6ES7222-1BF22-0XA8大量现货
一、前言
特种车辆是针对非常规车辆的统称，包括军事、医用、环保、建筑、起重等不同的分类。因特种车辆大多需要有动作机构，这些动作的控制大多采用PLC来完成，因特种车辆工作的环境很差，通常需要能抵抗高低温、防水、防尘、防盐、冲击、振动等常规PLC无法胜任的工作。
二、V80-U特种车辆专用PLC构成
矩形科技的V80-U是专为特种车辆开发的特种车用PLC，性能指标如下：
表一《电气和环境规格表》
V80-U是在V80宽温系列的基础上改进而来，系统结构与V80的系统结构一致，技术指标和软件性能也与V80一致。
该系统采用模块化结构，由一个本体单元和多个扩展单元构成，具体的技术指标和结构参见V80的硬件手册。应用户的需要增加了一个CAN接口。
V80-U整个系统符合国军标GJB150、GJB151A/152A
V80-U针对军方的特殊性进行了一些改进，从而实现对高低温运行、储存、抗振、抗冲击、抗电磁干抗等方面全面tisheng。改进项目如下：
1、温度范围
原V80的设计就已考虑到军方的应用，这一方面的改进相对比较容易，是结构材料的更换，包括PCB板材、塑料、开关、端子、继电器将全部更换成军用级的材料，保证在极端恶劣的环境下可靠的工作；再是电子元器件采更换为军用级的电子元件，包括电容、光耦、继电器在内的一些比较敏感的器件；后是所有内部的接插件，为了适应军标宽范围的应用将全部选用镀金的接插件，部分更是改成直接焊接，以减少冲击和温度变化造成的接触不良等。
2、抗冲击、抗振动
为了能达到军标的要求，我们在各层电路板上加灌了防火导热抗振硅胶。
3、防水防尘
这一项，目前各研究所均在把PLC放在一个电控箱内，防水防尘主要是在电控箱这一层解决，V80-U将沿用该方式，只是在V80模块内加灌硅胶。
4、抗电磁干抗
V80设计中已经充份考虑了这一点，可以满足军标的要求，目前的设计中有30%的成本就是用在抗干抗这个方面的。目前V80在抗快速脉冲群方面可以抵抗5KHZ、10KHZ、100KHZ的快速脉冲群达3000V之高。其它的如静电、雷击方面也比进口的同类的产品要强很多。
5、宽电源范围
直流输入范围可达DC18～36V，交流输入范围可达AC85～265V。
电子硅胶的特点：
设计：该产品专门根据电子，电器及其他应用需求设计开发，品质恒定。
优良电气特性：该产品是理想的电气及电子产品的绝缘密封材料，用於温度及湿度常有变化的场所也能保有稳定的电气特性。
耐热、耐寒特性：该产品使用温度范围广泛，适用於-50℃～250℃。连续使用时从-40℃～180℃，也能保持稳定性能
耐候性：该产品具有优越抗紫外线、臭氧、水分、盐雾、霉菌等特性，既使在户外使用三十年也几乎不变质。
抗震性：具有弹性机能，吸收振动及激震，保护电气及电子零件、玻璃等易脆物质。
化学性能稳定：和一般有机橡胶比较，抗化学物质及油剂特性特别优越。有些产品绝不腐蚀金属
产品种类丰富：种类颇多，有耐燃性，有超级耐热性产品，也有除去低分子量有机矽产品。为电子，电器及一般工业设计的硅胶产品，获得多种国际认证，例如：保险商实验室（UL）、美军规范（MIL）等等。
2.3、通信接口与协议
有三个通信接口其中一个RS232、一个RS485和一个CAN接口，前面两个接口均可以支持编程和ModBus从协议，RS485还支持Modbus主协议，可以支持联网通信，CAN接口是应＊＊＊所的要求增加的，用户层协议还需要用户确认，我们建议采用ModBus的数据链路层作为用户接口层，暂定PLC是从设备。
通信接口的选择：
1、数字量IO通信，因为数字量IO的输出一般是继电器或晶体管输出，会存在抖动和时延的问题，造成误判和误动。数字量IO的输入也是经过光耦进入CPU的，同样存在抖动和时延的问题。
一般大家为了增强数字量IO口的抗干扰能力会在输入输出上加上下拉电阻，当然也是可以起到一定作用的，但无法从根本上解决，如果选择的匹配太强了，还会造成光耦的提前老化，从而使产品寿命减短。一般该通信方式的通信速度不应超过10HZ，因为PLC的标准IO口的滤波时间是10mS，再加上双方之间的错位与时延应为10mS＊3=30mS以上，如果用户的程序周期比较长或者不稳定时间可能更长，其通信距离应控制在10m以内。
2、RS232通信，因为RS232是电平通信方式，无法抗共模干扰，对于现在的复杂电磁环境，这是一个很致命的问题，在工控上一般要求RS232线不要超过10米，如此RS232仍不适合作长时间高可靠要求的通信。RS232的通信速率一般在19200以下才能在现场环境可靠通信。
3、RS485通信，RS485是差分通信方式，可以有效的抗共模干扰，RS485是许多种现场总线的物理层，包括ModBus、ProfiBus等。RS485的通信速率为1200至12M之间，通信距离为9公里以内，与通信速率相关，如果波特率为1.2M则通信距离要在300m以内。
4、CAN通信，CAN是为汽车传感器开发的专用现场总线，目前在其它工控现场也得到了广泛的应用。它的优点是速度较快，可靠性较高，但单帧的通信量比较低，无效字符占的比例较多
