芜湖西门子PLC模块总代理
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芜湖西门子PLC模块总代理
1多功能测量表SENTRON PAC3200简介
SENTRON PAC3200电能监视设备可精确提供系统特性,包括电压和电流zui大值、zui小值和平均值,功率值、频率、功率因数、对称性、逻辑计算、负载趋势、谐波和总谐波失真等。SENTRON PAC3200可检测 50 多个基本数值,具有 10个电能计数器,可用于全面负载检测。它们的测量准确度满足电能计数器标准所规定的较高要求。PAC3200带有MODBUS RTU-RS485接口、PROFIBUS-DP接口和MODBUS TCP 接口,可以很方便将PAC3200的数据上传到PLC中进行处理,也可以上传到HMI中进行数据分析、处理及归档。对于西门子系统可以轻松地将PAC3200集成到上位自动化系统中,例如,集成到西门子 SIMATIC PCS 7 powerrate 和SIMATIC WinCC powerrate 软件包中。
2 PAC3200通信接口对比
PAC3200可以通过MODBUS RTU RS485接口、MODBUS TCP 以太网接口以及现场总线PROFIBUS-DP接口与PLC和HMI通信。下面分别以连接S7-300 PLC为例,在通信性能、连接的个数、编程方面进行对比
1) 通信性能:PROFIBUS-DP使用令牌方式由主站依次访问从站,是实时现场总线,通信响应快,通信的响应时间应考虑PAC3200数据的刷新时间(自身刷新时间可能较PROFIBUS-DP刷新时间慢);如果选择以太网MODBUS TCP 通信,由于不是实时网络,通信性能次之,通信的响应时间也应考虑PAC3200数据的刷新时间(自身刷新时间可能较以太网刷新时间慢);使用RS485 MODBUS RTU通信,由于基于串口,通信性能不能与以太网与PROFIBUS-DP相比较。
2) 连接个数:使用PROFIBUS-DP,基于主站的性能,zui多可以连接126个站点;以太网MODBUS TCP 通信,基于CP的连接个数,通常16个;使用RS485 MODBUS RTU,可以连接一个网段,典型值31个站点。
3) 编程:使用PROFIBUS-DP,不需要编写通信程序;使用以太网MODBUS TCP 通信,需要编写发送接收通信程序;使用RS485 MODBUS RTU通信,需要编写从站轮询程序,比较麻烦,如果没有购买MODBUS RTU的驱动,还需要编写通信程序。
4) 价格:PROFIBUS-DP与RS485 MODBUS RTU通信需要购买选件网卡,而PAC3200本身集成以太网接口,支持MODBUS TCP 通信。
下面将介绍PAC3200的MODBUS TCP 通信。
3 MODBUS TCP 通信报文
MODBUS TCP 使MODBUS RTU协议运行于以太网,MODBUS TCP使用TCP/IP和以太网在站点间传送MODBUS报文,MODBUS TCP结合了以太网物理网络和网络标准TCP/IP以及以MODBUS作为应用协议标准的数据表示方法。MODBUS TCP通信报文被封装于以太网TCP/IP数据包中。与传统的串口方式,MODBUS TCP插入一个标准的MODBUS报文到TCP报文中,不再带有数据校验和地址,如图1所示:
图2 通信界面
2):使用F4(Edit)键对选中的条目进行编辑,在通信界面中设定MODBUS TCP 通信的IP地
址、子网掩码及网关,在“PROTOCOL”中选择“TCP”后退出,PAC3200侧设置完成。
7 PLC侧设置
在PLC侧作的设置是为了与PAC3200建立TCP连接,以S7-300为例,步骤如下:
1):在SIMATIC Manager中创建一个S7-300的项目,本例中项目名为MODBUS_TCP。
2):插入一个S7-300站,从硬件目录中插入CP343-1,本例为CP343-1IT,如图3所示:
图3 插入以太网模块
3):双击CP343-1的PN IO 槽,配置IP地址、子网掩码,CP343-1的IP地址必须与
PAC3200在一个网段中,否则需要配置路由器地址,如图4所示:
图4 设置CP地址参数
4):在硬件界面中点击“Options”->“configure network”进入网络连接界面,如图5所示:
图5 网络配置界面
5):点击CPU,出现网络连接表,双击表中任一空格,选择通信连接类型,由于CP343-1与
PAC3200使用以太网TCP/IP的通信方式,所以连接类型选择为“TCP CONNECTION”,如
图6所示:
ACT :沿触发信号。
ID :参考本地CPU连接表中的块参数(图7)。
LADDR :参考本地CPU连接表中的块参数(图7)。
SEND : 发送区,zui大通信数据为8K字节。
LEN : 实际发送数据长度。
DONE :每次发送成功,产生一个上升沿。
ERROR :错误位。
STATUS:通信状态字。
通信函数FC6的参数含义:
ID :参考本地CPU连接表中的块参数。
LADDR :参考本地CPU连接表中的块参数。
RECV : 接收区。接收区应大于等于发送区。
NDR : 每次接收到新数据,产生一个上升沿。
ERROR :错误位。
STATUS:通信状态字。
LEN : 实际接收数据长度。
如何实现MODBUS TCP通信,可以通过例子进行说明,例如读出PAC3200设备的IP地址,通过PAC3200的手册可以知道,IP地址为通信参数,偏移地址(开始地址)为63001,占用两个寄存器,上面已经介绍通信参数的读取可以使用功能码FC3或FC4读出,MODBUS TCP 的报文头(参考图1)BMAP部分占用7个字节,协议数据单元(PDU)部分占用5个字节,那么通过通信函数FC5一共发送12个字节,本例中数据发送区为DB1.DBB0~DB1.DBB11,然后将请求的内容分别赋值到DB1.DBB0~DB1.DBB11中,请求报文格式如下:
