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一．关于布线
1．信号线与动力线必须分开走线
使用模拟量信号进行远程控制变频器时，为了减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰，请将控制变频器的信号线与强电回路（主回路及顺控回路）分开走线。距离应在30cm以上。即使在控制柜内，同样要保持这样的接线规范。该信号与变频器之间的控制回路线长不得过50m。
2．信号线与动力线必须分别放置在不同的金属管道或者金属软管内部
由于水系统的两台富士变频器离控制柜较远分别为30m和20m，因此连接PLC和变频器的信号线如果不放置在金属管道内，极易受到变频器和外部设备的干扰；同时由于变频器无内置的电抗器，所以变频器的输入和输出级动力线对外部会产生极强的干扰，因此放置信号线的金属管或金属软管一直要延伸到变频器的控制端子处，以保证信号线与动力线的分开。
3．模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线，电线规格为0.5～2mm2。在接线时一定要注意，电缆剥线要尽可能的短（5-7mm左右），同时对剥线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包起来，以防止屏蔽线与其它设备接触引入干扰。
4．为了提高接线的简易性和可靠性，信号线上使用压线棒端子。压接端子选择如下图：
5．如无使用压线端子，接线时请注意：
二．关于接地
1．变频器的接地应该与PLC控制回路单独接地，在不能够保证单独接地的情况下，为了减少变频器对控制器的干扰，控制回路接地可以浮空，但变频器一定要保证可靠接地。在控制系统中建议将模拟量信号线的屏蔽线两端都浮空，同时由于在机组上PLC与变频器共用一个大地，因此建议在可能的情况下，将PLC单独接地或者将PLC与机组地绝缘开来。
2．变频器的接地
·400V级：C种接地（接地电阻10Ω以下）。
·接地线切勿与焊机及动力设备共用。
·接地线请按照电气设备技术基准所规定的导线线径规格。
如35KW的变频器接地线线径为22mm2，87KW的接地线线径为50mm2。
·接地线在可能范围内尽量短。由于变频器产生漏电流，与接地点距离太远则接地端子的电位不安定。
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·使用两台以上变频器的场合，请勿将接地线形成回路。如图：
3．变频器与电机间的接线距离。
变频器与电机间的接线距离较长的场合，来自电缆的高次谐波漏电流，会对变频器和周边设备产生不利影响。因此为减少变频器的干扰，需要对变频器的载波频率进行调整。
本系统应用广泛，适用于需要热水供应的场合，比如办公大楼，宾馆洗浴等，尤其适合太阳能资源比较丰富的地区。控制系统采用台达DVP40ES2 PLC、DVP04PT-E2、DVP04AD-E2，台达人机界面 HMI B07S515。本系统工作性能稳定，自动化程度高，尤其是恒温出水的设计节约了大量水资源，集热循环的设计使得太阳能热水高效循环进入水箱，辅助热源的加入很好的解决了太阳能资源不足天气情况下的热水供应。
台达系列人机界面，台达ES2系列CPU、台达PT-E2系列温度控制模块，台达AD-E2系列模拟量转数字量模块、太阳能集热器、电热丝(或空气源热泵等其它辅助热源)、保温水箱、洗浴控制泵、集热循环泵、电磁阀、温度传感器、液位传感器、功率变送器等，如图1所示。
(1)自动上水
水箱内装液位传感器p，水箱内水低于一定值时(20%)，自动补水阀上电，水箱自动补水，水位达到设定值时(90%)，自动补水阀断电，自动补水停止。
(2)集热循环
当集热器出水口水温(出水口安装温度传感器)高于水箱内水温，达到PLC设定启动温差(6-10摄氏度)时，集热循环泵启动;集热水箱中的低温水进入到真空管集热器组中，集热器中的相对高温水循环到集热水箱中，使水箱中的水温升高。当温差值降低到系统设定停止温差时(1-3摄氏度)，循环泵停止，集热循环停止。如此反复进行，逐渐将热量传递到水箱，使水箱中的水温度逐渐提升，直到达到洗浴要求的温度。
(3)管路恒温出水
恒温回水管路循环主要是针对室内的洗浴热水管道而言，为了保证洗浴时一开喷头阀门即有热水，同时减少无效冷水的浪费，必须安装热水回水管路，采取管路循环措施。管路循环采用定温循环方式，在室内热水回水管路中适当位置安装温度检测传感器和循环泵，设置一个温度范围来控制泵的运行。当管道内水温低于设定值时，启动洗浴管道循环泵，将管路中的低温热水打入保温水箱，当水温达到设定值时，管道循环泵停止运行。
