西门子6ES7222-1BF22-0XA8厂家供应
发个故事也是一波三折,刚都快写完了,360浏览器崩溃,写的东西全没了,无奈,只能重新来过。
12年自动化毕业后,留在了一个钢厂工作,接触的便是西门子的,接触的协议自然也是profibusdp、mpi、ppi、tcp/ip等与西门子相关的协议,对于modbus,仅仅停留在听说过,好像很厉害的层面上,一次偶然的机会,接触到了modbus协议,项目是300plc通过pb-b-modbus总线桥(北京鼎实)与modbus从站通讯,plc选择的是西门子cpu313-2dp,从站设备是一台加气机,主站cpu需要读取加气机的状态字及liuliang温度压力等数据,需要给控制字给加气机。由于之前没有接触过modbus协议及产品,再通读了网上的协议及pb-b-modbus总线桥的产品介绍之后便开始了测试。
1.毫无疑问,需要进行硬件组态的配置:在安装完总线桥的gsd文件后,很轻松完成了组态;
2.我们要明白我们的目的,读写数据,数据存储在什么地方?怎么读取和写入?硬件组态方面还需要怎么组态?读取完数据之后怎么处理?
上图显示的是加气机设备modbus协议的一小部分,以lng出口温度为例,对每个数据进行解释,0x0035、0x0036指的是寄存器号,2指的是寄存器数目,int32指的是数据类型,0.001指的是单位,r指的是只读,综合上述,我们知道了lng出口温度这个数据存储在40000+53(16进制35转换)-1=40052开始的两个字中,plc读取数据之后需要除以1000以得到正确数值
需要对硬件组态进行组态,双击总线桥,添加一个read 2words模块,并设置好起始地址及其他必要设置,组态完成后如下图
从上图中我们便可以看出,将起始地址设置为52,plc的i地址设置为256-259,便将modbus寄存器40052开始的两个字与plc的pid256对应了起来,行的8di的i地址为2,意味着ib2是总线桥的状态位,qb2是总线桥的控制位:具体含义见下图
这样,我们程序中给定一个启动modbus扫描信号,便可以读到lng出口温度的数据了,读取的数据存储在pid256中,对pid256进行除以1000操作,便可以得到实际出口温度,控制字状态字及其他温度压力等数据都可以通过这样的添加模块方式来进行读写。
通过这个项目,我对modbus协议有了一定的了解,我觉得关键在于组态和地址映射,测试时候可以使用modbus sim和modbusscan软件进行测试,modbus poll和modbusslave也是可以的,使用软件测试完成后,有事半功倍的效果。并且在这次测试完成后,我又完成了s7-200与s7-200smart的modbus通讯测试,还有使用cp343-1通过第三方连接modbus设备的测试,,发现再神秘的东西,只要我们用心去了解它,去剖析它,问题都是变得简单,好事多磨,知识也是这样,它也害怕多磨!
