6ES7355-0VH10-0AE0参数详细
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一、 选型说明: |
这个说明是查阅资料后编写的,如有相关意见可以修改。 整个需求分三部分: 1. 是利用现有的成熟的PLC技术,对各设备的监控点数据进行采集; 2. 再使用单片机技术,对PLC采集后的数据进行读取,并按照一定的格式存储在存储设备中,存储设备可以是U盘,存储卡等; 3. 使用读卡设备将存储的数据读出,并导入普通PC中,对读取数据进行分析。 |
二、 基本组成图: |
图1 总框图 |
三、 PLC数据采集: |
采用成熟的PLC技术,不需开发,使用西门子S7-200系列。 S7-200 PLC是串行通讯方式为丰富的小型PLC,支持多种通信协议,如点对点接口协议(PPI协议)、多点接口协议(MPI协议)和PROFIBUS协议以及自由通信协议等。其中自由通信协议又叫用户定义协议,利用自由端口模式,可以实现用户定义的通信协议,连接多种智能设备,使用起来非常方便,在第三方工程接入中取得了巨大的成功。 |
四、 单片机数据存储 |
此部分为整个技术的重点之一,他要完成的主要功能为,从PLC采集数据,并将数据按预先规定格式写入存储设备中,存储设备可设计成存储卡,U盘之类的。 |
1、 单片机与PLC通讯 |
单片机选用MCS51,MCS-51的串行口与MAX485芯片相接,然后与S7-200 PLC的RS-485口进行通讯,如图1所示: |
图1 MCS-51单片机与S7-200的硬件接线图 |
在自由端口模式下,PLC的串行通信接口由用户来控制,通过梯形图程序以及和单片机的汇编语言进行配合,来使用完成中断、字符接收中断、发送完成中断等,通信协议由用户完全控制。这时单片机处于主机状态,由单片机主动发送握手信号,PLC接到信号后被动反馈信息即可。 |
a) 通信协议设计 |
定义根据经验和有关参考资料,定义协议结构和参数。 |
(1)通信波特率为9.6kbps,无校验,8个数据位,1个可编程位,1位起始位,1位停止位。 (2)定义通信协议的数据流结构的格式为起始码、命令码、元件首址、字节数、数据块、BCC校验码和结束码。 ● 起始码:表示单片机与PLC开始发送数据,是数据流个字符,告诉PLC开始进行通信了,可以用00H表示 ● 命令码:表示单片机对PLC的各种操作: 40H:读取目标元件 I、Q、V、M、SM、L、T、C等的数据或状态;41H:修改目标元件 I、Q、V、M、SM、L、T、C等的数据或状态; 42H:强制目标单元为ON; 43H:强制目标单元为OFF; ● 元件首址:表示PLC内部的元件类型以及寄存器的地址(但不能表示一个位地址)。前两个字节表示寄存器类型,后两个字节表示寄存器号。00 00(H):I寄存器区 01 00(H):Q寄存器区。02 00(H):M寄存器区 08 00(H):V寄存器区; ● 字节数:从元件首地址起,读取或写入PLC元件的数据个数数据块:准备读取或者写入PLC的数据或状态; ● BCC校验码:在传输过程中,指令有可能受到任何的干扰而使原来的数据信号发生扭曲,此时的指令当然是错误的,为了侦测指令在传输过程中发生的错误,接收方必须对指令作进一步的确认工作,以防止错误的指令被执行,简单的方法就是使用校验码。BCC校验码的方法就是将要传送的字符串的ASCII码以字节为单位作异或和,并将此异或和作为指令的一部分传送出去;同样地,接收方在接到指令后,以相同的方式对接收到的字符串作异或和,并与传送方所送过来的值作对比,若其值相等,则代表接收到的指令是正确的,反之则是错误的 ● 结束码:结束字符标志着指令的结束,在本例中被定义为FFH,不同的PLC从站可以定义不同的结束字符以接收针对该PLC的指令。 |
b) 通信程序的实现 |
(1)单片机端程序的实现。单片机在主程序中初始化,采用串行口工作方式3[2],波特率为9.6kbps,采用单片机作为主机,向PLC进行呼叫,定期读取数据或者写入数据,其程序流程图参见图2。 |
图2 单片机端通讯程序流程图 |
(2)PLC端程序流程图的实现。PLC端作为从机,采用梯形图或者STL编程,主要是先设置通讯协议,然后按照协议把采集到的数据进行处理,再发送给主机单片机,其具体的程序流程图如图3所示。 |
图3 PLC端通讯程序流程图 |
2、 单片机数据存储实现 |
采用西安达泰电子的单片机读写U盘的模块 USB118AD,接线图如图4: |
图4 USB118接线图 |
说明:采用USB118AD模块直接连U盘。具体接口方式需查USB118AD相关资料。 |