(4)恒温控制
当水箱内水温低于一定值时，集热器不能达到洗浴热水的温度要气，此时开启水箱内电加热或其它辅助热源(空气源热泵)，以实现任何天气条件下都能保证有热水供应的要气。
(5)冬季防冻循环
室外管道(保温水箱和集热器之间)在寒冷的冬天可能被冻，因此必须有防冻循环功能;当集热器温度(检测传感器测温)低于一定值(2-5摄氏度)时，启动集热循环泵，将保温水箱中的热水打进集热器，防止管路结冻。
系统上位机选用HMI b7s515型号触摸屏以实现系统运行的可视化监测与控制，下位机选用台达系列PLC，主机CPU选用DVP40ES2，温度模块选用04PT-E2，AD模块选用04AD-E2。扩展模块还可加入功率变送器，监测电磁阀，循环泵以及辅助热源的功率，如图2所示。
(1)温度传感器所测得温度相关信号经PT模块转化为数字量后传回PLC的CPU，PLC的状态反应到触摸屏上，实现数据的实时监控，如图3所示。
图3 温度传感器PT100与DVP04PT模块的外部接线图
(2)水箱液位传感器测得电信号后，经液位变送器将电信号转化为4-20mA的标准电流信号后，经AD模块转换为数字量信号传回PLC，PLC根据设定值做出判断，控制水箱电磁阀的开启与断开，如图4所示。
图4 液位变送器与04AD-E2模块的外部接线图
另外，各温度传感器的测量温度直接代表各个组成部分的温度，以此来控制系统的运行，因此，温度传感器的安装位置极其重要。温度传感器安装处的水温必须能代表所测部分的平均温度。
(1)WPL Soft开发PLC控制程序
WPL Soft为台达电子可编程控制器DVP系列在Windows存在系统环境下所使用的程序编程软件，台达PLC采用可以编制程序的存储器，用来在其内部执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
系统控制的关键是温度、液位的比较，通过PLC的比较指令可方便的实现。
各扩展模块读取参数的频率、精度是本控制系统的关键，台达PLC提供的温度控制模块、AD转换模块可以轻松的实现系统的自动化控制。
(2)触摸屏人机界面(HMI)程序
触摸屏替代鼠标及键盘部分功能，安装在显示屏前端的输入设备，是人与控制系统之间传递、交换信息的媒介和对话接口，包括远距离的信息传递与控制，是控制系统的重要组成部分。在PLC控制程序中加入开关量，与HMI的寄存器相关联，实现HMI与PLC的关联，如图5所示。
图5 PLC程序控制集热循环泵的启动与停止
本应用通过台达PLC及其触摸屏实现了对热水系统的自动化控制及其监测，辅助热源的加入解决了单一太阳能受天气状况影响大的缺点(若辅助热源选用空气源热泵，则系统较之电加热具有显著的耗电量低、安全、舒适、绿色环保、低碳的优点)。
控制系统上，加入了温度、液位、功率等多个参数，反映到触摸屏上实现了运行系统的重要参数可视化监控。使用户对水箱内水温度，洗浴热水温度、水箱内水量，系统耗电量等多项参数有明确的掌握。实际系统运行稳定，维护保养方便,可推广性极强，尤其适合宾馆洗浴、办公大楼等场合的热水供应。此外，还可根据冬季室内取暖的要求，自动控制适宜温度的热水进入暖气管道，实现洗浴、采暖兼容的热水控制系统，如附表所示。
台达DVP系列PLC各型主机均内建2个通讯口的标准配置，即一个RS232和一个RS485通讯口，其RS232口主要用于上下载程序或作为与上位机、触摸屏通讯，而RS485口主要用于组建485网络，实现通讯控制。尤其值得一提的是EH机型可通过通讯功能卡扩充一个RS232或RS485通讯口，使得在组建多重通讯网络更加方便。
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相对于通讯口的硬件配置，台达PLC在软件指令上对通讯的支持也是相当丰富和便利，主要通过以下三种方式完成485通讯功能：
3.1自由通讯方式
该方式通过串行数据传输指令RS来完成主站与从站之间的数据交换，可以实现无协议的自由通讯。许多接口设备如变频器、仪表等…若配备RS-485串行通讯，且该设备之通讯格式也有公开即可由PLC使用者以RS指令设计程序来传输PLC与接口设备之间数据。
3.2MODBUS通讯方式（GB/Z 19582）
