行选择，打印机即可按照个人要求进行切片工作;
6、 兼容其他3D打印设备
EasyPrint虽然是捷泰技术开发的切片软件，但其并没有成为捷泰技术旗下的专属切片软件。其通过设置“通讯波特率"，从而使其与其他打印机相连接，同时用户也可以设置X、Y、Z轴等数据，使EasyPrint符合其他品牌打印机的要求。
三、为桌面级3D打印机而生
从总体上看该切片软件，其更偏向于简化3D打印工作的功能，而不是针对某一阶段的用户，虽然其简便快捷的操作模式对于初学者具有较大的吸引力，但其同时具备用户所需的功能。
总的来说，该软件的终目的是为了简化3D打印流程，给用户的体验效果，使3D打印变成一种乐趣和享受