西门子模块6SL3120-2TE13-0AD0详细说明

西门子模块6SL3120-2TE13-0AD0详细说明

一.概述

在商用制冷系统中压缩机的控制大都采用机械式控制，众所周知，机械式控制存在着许多不足，如：体积庞大，接线麻烦，不易维护，同时控制精度差，致使制冷系统中制冷剂的压力波动太大，造成制冷效果差，冷藏食品解冻受损，给用户造成巨大的经济损失。

近年来市场上也出现了一些采用单片机，工控机控制的控制器。但是，采用单片机开发的控制器由于抗干扰能力差，人机界面不够友好，操作繁琐，给用户带来了很多麻烦，所以，也没有得到普及。而采用工控机控制的控制器由于大多是国外引进的产品，全英文界面，不仅操作繁琐，而且价格昂贵，大多数用户不能接受。因而也得不到推广，本文介绍的控制器正好了这一空白。它不仅体积小，接线简单，人机界面友好，维护方便;同时控制精度高，运行可靠，使制冷系统中制冷剂的压力波动很小，制冷效果好，冷藏品得到了很好的保护;较近用于冷链中广泛使用的并联机组，对冷量变化的精确调节和压缩机运行寿命的均匀调节，非常适合并联机组的实际使用情况;并且，价格适中，因而受到了广大用户的普遍欢迎。五年来全国累计四十多套投入运行，运行情况良好。

二.系统的控制原理

本控制器主机采用三菱公司的PLC,型号为：FX2N—48MR,数据采集部分采用三菱公司的数据采集模块，型号为：FX2N—4A/D,现场监视的人机界面采用三菱公司的图形操作终端，型号为：F940GOT。同时，由主机，调制解调器，公用电话网，计算机，SA软件组成远程监控系统。

系统的工作原理：首先，通过FX2N—4A/D采集系统压力，电压，温度以及设备的保护等信号，并对模拟信号进行数字滤波，抗干扰滤波，然后进行模拟量的量化和标度变换，与设定参数进行比较判断，根据比较结果和保护信号控制压缩机的启动与停止。当需要开机时，首先，根据所有压缩机的开机时间，判断哪一台压缩机开机时间较短，然后，判断其保护信号是否正常?如果正常，则开机，否则判断下一台压缩机，直到最后一台。反之，当需要停机时，首先根据所有压缩机的开机时间判断哪一台压缩机开机时间较长，然后，输出停机控制信号。

正常工作情况下，任何一台压缩机的保护信号出现故障，主机一旦检测到故障信号，立即输出停机信号，停止相对应的压缩机，并发出报警信号，告诉值班人员系统出现故障，需要人工监视。同时，主机一旦检测到故障的恢复信号，也会立即输出开机信号，启动相对应的压缩机。

F940GOT是人机接口图形操作终端，通过它可以输入系统运行参数，可以手动操作，例如：手动启动或停止压缩机等等。它可以显示系统运行的各种参数及系统运行的各种状态。另外，压缩机的各种保护信号可以通过主机的开关量输入端输入PLC作为压缩机的开机条件。安装了SA软件的计算机通过调制解调器，公用电话网与PLC 连接，可以实时读取系统运行参数及设备运行状态从而进行实时的远程监控。采用本系统可以预防系统即将出现的故障，并及时采取补救措施，从而为客户挽回不必要的经济损失

输入部分：输入部分包括模拟信号输入和开关信号输入两部分组成。

模拟信号包括：安装在吸气集管上的吸气压力传感器(0～200PSIG)，和安装在排气集管上的排气压力传感器(0～500PSIG)和温度传感器。还有监视系统供电电压的电压传感器。