MODBUS协议是目前国际上公开的标准串行通迅协议，也是人民标准化指导性技术文件GB/Z 19582：基于Modbus协议的工业自动化网络规范。台达PLC通讯符合MODBUS协议，并且台达其它产品如变频器、温控仪、司服控制器等485通讯均符合MODBUS协议，对于符合MODBUS之通讯格式的产品，台达PLC提供了更加便利的通讯指令MODRD 、MODWR、MODRW来实现数据的读写，程序编写中不需关注传送的字符，校验码的转换等等，只需要确定通讯地址及写入读出的数据即可，不过在多指令读写时需要考虑通讯时序问题，避免通讯冲突。
3.3台达PLC有特色的通讯命令EASY LINK
基于MODBUS通讯协议，台达EP/EH系列PLC机型提供了更为方便快捷的通讯方式——EASYLINK。EASY LINK通讯是台达PLC有特色的通讯命令，可以提供主站与32个从站通讯，每个从站读写各100项数据的能力，且不需要复杂编程即可高速快捷的完成通讯控制，节省大量的编程时间。
综合比较上述三种通讯方式，自由通讯方式的编程为复杂，但它可以与非MODBUS协议的设备通讯，设备选择自由灵活不受限制；MODBUS通讯方式的编程则简单的多，且也具有一定的编程灵活性，如可优先与某个从站通讯；而EASY LINK通讯方式是针对符合MODBUS协议互连设备简单的通讯方式，几乎不需要编程即可完成，不需要考虑半双工通讯方式中通讯时序问题，只需要读出写入数据的寄存器和数据项数，启动LINK连接即可完成设备之间的数据通讯。因此对于符合MODBUS协议的设备建议采用LINK通讯方式。
3.4串行通讯工程要点问题
在工业自动化控制中，有许多数据信号需要采集、处理，特别对于远距离的设备，一般的传感器电压讯号如果传输距离过远的话，会造成讯号的衰减，如此一来，将得不到正确的结果，因此，采用传感器讯号就地处理，而数据传输通过数字通讯方式能够有效的解决这一问题，保证数据的正确性与准确性；但通讯同样也会受到外界的干扰，使得通讯质量下降，甚至根本无法建立通讯。要保证通讯正常，在组建通讯网络时应该注意以下几点：
（1）保证通讯协议一致，所有联机之从站接口设备波特率及通讯格式需与主站相同，合理分配各从站的站地址，避免地址冲突。
（2）合理布线，减少外界干扰对通讯的影响。走线走得好，可以很大程度减少干扰的影响，提高通讯的可靠性，走线应遵循两个原则：远离电源线，变频器等干扰源；当网线不能与电源线等干扰源避开时应与电源线垂直，不能平行，并采用质量高的双绞线走线
（3）通讯速率的选择，一般来说提高通讯波特率能够提高通讯效率，但并非一味的提高就肯定好，传输速率的提高同时加大了传输错码率，使传输质量下降，特别是在工业控制场合外界干扰比较大的情况下，有时适当降低传输速率会得到更好的传输效率。
油压车床操作界面设计
基于台达机电自动化平台的油压车床操作界面是本项目区别于传统油压车床明显的标志，为小型机床运行带来人性化的透明操作功能。
开机后，在人机界面初始界面图2上点击进入主菜单画面图3，根据工艺需要按加工工艺选择手动单步图4或全自动图5等进入不同的加工方式，选择手动单步情况下共列有五种工艺程序流程，在选择下一个加工工艺时，前一工艺过程自动运行完成后，才执行下程。在单步运行情况下，当选择完单步程序锁定图3设置后，此时程序只能运行锁定的当前程序，其他四种程序不能运行，若要运行其他程序，请先解除程序锁定功能。
泵电机具有自动保护功能，机器在30分钟内无任何动作，泵电机将停止工作，若要继续使用请先启动泵。主轴的高低速选择在全自动人机界面图5上操作完成。除手动外，其他程序的运行都是以外部启动按钮为给定信号的。当设备运行过程中，将主菜单人机界面如图2画面上点击运行监控画面触摸按钮，将画面切换到运行监控画面图6进行运行监控。
图2初始界面
图3 主菜单画面
图4手动单步加工画面
图5全自动加工画面
4.1 ES系列PLC的I/O接口
（1）行程开关（开关量输入）定义：SL1—X11下托板前进到位；SL2—X12下托板慢进；SL3—X13下托板回位；SL4—X14上托板前进到位；SL5—X15上托板慢进；SL6—X16上托板回位。
（2）阀件（开关量输出）定义：YV1—Y14下托板前进阀；YV2—Y15下托板慢进阀；YV3—Y16上托板前进阀；YV4—Y17上托板慢进阀。
4.2 工艺流程设计
该机种具有五种单步固定工艺流程，用于五种不同规格产品的加工。
图7 托板延时设置画面
（1）单步工艺流程1描述：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后开始慢进进行，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后执行下托板延时（图7）的设定值，时间到后YV1，YV2断电，下托板回原位。