DB1,DBB0=0 transaction identifier (高字节) – 为0 DB1,DBB1=0 transaction identifier(低字节) - 为0 DB1,DBB2=0 protocol identifier(高字节) = 0 DB1,DBB3=0 protocol identifier (低字节) = 0 DB1,DBB4=0 length field (高字节) = 0 (因为所有的报文小于256) DB1,DBB5=6 后面跟随的字节数 DB1,DBB6=7 unit identifier -原从站地址,这里为任意值 | ![]() | MPAP西门子6ES7314-6BG03-0AB0 |
DB1,DBB7=4 MODBUS 功能码 DB1,DBB8= F6(HEX)输入寄存器开始地址(高字节) DB1,DBB9=19 (HEX) 输入寄存器开始地址(低字节) DB1,DBB10=0 输入寄存器的个数(高字节) DB1,DBB11=2 输入寄存器的个数(低字节) | ![]() |
PDU |
DB1.DBB0~DB1.DBB11经过赋值请求信息后,例子中M0.5每个上升沿将发送一次请求,如果通信成功,通过FC6将接收到PAC3200的返回信息,返回信息为13个字节,放入到数据接收区DB2.DBB0~DB2.DBB12中,接收报文的格式如下:
DB2,DBB0=0 transaction identifier (高字节) – 为0 DB2,DBB1=0 transaction identifier(低字节) - 为0 DB2,DBB2=0 protocol identifier(高字节) = 0 DB2,DBB3=0 protocol identifier (低字节) = 0 DB2,DBB4=0 length field (高字节) = 0 (因为所有的报文小于256) DB2,DBB5=7 后面跟随的字节数 DB2,DBB6=7 unit identifier -返回值 | ![]() |
MBAP |
DB2,DBB7=4 MODBUS 功能码 DB2,DBB8= 4 返回的字节个数 DB2,DBB9= C0(HEX) ,192(DEC)*个寄存器值(高字节) DB2,DBB10=A8(HEX),168(DEC) *个寄存器值(低字节) DB2,DBB11=1 第二个寄存器值(高字节) DB2,DBB12=D(HEX),13(DEC)第二个寄存器值(低字节) | ![]() |
PDU
|
1.S7-200和S7-300进行MPI通信
S7-200 PLC与S7-300 PLC之间采用MPI通讯方式时,S7-200 PLC中不需要编写任何与通讯有关的程序,只需要将要交换的数据整理到一个连续的V 存储区当中即可,而S7-300 PLC中需要在组织块OB1(或是定时中断组织块OB35)当中调用系统功能X_GET(SFC67)和X_PUT(SFC68),以实现S7-200 PLC与S7-300 PLC之间的通讯。调用SFC67和SFC68时VAR_ADDR参数填写S7-200的数据地址区,由于S7-200的数据区为v区,这里需填写 P#DB1.DBX×× BYTE n 对应的就是S7200 V存储区当中VB××到VB(××+n)的数据区。例如交换的数据存在S7-200中VB50到VB59这10个字节当中,VAR_ADDR参数应为 P#DB1.DBX50.0 BYTE 10.
首先根据S7-300的硬件配置,在STEP7当中组态S7-300站并且下载,注意S7-200和S7-300出厂默认的MPI地址都是2,所以必须修 改其中一个PLC的站地址,例子程序当中将S7-300 MPI地址设定为2,S7-200地址设定3,另外要分别将S7-300和S7-200的通讯速率设定*,可设为9.6K,19.2K,187.5K三 种波特率,例子程序当中选用了19.2K的速率。
S7-200 PLC修改MPI地址可以参考下图
合肥西门子PLC模块总代理
PLC研发工程师对PLC工作原理的看法
许多人觉得PLC很神秘,其实PLC是很简单的,其内部的CPU除了速度快之外,其他功能还不如普通的单片机。通常PLC采用16位或32位的CPU,带1或2个的串行通道与外界通讯,内部有一个定时器即可,若要提高可靠性再加一个看家狗定时器足够。
PLC的关键技术在于其内部固化了一个能解释梯形图语言的程序及辅助通讯程序,梯形图语言的解释程序的效率决定了PLC的性能,通讯程序决定了PLC与外界交换信息的难易。对于简单的应用,通常以独立控制器的方式运作,不需与外界交换信息,只需内部固化有能解释梯形图语言的程序即可。实际上,设计PLC的主要工作就是开发解释梯形图语言的程序。
可编程控制器PLC与个人计算机PC的主要差异
(1)PLC工作环境要求比PC低,PLC抗*力强;
(2)PLC编程比PC简单易学;
(3)PLC设计调试周期短;
(4)PC应用领域与PLC不同;
(5)PLC的输入/输出响应速度慢,(一般ms级),而PC的响应速度快(为微秒级);
(6)PLC维护比PC容易。
PLC控制系统一般来讲主要有以下七部分内容:
(1)根据设计任务书,进行工艺分析,并确定控制方案,它是设计的依据。
(2)选择输入设备(如按钮、开关、传感器等)和输出设备(如继电器、接触器、指示灯等执行机构)。
(3)选定PLC的型号(包括机型、容量、I/O模块和电源等)。
(4)分配PLC的I/O点,绘制PLC的I/O硬件接线图。
(5)编写程序并调试。
(6)设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。
(7)编写设计说明书和使用说明书。