控制系統(tǒng)的硬件配置 - 基于PLC的發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　
　圖3：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和S7-300PLC配置圖

　　為實(shí)現(xiàn)以上要求，該系統(tǒng)采用了如圖3所示的結(jié)構(gòu)。現(xiàn)場(chǎng)以西門子S7-300 PLC和觸摸屏TP270作為高頻發(fā)射機(jī)的本地控制器和人機(jī)接口，然后經(jīng)Ethernet和交換機(jī)接入已有的控制網(wǎng)絡(luò)，最后通過(guò)以太網(wǎng)卡連到控制室工控機(jī)，完成遠(yuǎn)程控制。

　　系統(tǒng)中所采用的PLC的配置如圖3所示的配置。電源模塊是PS305，能提供DC24V的電壓和DC5A的電流。CPU 是313-2DP，此CPU模塊自帶32點(diǎn)DI/DO，而且有兩路硬件產(chǎn)生最高頻率為30KHZ的脈沖，以滿足系統(tǒng)中脈沖調(diào)制和拖動(dòng)槽路中步進(jìn)電機(jī)所需的脈沖。

　　采用SM338 模塊讀取通過(guò)SSI總線傳來(lái)的電機(jī)絕對(duì)位置編碼數(shù)據(jù)。為了便于通信，配置了通訊處理器CP3413-1模塊，可以直接用雙絞線與交換機(jī)SWITCH相連接入已有的控制網(wǎng)絡(luò)。此外為了產(chǎn)生高精度的模擬量控制信號(hào)，采用了16位精度的SM332模塊。采樣信號(hào)都是4-20mA的信號(hào)，系統(tǒng)配置了SM331模擬量模塊，以完成參數(shù)的測(cè)量。

　　2.2、槽路微調(diào)電容的控制

　　當(dāng)調(diào)節(jié)激勵(lì)以改變發(fā)射機(jī)輸出能量即改變D電壓時(shí)，需同時(shí)改變微調(diào)電容，使耦合網(wǎng)絡(luò)匹配，以減小反射系數(shù)[2] 。對(duì)微調(diào)電容的控制采用了如圖4所示的閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)。

　　
圖4：槽路微調(diào)電容拖動(dòng)控制簡(jiǎn)圖

　　當(dāng)PLC收到來(lái)自本地TP270觸摸屏的動(dòng)作信號(hào)(本地控制模式);或者收到來(lái)自Wincc的動(dòng)作信號(hào)(遠(yuǎn)程控制模式)時(shí)，就調(diào)用相應(yīng)的功能塊FC，產(chǎn)生脈沖和方向信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器放大，拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，改變電容板間距離，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電容容值的改變和耦合網(wǎng)絡(luò)的匹配。

　　其中位置傳感器采用的是SICK的ATM60 SSI絕對(duì)位置編碼器,電容板的位置編碼數(shù)據(jù)以SSI協(xié)議的格式，傳送給S7-300的SM338 模塊，通過(guò)Ethernet上傳給處于控制室的工業(yè)PC，在Wincc組態(tài)的HMI中顯示;同時(shí)通過(guò)Profibus把位置編碼數(shù)據(jù)傳給本地的觸摸屏TP270，在Protool組態(tài)的本地人機(jī)界面中顯示。

　　2.3、調(diào)理電路

　　為保證發(fā)射機(jī)各個(gè)系統(tǒng)參數(shù)的監(jiān)測(cè)，采用了如圖5所示的以TP521為核心的光隔離模擬測(cè)量調(diào)理電路[3]，只要調(diào)節(jié)圖中的可變電阻，并適當(dāng)?shù)脑O(shè)置SM331模塊的系數(shù)因子，就能實(shí)現(xiàn)參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量;并在組態(tài)的HMI中顯示，達(dá)到發(fā)射機(jī)參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。

　　
圖5：參數(shù)測(cè)量調(diào)理電路