（2）单步工艺流程2描述：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后执行下托板延时（图六）的设定值，时间到后阀YV1，YV2断电下托板回退，碰到回退到位限位SL3信号后上托板前进阀YV3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板前进到位SL4限位后，下托板前进阀YV1再次得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后执行下托板延时（图7）的设定值，时间到后阀YV1，YV2断电下托板回退，碰到回退到位限位SL3信号后上托板前进阀YV3断电，上托板回位。
（3）单步工艺流程3描述：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后阀上托板前进阀YV3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进SL5限位后，上托板慢进阀YV4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位SL4后阀YV1，YV2断电下托板回退，碰到回退到位限位SL3信号后上托板前进阀YV3，YV4断电，上托板回位。
（4）单步工艺流程4描述：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后阀上托板前进阀YV3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进SL5限位后，上托板慢进阀YV4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位SL4后执行上托板延时（图7）的设定值，时间到后阀YV3，YV4断电上托板回退，上托板回退碰到回退到位限位SL6信号后下托板前进阀YV1，YV2断电，下托板回位。
（5）单步工艺流程5描述：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后阀上托板前进阀YV3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进SL5限位后，上托板慢进阀YV4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位SL4后执行上托板延时（图7）的设定值，时间到后阀YV3，YV4断电上托板回退，下托板前进阀YV1，YV2保持前进位不动。
（6）全自动工艺流程：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后执行下托板延时（图六）的设定值，时间到后阀YV1，YV2断电下托板回退，碰到回退到位限位SL3信号后上托板前进阀YV3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进SL5限位后，上托板慢进阀YV4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位SL4后执行上托板延时（图7）的设定值，时间到后阀YV3，YV4断电上托板回退，上托板回退碰到回退到位限位SL6信号后下托板前进阀YV1再次得电进入下一个循环。
在人机界面内通过宏指令读出系统设定时间，分别赋值给不同的数据寄存器，如图8所示，运行过程中通过自定义输入时间年月日和系统本身时间进行监控比较，程序判断当系统时间过设定时间时，系统自动停止运行，如图9所示。
图8系统设定时间赋值
图9自定义运行时间
5 结束语
本项目已经通过设备调试，各项性能指标达到设计指标。台达PLC，人机界面在表壳等小五金加工油压车床设备当中的应用，得到客户的好评。
3.3 PLC连接设置
（1） 将DVP28SV+DVPEN01-SL连接上，然后连接路由器LAN口（IP:192.168.0.100）与EN01-SL.
（2）通过EN01-SL上的RS232端口将EN01-SL的IP地址修改为DHCP（动态获取IP）,则该EN01-SL的IP地址自然就是192.168.0.100
（3）在互联网另一端，PC2（不同于PC1）接入网络.
