西门子低压电器-授权代理商

供应商
浔之漫智控技术(上海)有限公司
认证
品牌
西门子
型号
模块
产地
德国
联系电话
15821971992
全国服务热线
15821971992
经理
聂聪
所在地
上海市松江区广富林路4855弄88号3楼
更新时间
2023-10-26 04:00

详细介绍


1.概述
通过以太网可以实现西门子s7-1200plc与西门子s7-200plc连接通信。s7-200可以使用 模块(cp243-1或cp243-1 it)连接到以太网上,该模块提供s7 通信的功能,既可作为客户机,也可以作为服务器,可以同时与多8个s7通信伙伴进行通信;s7-1200 集成以太接口,提供s7 通信的功能,只能作为服务器,可以同时建立3 个通信连接。
下面会用一个实例来描述s7-200 如何与s7-1200建立通信连接。


图1: 实例网络拓扑图

2.硬件需求

•® s7-1214c ac/dc/rly
•® cpu 224 xp cn dc/dc/dc
•® cp243-1 it
•® scalance x204-2
•® pg/pc(使用编程电缆)


3.软件需求

•® s7-1200编程软件 step 7 basic v10.5
•® s7-200 编程软件 step 7 –microwin v4.0 sp6

4.组态

4. 1 s7-1200 配置
•® 使用step 7 basic 创建项目“coms7200”;


图2: 创建项目

•® 添加s7-1200 设备 cpu1214c;


图3: 添加plc设备

4. 2 s7-1200 plc 编程
•® 在program blocks 下,添加程序块(db1,db2,db3),其中db1和db3为符号db(选择symbolic access only),db3为地址db(不选择 symbolic access only) , s7通信只支持地址db 寻址通信;


图4: 创建地址db2

•® 打开全局db2,输入2个数组类型数据,每个数组有16 个元素;


图5: 在db2中添加数据

•® 创建两个watch table(watch table_1, watch table_2)用来观察db2的实时状态;
•® 将程序下载到plc cpu1214c 中。

4. 3 s7-200 配置
使用step 7-microwin 中以太网向导将cp243-1 it 配置为 s7 客户端。
•® 通过菜单打开以太网向导工具;


图6: 以太网向导

•® 设置模块位置,可以使用“读取模块”来自动识别;


图7: 模块位置设置

•® 设置模块cp243-1 it 的ip地址192.168.0.8和子网掩码255.255.255.0;


图8: 设置ip 地址

•® 设置模块的连接数1 ,多只能设置8个,也就是说s7-200可同时与多 8 个 s7 通讯伙伴进行通讯;


图9: 设置模块连接数;

•® 建立客户端连接 connection_1,设置服务器传输层服务接入点 tsap 03.01和服务器ip地址192.168.0.18 , tsap 由 2 个字节组成。个字节为连接资源。第二个字节为通讯模板的机架号和插槽号;


图10: 配置连接

•® 创建读取数据传输 peermessage_1, 读取服务器 16字节 db2.dbb0~ db2.dbb15到vb0~vb15;


图11: 配置数据传输0

•® 创建读取数据传输 peermessage_2, 将 16字节vb16~vb31写入服务器db2.dbb16~db2.dbb31 ;


图12: 配置数据传输1

•® 为配置分配存储区;


图13: 分配存储区

4. 4 s7-200 plc 编程
•® 在step 7-microwin 中主程序中,调用子程序eth0_ctrl;


图14: 调用eth0_ctrl

其中cp_ready 为cp 243-1 it 的状态(0 未准备就绪,1 准备就绪),ch_ready 为每个通道或 it服务的状态(0通道 ,值为256):error 为出错或报文代码;
•® 程序建立后,需通过ppi连接 将程序块和数据块下载到s7-200 cpu中;


图15: 设置 pg/pc 接口cp5611(ppi)

•® 这样以后就可以通过以太网接口进行下载,将pg/pc接口设为tcp/ip连接;
•® 在step 7-microwin中主程序中,调用子程序eth0_xfr读取服务器数据,指定相应的连接通道和数据;


图16:调用eth0_xfr 读取服务器

•® 在step 7-microwin中主程序中,调用子程序eth0_xfr写入服务器数据,指定相应的连接通道和数据;


图17:调用eth0_xfr 写入服务器

•® 将程序下载到s7-200 cpu 中;

4. 5 检测 s7-1200 与s7-200 plc 通信结果
•® 从s7-200 程序中可知,在m10.0 从0变为1时,读取s7-1200的数据db2.dbb0~db2.dbb15到vb0~vb15中;


图18:s7-1200 db2.dbb0~dbb15



图19:s7-200 vb0~vb15

•® 从s7-200 程序中可知,在m11.0 从0变为1时,将s7-200的数据vb16~vb31写入s7-1200 的db2.dbb16~db2.dbb31中;


图20:s7-200 vb16~vb31



图21:s7-1200 db2.dbb16~dbb31


5.总结
s7 1200 与 s7-200 通过 s7通信的基本原理如下图所示:


图22:s7-200与s7-1200 通信原理

注意:
cp 243-1 it 可支持一个或多个远程通讯伙伴的多 8 个 s7 通讯通道到客户机(多212 字节)或服务器。cp 243-1it可以根据客户机/服务器原理在每个通道运行。每个通道,每次只能接收、处理或响应(主动响应或被动响应)一个请求。只有在发送响应后,cp243-1 it 通讯处理器才能接受其它请求。

