重慶索利亞電氣設(shè)備有限公司

西門(mén)子PLC模塊6ES7223-1BH32-0XB0

西門(mén)子PLC模塊6ES7223-1BH32-0XB0

在工控領(lǐng)域，公司以精益求精的經(jīng)營(yíng)理念，從產(chǎn)品、方案到服務(wù)，致力于塑造一個(gè)“行業(yè)專家”品牌，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。

自動(dòng)化任務(wù)：
在 S7-300 主站控制器和多個(gè) S7-1200 從站之間，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng) (IE) 進(jìn)行確定性的數(shù)據(jù)傳輸 (例如，用于時(shí)間同步)。
對(duì)于確定性數(shù)據(jù)傳輸，主站依次與每個(gè)從站交換數(shù)據(jù)。
應(yīng)該在
任務(wù) A 中通過(guò) S7-通 信、在
任務(wù) B 中通過(guò)開(kāi)放式 TCP/IP (T-通信) 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

圖 01 展示了兩個(gè)任務(wù)的演示設(shè)置，在此 S7-300 主站是與兩個(gè) S7-1200 從站進(jìn)行通信。

圖 01

S7-300 緊湊型控制器 CPU 315-2PN/DP 使用 STEP 7 V5.4 + SP5 + HF1 編程用戶界面進(jìn)行組態(tài)。
S7-1200 緊湊型控制器使用 STEP 7 Basic V10.5 SP2 編程用戶界面進(jìn)行組態(tài)。

自動(dòng)化解決方案：

解決方案 A：S7-通信
S7-1200 PLC 為 S7 通信提供了被動(dòng)服務(wù)器功能。由 S7-300 客戶端通過(guò) PUT 和 GET 塊進(jìn)行組態(tài)。在 STEP 7 V5.4 的 NetPro 中組態(tài)連接。為到 S7 服務(wù)器的每個(gè)連接分配一個(gè)確切的 ID?？蛻舳送ㄟ^(guò)動(dòng)態(tài)更改此連接 ID 與服務(wù)器進(jìn)行通信。在 NetPro 中可組態(tài)的**連接數(shù)取決于所使用的 S7-300 CPU 的類型。CPU 315-2 PN/DP 可在 NetPro 中組態(tài)**多 14 個(gè) S7-連接。

注意事項(xiàng)：
只有 S7-300 控制器支持S7 通信塊 PUT 和 GET 的 ID 動(dòng)態(tài)更改。對(duì)于 S7-400 控制器，每個(gè)通信塊都需要一個(gè)靜態(tài) ID。

圖 02

主站和從站包含了發(fā)送和接收塊 (Send_DB 和 Receive_DB)。在接收到同步命令之后，主站讀取系統(tǒng)時(shí)間，并通過(guò) PUT 塊 將此信息和用戶數(shù)據(jù)發(fā)送到**個(gè)從站，以進(jìn)行 S7 通信。PUT 塊將它自己的系統(tǒng)時(shí)間與從主站中接收到的日時(shí)鐘鐘信息進(jìn)行同步。然后主站通過(guò) GET 通信塊獲得從站 1 的用戶數(shù)據(jù)。之后將從站 1 的此用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在主站接收塊的相關(guān)位置中。對(duì)所有后續(xù)從站單元重復(fù)此過(guò)程。在完成主站和**后一個(gè)從站之間的數(shù)據(jù)交換之后，主站單元重新啟動(dòng)與從站 1 的數(shù)據(jù)交換。

