6ES7221-1EF22-0XA0产品特点

6es7221-1ef22-0xa0产品特点

现代移动通信网采用了蜂窝结构的小区制，实行频率复用，以提高频率的利用率。为了达到覆盖要求，增加通信用户容量，就必须建立大量的移动通信基地站。由于基站的数目多，分布广，单靠人工对基站进行巡查是困难的，因此，有必要建立对基站状态的自动监测系统，以方便对基站的维护和管理。

可编程序控制器（plc）作为新一代的工业控制装置，其结构简单、性能优良、可靠性高、抗干扰能力强，易学易用，并可进行在线修改，已被广泛地应用于冶金、矿业、机械、轻工等工业控制领域，为工业自动化提供了有力的工具。目前plc功能日益增强，特别是在配备了某些模块后（如a/d、d/a等），可对模拟量进行采集和控制，并可具备远程通信的功能，这使plc的应用领域大大扩展。基于plc的优点，我们把plc应用于蜂窝移动通信网基站的参数采集，可对基站的发射功率、驻波比、交直流电源的电压等进行实时监测，并可采集基站内的火警、盗警等信息，然后利用plc的远程通信功能把信息送回监控室，实现基站的无人值守。

1 基站参数采集系统的构成

根据对基站监测的要求，这套系统要对基站各信道发射机的发射功率、反射功率、基站设备用的24v和12v电源电压、交流电源的电压、整流告警和熔丝告警等信息进行实时监测，并能对基站的房间气温及防火、防盗等安全信息进行监测。

系统的组成如图1所示。系统的核心是数据采集器，各信道的发射功率和反射功率经变送器变换为0～5v的模拟电压后送给数据采集器；交流电压、12v直流电压、24v直流电压也经过变送器变为0～5v电压送往数据采集器；房间气温由温度传感器探测后转为0～5v电压送给数据采集器；整流告警、熔丝告警信息为开关量，烟感、温感探测器组成防火报警系统，其输出为开关量，红外防盗报警器也输出开关量，这些开关量都送往数据采集器进行采集。

图中的数据采集器由日本松下电工公司生产的小型plc产品fp1实现。fp1虽然是小型机，但性能价格比高，硬件配置较全。它可以通过增加i/o模块来进行扩充，大可扩充至几百点；通过扩充a/d模块，可实现对模拟量的输入；机上配有rs232接口，可实现plc与pc机之间的通信。因而比较容易配置成数据采集系统。

2 用fp1实现的数据采集器

数据采集器由fp1-c24主控单元扩充a/d单元组成，如图2所示。其中a/d单元负责模拟量的输入，而主控单元负责开关量的输入及为模拟量作多路选择开关。

fp1的a/d单元有四个模拟输入通道（ch0～ch3），其占用的i/o通道分别为：

ch0——wx9 （x90-x9f）

ch1——wx10（x100-x10f）

ch2——wx11（x110-x11f）

ch3——wx12（x120-x12f）

每个通道可以以电压或电流输入，分辨率为满量程的1%，电压输入时输入范围是0～5v或0～10v可选。本系统采用0～5v电压输入。由于每个主控单元只能带一个a/d单元，而每个a/d单元只有4个输入通道，为了能测量更多的模拟量，需要利用多路选择开关选择模拟量后再输入a/d模块。在本系统中，ch2通道作12v电压测量，ch3通道作24v电压测量，而ch0和ch1通道经过多路选择开关扩展后作发射功率和反射功率的测量以及作基站室内气温和交流电压的测量。

c24主控单元有16个输入口（x0～xf）及8个输出口（y0～y7）。输入口x0～xf作开关量输入，x0~xf分成两组，其中x0～x7用于熔丝告警、整流告警等信号的输入，对这类信号系统不需要锁存；而x8～xf用于防盗报警、火灾报警等信号的输入，对这类信号系统要对出现过的情况进行锁存，直到监控室发命令复位为止。用于x8输入锁存的梯形图如图3所示，用于x9～xf锁存的梯形图与图3类似。plc内部通用寄存器r148～r14f分别用于x8～xf的锁存，r15d作复位寄存器，由pc机通过rs232口送命令来置位或复位，当它被置为导通时r148～r14f被复位，当r15d被置为开路时，x8～xf监视输入信号。