1、引言


随着对工业自动化的要求越来越高,以及大量控制设备和过程监控装置之间通信的需要,"监控和数据采集

系统"越来越受到用户的重视。在动力系统方面,以柴油发电机组作为应急备用电源的发电厂,在工厂、矿山、高层建筑、医院、邮电、宾馆、银行等许多部门都得到了广泛的应用。为了提高供电质量和供电可靠性,改善操作人员的工作条件,减少维护运行人员,备用发电站迫切要求实现自动化运行和管理。该监控系统由监视主机(包括通信板)和若干现场的从站(siemenss7-200)组成。实现发电机组的数据采集、报警、存储、备份等服务。本文主要介绍下位机s7-200的系统原理。

2、系统的总体设计

结合生产实际的需要,考虑该发电机组的自动化系统由5大功能部件组成(系统的硬件图如图1所示)。

(1)发电机组的自动启动和自动停机;

(2)工程市电和机电的自动切换;

(3)发电机组电压和频率的自动调节;

(4)发电机组故障自动检测,报警和故障处理;

(5)发电机组电压、电流、频率、有功功率、启动电池电压等电量参数的自动调节。

3、系统组成

3.1s7-200系统plc的特性和特点

西门子公司的s7-200系列可编程控制器,,硬件配置齐全,它的特点与性能如下:

(1)机内有高速计数器,可同时输入三路高速脉冲,并可输出频率和脉宽可调的高速脉冲信号。

(2)具有21个中断源的中断优先管理,并配有rs485接口,可实现plc与pc机之间的远程通讯,便于上位机监控和联网。

(3)具有结构紧凑、组装灵活、编程简单,抗干扰能力强、可靠性高等特点。

由此可见,它非常适用于工业控制中小型自动控制系统。经分析,决定采用s7-200系列可编程控制器作为发电机组自动控制系统的核心部件。

3.2plc配置及i/o的分配和功能

经过分析,本系统采用10个开关量输入,10个开关量输出和3个模拟量输入,即可满足系统控制需求,因此-

plc配置如下:

cpu214pcpowersupply,dcbbbbbs,dcoutputs

em231analogbbbbb,a13*12bits

i/o的分配和功能如下:

开关量输入:

io.0:输入中断(配合脉宽调制使用)

io.1:方式选择(0-远程控制1-自动)

io.2:市电检测(0-无市电1-有市电)

io.3:机电检测(0-无机电1-有机电)

io.4:油压低(0-油压正常1-油压偏低)

io.5:油水温高(0-油水温正常1-油水温偏高)

io.6:高速计数器hsci(利用高速计数器检测启动电池电压)

io.7:紧急停车(0-非紧急停车状态1-紧急停车状态)

io.0:复位(1-手动复位)

(利用高速计数器检测转速)

q0.0:高速脉冲输出(通过控制直流电磁铁调节转速)

q0.1:停机(1-停机电磁阀动作)

q0.2:启动(1-启动马达动作)

q0.3:市电合闸(1-市电主开关动作)

q0.4:机电合闸(1-机电主开关动作)

q0.5:三启失败(1-三启失败信号灯亮)

q0.6:机组故障(1-机组故障信号灯亮)

q0.7警铃(1-警铃响)

q1.0:自动强激磁(1-强激磁继电器动作)

q1.1:冷启动自动辅助(1-冷启动辅助装置电磁阀动作)

模拟量输入:

aiwo:母线电压

aiw2:母线电流

aiw4:负载功率

4系统实现

发电站自动化监控系统由机组自动启停控制,转速自动调节,电量参数自动检测,故障自动检测等功能模块组成。

4.1制动启停控制

本功能模块是根据各开关量的输入状态,自动控制机组的启动、停止和机电与市电的相互切换。这主要属于顺序控制具有较强的逻辑控制。用s7-200实现简易而可靠。

4.2转速调节

油机转速调节是通过cpu214中高速脉冲输出脉宽调制(pwm)功能调节可控直流电磁铁控制柴油机油门开度来实现的。用cpu214实现转速调节方法如下:转速信号由安装在柴油机上磁电式传感器获得,cpu214通过高速计数器测量油机转速,测得转速信号送入pid调节器,将调节器输出的数字量转换为脉冲宽度的时间量,再通过cpu214中的脉宽可调的高速脉冲输出(qo,0),经过功率驱动器控制可控制直流电磁铁调节紧油机门开度大小,从而实现对油机转速的调节。

本系统属于反馈控制和的数字控制,涉及到一些控制算法问题。在cpu214中,方法实现了一种转速控制的pid调节器。pid的模拟表达式:

m(t)=kc(1+1/ti*fe(t)dt+td*de(t)/de(t))

在cpu214中,微公和积分采用如下公式:

微分运算:[新差值e(n)-旧差值e(n-1)]÷控制周期tc

积分运算:[旧差值e(n-1)+新差值e(n)]×控制to÷2

转速-与转速传感器频率关系的计算公式如下:

f----转速传感器信号频率

n----转速(转/分)

z----传感齿轮齿数

为更好的实现全程调速我们采用分程pid限幅

怠速时间:转速设定值vw108=192

小输出值vw126=180

大输出值vw124=420

高速期间:转速设定值vw108=vw212(由模拟电位器设定)

小输出值vw126=420

大输出值vw124=995

本系统中:n=1500r/mlnz=128齿

这样f>3200hz,故采用7khz的高速计数器hsc2测量转速。停机时,将转速设定值和网缓冲器全部置0。输出限制在vw106=5上,以使pwm能够连续工作。同时使q0.1=1,停机磁阀动作,切断油路达到停机目的。为了使设定值作常稳定。


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