西门子模块6ES7223-1BH22-0XA8正规授权
一、海为PLC通讯特点:
1、内置多种通讯协议:Haiwell PLC各种型号的主机都内置Modbus
RTU/ASCII协议、自由通讯协议以及海为公司的HaiwellBus高速通讯协议;
2、通讯端口可扩展:Haiwell
PLC各种型号的主机均自带2个通讯口(一个为RS-232,另一个为RS-485),用通讯扩展模块可扩展至5个通讯口,每个通讯端口均可用于用于编程和联网,通讯端口相互独立,均可作为主站也可作产从站;
3、极为便利的通讯指令系统:使您无论使用何种通讯协议都只需一条通讯指令便可完成复杂的通讯功能,编程简单而程序简洁,无须再为通讯端口冲突、发送接收控制、通讯中断处理等问题烦恼,可以在程序中混合使用各种协议轻松完成您所需的各种数据交换;
二、台达变频器通讯协议介绍
台达变频器采用Modbus通讯协议,根据台达变频器说明书与通讯有关的主要参数如下:
P00:频率指令来源设定,默认00,需要设定为03
00:由数字操作器控制
01:由模拟信号0~10V控制
02:由模拟信号4~20mA控制
03:由RS485通讯控制
04:由数字操作器控制上的VR控制
P01:运转指令来源设定,默认00,需要设定为03
00:由数字操作器控制
01:由外部端子控制,键盘STOP有效
02:由外部端子控制,键盘STOP无效
03:由RS485通讯控制,键盘STOP有效
04:由RS485通讯控制,键盘STOP无效
P88:通讯地址,1~254,默认1
P89:通讯传送速度(波特率),默认01
00:4800
01:9600
02:19200
03:38400
P92:通讯资料格式,默认00,设定为01
00:ModbusASCII
MODW指令(Modbus写)和MODR指令(Modbus读)自带通讯协议格式定义端子Protocol,可以通过双击指令,以配置方式输入,如下图:
继电器是一种应用非常广泛的控制器件,它是根据外部输入的信号(电信号或非电信号)来控制电路中电流“通”与“断”的设备。在,继电器仍然广泛使用,例如图1所示的日本OMRON公司的MYJ/LYJ通用继电器的累计销售量已超过10亿只。
1969年,美国DEC公司研制了世界上台可编程序控制器(ProgrammableLogicController,PLC)用于通用汽车公司的生产线上,PLC是以微处理器为基础,综合了计算机技术,自动控制技术和通讯技术发展起来的一种通用工业自动控制装置,其初期的应用主要是取代那些大量使用继电器的控制装置上。
某调研公司曾按产品规格划分对2003年底到2004年初中国PLC的市场进行调查,结果表明:在微型(64点I/O及以下)、小型(64~255点I/O)、中型(256~1023点I/O)、大型(多于1024点I/O)PLC中微型占据40.2%的市场份额。
按照工业控制方面专家的估计,对于离散制造业的控制要求来说,80%的PLC都是用于小型系统(I/O少于128点);78%的PLC都是数字量或者开关量;80%的PLC应用于采用20来个梯级图就可以解决问题的现场[1]。这里所提到的80%基本上是在小型、微型PLC所能完成的功能范围内。
目前在一些功能要求简单(如简单的逻辑控制、计时、计数功能)、输入输出点数少(如数点至十几个点)、费用要求低(数百元至数千元)的场合,传统的继电器仍占据较大的市场,而早中期的PLC产品还很难顾及到这类场合。
从上世纪九十年代中期以来,在微型PLC中间出现了一类产品的I/O点数只有二三十个点的超微型(nano)系列,其中一部分带HMI(HumanMachineInterface,人机操作界面,又称可编程终端),我们可以将其称为带HMI的超微型PLC。令人感兴趣的是,几乎所有的PLC生产厂家均推出了这类产品,如德国SIEMENS公司、德国Moeller公司、美国Rockwell公司、日本OMRON公司、日本MITSUBISHI公司、日本idec公司、法国施耐德TE公司等等。
