西门子模块6SL3330-7TE41-0AA3详细说明

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三菱PLC维修：

检修方法： 打开机，发现电源烧坏，整流桥后滤波电解电容已炸开，保险丝烧得发黑，用万用表检查，炸开的滤波电容已短路。保险丝开路，逐个查其它元件未发现有烧坏。更换保险丝和滤波电解电容后通电，测各组电源都已正常，装好整台机，通电后电源指示灯亮，将输入点与公共端短路，输入点灯亮，输出对应点灯同样亮。使用系统测试平台检验，证实一切正常。

PLC的故障诊断:

     各种品牌PLC都具有自诊断功能，当PLC异常时应该充分利用其自诊断功能以分析故障原因。当PLC发生异常时，首先检查电源电压、PLC及I/O端子的螺丝和接插件是否松动，以及有无其他异常。然后再根据PLC基本单元上设置的各种LED的指示灯状况，以检查PLC自身和外部有无异常。发生错误时，8009、8060~8068其中之一的值被写入特殊数据寄存器D8004中，设这个写入D8004中内容是8064，则通过查看D8064的内容便可知道出错代码。与出错代码相对应的实际出错内容参见PLC使用手册的错误代码表。

下面以三菱FX系列PLC为例，来说明根据LED指示灯状况以诊断PLC故障原因的方法。

1.电源指示（[POWER]LED指示）

   当向三菱PLC基本单元供电时，基本单元表面上设置的［POWER］LED指示灯会亮。如果电源合上但［POWER］LED指示灯不亮，请确认电源接线。另外，若同一电源有驱动传感器等时，请确认有无负载短路或过电流。若不是上述原因，则可能是PLC内混入导电性异物或其它异常情况，使基本单元内的保险丝熔断，此时可通过更换保险丝来解决。

2.出错指示（［EPROR］LED闪烁）

   当程序语法错误（如忘记设置定时器或计数器的常数等），或有异常噪音、导电性异物混入等原因而引起程序内存的内容变化时，［EPROR］LED会闪烁，三菱PLC处于STOP状态，同时输出全部变为OFF。在这种情况下，应检查程序是否有错，检查有无导电性异物混入和高强度噪音源。

3.出错指示（［EPROR］LED灯亮）

   由于三菱PLC内部混入导电性异物或受外部异常噪音的影响，导致CPU失控或运算周期**过200ms，则WDT出错，［EPROR］LED灯亮，PLC处于STOP，同时输出全部都变为OFF。此时可进行断电复位，若PLC恢复正常，请检查一下有无异常噪音发生源和导电性异物混入的情况。另外，请检查PLC的接地是否符合要求。检查过程如果出现［EPROR］LED灯亮→闪烁的变化，请进行程序检查。如果［EPROR］LED依然一直保持灯亮状态时，请确认一下程序运算周期是否过长（监视D8012可知较大扫描时间）。如果进行全部的检查之后，［EPROR］LED 的灯亮状态仍不能解除，应考虑PLC内部发生了某种故障，请与技术服务商联系。

4.输入指示

   不管输入单元的LED灯亮还是灭，请检查输入信号开关是否确实在ON或OFF状态。如果输入开关的额定电流容量过大或由于油侵入等原因，容易产生接触不良。当输入开关与LED灯亮用电阻并联时，即使输入开关OFF但并联电路仍导通，仍可对三菱FX系列PLC进行输入。如果使用光传感器等输入设备，由于发光／受光部位粘有污垢等，引起灵敏度变化，有可能不能完全进入“ON”状态。在比三菱FX2N系列PLC运算的时间内，不能接收到ON和OFF的输入。如果在输入端子上外加不同的电压时，会损坏输入回路。

5.输出指示

   不管输出单元的LED灯亮还是灭，如果负载不能进行ON或OFF时，主要是由于过载、负载短路或容量性负载的冲击电流等，引起继电器输出接点粘合，或接点接触面不好导致接触不良。