开关信号包括：安装在压缩机上的电子热保护(温度探头安装在电机绕组内)，安装在压缩机吸气侧的低压开关，安装在压缩机排气侧的高压开关，油位控制器，油压差控制器. 电子热保护根据安装在电机绕组内的温度探头感知的绕组温度的高低，发出一个开关信号，当温度**设定值时断开控制回路，反之则接通控制回路，主要防止因绕组温度过高而导致的压缩机故障。安装在压缩机吸气侧的低压开关主要用于：当系统进入机械后备状态时，根据吸气压力的高低来控制压缩机的开/停。安装在压缩机排气侧的高压开关则用于：当排气压力**过上限设定值时断开控制回路，停止压缩机的运行，防止由于排气压力过高而造成的压缩机故障。油位控制器：当压缩机的瑞滑油供应不上时(系统油位低于某一设定值时)断开控制回路，停止压缩机的运行，可以有效防止压缩机因缺油干磨导致的损坏。油压差控制器.用于监测半封闭压缩机高低压腔油压差，当油压差太小时将出现润滑油供应不上，影响压缩机的润滑，将导致压缩机干磨。还有监视系统供电电源的相序保护器。

输出部分：通过中间继电器控制压缩机和报警。

另外：一方面，主机通过RS 422接口与触模屏(图形操作终端F940GOT)连接，触模屏作为一种人机接口，可以通过它进行系统参数的设定，系统运行工况的监视等等。另一方面，主机通过RS 232接口与调制解调器连接，通过公用电话网，把系统参数，系统运行工况传送到远方的计算机以便于进行远程的监控和远程维护。

四.控制软件的编制思路

在控制软件编制之前，首先要搞清楚影响压缩机运行的各种因素，以及各种因素本身的特性和它们之间的相互关系，结合本控制器，影响压缩机运行的各种因素如下：

1.系统的吸气压力，

2.系统的供电电压，

3.三相电源的相序保护，

4.压缩机的电子热保护，

5.压缩机的低压开关，

6.压缩机的高压开关，

7.压缩机的油位控制器，

8.压缩机的油压差控制器，

正常情况下，在设备安装完毕后首先应校正三相电源的相序，保证三相电源的相序是正确的;系统的供电电压应处于正常范围内(线电压为交流380V±15℅)。当压缩机的电子热保护探测到的绕组温度正常，压缩机的排气压力低于设定值，压缩机的油位正常，压缩机的油压差控制在必要的范围内，此时当系统的吸气压力**设定值时，压缩机即可以开机运行。

在设备运行过程中，三相电源的相序是不变的，当系统的供电电压**出正常范围(线电压为交流380V±15℅)时，控制器将发出电压故障报警信号，同时，将停止所有正在运行的压缩机，提醒值班人员检查系统电源供电情况，直到解除故障。

在设备运行过程中，无论压缩机的电子热保护，压缩机的高压开关，压缩机的油位控制器，压缩机的油压差控制器那一个出现故障，都可以随时停止相应的压缩机;当故障解除后，相应的压缩机即可根据控制器的需要随时投入运行。

压缩机的低压开关主要用于机械后备。当主控制器故障时将让出控制权，由压缩机的低压开关控制系统继续运行，以保持制冷系统正常工作，避免因主控制器故障而导致整个制冷系统停止工作。

五.人机界面的设计

人机界面采用三菱公司的图形操作终端：F940GOT—LWD。在进行人机界面的画面设计之前应该了解系统要监视和操作的内容，这里我们要监视系统的吸气压力，压缩机的运行状况(即目前压缩机是运行状态还是停机状态，自动运行状态还是强制运行状态)，系统电源电压，各台压缩机运行时间等等。另外，还要设计运行参数设置的画面和手动操作的画面，以及系统故障后的报警画面和报警解除画面，报警记录和运行记录的画面。

在主菜单画面中，显示了系统操作的一级菜单，它包括厂商信息，运行显示，运行记录，报警记录，参数设置，系统维护等画面。

在厂商信息画面中，记录了本软件的研发背景和公司的简单介绍。

在运行显示画面中，可以监视系统的吸气压力，压缩机的运行工况，系统电源电压及系统时间，日期，还可以显示系统目前是自动运行状态还是强制运行状态。

在运行记录画面中，记录了低温系统和中温系统中各台压缩机详细的运行时间和本记录开始时间。本记录开始时间以 年，月，日，时，分，的形式显示，压缩机的运行时间以 时，分，的形式显示。

