西门子6GK7243-1GX00-0XE0型号齐全

0. 引言

我国东北地区是规模大的食用菌生产加工出口基地之一。随着市场需求的不断增加，生产能力的逐渐扩大，生产设备的老化与滞后问题突显出来。培养基二次发酵是某企业一个重要的生产过程，是食用菌生产的基础工序。目前，该公司有6 个培养基二次发酵隧道。每个隧道配置8 个温度传感器，分别布置在发酵隧道的入风口、出风口和培养基中，用于检测发酵过程温度。每个隧道配置一台风机和风门，用于调节发酵隧道的温度，达到整个发酵过程的要求。现阶段,该公司采用人工的方法监控隧道温度，并用手动的方法调节风机转速和风门开度。自动化水平低、耗能高、人力资源的浪费等诸多问题急需解决。

在传统的PLC 变频控制集成系统中，变频器的启动/停止与故障监控由PLC 通过开关量实现端对端控制。变频器频率是由PLC 通过模拟量输出端口输出0～5（10）V 或4～20mA 信号控制，需要PLC 配置昂贵的模拟量输出端口模块。变频器出现故障时由PLC 读取变频器的故障报警触点，对具体故障原因并不清楚，需查询变频器报警信息后再阅读变频器说明书才知道。随着交流变频控制系统及通讯技术的发展，可以利用PLC 及变频器的串行通讯的方式来实现PLC 对变频器的控制。

在工业自动化控制系统中，为常见的是PLC 和变频器的组合应用，并且产生了多种多样的PLC 控制变频器的方法，其中采用RS-485 通讯方式实施控制的方案得到广泛的应用：因为它抗干扰能力强、传输速率高、传输距离远且造价低廉。本文就是针对该公司的自动化问题，应用PLC 与变频器的串行通讯，实现风机的变频调速和远程监控[1]。

1. 变频器通讯的系统配置

1.1 变频器的选择

易能电气的EDS1000 系列变频调速器提供串行通讯技术的支持。它所支持的串行通讯技术包括标准RS-485、PROFIDRIVE、 LONWORKS 在内的多种现场总线方式。其中，RS-485通讯方式为用户提供了无需附加任何费用的、为廉价实用的串行通讯方式。只需按照EDS1000 变频器规定的通讯数据结构、控制字和状态字格式发送数据即可实现与变频的通讯。

1.2 PLC 的选择

西门子工控产品在工控领域应用市场中有较高的占有率。S7-200 系列是西门子SIMATIC PLC 家族中的小规模PLC 成员，自由通讯口方式是S7-200 PLC 的一个特色的功能，它使S7-200 PLC 可以由用户自己定义通讯协议。利于自由通讯口方式，在本系统中PLC可以与变频器方便连接。PLC 通过自由通讯口方式与变频器通讯，控制变频器的运行，读取变频器自身的电压、电流、功率、频率和过压、过流、过负荷等全部报警信息等参数，这比通过外部端口控制变频器的运行具有较高的可靠性，节省了PLC 宝贵的I/0 端口，又获的了大量变频器的信息。在本例中，作者将按照自由口协议来对S7-200 的自由口进行编程[2]。

1.3 系统硬件组成

EDS-1000 系列变频器R-485 接口与西门子S7-200 系列226CPU 型PLC 的自由通讯口1的配线图，如图1 所示。PLC 为主机，变频器为从机，主从机点对点通讯。

1.4 硬件安装方法

（1）用网线专用压接钳将电缆的一头和RJ45 水晶头进行压接；另一头则按西门子PLC自由通讯口的针口排列，与DB-9 专用转接插头相连。

（2）将RJ45 电缆分别连接变频器的PU 口，把DB-9 专用转接插头与S7-200 PLC 的自由通讯口1 相连

2. 变频器通讯原理

EDS1000 系列变频器的串行通讯为异步半双工的方式，使用字节奇偶校验。PLC 为主机，变频器为从机，系统电码的传输由主机控制，主机不断发出某个地址的电码给从机，等待从机的响应。主机多能带31 个从机，在有中继器的情况下，可以增加到126 个从机，也就是从机的地址多可以设定到126。通讯时，传输的默认格式和传输速率为：8-N-1，9600bps。传输的数据命令帧格式表1 所示。