图1:日本OMRON公司的MYJ/LYJ 通用继电器
图2:TE公司Zelio Logic
图3:带HMI 的超微型PLC是佳的继电器控制系统的升级换代产品
与其它类别的PLC不同的是,这类带HMI的超微型PLC的正式名称五花八门,有称为可编程序继电器(日本OMRON公司的ZEN)、通用逻辑模块(德国SIEMENS公司的LOGO!)、控制继电器(德国Moeller公司的EASY)、智能继电器(日本idec公司的FL1和法国施耐德TE公司的ZelioLogic)、智能逻辑继电器(日本Pro-face公司的PRO-iO)、程控器(日本MITSUBISHI公司的ALPHA)、带操作面板的PLC(以色列Unitronics公司的M90/M91)等等。从这些名称可以看出,这些带HMI的微型PLC主要是完成继电器的功能,即它用在I/O点数不多而原来使用继电器的地方。传统的PLC主要用在工业领域,而这些产品还可以用在其它行业甚至家庭,例如用在洗车、自动售货机、照明控制、门窗控制上。但它又不同于继电器,它是“可编程序”的、是“通用”的、是“智能”的,部分产品还带模拟量输入输出。为了观察参数状态及编程方便,上面列举的产品还不同于一般的微型PLC,它带有一体化的HMI人机操作界面,具有更广泛的应用前景。
在PLC控制系统使用过程中,与操作者关系密切的就是HMI人机操作界面,通过HMI,用户可以随时了解、观察并掌握控制系统的工作状态,超微型PLC为方便用户编程,也常常借用HMI作为编程器使用。带HMI的超微型PLC往往是将PLC、HMI、I/O、扩展器接口、编程器等诸多设备集成为一体的紧凑型设备。
带HMI的超微型PLC的设计思想是使用简单,通常它的编程不需特殊的软件,编程和数据调整都通过面板上的键盘和LCD显示器来实现。
带HMI的超微型PLC的特点
法国施耐德TE公司在介绍其带HMI的超微型PLC产品ZelioLogic(见图2)时,用了四个字来概括:简、易、精、智,这也可以大体概括带HMI的所有超微型PLC产品的特点。
简
充分简化控制系统,1台Zelio Logic相当于:
■10~40个I/O
■16个计时器/16个加、减计数器
■16个模拟比较器/16个文本功能块
■8个实时时钟功能块
■28个辅助继电器
■1个1kHz高速计数器
■1个4行×18字符的文本显示器
■6个操作按键
易
轻松开发、维护您的设备
■可通过面板直接编程
■可采用Zelio soft编程软件在PC机上进行实时编程
■可进行远程调试、维护应用程序
■模块化设计,安装灵活方便
精
让您jingque锁定各种目标应用
■支持Modbus 协议,自由通讯连接
■尺寸小巧,12点本体的尺寸为71.2×90×59.5mm(宽x高x深)
■可带2AI/2AO模拟量输入/输出,还可直接输入电压信号及PT100温度信号
■符合UL,CSA,GL,CE认证
智
让您坐享设计之乐趣
■编程语言支持梯级图、功能块图(FBD)
■支持流程清晰的Grafcet SFC(顺序功能图)功能
■Zelio soft软件可离线仿真
为了说明带HMI的超微型PLC可以充分简化控制系统,我们还可以看看有关Keyence公司KV-P型产品的一个宣传资料(见图3),它说明一台这样的设备可以替代并且超过以往由多个继电器、按钮、信号灯、显示仪、设定开关等等设备采用硬接线所完成的功能。
与不带HMI的PLC相比,带HMI的超微型PLC也可以充分简化控制系统,图4中不带HMI的PLC所需的I/O点由控制所需I/O点和显示所需I/O点两部分组成,后者是指一些动作状态的显示和控制过程一些操作开关、按钮均须作为PLC的DO/DI输入输出,而对带HMI的超微型PLC来说,这些显示灯、操作开关、按钮均可以安排在PLC内部,它无需占用PLC的DO/DI输入输出。按图4所示,不带HMI的PLC所要求的I/O点为DI20点/DO 16点,而带HMI的超微型PLC所要求的I/O点仅仅为DI 10点/DO 6点,可见控制系统的确简化了很多。