1.系统的技术特点
(1)系统的开放性。开放是指对相关标准的一致性、公开性,强调对标准的共识与遵从。一个开放系统,是指它可以与世界上任何地方遵守相同标准的其他设备或系统连接。通信协议一致公开,各不同厂家的设备之间可实现信息交换。现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。通过现场总线构筑自动化领域的开放互连系统。
(2)互可操作性与互用性。互可操作性,是指实现互连设备间和系统间的系统间的信息传送与沟通;而互用性则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可实现相互替换。
(3)现场设备的智能化与功能自治性。它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成,仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能,并可随时诊断设备的运行状态。
(4)系统结构的高度分散性。现场总线已构成一种新的全分散性控制系统的体系结构。从根本上改变了现有集中与分散相结合的体系,简化了系统结构,tigao了可靠性。
(5)对现场环境的适应性。作为工厂网络底层的现场总线工作在生产现场,专为现场环境而设计,可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、线等,具有较强的抗干扰能力,能采用两线制实现供电与通信,并可满足本质安全型的防爆要求等。
2.现场总线的特点
由于现场总线的特点,特别是现场总线系统结构的简化,使控制系统从设计、安装、投入运作到正常生产运行及其检修维护,都体现出它的优越性。
(6)节省硬件数量与投资。由于现场总线系统中分散在现场的智能设备能直接执行多种传感、控制、报警与计算功能,可减少变送器的数量,不需要单独的调节器、计算单元等,也不需要dcs系统的信号调理、转换、隔离等功能单元及其复杂接线,还可用pc机作为操作站,从而节省了一大笔硬件投资,并可减少控制室的占地面积。
(7)节省安装费用。现场总线系统的接线十分简单,一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备。电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少,连线设计与接头校对的工作量也大大减少。当需要增加现场控制设备是,无需增设新的电缆,可就近连接在原有的电缆上,既减少了投资,也减少了设计、安装的工作量。据有关典型工程的测算表明,可节约安装费用60%以上。
(8)节省维护开销。由于现场控制设备具有自诊断与简单故障处理的能力,并通过数字通讯将相关的诊断维护信息送往控制室,用户可以查询所有设备的运行、诊断维护信息,以便早期分析故障原因并快速排除,缩短了停工时间,由于系统简化,连线简单而减少了维护工作量。
(9)用户具有高度的系统集成主动权。用户可以自由选择不同厂商所提供的设备来集成系统。避免因选择了某一品牌的产品而被限制了设备的选择范围,不会为系统集成中不兼容的协议、接口而一筹莫展。使系统集成过程中的主动权掌握在用户手中。
(10)tigao了系统的准确性与可靠性。由于现场总线设备的智能化、数字化,与模拟信号相比,它从根本上tigao了测量与控制的jingque度,减少了传送误差。由于系统的结构简单化,设备与连线减少,现场仪表内部功能加强,减少了信号的往返传输,tigao了系统的工作可靠性。
由于它的设备标准化,功能模块化,还具有设计简单,易于重构等优点。
1、及其应用。。。
2、现场总线的特点
(1)结构特点:与传统控制系统的结构对比如图。
(2)技术特点:
1)开放性
2)互可操作性和互用性
3)智能性与功能自治性
4) 结构的高度分散性
5)对现场环境的适应性
1、开放系统互连模型(osi)
2、的通信模型
1.通信模型的制定原则与一般结构
①不完全osi模型
②结构越简单越好
③不同总线通信模型不同
2.典型现场总线的通信模型
(1)基金会现场总线ff(foundation fieldbus)模型
(2)过程现场总线profibus(process fieldbus)模型
(3)hart通信协议
1)物理层采用bell 202;
2)数据链路层用于按hart通信协议规则建立的hart报文格式,其信息构成包括前导码、帧前定界码、现场设备地址、字节数、现场设备状态与通信状态、数据、奇偶校验等,。
3)应用层规定了hart命令。
目前现场总线通信模型众多,妨碍了现场总线技术的发展。依靠市场的力量,发展共同遵从的统一的现场总线标准规范模型,真正形成开放互连的现场总线网络系统,是大势所趋。几种可能的解决方案为:
1)各种现场总线统一到1~2种,这种可能性几乎很小;
2)采用已经是通用的以太网(ethernet)、tcp/ip等协议,并解决它在工业控制中应用存在的有关问题。既便这样,它也不可能全部占领自动化市场;
3)开发所有现场总线的通用接口(如计算机的usb接口一样),这样做、成本很高,但比较可行,因为它能保证各公司的利益。
3)应用层规定了hart命令。
3.现场总线通信方式的实现
说明:
微处理器cpu实现数据链路层和应用层的功能;
通信控制单元实现物理层的功能,完成信息帧的编码和解码、帧校验、数据的发送与接收;
媒体访问单元的主要功能是发送与接收符合现场总线规范的信号。