产品型号：TK6100I威纶通10寸触摸屏

产品描述：

400MHz CPU，128MB内存； 16:9宽屏，10寸，65536色TFT LCD，分辨率800x480； 3个COM端口，1个USB1.1下载接口 显示 显示类型 威纶触摸屏10”TFT 分辨率 (WxH dots) 800 x 480 显示亮度 (cd/m2) 300 对比度 500:1 背光类型 LED 背光寿命 30,000小时 显示色彩 65536 触控面板 类型 4线模拟电阻式 内存 Flash储存器 (MB) 128 DRAM (MB) 64 处理器 32Bit RISC 400MHz 通讯端口 SD 卡插槽 支援SD/SDHC USB 主设备 无U盘插口 Mini USB 下载口 USB 2.0 x 1 以太网络 无 COM端口 Com1: RS-232/RS-485 2w/4w, Com2: RS-232, Com3:RS-232/ RS-485 2w

标准一：I/O点数
输入/输出（I/O）点数是三菱plc可以接受的输入信号和输出信号的总和，是衡量三菱plc性能的重要指标。I/O点数越多，外部可接的输入设备和输出设备就越多，控制规模就越大。所以其被列为七大性能标准里的头号因素！
标准二：指令的功能与数量
指令功能的强弱、数量的多少也是衡量三菱PLC性能的重要指标。编程指令的功能越强、数量越多，三菱PLC的处理能力和控制能力也越强，用户编程也越简单和方便，越容易完成复杂的控制任务。
标准三：可扩展能力
三菱PLC的可扩展能力包括I/O点数的扩展、存储容量的扩展、联网功能的扩展、各种功能模块的扩展等。在选择三菱PLC时，经常需要考虑三菱PLC的可扩展能力。
标准四：特殊功能单元
特殊功能单元种类的多少与功能的强弱是衡量三菱PLC产品的一个重要指标。近年来各三菱PLC厂商非常重视特殊功能单元的开发，特殊功能单元种类日益增多，功能越来越强，使三菱PLC的控制功能日益扩大。
标准五：存储容量
存储容量是指用户程序存储器的容量。用户程序存储器的容量大，可以编制出复杂的程序。一般来说，小型三菱PLC的用户存储器容量为几千字，而大型机的用户存储器容量为几万字。
标准六：扫描速度
扫描速度是指三菱PLC执行用户程序的速度，是衡量三菱PLC性能的重要指标。一般以扫描1K字用户程序所需的时间来衡量扫描速度，通常以ms/K字为单位。三菱PLC用户手册一般给出执行各条指令所用的时间，可以通过比较各种三菱PLC执行相同的操作所用的时间，来衡量扫描速度的快慢。
标准七：内部元件的种类与数量

在编制三菱PLC程序时，需要用到大量的内部元件来存放变量、中间结果、保持数据、定时计数、模块设置和各种标志位等信息。这些元件的种类与数量越多，表示三菱PLC的存储和处理各种信息的能力越强。

1． 前言

      发酵工程，利用细胞大规模培养技术，已深入到、轻工、食品、农业、环保各个领域，在国民经济中占有很大的比重。提高发酵水平，具有重要的经济和社会意义。基于参数相关的发酵过程多尺度问题研究的放大和优化技术的理论，在发酵工程放大和优化上**了很大的成绩。 由于发酵过程的复杂性和高度非线性等诸多因素和多容量过程特征，使系统具有动态性和难以预测性，同时发酵过程严酷的工况条件，如高温、高湿、长周期发酵等都对生物反应器控制系统提出了严格的要求。以FX2n系列PLC为主控制器的生物反应器控制系统, 是新的发酵工程放大和优化理论的支撑工作平台。

2． 控制系统技术要求

      1） 生物反应器控制系统的数据采样对象，温度、pH、溶解氧等环境参数是连续量。

      2） 执行器，大部分是开关量，如电磁阀、隔膜阀等各类阀门，间隙工作的各类补料泵等。

      3） 另有部分模拟量输出，如搅拌电机转速控制等。

      4） 过程特征变量一般分直接变量和间接变量。发酵工程，是生物反应过程，过程特征中含有许多难以直接测量的生物变量，如摄氧率OUR，二氧化碳释放率CER，呼吸商RQ等，这些间接变量对基于多尺度法研究的新的发酵工程放大和优化具有较为重要的意义，只能把直接测量得到的直接变量，使用软测量技术，经函数运算，映射得到。直接测量的精度，稳定性和控制系统的运算能力决定了整个系统的品质。

       5） 随着Internet技术的推广，现代信息技术正在进入到每个领域，并且基于参数相关的发酵过程多尺度问题研究的放大和优化技术的理论，是个全新的概念，正在逐步发展，需要国内各方面*的协同努力，本系统应具有开放的通讯接口，在车间范围内组成局域网，并通过Internet ，使远方终端可以浏览现场数据，或进行干预。