上述数据结构中：

（1）帧头：为字符“～”（即十六进制7E），单字节。

（2）从机地址：从机的本机地址，占用两个字节，ASCII 格式。变频器出厂设置为01。

（3）主机命令/从机响应：主机发出的命令，从机对命令的应答。占用双字节，采用
ASCII 格式。

（4）辅助索引/命令索引/故障索引：对于主机，辅助索引、命令索引用于配合主机命令实现具体功能。对于从机，辅助索引、命令索引用于从机上报故障状态码，命令索引不作改动，直接上报。数据类型为16 进制，4 个字节，ASCII 格式。命令索引占用低二个字节，辅助索引占用高二个字节，数据范围为“00”～“FF”。

（5）校验和：数据含义为帧校验，占用四个字节，ASCII 格式。计算方法为“从机地址”到“运行数据”全部字节的ASCII 码值的累加和。

（6）帧尾：十六进制0D，单字节[3]

3. PLC 编程示例

本文结合发酵隧道控制系统的需要，考虑其实用性，本系统主要是设置变频器的运行频率和读取变频器的参数。

3.1 变频器的运行频率设定程序

PLC 在次扫描时执行初始化子程序，对通讯端口进行设置。本例运用端口1 进行通讯，变频器地址为01。例如：设定值为40.00HZ，格式：“～010C00010FA0027C\R”，程序如下：

Network 1 //初次扫描，进行初始化操作，置传送字节数。//
LD SM0.1
MOVB 18, VB199
Network 2 //若SM0.7=1，允许自由口模式//
LD SM0.7
MOVB 9, SMB130
Network 3 //若SM0.7=0，允许PPI/从站模式//
LDN SM0.7
R SM130.0, 1
Network 4 //初始化从机运行频率给定命令//
MOVB 0, MB2
MOVB 18, MB3
Network 2 //连接字符接收中断到中断程序0//
LD SM0.7
ATCH INT_0:INT1, 25
ENI
Network 3 //若MB2=MB3 时，则：计数器清0，恢复初始状态//
LDB= MB2, MB3
MOVB 0, MB2
MOVD &VB320, VD316
中断进行接收数据程序如下：
Network 1 //断开中断，将数据放入数据区//
LD SM0.0
DTCH 25
MOVB SMB2, ＊VD316
INCD VD316
INCB MB2

4. 结束语

使用此方法采用西门子S7200 系列226 型CPU 的PLC 通过自由口1，使用RS-485 协议对易能EDS1000 型变频器进行控制，极大地减少了线路连接的复杂性，避免了现场可能的各种电磁干扰对控制设备的影响。

1、在变频器没有使用在粗纱机之前，粗纱机在起动和关车时，由于牵伸和卷绕两个传动系统的传动链不同、转动惯性不一致，使前罗拉引出粗纱条的线速度与锥轮传递纱管的卷绕线速度不同，这种不匹配的速比具体表现为起动时卷绕时间快于引纱时间，关车时引纱时间快于卷绕时间，于是在开关车时就会产生大量细节。而粗纱机在纺纱过程中频繁的开关车是不可避免的。

　　我公司JBA变频器可以通过控制主电机，调整电机电源的频率使电机启动到设定值时间（启动）或者关车时间进行认为设定，达到实现慢启动、慢停车，同时取消了设备中电抗器和电磁离合器等不容易维修的部件。但是在设定启动时间（加、减速时间）不可过分追求慢速，否则电机容易发热、损坏，同时因为增加停车时间，增加电能损耗、影响效率。

　　2、在纺纱过程中，粗纱的卷装直径要经历一个由小到大的变化过程，所以在前几百米和后几百米粗纱断头率很高，质量容易产生变化。在传统的纺纱中，“恒定”的电机转速在纱径中时需要加速却又无法加速。企业便时常陷入要产量顾不了质量，要质量又顾不了产量的两难境界。

　　我公司变频器的多段速控制便会弥补这些缺点。如多段速设定可按1000m长度为一段，将一落粗纱设定为若干段，如7000m长的一落粗纱就为7段，每一段编辑为一个功能码，通过对变频器的调整可以任意设定这每一段的频率。这样便可以在纱径小、纱径中和纱径大时使电机获得不同的转速，从而达到电机转速按纺纱进程的需要而作相应变动的目的，真正实现粗纱机的优质、高产。