五、 数据软件分析 |
通过U盘或其它存储设备,将数据读入电脑软件中,电脑软件根据实际业务需要设计相应的算法,对数据进行分析,以数据报表,图表等方式展现结果 |
辅助继电器是PLC中数量多的一种继电器,一般的辅助继电器与继电器控制系统中的中间继电器相似。
辅助继电器不能直接驱动外部负载,负载只能由输出继电器的外部触点驱动。辅助继电器的常开与常闭触点在PLC内部编程时可无限次使用。
辅助继电器采用M与十进制数共同组成编号(只有输入输出继电器才用八进制数)。
1.通用辅助继电器(M0~M499)
FX2N系列共有500点通用辅助继电器。通用辅助继电器在PLC运行时,如果电源突然断电,则全部线圈均OFF。当电源再次接通时,除了因外部输入信号而变为ON的以外,其余的仍将保持OFF状态,它们没有断电保护功能。通用辅助继电器常在逻辑运算中作为辅助运算、状态暂存、移位等。
根据需要可通过程序设定,将M0~M499变为断电保持辅助继电器。
2.断电保持辅助继电器(M500~M3071)
FX2N系列有M500~M3071共2572个断电保持辅助继电器。它与普通辅助继电器不同的是具有断电保护功能,即能记忆电源中断瞬时的状态,并在重新通电后再现其状态。它之所以能在电源断电时保持其原有的状态,是因为电源中断时用PLC中的锂电池保持它们映像寄存器中的内容。其中M500~M1023可由软件将其设定为通用辅助继电器。
下面通过小车往复运动控制来说明断电保持辅助继电器的应用,如图1所示。
图1 断电保持辅助继电器的作用
小车的正反向运动中,用M600、M601控制输出继电器驱动小车运动。X1、X0为限位输入信号。运行的过程是X0= ON→M600=ON→Y0=ON→小车右行→停电→小车中途停止→上电(M600=ON→Y0=ON)再右行→X1=ON→M600=OFF、M601=ON→Y1=ON(左行)。可见由于M600和M601具有断电保持,所以在小车中途因停电停止后,一旦电源恢复,M600或M601仍记忆原来的状态,将由它们控制相应输出继电器,小车继续原方向运动。若不用断电保护辅助继电器当小车中途断电后,再次得电小车也不能运动。
3.特殊辅助继电器
PLC内有大量的特殊辅助继电器,它们都有各自的特殊功能。FX2N系列中有256个特殊辅助继电器,可分成触点型和线圈型两大类
(1)触点型 其线圈由PLC自动驱动,用户只可使用其触点。例如:
M8000:运行监视器(在PLC运行中接通),M8001与M8000相反逻辑。
M8002:初始脉冲(仅在运行开始时瞬间接通),M8003与M8002相反逻辑。
M8011、M8012、M8013和M8014分别是产生10ms、100ms 、1s和1min时钟脉冲的特殊辅助继电器。
M8000、M8002、M8012的波形图如图2所示。
图2 M8000、M8002、M8012波形图
(2)线圈型 由用户程序驱动线圈后PLC执行特定的动作。例如:
M8033:若使其线圈得电,则PLC停止时保持输出映象存储器和数据寄存器内容。
M8034:若使其线圈得电,则将PLC的输出全部禁止。
M8039:若使其线圈得电,则PLC按D8039中指定的扫描时间工作。
四、状态器(S)
状态器用来纪录系统运行中的状态。是编制顺序控制程序的重要编程元件,它与后述的步进顺控指令STL配合应用。
如图3-6所示,我们用机械手动作简单介绍状态器S的作用。当启动信号X0有效时,机械手下降,到下降限位X1开始夹紧工件,加紧到位信号X2为ON时,机械手上升到上限X3则停止。整个过程可分为三步,每一步都用一个状态器S20、S21、S22记录。每个状态器都有各自的置位和复位信号(如S21由X1置位,X2复位),并有各自要做的操作(驱动Y0、Y1、Y2)。从启动开始由上至下随着状态动作的转移,下一状态动作则上面状态自动返回原状。这样使每一步的工作互不干扰,不必考虑不同步之间元件的互锁,使设计清晰简洁。
图3 状态器(S)的作用
状态器有五种类型:初始状态器S0~S9共10点;回零状态器S10~S19共10点;通用状态器S20~S499共480点;具有状态断电保持的状态器有S500~S899,共400点;供报警用的状态器(可用作外部故障诊断输出)S900~S999共100点。
在使用用状态器时应注意:
1)状态器与辅助继电器一样有无数的常开和常闭触点;
2)状态器不与步进顺控指令STL配合使用时,可作为辅助继电器M使用;
3)FX2N系列PLC可通过程序设定将S0~S499设置为有断电保持功能的状态器
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