在报警记录画面中，记录了报警的历史记录和当前正在进行的报警，以及各种报警的频率和报警提示信号，在此画面中可以解除正在进行的报警的音响信号。

在参数设置画面中，可以对系统运行的基本参数进行设置，它包括调试阶段部报警的时间，压力和电压报警的延时时间 ，故障判断时间，压缩机的开机间隔时间;压缩机的台数，系统压力设**，系统压力波动范围和压力上下限报警设定值等等。

在系统维护画面中，可以对系统运行进行人工干预(强制操作)，可以强制开启某一台压缩机，或者强制停止某一台压缩机;在系统维护画面中，还可以对系统运行记录和报警记录进行操作。在此画面中为了防止误操作，特意设置了防误程序。另外，还设计了三级密码，用以限制用户的越级操作。

介绍一下三菱FX2N系列PLC的一些编程元件及其功能。
FX系列产品，它内部的编程元件，也就是支持该机型编程语言的软元件，按通俗叫法分别称为继电器、定时器、计数器等，但它们与真实元件有很大的差别，一般称它们为“软继电器”。这些编程用的继电器，它的工作线圈没有工作电压等级、功耗大小和电磁惯性等问题；触点没有数量限制、没**械磨损和电蚀等问题。它在不同的指令操作下，其工作状态可以无记忆，也可以有记忆，还可以作脉冲数字元件使用。一般情况下，X代表输入继电器，Y代表输出继电器，M代表辅助继电器，SPM代表**辅助继电器，T代表定时器，C代表计数器，S代表状态继电器，D代表数据寄存器，MOV代表传输等。
一、输入继电器 （X） 
    PLC的输入端子是从外部开关接受信号的窗口，PLC 内部与输入端子连接的输入继电器X是用光电隔离的电子继电器，它们的编号与接线端子编号一致（按八进制输入），线圈的吸合或释放只取决于PLC外部触点的状态。内部有常开/常闭两种触点供编程时随时使用，且使用次数不限。输入电路的时间常数一般小于10ms。各基本单元都是八进制输入的地址，输入为X000 ～ X007，X010 ～X017，X020 ～X027 。它们一般位于机器的上端。
二、输出继电器（Y）
    PLC的输出端子是向外部负载输出信号的窗口。输出继电器的线圈由程序控制，输出继电器的外部输出主触点接到PLC的输出端子上供外部负载使用，其余常开/常闭触点供内部程序使用。输出继电器的电子常开/常闭触点使用次数不限。输出电路的时间常数是固定的 。各基本单元都是八进制输出，输出为Y000 ～Y007，Y010～Y017，Y020～Y027 。它们一般位于机器的下端。三菱plc   www.
三、辅助继电器（M）
    PLC内有很多的辅助继电器，其线圈与输出继电器一样，由PLC内各软元件的触点驱动。辅助继电器也称中间继电器，它没有向外的任何联系，只供内部编程使用。它的电子常开/常闭触点使用次数不受限制。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载的驱动必须通过输出继电器来实现。如下图中的M300，它只起到一个自锁的功能。在FX2N中普遍途采用M0～M499，共500点辅助继电器，其地址号按十进制编号。辅助继电器中还有一些特殊的辅助继电器，如掉电继电器、保持继电器等，在这里就不一一介绍了。
主机单元型号：
FX2N-128MR-001    继电器型、64进/64出、交流电
FX2N-80MR-001     继电器型、40进/40出、交流电
FX2N-64MR-001     继电器型、32进/32出、交流电
FX2N-48MR-001     继电器型、24进/24出、交流电
FX2N-32MR-001     继电器型、16进/16出、交流电
FX2N-16MR-001     继电器型、8进/8出、交流电
FX2N-80MR-D       继电器型、40进/40出、直流电
FX2N-64MR-D       继电器型、32进/32出、直流电
FX2N-48MR-D       继电器型、24进/24出、直流电
FX2N-32MR-D       继电器型、16进/16出、直流电
FX2N-128MT-001    晶体管型、64进/64出、交流电
FX2N-80MT-001     晶体管型、40进/40出、交流电
FX2N-64MT-001     晶体管型、32进/32出、交流电
FX2N-48MT-001     晶体管型、24进/24出、交流电
FX2N-32MT-001     晶体管型、16进/16出、交流电
FX2N-16MT-001     晶体管型、8进/8出、交流电
FX2N-80MT-D       晶体管型、40进/40出、直流电
FX2N-64MT-D       晶体管型、32进/32出、直流电
FX2N-48MT-D       晶体管型、24进/24出、直流电
FX2N-32MT-D       晶体管型、16进/16出、直流电