带HMI超微型PLC产品的性能
I/O点数
本文所介绍的产品中,包括本机所带及扩展所带I/O点总数大体上应在40点以下,表1列举了主要超微型PLC产品的DI/DO点数。其中部分产品为不可扩展型,另有部分产品为可扩展型,用户可根据应用要求确定扩展模块的类型和数量。
图4:带HMI的超微型PLC可简化控制系统
I/O类型
DI通常为12/24VDC、115/240VAC电压输入,DO通常为12/24VDC、115/240VAC晶体管或继电器输出,继电器输输出的大电流可达10A(SIEMENS公司的LOGO!、三菱公司AIPHA),通常可直接带动电机。部分产品带高速计数输入,如TE公司的ZelioLogic、MITSUBISHI公司的ALPHA均带1kHz高速计数输入,Unitronics公司的Jazz带两个5kHz高速计数输入,Keyence公司的KV-P带两个30kHz高速计数输入。
部分产品带模拟量输入输出,如SIEMENS公司的LOGO!本机的2个DI点可作为模拟量输入,扩展后多可带8个模拟量输入,OMRON公司的ZEN可带2个模拟量输入,Unitronics公司的M90/M91有带模拟量输入、模拟量输出的选型,Rockwell公司的Pico可带2~4个模拟量输入,MoellerEASY400的2个DI点可作为模拟量输入,500带2个模拟量输入。
模拟量输入输出类型有0~10V、0(4)~20mA、Pt100、热电偶等。
图5:传统的PLC 上加装的显示器
图6:盘装显示器
图7:编程画面 左:梯级图;右:功能块
HMI显示器
就显示内容来说,对超微型PLC系统来说,一般只需要显示运转的程序、I/O点的状态等相关信息,通常文本显示就足够了,现在有1行(Unitronics公司的M90/M91)、2行、4行、6行(Pro-face公司的PRO-iO),每行10~18个字符显示。TE公司ZelioLogic的显示器为4×18字符显示,它多了1行图标显示(如图2所示)。如图3所示,Keyence公司KV-P有两个显示器,分别作为数据处理面板和信息面板,数据处理面板用来显示有关数据和时间参数,信息面板用来显示工作指令、设备状态和报警信息。可选用绿、红、橙三种颜色,以便醒目地区别显示正常状态和故障状态。显示器显示的字符为14个,为了使操作工正确理解指令,显示画面带卷取功能,使画面能左右移动,从而使显示的字符数达到64个。
在Moeller公司的EASY产品的新资料中,我们还看到一个简单的图形化显示界面,MITSUBISHI公司的ALPHA可显示棒状图,或许这种带流程图、棒状图画面的产品会越来越多。
显示器的结构形式主要有两类,一类是在传统的PLC上加装的显示器,如图5所示产品从左至右分别为Pro-face公司的PRO-iO、OMRON公司的ZEN、Rockwell公司的Pico以及图2所示的TE公司ZelioLogic,另一类是盘装式,如图6所示的Unitronics公司的M90/M91及图3所示Keyence公司的KV-P、图8所示Unitronics公司的Jazz。盘装式结构与传统的PLC外形已经完全不同,如不说明很难知道它是一台PLC。
编程方式
台安公司采用PDA手持式编程器编程,但多数带HMI超微型PLC采用所附HMI面板和操作键盘进行程序编制,编程语言有梯级图、功能块(FBD)等(见图7),SIEMENS公司的LOGO!还可采用特殊功能块,TE公司ZelioLogic还可采用顺序功能图(SFC)。采用梯级图编程时,每个编程行可包含的触点数各种型号均低于中大型PLC,如3个触点+1个线圈(OMRON公司的ZEN)、5个触点+1个线圈(TE公司ZelioLogic)。Rockwell公司的Pico、TE公司ZelioLogic、OMRON公司的ZEN、Unitronics公司的M90、M91、Jazz等产品可采用专用软件加PC机编程。
