利用GPRS技术无线通信的优点,并结合PLC在工业控制上抗干扰性强的优势,可应用于等实时遥控系统领域。值此以一个对海上的灯塔迸行实时遥控系统的具体设计方案为例作分析。
1系统结构组成
PLC远程实时遥控系统由系统用户监控中心和通信网络与终端设备组成。其系统结构拓扑见图1所示。PLC远程实时遥控系统分布上由GPRS终端设备和中心服务软件组成,系统通过配置可以对多个设备迸行状态和数据监控,也可以通过中心服务软件仅对单个终端设备迸行远程调试和通信数据的应答和转发。
*GPRS终端设备的设计
GPRS终端设备通过通信口与PLC现场设备连接,它负责采集PLC设备的各种信息数据,并通过IP链路方式或GSM短信方式送至系统监控中心或控制手机。另外,将控制手机或系统中心服务软件发送过来的各种有效的控制指令和PLC远程调试关键数据发送给现场PLC设备。
而GPRS终端设组成包括嵌入式GPRS通信模块、MCU处理模块及其它附属部件。GPRS终端设备是监控中心服务器迸行业务、数据交互的接口,是系统数据采集和指令执行部分,完成将PLC工作的实时上传和接收来自监控中心的各种命令的执行工作。而GPRS终端硬件模块主要包括电源变换模块、嵌入式GPRS通信模块、MCU微处理器模块、PLC控制模块和现场显示控制触摸智屏。
嵌入式GPRS数据通信模块将从监控中心接收的数据送给MCU微处理器,MCU微处理器根据数据的类型迸行相应的处理,对于需要转给PLC的数据传输给PLC控制模块。同时MCU微处理器将从PLC控制模块中得到的数据进行相应的处理并由嵌入式GPRS模块发送给监控中心。触摸屏实时监视系统和设备的运行状态,并可以进行现场设定设备运行的参数。由于GPRS终端设备不同的模块所需要的电源参数不同,因此,需要利用电源变换模块将输入电源变换为不同的电压输入给相应的处理模块以满足其正常的工作。
*关于系统中心服务软件
系统中心服务软件是整个系统的核心,其将来自GPRS终端设备的各种指令信息、数据转发给终端状态监控软件,接收来自终端状态软件的查询指令并发送给远程的GPRS终端设备。
2.系统的运行
GPRS终端设备将采集的各种信息数据按照设定的协议送到系统中心服务软件或用户监控手机上, 系统中心服务软件判断收到的数据是监控还是调试转发数据,按照不同的要求将数据迸行相应的处理,并根据设定的要求迸行接收确认。同时系统中心服务软件也可以按照操作人员的要求配置参数,有选择的查询必要的终端设备信息。当系统迸行远程调试应用时,系统中心服务软件可以对PLC已知的应答软件迸行自动在线保持,仅将关键数据迸行远程传输到GPRS终端设备迸行数据请求,同时GPRS终端设备对已请求到的设备指令发送到系统中心服务软件,系统中心服务软件再通过串口转发送给远程调试软件。其中, 关键数据指令的交互周期和等待周期可以由系统软件配置。这既可以有效的节省数据通信的流量,又可以保证软件调试的稳定性。
3.系统优势
该基于GPRS网络技术的PLC远程技术可应用于海上灯塔遥控系统设计方案,因为给出了数据传输实时性和可靠性关键问题的解决方法,通过应用GPRS无线通信技术,实现了PLC远程实时监控和调试。给工作人员对观察灯塔设备运行的工作状态带来了极大的方便,也十分有利于对灯塔设备的异地控制和维护。
属性
适用于 30 mm 宽电子模块和故障安全电子模块的终端模块
以两种形式提供: 螺钉型接线端、弹簧接线端
电子模块确定接线端 1 到 16 的分配。
电气连接到左侧下一个电位组的实心 AUX1 总线
无任何通过接线端的 AUX1 电位接入
方框图
TM-E30S44-01 和 TM-E30C44-01 终端模块的方框图
① | 底板总线 |
② | 连接功率模块的实心功率总线 |
③ | 连接到电子模块的接线端 |
④ | 未连接到接线端的实心 AUX1 总线 |
运行 ET 200S 的一般规则和规定:
