一 、工艺简介

　　染缸系统用于为布料着色，通过调节温度，压力，和颜料的流量形成一定的工艺条件，在相对稳定水位、压力、温度条件下对布料进行染色。系统属于全电脑控制，对各个控制量均实现闭环控制，根据反馈实时调节补偿，以达到稳定的控制效果。

　　用户对于每种染色工艺的要求不同，要求程序按照功能进行模块式划分，可以根据需求在上位机中灵活调用，组成一个工艺方案。

　　二、电气技术方案

　　2.1 系统组成

　　根据客户需求，结合当前工控技术的最新技术和产品，设计采用的电气技术方案如下。
　　上位机采用工业平板PC机。PC机与PLC以RS232方式通信www.cechina.cn，上位机开发平台采用Wonderware Intouch 9.5版组态软件，可实现对整机运行工作情况的监控和历史纪录数据的保存。

　　在可编程控制器（PLC）方面，选择业内领先的艾默生PLC作为核心控制器，采用MODBUS通讯协议控制工程网版权所有，与艾默生变频器通过RS485总线通讯控制方式实现传动控制，并可与流量传感器通讯。根据系统要求，这些PLC分配在三个控制箱中。主控制箱中1台PLC配置为MODBUS主站，由主站对全部从站PLC、变频器、流量传感器进行监控；上位机通过主站来进行系统监控。

　　变频器选型采用艾默生TD3000系列和SK系列产品。 TD3000系列变频器是高品质、多功能、低噪音的矢量控制通用变频器；SK系列变频器具有体积小巧、操作简便、功能实用、宽输出频率和低噪音等优点。
　　文本显示器采用无锡汇联SLIAN文本显示操作屏。

　　2.2 电气系统结构图

　　图中粗黑线表示的是MODBUS总线

　　电气系统结构图说明

　　1.PC作为系统的上位机通过串口与主控制箱的PLC主站模块的通讯口0连接控制工程网版权所有，采用RS232通讯实现对PLC数据的采集和控制。

　　2.系统主干通讯网络采用MODBUS协议。

　　3.系统分为三个控制箱：主控制箱、机身控制箱、机身电磁阀接线盒。系统需要配置5个PLC主模块，以MODBUS总线协议进行通讯。主控制箱内有3个PLC主模块，其中第1个主模块配置为MODBUS主站。机身控制箱和机身电磁阀接线盒分别各配置1个PLC主模块。

　　4.主控制箱的主站PLC采用EC20-2012BTA主模块（晶体管输出），扩展了2个EC20-4PT模块（温度测量）、2个EC20-4AD模块（4-20mA模拟量测量）；主控制箱的从站PLC采用2个EC20-2012BTA主模块（晶体管输出）。

　　5.机身控制箱从站PLC采用EC20-2012BRA主模块（继电器输出），扩展了1个EC20-4AD模块（0-10VDC模拟量测量）。控制箱应留出未来扩展的空间CONTROL ENGINEERING China版权所有，以便将来增加扩展模块。该控制箱上安装1个无锡汇联SLIAN的文本显示屏控制工程网版权所有，通讯线与PLC的通讯口0连接（RS-232）。

　　6.机身电磁阀接线盒从站PLC采用EC20-3232BRA主模块（继电器输出）。

　　7.5个比例阀分别由主控制箱的3个PLC主模块进行控制。每个PLC主模块可控制2个比例阀。

　　8.4台变频器和2个流量计都作为MODBUS从站，由主控制箱主站PLC进行监控。

　　2.3工作原理说明

　　人机交互通过PC实现，PC可以实时监控整个系统的工作运行状态、动作过程及故障报警、实时曲线描绘和保存历史数据等，同时可发送各种操作命令给PLC以控制系统的运行。

　　在主站PLC与PC、从站PLC、变频器和流量计仪表通讯方面，EC20 PLC充分利用自身的优势，由于EC20 PLC本身带有2个串行通信口（1个RS232口，集成自由协议/编程协议/MODBUS从站协议，1个RS232/485口，集成自由协议/MODBUS主站/从站协议），EC20 PLC利用COM0口和PC进行通信（EC20 PLC做从站，设置成MODBUS从站协议），利用COM1和多台从站PLC、变频器和流量计仪表组成网络进行集中控制（EC20 PLC的COM1设置成MODBUS主站协议）。

　　艾默生变频器自带RS485接口的通讯单元，用于实现PLC与多台变频器的联网。对变频器的所有控制都通过RS485通讯链路来完成，可省去变频器的外部起停控制线路。
　　5个比例阀控制器均由步进电机及放大器组成，由主站PLC及2个从站PLC通过高速脉冲输出口来进行控制。

　　流量计仪表具有MODBUS协议，可由主站PLC通过MODBUS网络访问和监控。另外，流量计具有脉冲计数和频率输出，可用于计量，作为备用方案。脉冲输出可以接入到EC20的高速输入通道。

　　三、PLC逻辑控制

　　此次编程采用顺序功能图（Sequential Function Chart），利用顺序功能图的过程划分和步骤间转换功能。可将程序段进行模块化自由组