3． 系统的组成

      根据上述技术要求和以往的经验，我们觉得选用三菱公司的FX2n系列PLC是合适的。FX2n系列PLC有各种扩展模块可以选择，如FX2n-4AD-PT, FX2n-4AD, FX2n-232-Bd等扩展模块，适合模拟量的输入和数据通信；开关量可以直接输出；FX2n系列PLC指令集丰富，涵盖大部分运算。双字节浮点运算指令满足测量和运算的精度。现场精确传感器检测各种物理，化学，生物参数，输入FX2n-4AD-PT和FX2n-4AD等摸块，PLC运算后输出控制执行器，并和车间操作站数据交换。 人机界面采用三菱公司的A975GOT-TBA-B, 10.4英寸液晶屏带触摸键，画面丰富，还编制了多幅用户帮助画面，提供在线帮助，界面友好。现场控制站安置在生物反应器旁，各类传感器和PLC安装在同一控制柜内, 变送器、PLC等供电回路加配交流滤波器。通讯用双绞电缆链往车间操作站，与PC-BASED结构相比,简化了现场布线。车间操作站IPC, 带有以太网口，可以和其他PC机组成局域网；C++ 编写的多线程，多软件包，完成数据分析，趋势曲线，查询，打印等功能，并集成了TCP/IP, 便于远方终端在Internet网上访问 

  式中 Δ----- │设定值 – 测量值│（误差）

            P ------ 比例系数（单位: 被控制量）

            FS ----- 较大开启时间（单位: 秒）

            MS ---- 较小开启时间 (单位: 秒)

            NSB --- 不灵敏区 （单位: 被控制量）

           PLC程序中使用了区间比较16位指令ZCP。需注意的是执行该指令后， 要执行区间复位指令ZRST。图2是带不灵敏度区的分程控制

       2）扩展模块的初始化和pH 、DO 电极的标定

      

                       图2 带不灵敏区分程控制

        FX2n-4AD,FX2n-4AD-PT 等模块在**次使用时，要根据被测工程量范围、滤波常数等初始设置；pH ,DO 等电极在正式使用前要标定，f(x)=ax+b, 用标准缓冲液定出a、b 使用双字节浮点运算指令FLT, BCD, DEADD, DESUB, DEMUL, DED等。

       3）数据的存储

       PLC检测到的数据在送往操作站存储同时，也在PLC中实时存储，以提高系统的冗余度。一般认为PLC不容易数据采集和存储[4]，FX2n 为我们提供了8K字存储区，可以满足每批发酵的数据量。我们使用了两种方法：1.定时采集 每隔一段时间采样一次,存储后,指针加1, 存储格式固定, 存储区的长度与已存数长度相配,不存时间。2.变化 当被采集的参数的变化值大于预定的记录精度,把此时的数据和时间存入存储区。使用变址寄存器V，Z，改变软元件地址号，对文件寄存器地址号变址修改。

      4） 软测量技术的实现 精确传感器测得信号后，PLC根据预设的生物数学模型运算，得到不能直接测量的间接变量。如细胞代谢流信息之一摄氧率OUR，摩尔氧表示：

      

       式中 Co2-------- 溶解氧浓度，mol/m3

               Fa,i ------ 进入发酵液的空气体积流量， m3/h

              Fa,o ------ 排出发酵液的空气体积流量， m3/h

                 V -------- 发酵液体积， m3

                F ----------- 流加补料速率， m3/h

                no2,i------ 进入发酵液的空气中氧的体积分数；

                no2,o------ 排出发酵液的空气中氧的体积分数；

                ro2--------- 氧利用率，mol/m3h

       系统趋于稳定时，

       

       使用FX2n的双字节浮点运算指令，求取ro2 。

5。 小结

      以FX2n系列PLC为主体的生物反应器数据采集和控制系统，性能稳定, 使用于发酵工程放大和优化，**了很好的成绩，现已推广应用于、微生态制剂、生物农、生物肥料等、食品、农业、环保等行业，并在我国(包括传统生物技术和基因工程技术在内)发酵行业装备现代化技术改造和信息化进程中发挥了积极作用。本文研究的系统作为项目：”基于过程参数相关的发酵过程优化与放大技术及其生物反应器装置研究”的组成，被评为2OO1年上海市科技进步一等奖。