输出继电器y2～y7用作多路选择开关，其连线如图2所示。其中y2、y4、y6作为一组，送到y2、y4、y6的信号经过选择后送到a/d单元的ch1通道，用于发射功率和交流电压测量；y3、y5、y7作为另外一组，选出的信号送往a/d单元的ch0通道，用于反射功率和室内气温的测量。plc进行编程使y2、y4、y6及y3、y5、y7轮流导通，如图4所示。当相应输出继电器导通时，相应信号接入a/d单元的ch0或ch1通道，读取这时ch0和ch1通道a/d转换的值（wx9，wx10）存入对应的存储单元，即可实现对多路模拟信号的采集。为了避免在切换输入时读入的数据不确定，必须在切换前停止读取a/d值（wx9，wx10），如图4所示。由于基站每个信道的发射功率和反射功率要同时读取才能得出驻波比，因而要分成两组多路选择开关，y2、y3同时导通同时采集，y4、y5和y6、y7也一样。如要采集更多的模拟量输入，可采用带有更多输出继电器的主控单元（如c40）及增加扩充i/o模块（如e8，e40等）。

y0输出继电器用于烟感报警器的复位用。

3 plc与pc机的通信

fp1可通过rs232口或rs422口与pc机进行通信，pc机通过通信口可以设置plc、对plc进行编程、对plc的继电器和寄存器的状态进行读取或设置。fp1采用日本松下电工公司的专用通信协议即mewtocol-com标准协议，其格式如下： 

其中bcc是块检查码，由前面的字符按一定规则产生，松下电工公司已给出了bcc的生成程序；cr是结束码，值为0dh。

fp1-c24主控单元同时带有rs232和rs422口，本系统把rs422口用于对plc进行编程，而把rs232口作为与计算机的远程通信口。plc把采集到的基站信息经过预处理后存在内部通用数据寄存器dt100～dt145单元，对pc机用vb编程，通过com2口向plc发送数据块读取命令rd，plc收到命令后把dt100～dt145的数据通过rs232口送给计算机，这些数据经计算机处理后在显示器上显示，从而实现对基站的监测。同时，pc机通过向plc发送写触点命令wcs设置r15d及y0，可实现对锁存了的x8～xf信号及烟感报警器的复位。程序流程如图5所示。

，本系统把plc用于数据采集，在扩充了a/d模块后，利用plc的输出继电器构成多路选择开关，从而实现对多路模拟信号的采集。由于plc的优点，用plc构成的数据采集系统具有可靠性高、抗干扰能力强、构成方便等优点。经过实验表明，用plc实现的数据采集器能可靠地工作