解決方案 B：T-通信
S7-1200 和 S7-300/400 都提供了用于開(kāi)放式 TCP/IP 通信的功能塊 - T 通信塊 TCON、TSEND、TRCV 和 TDISCON。
當(dāng)選擇協(xié)議為 “ISO-on-TCP”，則 “ISO-on-TCP” 提供了面向消息的操作原理，這在 SIMATIC 系統(tǒng)之間進(jìn)行 通信時(shí)特別有用。
在 STEP 7 V5.4 中使用‘開(kāi)放式通信向?qū)?rsquo; (OC 向?qū)? 組態(tài)該連接。各個(gè)連接伙伴通過(guò) IP 地址來(lái)識(shí)別。OC 向?qū)ПＡ粢粋€(gè)連接資源，并創(chuàng)建一個(gè)相關(guān)的連接數(shù)據(jù)塊。伙伴的 IP 地址存儲(chǔ)在此數(shù)據(jù)塊中。開(kāi)放式 IE 通信的**連接數(shù)取決于所使用的 CPU。對(duì)于所使用的 CPU 315-2 PN/DP，可以使用“ISO-on-TCP”同時(shí)建立**多 8 個(gè)連接 。通過(guò)更改連接數(shù)據(jù)塊中的 IP 地址，可 通過(guò)相同的連接資源連續(xù)地與逾 8 個(gè)通信伙伴進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
 

圖 03

主站和每個(gè)從站都有一個(gè)發(fā)送和一個(gè)接收數(shù)據(jù)塊 (Send_DB 和 Receive_DB)。通過(guò) TCON 塊，主站將一個(gè)  TCP/IP 連接請(qǐng)求 發(fā)送到**個(gè)從站。要確認(rèn)連接已建立，通信對(duì)端也要執(zhí)行 TCON 塊。當(dāng)存在同步作業(yè)時(shí)，主站讀取系統(tǒng)時(shí)間，并通過(guò) TSEND 通信塊將此時(shí)間和用戶數(shù)據(jù)發(fā)送到從站。對(duì)于 TRCV 接收塊，該塊在 Receive_DB 數(shù)據(jù)塊中接收數(shù)據(jù) 。從站使用從主站中接收到的日時(shí)鐘數(shù)據(jù)來(lái)同步它自己的系統(tǒng)時(shí)間。從站 1 通過(guò) TSEND 塊 將它的用戶數(shù)據(jù)發(fā)送到主站。在主站一側(cè)，使用 TRCV 塊將從站 1 的用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到接收數(shù)據(jù)塊中的位置。隨后，主站使用 TDISCON 塊斷開(kāi)到從站 1 的連接 。對(duì)后續(xù)從站重復(fù)執(zhí)行此過(guò)程。在主站與**后一個(gè)從站交換數(shù)據(jù)完成之后，主站重新與從站 1 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。一旦在從站側(cè)建立一個(gè)連接，該連接將一直保持。因此，僅須在初始化時(shí)調(diào)用 TCON。

啟動(dòng)代碼
為了便于啟動(dòng)，我們?yōu)橛脩籼峁┝藥в袦y(cè)試代碼和測(cè)試參數(shù)的軟件實(shí)例，以供下載。
這些軟件實(shí)例幫助用戶理解組態(tài)實(shí)例的一些起始步驟，及對(duì)組態(tài)實(shí)例的測(cè)試。
這樣用戶便可以快速測(cè)試組態(tài)實(shí)例中描述的產(chǎn)品的硬件和軟件接口。

西門(mén)子S7-1200 緊湊型PLC在當(dāng)前的市場(chǎng)中有著廣泛的應(yīng)用，作為經(jīng)常與SENTRON PAC3200系列儀表共同使用的PLC，其Modbus通信協(xié)議的使用一直在市場(chǎng)上有著非常廣泛的應(yīng)用。本文將主要介紹如何使用Modbus 通信協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)S7-1200與SENTRON PAC3200儀表的通信。

1．西門(mén)子SENTRON PAC3200 儀表介紹

西門(mén)子的SENTRON PAC3200多功能電力儀表是一種用于面板安裝的儀表，可用來(lái)計(jì)量、顯示配電系統(tǒng)多達(dá)50個(gè)測(cè)量變量，例如電壓、電流、功率、有功功率、頻率以及**值、**小值和平均值。中文大屏幕圖形液晶顯示使用戶可遠(yuǎn)距離讀表。PAC3200儀表如下圖所示。