3.4无线网卡设置
1，不论是网卡，还是ADSL宽带方式，只要能直接进入互联网（由于防火墙等网络限制，好不要经过代理服务器）就可以。
2, 在PC2上打开3G网络，网络连接如图7所示。
图7 3G无线上网设置图
3.5 WPL程序通讯设置及程序上载
（1）在PC2上打开WPL软件，在通讯设置中，选择“Ethernet”，选择IP为ADSL的IP地址：218.82.145.059。如果该IP地址下连接了多台设备（RS485）,则可通过图8中的通讯站号来区分。可实现分别对各台设备进行监控操作。
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图8 通信设置图
（2）点击“IP查找按钮”，如图9。若搜索，则在左侧通讯栏中，会显示EN01-SL的IP为192.168.0.100。
图9 IP搜索图
（3）点中左侧“192.168.0.100”字样，会出现一个“√”，此时点击“上载”，即可实现程序上载、监控及下载。如图10：
图10 程序上载图
（4）若希望远程修改EN01-SL的基本参数，可点击“DCISOFT”按钮，通过DCISOFT进行远程搜索EN01-SL，并进行参数修改及设置，操作方法与WPL软件类似，如图11。
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图11 远程修改EN01-SL的设置图
4 结
该方案可实现设备商对终端用户设备的远程监控和维护，方便快捷、安全可靠。简化了设备的调试及维修，也大大降低了设备商的服务成本。运行实践表明，系统性能稳定，安全可靠，高，值得业界同行借鉴和推广
2.3台达PLC在系统中的功能简述
根据系统要求，对程序进行编制来完成相关功能的实现，具体功能如下：
系统逻辑判断：系统透过PLC的逻辑判断来给出系统相关状态的标志位，如系统就绪，高压合闸允许、高压已合、请求运行以及系统运行中等等。
故障保护：通过读取主控DSP中的故障信息来将系统中的信息在HMI上作出显示，遇到重故障信息迅速断开高压变频器前端断路器来切断设备电源，对系统进行保护。
系统数据读取：利用PLC上的RS485通讯来和DSP进行通讯，通过查询的方式来读取系统运行时候的电流、电压、频率等数值以及对整个系统进行参数设定。
其他功能：该功能中包括事件记录显示、PID功能调节、系统温度显示等。客户也可以通过系统中添加的DVP-F485S通讯扩展卡来远程读取PLC中开关量状态及寄存器中的值。
44：当测量电流时，出现传感器短路的情况，模块6ES7 331-1KF0.-0AB0 的模拟量输入I+是否会被破坏？ 当测量电流时，出现传感器短路的情况，模块6ES7 331-1KF0.-0AB0 的模拟输入 I+不会被破坏。该模块具有内置的过流 保护功能。> 模块中每个50 欧姆的电阻器前面具有一个PTC 元件， 用于防止模块的输入通道被破坏。 请注意，输入电压允许的长期大值为12V，短暂(多1 秒) 值为30V。 45：如果切断CPU，则 2 线制测量变送器是否继续供电？ 如果变送器模块插入位置“D”，且模块在引脚 1 和引脚 20 上 由外部电压供电，则 2 线测量变送器继续供电。即使切断CPU，其 供电电流仍维持不变。 46：用S7-300 模拟量输入模块测量温度（华氏）时，可以使用 模块说明文档中列出的误差极限吗？ 不可以直接使用的误差极限。基本误差和操作误差都以绝 对温度和摄氏温度说明。必须乘以系数1.8将其转换为华氏温度单位。 例:S7-300 AI 8 x RTD：的温度输入操作误差是+/-1.0 摄氏 度。当以华氏温度测量时，可接受的大误差是+/-1.8 华氏度。 47：为什么用商用数字万用表在模拟输入块上不能读出用于读取 阻抗的恒定电流？ 几乎所有的S5/S7 模拟输入设备仍然以复杂的方式工作，即， 所有的通道都依次插到仅有的一个AD 转换器上。该原理也适用于读 取阻抗所必需的恒定电流。因此，要读的流过电阻的电流仅用于短期 读数。对于有一个选定接口抑制"50Hz"和 8 个参数化通道的 SM331-7KF02-0AB0 ，这意味着电流将会约每180ms 流过一次，每 次有20ms 可读取阻抗。 48：为什么S7-300 模拟输出组的电压输出出容差？端子S+ 和S-作何用途？ 下列描述适用于所有模拟输出模块SM 332： 当使用模拟输出模块 SM 332 时，必须注意返回输入S+和S- 的分配。它们起补偿性能阻抗的目的。当用独立的带有S+ 和S-的 电线连接执行器的两个触点时，模拟输出会调节输出电压，以便使动 作机构上实际存在的电压为所期望的电压。 如果想要获得补偿，那么执行器必须用 4 根电线连接。这意味 着对于个通道，需要： 输出电压通过针脚 3 和针脚 6 连接到执行器。 分配执行器的针脚 4 和针脚 5。 如果不想获得补偿，只需在前面的开关上简单的跨接针脚3-4 和针脚5-6。 七台河西门子S7-1200PLC模块维修