　　通过PLC和人机对话，使变频器的调速功能得到更为简易的操作。实现高效、节能和达到工艺的效果。

　概要介绍

　　无需借助西门子的Simaticnet 软件,SIDirect DAS Server 可以通过标准的以太网卡访问S7 200, S7 300,S7 400 家族PLC。SIDirect DAServer可以通过DDE, FastDDE, Suibbbink, OPC协议连接bbbbbbs客户端软件，如Wonderware InTouch。


　　本Tech Note 一步一步详细介绍了如何配置和使用Wonderware SIDirect DA Server连接/访问S7 PLC(这里，我们以S7-400 PLC 为例)，以及如何用DDE/Suibbbink协议访问此DA Server。



　　在开始之前，请确保已满足以下条件：

　　1.仔细阅读并按照SIDirect DAServer的Readme文件及相关文档，来得到SIDirect DAServer所需要的系统需求，正确的安装过程，操作系统等信息。

　　2.安装SIDirect DAServer，如果已经安装了以前版本的SIDirect DAServer，请使用的"控制面板"中的"添加/删除程序"卸载，本Tech Note使用SIDirect DAServer 1.1版。

　　3.安装并配置以太网卡和TCP/IP协议。

　　4.确认你可以"Ping"通你要连接的PLC。

注意：请仔细阅读SIDirect DAServer的在线文档关于所支持的硬件和软件部分，SIDirect DAServer只支持TCP/IP通信，不支持MPI，Profibus等其他非以太网方式。

　　本Tech Note假定用户具有并理解以太网，西门子S7 PLC 硬件/软件，bbbbbbs 操作系统，Wonderware FactorySuite组件，WWClinet, SIDirect DAServer的基本知识。


　　配置SIDirect DAServer

　　1.选择任何栏上的开始/程序以启动SIDirect DAServer。

　　2.找到包含“System Management Console” 程序的 Wonderware文件夹，并点击启动System Management Console 程序。

　　3.在ArchestrA System Management Console(SMC)中找到“DAServer Manager”树下的SIDirect DAServer。在Local节点下，DAServer 名字是“ArchestrA.DASSIDirect.1”。见下图1：

图1. SMC中的DASSIDirect DAServer

　　4.展开ArchestrA.DASSIDirect.1，并选择“Configuration”，将出现如下“bbbbbb bbbbbeters”对话框(图2)：

图2. DASSIDirect – bbbbbb bbbbbeters

　　◆　Device Group Update Interval: 定义Device Group的默认更新时间间隔

　　◆ Slow Poll Interval: 定义当连接发生问题进入“Slow Poll”模式时，DAServer查询设备的时间间隔。当通信恢复正常后，DAServer的查询间隔调整为Device Group的查询间隔。

　　◆　Transbbbbbb to Subbbbbbbion Ratio：“Transbbbbbb”是来自于DDE/SL/OPC客户端的读/写消息，“Subbbbbbbion”是有处于“需采集”状态的数据点产生的，“Subbbbbbbion”按“Update Interval”为间隔周期性发送。　“Transbbbbbb to Subbbbbbbion Ratio”定义DAServer在发送一个Subbbbbbbion前可以发送的Transbbbbbb的大数目。它是当有多个等待中的Transbbbbbb时，Transbbbbbb和Subbbbbbbion的比例，比例的后者总是为1。所以，默认设置为2表示Transbbbbbb和Subbbbbbbion的比例是2:1。这个比例确保当Transbbbbbb非常繁忙时，任有一定数量的Subbbbbbbion动作。 例如：比例设为2, 同时有3个Transbbbbbb, 2个Subbbbbbbion准备好，Toolkit将先发送2个Transbbbbbb，1个Subbbbbbbion, 在发送1个Transbbbbbb, 1个Subbbbbbbion。

　　◆　Transbbbbbb Message Timeout: 每个Transbbbbbb(读／写／刷新等)消息的超时设置，这个超时设置使得客户端不会由于某种原因Transbbbbbb不被发送时导致被挂起。这是一个Transbbbbbb中消息更新的大允许时间。此数字应该设置为一个单独的数据更新不应超过此时间设置。

