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摘 要：随着PLC通信技术的发展，以太网通讯因其工作性能逐渐稳定愈来愈被广大PLC控制系统设计者所选择，并且PLC具有非常高的可靠性，控制程序编制灵活等优点。基于以上原因，PLC经常使用在各工业电气控制系统中。本文就是模拟轨道车空调系统设计要求，基于s7-300与smart200来进行电气系统设计，以供广大PLC爱好者借鉴。
关键词：轨道车空调系统 s7-300 smart200
用PLC作为电气系统主控单元，利用以太网进行通信，通过模拟轨道车空调控制说明PLC间的通信以及伺服电机驱动等软件设计。
模拟的轨道车空调控制回路主要组成有：压缩机M1控制回路【多段速控制回路】，冷凝风机M2、M3控制回路【两个三相异步电机】，通风机M4控制回路【M4为双速电动机】，车辆运行电机M5控制回路【M5为伺服电机】。
1 控制要求
触摸屏画面上要显示各电机的工作状态（通过指示灯显示）、空调工作模式，能通过触摸屏进行室内温度设置（数值范围20℃～40℃）。
当车厢当前温度≧设定值+1℃时，空调系统进入全冷工况模式，模式指示灯长亮。轨道车运行中，通风机先低速运行，3秒后切换到高速运行；冷凝风机M2运行并保持，4秒冷凝风机M3运行并保持；压缩机先40Hz运行，5s后50Hz运行；4秒后壓缩机监测正常，全冷工况启动完毕进入运行状况。
当车厢当前温度≦设定值时，空调系统进入通风工况模式，模式指示灯长亮。
两位置开关可模拟轨道车行程两站，可用编码器检测轨道车行程距离并通过组态显示。
轨道车启动运行时，制冷系统压缩机15Hz运行。
2 硬件系统设计
根据控制系统要求，我们选择的PLC分别为smart200 ST40、smart200 SR40、 s7-300和昆仑通态TPC7062k触摸屏。smart200 ST40通过伺服驱动器控制伺服电机M5，smart200 SR40则对电机M2至M4进行控制，s7-300和昆仑通态TPC7062k触摸屏进行通讯，选择ECMA-C30604PS 永磁同步交流伺服电机和ASD-B-20421-B 全数字交流永磁同步伺服驱动装置。
硬件系统设计简略图如下图1，图中KM1、KM2分别控制M2和M3启停，KM3控制M4低速三角形运转，KM4、KM5控制M4高速YY型运转。
图1 硬件系统设计简略图
3 软件系统设计
文中重点介绍smart200的运动包络软件和PLC间通信软件设计。
3.1smart200的运动包络设计
先通过向导建立运动包络程序，在建立的过程中选择轴0（smart可以驱动3个伺服电机）、加减速度以及运动曲线（根据运动速度和运动距离设置）。
3.2 PLC间以太网通信编程
我们采用PLC S7系列基于ETHERNET网络实现S7-300/smart200间的通信。Smart200只需要设置好IP地址以及通讯ID号，不需要调用程序块，但是S7-300侧需要用PUT/GET指令块FB 14和FB 15，这两个指令块为单边读写指令。
3.2.1 314-2PN/DP与S7-200 SMART间通讯网络组态
硬件采用314-2PN/DP（1个）和S7-200 SMART （2个）。 首先要进行好硬件网络，插入两个新连接，网络组态编译无错后要下载本网络组态。
图2 插入新连接
3.2.2 314-2PN/DP侧程序块说明
REQ上升沿进行数据读写，ID端为与s7-300通讯的smart200的ID号（硬件组态中设置），用16进制数表示。ADDR_1为smart200的数据读写地址，DB1.DBX0.0即为smart200的V0.0，依次类推，因此不需要在smart200中建立DB1数据块。RD_1和SD_1为s7-300的读入或写出地址，DB1需要在s7-300中建立数据块。
ADDR_1与RD_1/SD_1数据类型以及长度要求一致。
图3 读指令块 图4 取指令块
4 总结
Smart200 PLC间的通讯可采用smart200的get/put指令（在向导中完成），调用NET_EXE程序实现。总之，利用PLC指令块和网络通讯技术的发展实现交互通信等，解决传统PLC控制系统中设计的一些问题，最终简化电气控制系统的软硬件，实现企业的利益最大化。■
参考文献
[1] 何荣. 以PLC主控单元作为控制器的数字控制系统设计[J]. 机床与液压.2015，4（8）：166-167.