三、：
V80军用系列优势：
1、
解决了各种特种车、火炮、战车、雷达等对国外产品的依赖，从根本上解决用民用级PLC开发军用产品的情况。
2、增强的防解密功能；
有两个加密等级，第二级加密将从协议一层屏蔽程序的上传功能，防止非正常的上传程序。
3、可根据用户的需要定制功能块和定制软硬件；
4、长期的元件库存，定货周期只需要2～6周；
5、支持运行态在线编程，便于现场维护和升级；
6、完全的自主知识产权，包括核心解析芯片在内的所有软硬件均可以根据用户的需要进行定制。
1、引言
我司的控制系统由多种控制系统组成，不仅有集控室的PKS系统，还有其他的辅助控制系统，例如输煤、包装、水处理、污泥脱水机的PLC控制系统等。我司的主导控制系统是霍尼韦尔公司的PKS控制系统，但随着煤气化装置不断的改进，增加了许多的包单元控制系统，这些包单元控制系统主要是西门子系列的PLC控制系统。包单元控制系统顾名思义是独立的控制系统，不能集中控制。基于此前提需要对包单元系统进行集中监控来降低操作强度，从而tigao监控水平。
2、Modbus协议
所谓协议是主设备与从设备之间的通讯规则。若Modbus 协议置入通讯接口,则所有通讯都是透明的。要实现DCS 和PLC的数据通信的各种功能只需要找出对应的功能码并且按照特定的帧格式去处理。可见,Modbus网络协议的存在使得PLC系统和DCS系统的通信非常方便, 这两种系统只要有串口通讯模块和相应的通讯协议就可以了。
用户只需要根据功能码写出特定的信息格式, 而不需要在乎是什么系统。这就是为什么说所有通讯过程对于使用者而言都是透明的原因。
3、硬件设计
控制系统与公司主控制系统PKS进行了改造，实现了以PKS为主站，PLC为从站的集成监控系统。结合BGL气化炉PKS主控制系统与污泥脱水机PLC控制系统实例来进行探讨,通过输煤累计liuliang的实例提供一种高数据传输的处理技巧。
由于两个系统的CPU距离较远，在数据传输上采用光纤避免数据的丢包和干扰现象发生。主要涉及到的硬件有：CP341、光电转换器、光端盒、MOXA、DP电缆、单模光缆。
3.1 PLC硬件组态
西门子PLC下位机编程软件用的是博途V12 ，进行硬件组态，在7槽添加CP 341RS422/485卡件，如图3-2所示：
作为从站的PLC需要对数据交换的地址进行定义，这样才能和PKS控制系统的地址一一对应而进行数据的交换。我们在对卡件组态后需要对CP341卡件的属性进行设置，在这里要关注的是四个函数代码：
（1）FC01、05和15是组代码，其功能具备读写开关量的功能；
（2）FC02是第二组代码，其功能具备只读开关量的功能；
（3）FC03、06、16是第三组代码，其功能具备只读模拟量的功能；
（4）FC04是第四组代码，其功能具备读写模拟量的功能。
3.2 PKS硬件配置
PKS系统使用MOXA实现ModBus协议的通讯，通讯中主要的变量和控制信息由4～20mA传送，采用半双工的通信方式。须先在MOXA上进行配置Networkseting后，再从IE浏览器的地址栏输入其IP来打开MOXA主页，从而更加方便地对其它项进行配置。
1）Network seting网络设置
IP address：IP地址（10.10.16.163）
Netmask ：掩码（255.255.255.0）
Gateway ：网关（10.10.16.254）
2）Serial set串口设置
Select port选择端口（2）
Baud rate波特率：（9600）
Data bit数据位：（8）
Stop bit停止位：（1）
Parity奇偶校验（Event偶校验）
Interface接口：（RS-485 2wire）
3）Op mode set输出模式设置
Select mode选择模式：（TCP Server）
4、程序设计
程序的设计涉及到PLC和PKS两套系统通讯程序段的设计以及相互之间数据读写的地址定义的规划，终实现主站对从站的监控作用。PLC通讯程序段的编写中关键的是对MODB_341功能块的编写，其功能块的正常运行直接影响整条链路的数据交换。
4.1 MODB_341功能块的使用
图4-1是调用的MODB_341功能块，在这功能块每一个管脚的应用都很重要，具体功能见表4-1。CP卡初始化正常后，CP_START,CP_START_FM和CP_START_OK为1信号，否则CP_START_ERROR为1，可以从ERROR_NR察看错误信息，也可以在硬件组态中在线后的CP341的诊断缓冲区察看详细的错误信息。错误信息对照和处理方式可以参考《S7-300以用于PtPCP Modbus协议RTU格式S7的可装载驱动程序从站》的手册。
图4-1 MODB_341引脚图
在这里要强调一下LADDR，它是硬件组态中CP341的起始逻辑地址，寻找这个地址是在硬件组态中找到CP341卡件后在属性中的I/O地址中看到的的起始地址。
表4-1 引脚功能表
4.2 数据交换程序地址的规划