、定时触发故障plc程序(plc为实时时钟)
　　该程序是用三菱plc编程软件gx developerv7.08j(sw7d5c-gppw)简体中文版所编的程序，仅适用于三菱fx2n系列plc。
　　该程序是为设备制造商收取剩余款项而设的筹码，在设备制造商老板有要求时可以使用，仅适用于信誉度不好的客户。该程序一旦触发，无论设备是否处于运行状态、plc是否处于运行状态或通电状态，指定时间以后将会准时出现故障。请谨慎使用！
　　 该程序应当嵌入应用程序之中，为避免他人识破，可以将程序分成多块分别嵌入在应用程序的各个地方。
　　 为避免他人修改你的程序，应当将整个程序进行加密——设置口令，具体操作方法请参阅程序加密的相关说明。
　　 m490为故障触点，应当串联或并联在程序多个关键动作回路中。
　　x20为定时触发故障复位端子，要求该端子为没有被使用的端子（否则请更换为另一个没有被使用的端子）。需要解除还没有被触发的故障或已经触发的故障时，将该触点和plc的输入com端短接即可。如果系统当前时间还没到故障触发时间，一旦该端子与com端子断开，故障将在预定时间触发！如果系统当前时间已经过了指定的故障触发时间，一旦该端子与com端子断开，故障将立即触发！如果需要重新指定故障触发时间，就必须得更改指定的故障触发时间——需要对plc进行编程！
　　 该程序指定的故障触发时间为2007年1月1日0时0分0秒，可以进行更改。
　　该程序中所用到的通用继电器m481-m499、定时器t198、存储区d0-d5，请不要在程序的其它地方使用，否则该程序可能无法正常发挥作用。
　　 对于三菱其它系列plc或其它品牌plc，请对程序作相应更改——各存储器请按照相应存储区域进行更改。
　　 该程序并没有修改plc的系统时钟，因此程序中的其它地方或和plc通信的其它设备所调用的plc系统时钟反映的是正确的当前日期和时间。
　　 在程序动作之前，应当检查plc的系统时钟是否正确反映当前日期和时间（因为plc的默认系统时钟可能不正确，笔者就遇到过系统时钟快一个小时多一点的情况）。检查方法如下：
　　 启动三菱plc编程软件gx developerv7.08j(sw7d5c-gppw)简体中文版到一个新的窗口，将电脑与plc正确连接（具体连接方法请参阅相关说明<比如采用sc09连接电缆或等同功能电缆，加接usb转rs232电缆(需要加安装驱动)等等>），然后点击“在线”——“plc读取”——“确认”（对于部分笔记本电脑(比如顶星品牌龙尊系列某型号的笔记本电脑)，默认串口为com2，这种情况下需要将com口选为com2，具体操作方法不再赘述），然后选中“软元件内存”再点击“确定”......待软元件内存传送到电脑以后，马上检查m8018(年)、m8017(月)、m8016(日)、m8015(时)、m8014(分)、m8013(秒)是否大概是当前正确时间（请注意，软元件内存只是下载时的plc内存，并不能实时反映plc的当前软元件内存数据。所以，软元件内存数据中反映的系统时钟比plc当前系统时钟要慢）。或者，采用另外一种更简单的方法：直接plc在线连接的下拉菜单中选择plc时间设置选项，然后就可以看见非实时显示的时钟了——这个时间是读取瞬间的时钟，不实时跟随。
　　 如果plc的系统时钟不能正确反映当前日期和时间，那就需要对软元件内存进行修改。修改方法为：1、直接plc在线连接的下拉菜单中选择plc时间设置选项，然后更改时间就可以了。但该方法一次性只能更改一回时间，一旦更改后时间就实时跟随了，无法再进行更改。如果需要再次更改，需要将该窗口关闭后重新打开，然后再进行时间的更改。2、通过程序的相关指令（例如mov指令写时间对应的特殊存储区d8013~d8018或通过twr指令来写时间，具体指令此处就不再赘述了）。
　　通过读出软元件内存后修改软元件内存再写回去的方法是行不通的——经过多次试验，证明了plc在写入软元件内存时根本不会重写特殊存储区的内容，也就是说特殊存储区没被列入“软元件内存”的范围之内！
　　 以下为梯形图：

二、定时触发故障plc程序(plc非实时时钟)
　　 该程序是用三菱plc编程软件gx developerv7.08j(sw7d5c-gppw)简体中文版所编的程序，仅适用于三菱fx2n系列plc。
　　该程序是为设备制造商收取剩余款项而设的筹码，在设备制造商老板有要求时可以使用，仅适用于信誉度不好的客户。该程序一旦触发，无论设备是否处于运行状态、plc是否处于运行状态或通电状态，一年以后（时间长短可以修改）将会准时出现故障。请谨慎使用！
　　 该程序应当嵌入应用程序之中，为避免他人识破，可以将程序分成多块分别嵌入在应用程序的各个地方。
　　 为避免他人修改你的程序，应当将整个程序进行加密——设置口令，具体操作方法请参阅程序加密的相关说明。
　　 x0是定时触发故障触发端子，x0只要在plc处于运行状态下至少动作过一次就可以了。
　　 m490为故障触点，应当串联或并联在程序多个关键动作回路中。
　　x1为定时触发故障复位端子，要求在通常情况下，连续动作时间不能超过30秒（时间可以修改），否则请改为另外一个输入触点。需要解除故障触发功能时，让x1保持通电30秒（时间可以修改）即可。也可以将x1改为后一个未用的输入触点，需要永远解除故障触发功能时，将该触点和plc的输入com端短接即可。如果只是让定时触发故障复位端子接通超过30秒（时间可以修改）然后断开，那么一年以后（时间长短可以修改）仍然会准时出现故障。如果希望永远解除定时故障触发功能，请将定时触发故障复位端子和plc的输入com端短接即可。
　　该程序中所用到的通用继电器m480-m499、保持继电器m1023、定时器t198、存储区d0-d5，请不要在程序的其它地方使用，否则该程序可能无法正常发挥作用。
　　 对于三菱其它系列plc或其它品牌plc，请对程序作相应更改——原保持继电器m1023更换后仍然具有断电保持功能，其它存储器请按照相应存储区域进行更改。
　　 该程序动作后，plc的系统时钟并非是实时时钟，因此程序中的其它地方或和plc通信的其它设备所调用的plc系统时钟并不能正确反映当前日期和时间。
　　 以下为梯形图：