功能
除了简单的逻辑控制、计时、计数功能外,部分产品还提供了更多的功能,如Unitronics公司的Jazz可提供数学运算功能,
有的虽有模拟量输入,但它只是用于产生开关量信号的模拟量比较功能(如Pro-face公司的PRO-iO、SIEMENS公司的LOGO!)。有的产品还带多点模拟量输出,并具有PID调节功能,如Rockwell公司的Pico、Unitronics公司的M90/M91、SIEMENS公司的LOGO!。
总线类型
带HMI超微型PLC的主机扩展时有的已经用到各种现场总线,例如SIEMENS公司的LOGO!可用三种通信扩展模块:ASi、LON、EIB,Moeller公司的EASY可以ASi、Profibus-DP、CANopen、DeviceNet现场总线方式扩展,Unitronics公司的M90/M91带CANbus总线,台安公司的GENIS可扩充Profibus-DP、DeviceNet、ModbusRTU通讯模块,TE公司Zelio Logic可扩充Modbus 、GSM/RTU Modem通讯模块。
外形尺寸
SIEMENS公司标准型LOGO!10点输入输出的外型尺寸只有72mm×90mm×55mm;三菱电机公司6点输入、4点输出的简单应用控制器AL-10MR-A,外形尺寸只有71.2mm×90mm×55mm,Unitronics公司的M90/M91尺寸为96 mm×96mm×64mm。这样小巧的尺寸非常适合设备的就地安装,其中大部分采用的是导轨式安装,Unitronics公司的M90/M91、Jazz和Keyence公司KV-P则采用面板式安装。
供电电源
带HMI微型PLC的电源为12/24VDC、24/115/240VAC电压,如以12VDC供电的Rockwell公司的Pico就进入了像交通工具、太阳能电池供电这样一些新的应用领域。
附加功能
有的产品提供了日期/时钟显示、多达6种(台安公司的GENIS)、10种(Rockwell公司的Pico)、15种(Unitronics公司的Jazz)语言显示、备用电池、保存或下载程序用存储器等附加功能。
TE公司ZelioLogic使用的ZelioSoft软件可以进行程序一致性测试,出现细微的输入错误,软件也会发出警告并找到出错的jingque位置,还可以进行程序的仿真与监视。
Unitronics公司的Jazz通过OPC/DDEserver,可实现与任何bbbbbbs环境下运行的程序进行数据交换。
通讯功能
MITSUBISHI公司的ALPHA包括SMS(手机短信息)和E-mail通讯功能,Unitronics公司的Jazz支持GSM/SMS通讯功能,可以与6个有GSM号的手机和设备通讯并接受远程访问(见图8),idec公司的FL1A可以增加RS-232、RS-485通讯功能。
价格
带HMI的超微型PLC的价格通常低于HMI、PLC分离式产品20%~30%,低价格约在一百美元左右,可见其价格优势是非常明显的在2006上海“IAC,TIME&SENSOR”展会上,西门子(中国)有限公司A&D自动化系统部总经理安晓杰先生表示:“西门子现在针对中低端客户拓展市场,逐渐推出一些低端新产品”。带HMI超微型PLC正是中低端客户需求量很大的一类产品,它具有适应面宽、针对性强、功能适中、价格低廉等优点,适合应用在一些小型设备上原来使用继电器的场合。中国是一个制造大国,很多机械设备出厂时都可能需要装备一些简单适用的控制设备,带HMI超微型PLC应该是佳选型之一。业界应关心带HMI超微型PLC的发展,以便为生产过程提供好、适用的产品。国内HMI及微型、中小型PLC生产厂家也可借助这类产品作为突破口,占领国内外市场。