FX2NC主机单元：
FX2NC-96MT BASE UNIT WITH 48 bbbbbS/48 TRANISITOR OUTPUTS
FX2NC-64MT BASE UNIT WITH 32 bbbbbS/32 TRANISITOR OUTPUTS
FX2NC-32MT BASE UNIT WITH 16 bbbbbS/16 TRANISITOR OUTPUTS
FX2NC-16MT BASE UNIT WITH 8 bbbbbS/8 TRANISITOR OUTPUTS

FX2N系列扩展单元：
FX2N-48ER    继电器型、24进/24出
FX2N-48ET    晶体管型、24进/24出
FX2N-32ER    继电器型、16进/16出
FX2N-32ET    晶体管型、16进/16出 
FX2N-16EX    16点进、扩展单元
FX2N-16EYR   16点出、扩展单元
FX2N-16EYT   16点出、晶体管型扩展单元
FX2N-8ER     继电器型、4点进/4点出、扩展单元
FX2N-8EX     8点进、扩展单元
FX2N-8EYR    继电器型、8点出、扩展单元
FX2N-8EYT    晶体管型、8点出、扩展单元

FX2NC系列扩展单元：
FX2NC-32EX      32点进、扩展单元
FX2NC-32EYT     晶体管型、32点出、扩展单元
FX2NC-16EX      16点进、扩展单元
FX2NC-16EYT     继电器型、16点出、扩展单元
FX2NC-16EX-T    16点进、扩展单元
FX2NC-16EYR-T   继电器型、16点出、扩展单元

FX2N特殊功能单元：
FX2N-2AD    2通道模拟量输入
FX2N-2DA    2通道模拟量输出
FX2N-2LC    2通道温度控制模块
FX2N-4AD    4通道模拟量输入
FX2N-4AD-PT    4通道温度传感器用的输入（PT-100）
FX2N-4AD-TC    4通道温度传感器用的输入（热电偶）
FX2N-4DA    4通道模拟量输出
FX2N-5A            4通道模拟量输入、1通道模拟量输出
FX2N-8AD    8通道模拟量输入
FX2N-1HC    50kHZ 2项高速计数模块
FX2N-1PG-E    100kHZ 脉冲输出模块
FX2N-10GM    1轴定位用单位
FX2N-10PG    1mHZ 脉冲输出模块
FX2N-20GM    2轴定位用单位
E-20TP-E-SET0    为1轴和2轴定位用单位模块程序
E-GM-200CAB    2M（兆） 为伺服电机**电缆
E-GMJ2-200CAB1    2M（兆） 为伺服驱动器**电缆
FX2N-1RM-E-SET    旋转角度单元、凸轮控制
F2-720RSV    数字量输入、输出混合模块
F2-RS-5CAB    为FX2N-RS-5CAB的延长电缆
FX2N-RS-5CAB    数字量输入、输出混合模块
FX-PCS-VPS/WIN-E   控制单元用的编程软件
FX2N-16CCL-M    CC-bbbb 用主站模块
FX2N-16LNK-M    MELSEC-I/O bbbb主站模块、遥距输入输出
FX2N-32ASI-M    AS-I 主站模块
FX2N-32CCL    CC-bbbb 接口模块
FX2N-64CL-M    CC-bbbb/LT 用主站模块
FX2N-20PSU    电源单元（24DC，2A）
FX2N-232IF    RS-232C 通信模块
FX2N-CNV-IF    延长电缆（FX2到FX2N）

FX2N通讯板：
FX2N-8AV-BD 8位数字值电位器、适用FX1N、FX2N主机
FX2N-232-BD RS-232系列通讯适配器 一通道、可兼容FX1N系列
FX2N-2DA
FX2N-CNV-BC FX0N通讯模块适配器