　　◆　Server Protocal Timer: 因为SIDirect DAServer使用事件驱动的协议引擎，此选项无效。

　　◆　Diagnostic Backlog Size: 定义在“Transbbbbbb Diagnostic”根上可显示的大的Transbbbbbb数。

　　◆　Poke Mode: 有以下有效模式：

　　　　- Control　保持写数据的顺序不改变，并且不合并Transbbbbbb。

　　　　- Transbbbbbb 使用保留要写的第1，第2和后一个数据的合并方式保持写数据的顺序。

　　　　- Optimization 不保持写数据的顺序，并且合并写数据的Transbbbbbb，只写入后一个要写的数据。

　　◆　Case Sensitive: 控制DAServer按大小写顺利扫描数据项和Device Group。

　　◆　Device Group Cache: 此参数保留将来使用。

　　◆　Simulation Mode: 此设置在此SIDirect DAServer中无效。

　　◆　System Items: 此参数控制系统数据点是否出现在浏览窗口中，是否做为DAServer数据采集接口的有效数据项。

　　◆　Unique Device Groups: 此参数控制是否检查Device Group在整个DAServer中的唯一性。

　　5.右键点击“Configuration”图标。

　　6.在菜单中选择“Add PortCpS7 bbbbbb”。

　　7.右键点击“New_PortCp_000”并选择“Add S7Cp bbbbbb”，出现如下S7参数设置对话框(图3)：

图3. S7 CP通信参数

　　◆　Network Address: 输入PLC的IP地址，在此例子中，PLC的IP地址是192.168.10.41

　　◆　Local TSAP: 定义本地站的传输服务访问点，为数字定义设备，位数字为0，推荐设置为01.00

　　◆　Remote TSAP: 定义PLC的传输服务访问点。

　　◆　Remote Rack No.: 输入10进制机架号。

　　◆　Remote Slot No.: 输入10进制的CPU槽号。在此Tech Note中，机架号设为0,CPU槽号设为3(电源模块占2个槽，所以CPU槽号为3)。

　　◆　Connection Resource: 从下拉框中选择16进制的连接资源。

　　8.选择“Device Group”属性页。

　　9.右键点击“Device Group”对话框中的空白地方，添加新的Device Group(类似主题名)到Device Group对话框中。如下图4所示：

图4. Device Group 对话框

　　10.选择并用右键点击默认名Topic_0, 把它重新命名成一个有意义的名字，如S7PLC, 如图5所示:

　　11.在左面的树形结构图中，右键点击ArchestrA.DASSIDirect.1并从子菜单中选择“Activate Server”来启动此DA Server，ArchestrA.DASSIDirect.1旁边的图标将由红变成绿，如下图6所示：

图6. SIDirect DA Server已激活

　　测试此 DASSIDirect Server

　　DASSIDirect Server已经准备就绪，下面做一个快速的通信测试来验证和我们可以和PLC的连接。

　　1.点击“开始/运行”并键入WWClient启动Wonderware WWClient程序。

　　2.从主菜单上选择“Connection/Create”，将出现“Create Connection”对话框。

　　3.输入正确的信息，如图7所示:

　　◆　Node: 此处为空白，因为DASSIDirect Server和WWClient在同一台计算机中。否则，输入运行DAServer的机器的名字。

　　◆　Application: DASSIDirect, SIDirect DAServer的应用程序名。

　　◆　Topic: S7PLC，我们刚才在DASSIDirect的Device Group对话框中新建的Device Group。

　　◆　Connection Type: IOT，在这里，我们使用Suibbbink协议。

图7. Create Connection 对话框

　　4.依此点击“Create”，“Done”。

　　5.在主菜单上选择“Item”。

　　6.输入已知正常工作的PLC寄存器地址。

　　7.下图显示了WWClient成功取得S7 PLC数据项MB90，在Item输入框中的输入MB90，点击AdviseEx注册并开始获取此数据项，如果连接S7 PLC的以太网工作正常的话，你会看到从MB90寄存器中取得的数据，如图9，10所示：

图9. Item

图10. WWClient显示MB90的值