圖1:儀表PAC3200

1.1 SENTRON PAC3200 MODBUS RTU通信擴(kuò)展模塊介紹

PAC3200多功能儀表的本體沒(méi)有MODBUS RTU通信的功能，如果希望將PAC3200作為從站連接到MODBUS RTU網(wǎng)絡(luò)與主站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換必須選用外部擴(kuò)展通信模塊――SENTRON PAC RS485模塊。(注意: PAC RS485 擴(kuò)展模塊使用錯(cuò)誤的固件版本時(shí)將不能工作
SENTRON PAC3200 電力監(jiān)測(cè)設(shè)備的固件版本**應(yīng)為FWV2.0X。 較早的版本不支持
PAC RS485 擴(kuò)展模塊。)該擴(kuò)展模塊具有下列性能特點(diǎn)：
        • 可通過(guò)設(shè)備正面設(shè)置參數(shù)
        • 即插即用
        • 支持 4.8/9.6/19.2 以及 38.4 KBd 通信傳輸速率
        • 通過(guò)6針螺釘端子接線
        • 不需要外接輔助電源
        • 通過(guò)模塊上的 LED 顯示狀態(tài)

PAC3200 MODBUS RTU通信擴(kuò)展模塊如下圖所示。

（1） 通信接線端子

（2） 安裝螺釘

（3） 通風(fēng)口

（4） LED

圖2:PAC3200 MODBUS RTU 通信模塊

1.2 SENTRON PAC3200 MODBUS RTU通信擴(kuò)展模塊的接線

SENTRON PAC3200 MODBUS RTU通信擴(kuò)展模塊的接線如下圖所示

圖3:PAC3200 MODBUS RTU 通信模塊的接線圖

1. 將電纜連接到端子排上相應(yīng)的螺栓端子。
2. 將電纜屏蔽層的一端連接到保護(hù)性接地PE。
3. 將信號(hào)公共端連接到保護(hù)性接地。 這樣也使得擴(kuò)展模塊接地。
4. 在**個(gè)和**后一個(gè)通信節(jié)點(diǎn)上，在正信號(hào)和負(fù)信號(hào)之間接入總線端接電阻器。 為
此，PAC RS485 擴(kuò)展模塊中集成了一個(gè)120 Ohm 的總線端接電阻器。 如果需要其它
電阻值，請(qǐng)使用外部總線端接電阻器。 將它連接到**個(gè)和**后一個(gè)通信節(jié)點(diǎn)。

1.3 SENTRON PAC3200 MODBUS RTU通信的方式

1．SENTRON PAC3200設(shè)備支持的功能碼如下：
 

表1: SENTRON PAC3200設(shè)備支持的功能碼

R—可讀
RW—可讀寫(xiě)

2．SENTRON PAC3200 MODBUS RTU 與S7-1200進(jìn)行通信
S7-1200 PLC可以通過(guò)功能代碼0x03 和0x04 訪問(wèn)儀表PAC3200的被測(cè)量數(shù)據(jù)。
下表是一些PAC3200 被測(cè)量的數(shù)據(jù)。

表2: SENTRON PAC3200設(shè)備的一些被測(cè)量數(shù)據(jù)

2．西門(mén)子SENTRON PAC3200 儀表與S7-1200進(jìn)行通信的接線圖

下圖是SENTRON PAC3200儀表與S7-1200進(jìn)行MODBUS RTU 通信的接線圖。

圖4:S7-1200與PAC3200進(jìn)行MODBUS RTU 進(jìn)行通信的接線圖

3．硬件需求
S7-1200 PLC目前有3種類型的CPU：
        1）S7-1211C CPU。
        2）S7-1212C CPU。
        3）S7-1214C CPU。
這三種類型的CPU都可以使用MODBUS通信協(xié)議通過(guò)通信模塊CM1241 RS485來(lái)實(shí)現(xiàn)S7-1200與PAC3200儀表的通信。

本例中使用的PLC硬件為：
        1）PM1207電源 ( 6EP1 332-1SH71 )
        2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0xB0 )
        3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0xB0 )
        4) 模擬器 ( 6ES7 274 -1XH30 -0xA0 )

本例中使用的PAC3200儀表硬件為：
        1） PAC3200 （7KM2112-0BA00-3AA0）
        2） MODBUS RTU 模塊 （7KM9300-0AB00-0AA0）
        3） MODBUS 通信電纜 ( 6XV1830-0EH10)