当通讯模块编写完成后需对数据交换地址进行定义，调用地址内的数据参与逻辑运算及程序的编写。
数据交换方式分为数字量只读、数字量读写、模拟量只读、模拟量读写四种数据交换方式；只读的定义是指PKS读PLC的数据；读写的定义是指PKS不仅可以读PLC的数据，也可以向PLC写数据。（注：PKS为主站，PLC为从站）
在气化PKS系统与污泥脱水机PLC系统数据交换中模拟量只读数据调用的数据块是DB11，数据类型为real；模拟量读写数据调用的数据块是DB8，数据类型为real；数字量只读数据调用地址段为M210.0～M212.4；数字量读写数据调用地址段为M213.0～M213.7。详见图4-2。
图4-2 DB模块图
4.3 QuickBuilder组态
4.3.1 创建通道
创建通道时主要配置参数如下：
Type：通道类型Modbus Channel
Name：通道名（WN_CHANNEL）
Port Type：端口类型（TerminalServer）
Protocol：协议（ModbusRTU）
Terminal ServerTCP Host Name：
MOXA的IP地址（10.10.16.163）
Terminal ServerTCP Port No.：
MOXA端口号（4002）
其中TerminalServer TCP PortNo取决于通讯所用MOXA的哪个端口，使用个端口则为4001，使用第二个端口则为4002，共四个端口可供选用。
4.3.2 激活通道
打开Station，点击Configure菜单下SystemHardware\ControllerInterfances\Channels，点击WN_CHANNEL后，勾选Enable并观察%Errors，若低于0且MOXAPort 2状态灯为橙色不断地闪烁，则说明通道创建并连接成功。若MOXAPort2状态灯一直为橙色不闪烁，则说明信号线接反了。
4.3.3 创建控制器
创建控制器时主要配置参数如下：
Type：控制器类型（Modbus Controller）
Name：控制器名（WN_CON01）
Channel Name：通道名（WN_CHANNEL）
Data Table：数据类型（Holding Register）
PLC Station ID：PLC从站地址（2）
4.3.4 创建点
QuickBuilder可创建以下三种用途的点：仅从PLC读取数据；从PLC读取数据并写入CM；从CM读取数据并写入PLC。后两种情况，需使用算法Algo68-bbbbbb ValueTransportion，PV与SP量程必须一致，且扫描周期不能为0。从PLC读取数据并写入CM，SPDestAddress不填；从CM读取数据并写入PLC，SP Dest Address必须与SP SourceAddress一致。
5、高数据传输的处理
以输煤皮带累计liuliang为例，因输煤上煤量较大，皮带秤累积量也会很大，而16位整型数据格式的大数据范围为0～65535，故不能满足实际应用，则采用32位整型数据格式进行通讯。
Modbus协议是以字为单位的，一个地址占一个字，即一个16位寄存器。16位整型数据只需一个地址，32位整数由2个16位寄存器整合而成，需要2个连续地址，且有高低位之分，PLC、DCS组态必须一致。通常组态指定奇数地址，默认使用＋1地址，＋1地址不可指定。若指定，通讯数据交叉，造成SCADA点的SP值会不断地漂动。
PLC用整型INT接收数据，再根据奇数地址和+1地址整合出32位整数。而INT的范围是-32768～32767，不能接收32768～65535区间的数据，组态时要扩大INT范围至0～65535，与Modbus一致。
5.1 数据传输方法
整合值计算方法：高位×65536＋低位
1）奇数地址传送低位，＋1地址传送高位
2）奇数地址传送高位，＋1地址传送低位
5.2 扩大PLC整型INT范围
PLC基本数据类型INT的范围-32768～32767是不能改变的。Modbus通讯时16位寄存器的范围是0～65535，会造成INT不能接收32768～65535区间的数据，在该区间的数据会减去65536后显示为负值。通过判断接收值的正负而间接扩大INT的范围至0～65535：如果接收值为正数，则为真实值；如果接收值为负数，则加上65536后变为Modbus所传送的真实值。
例如：
1）低位值小于或等于32767
将138465用40003地址加U32B数据格式传送，而138465=2×65536＋7393，则40003地址传送低位7393，40004地址传送高位2。
2）低位值大于32767
将237635用40003地址加U32B数据格式传送，而237635=3×65536＋41024，41024=65536－24512，则40003地址传送低位-24512，40004地址传送高位3。
6、结束语
此种方案自投入使用以来一直都很稳定.利用CP341通讯模块和PLC软件实现SIMATICPLC与其他设备Modbus组网通讯,是一种行之有效的方法,具有广泛的应用价值。