当运行作为设备或系统的组成部分的 ET 200S 分布式 I/O 系统时,必须遵守的具体规则和规定取决于应用现场。
本章概要说明了在设备或系统中集成 ET 200S 分布式 I/O 系统时必须遵循的一些重要的规则。
具体应用
请遵守应用于具体应用的安全和事故预防规定(如,机器保护指南)。
急停装置
符合 IEC 204(对应于 VDE 113)的急停装置必须在设备或系统的所有操作模式中都保持有效。
特定事件后系统启动
下表说明了在特定事件过后重新启动设备时需注意的事项。
在电源中断或故障后启动 在总线通讯中断后启动 ET 200S | 不会出现任何危险工作状态。 必要时,执行急停! |
解锁急停装置后启动 | 务必杜绝不受控制的或不确定的启动。 |
线路电压
下表显示了必须监视电源电压的哪些方面。
没有全极线路电压断路开关的固定设备或系统 | 建筑物安装必须包含主断开开关或保险丝。 |
负载电源、电源模块 | 设置的额定电压范围必须与当地电源电压一致。 |
ET 200S 分布式 I/O 系统的所有电路 | 电源电压相对于额定值的任何波动/偏离必须在允许的范围之内。 |
24 VDC 电源
下表显示了必须监视 24 VDC 电源的哪些方面。
建筑物 | 外部避雷 | 采取避雷措施 (例如,避雷元件) |
24 VDC 电源电缆、信号电缆 | 内部避雷 | |
24 VDC 电源 | 超低压的安全(电)绝缘 | |
防止外部电气影响
下表显示了必须如何保护系统防止其受到电气干扰或发生故障。
集成了 ET 200S 的所有设备或系统, | 将设备或系统连接到保护性导体以排除电磁干扰。 |
电源电缆、信号电缆和总线电缆 | 电缆路由和安装正确。 |
信号电缆和总线电缆 | 电缆或接线中断不会导致设备或系统中出现未定义的状态。 |
在接地输入电源中,电源线的中性线接地。 火线与地面或安装的接地部分之间的任何故障都将导致保护装置跳闸。
安全绝缘
必须为以下组件提供安全电绝缘:
要求电源电压 ≤ 60 VDC 或 ≤ 25 VAC 的模块
24 VDC 负载电路
组态参考电位未接地的 ET 200S
从 IM151-1 基本型 (6ES7151-1CA00-0AB0)、IM151-1 标准型 (6ES7151-1AA02-0AB0)、IM151-1 FO 标准型 (6ES7151-1AB01-0AB0)、IM151-1 高性能型 (6ES7151-1BA00-0AB0)、IM151-3 PN、IM151-3 PN 高性能型和 IM151-1 COMPACT 起,IM151-x 的额定电源电压的接地 M 通过 RC 组合连接到装配导轨(接地导体),这样即可实现无接地安装。
要转移干扰电流,可通过 RC 组合 (R = 10 MΩ/C = 22 nF) 将 IM151-x 的参考电位从内部连接到装配导轨(保护导体)。 从而导出高频干扰电流,并防止产生静电。
组件和保护措施
在进行*安装时各种组件和保护措施。 组件类型和必须采取的保护措施取决于应用于您设备的 DIN 规定。 下表参考了下面的图。
控制系统、传感器和执行器的切断元件 | ① | ... 第 460 部分: 主开关 | ... 第 1 部分: 断路器 |
短路/过载保护: 在传感器组和执行器组中 | ② ③ | ... 第 725 部分: 电路的单极保护 | ... 第 1 部分: |
电磁设备超过五项的 AC 电路的负载电流 PS | ② | *采用变压器隔离 | *采用变压器隔离 |
整体组态中的 ET 200S
下图显示了由 TN-S 系统供电的整体组态(负载电压电源和接地原理)中的 ET 200S 分布式 I/O 系统。
图片: 运行带有接地参考电位的 ET 200S
带接地的次级电路: 单极性
否则: 熔断所有极
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