[2] 刘铁中. PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].科技视界，2013，12（24）：120-125.
关键词：轨道车空调系统 s7-300 smart200
用PLC作为电气系统主控单元，利用以太网进行通信，通过模拟轨道车空调控制说明PLC间的通信以及伺服电机驱动等软件设计。
模拟的轨道车空调控制回路主要组成有：压缩机M1控制回路【多段速控制回路】，冷凝风机M2、M3控制回路【两个三相异步电机】，通风机M4控制回路【M4为双速电动机】，车辆运行电机M5控制回路【M5为伺服电机】。
1 控制要求
触摸屏画面上要显示各电机的工作状态（通过指示灯显示）、空调工作模式，能通过触摸屏进行室内温度设置（数值范围20℃～40℃）。
当车厢当前温度≧设定值+1℃时，空调系统进入全冷工况模式，模式指示灯长亮。轨道车运行中，通风机先低速运行，3秒后切换到高速运行；冷凝风机M2运行并保持，4秒冷凝风机M3运行并保持；压缩机先40Hz运行，5s后50Hz运行；4秒后壓缩机监测正常，全冷工况启动完毕进入运行状况。
当车厢当前温度≦设定值时，空调系统进入通风工况模式，模式指示灯长亮。
两位置开关可模拟轨道车行程两站，可用编码器检测轨道车行程距离并通过组态显示。
轨道车启动运行时，制冷系统压缩机15Hz运行。
2 硬件系统设计
根据控制系统要求，我们选择的PLC分别为smart200 ST40、smart200 SR40、 s7-300和昆仑通态TPC7062k触摸屏。smart200 ST40通过伺服驱动器控制伺服电机M5，smart200 SR40则对电机M2至M4进行控制，s7-300和昆仑通态TPC7062k触摸屏进行通讯，选择ECMA-C30604PS 永磁同步交流伺服电机和ASD-B-20421-B 全数字交流永磁同步伺服驱动装置。
硬件系统设计简略图如下图1，图中KM1、KM2分别控制M2和M3启停，KM3控制M4低速三角形运转，KM4、KM5控制M4高速YY型运转。
图1 硬件系统设计简略图
3 软件系统设计
文中重点介绍smart200的运动包络软件和PLC间通信软件设计。
3.1smart200的运动包络设计
先通过向导建立运动包络程序，在建立的过程中选择轴0（smart可以驱动3个伺服电机）、加减速度以及运动曲线（根据运动速度和运动距离设置）。
3.2 PLC间以太网通信编程
我们采用PLC S7系列基于ETHERNET网络实现S7-300/smart200间的通信。Smart200只需要设置好IP地址以及通讯ID号，不需要调用程序块，但是S7-300侧需要用PUT/GET指令块FB 14和FB 15，这两个指令块为单边读写指令。
3.2.1 314-2PN/DP与S7-200 SMART间通讯网络组态
硬件采用314-2PN/DP（1个）和S7-200 SMART （2个）。 首先要进行好硬件网络，插入两个新连接，网络组态编译无错后要下载本网络组态。
图2 插入新连接
3.2.2 314-2PN/DP侧程序块说明
REQ上升沿进行数据读写，ID端为与s7-300通讯的smart200的ID号（硬件组态中设置），用16进制数表示。ADDR_1为smart200的数据读写地址，DB1.DBX0.0即为smart200的V0.0，依次类推，因此不需要在smart200中建立DB1数据块。RD_1和SD_1为s7-300的读入或写出地址，DB1需要在s7-300中建立数据块。
ADDR_1与RD_1/SD_1数据类型以及长度要求一致。
图3 读指令块 图4 取指令块
4 总结
Smart200 PLC间的通讯可采用smart200的get/put指令（在向导中完成），调用NET_EXE程序实现。总之，利用PLC指令块和网络通讯技术的发展实现交互通信等，解决传统PLC控制系统中设计的一些问题，最终简化电气控制系统的软硬件，实现企业的利益最大化。■
参考文献
[1] 何荣. 以PLC主控单元作为控制器的数字控制系统设计[J]. 机床与液压.2015，4（8）：166-167.
[2] 刘铁中. PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].科技视界，2013，12（24）：120-125.