6ES7215-1HG40-0XB0

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PAC3200多功能儀表的本體沒(méi)有MODBUS RTU通信的功能，如果希望將PAC3200作為從站連接到MODBUS RTU網(wǎng)絡(luò)與主站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換必須選用外部擴(kuò)展通信模塊――SENTRON PAC RS485模塊。(注意: PAC RS485 擴(kuò)展模塊使用錯(cuò)誤的固件版本時(shí)將不能工作
SENTRON PAC3200 電力監(jiān)測(cè)設(shè)備的固件版本低應(yīng)為FWV2.0X。 較早的版本不支持
PAC RS485 擴(kuò)展模塊。)該擴(kuò)展模塊具有下列性能特點(diǎn)：
        • 可通過(guò)設(shè)備正面設(shè)置參數(shù)
        • 即插即用
        • 支持 4.8/9.6/19.2 以及 38.4 KBd 通信傳輸速率
        • 通過(guò)6針螺釘端子接線
        • 不需要外接輔助電源
        • 通過(guò)模塊上的 LED 顯示狀態(tài)

PAC3200 MODBUS RTU通信擴(kuò)展模塊如下圖所示。

（1） 通信接線端子

（2） 安裝螺釘

（3） 通風(fēng)口

（4） LED

圖2:PAC3200 MODBUS RTU 通信模塊

1.2 SENTRON PAC3200 MODBUS RTU通信擴(kuò)展模塊的接線

SENTRON PAC3200 MODBUS RTU通信擴(kuò)展模塊的接線如下圖所示

圖3:PAC3200 MODBUS RTU 通信模塊的接線圖

1. 將電纜連接到端子排上相應(yīng)的螺栓端子。
2. 將電纜屏蔽層的一端連接到保護(hù)性接地PE。
3. 將信號(hào)公共端連接到保護(hù)性接地。 這樣也使得擴(kuò)展模塊接地。
4. 在*個(gè)和后一個(gè)通信節(jié)點(diǎn)上，在號(hào)和負(fù)信號(hào)之間接入總線端接電阻器。 為
此，PAC RS485 擴(kuò)展模塊集成了一個(gè)120 Ohm 的總線端接電阻器。 如果需要其它
電阻值，請(qǐng)使用外部總線端接電阻器。 將它連接到*個(gè)和后一個(gè)通信節(jié)點(diǎn)。

1.3 SENTRON PAC3200 MODBUS RTU通信的方式

1．SENTRON PAC3200設(shè)備支持的功能碼如下：
 

表1: SENTRON PAC3200設(shè)備支持的功能碼

R—可讀
RW—可讀寫

2．SENTRON PAC3200 MODBUS RTU 與S7-1200進(jìn)行通信
S7-1200 PLC可以通過(guò)功能代碼0x03 和0x04 訪問(wèn)儀表PAC3200的被測(cè)量數(shù)據(jù)。
下表是一些PAC3200 被測(cè)量的數(shù)據(jù)。

表2: SENTRON PAC3200設(shè)備的一些被測(cè)量數(shù)據(jù)

2．西門子SENTRON PAC3200 儀表與S7-1200進(jìn)行通信的接線圖

下圖是SENTRON PAC3200儀表與S7-1200進(jìn)行MODBUS RTU 通信的接線圖。

圖4:S7-1200與PAC3200進(jìn)行MODBUS RTU 進(jìn)行通信的接線圖

3．硬件需求
S7-1200 PLC目前有3種類型的CPU：
        1）S7-1211C CPU。
        2）S7-1212C CPU。
        3）S7-1214C CPU。
這三種類型的CPU都可以使用MODBUS通信協(xié)議通過(guò)通信模塊CM1241 RS485來(lái)實(shí)現(xiàn)S7-1200與PAC3200儀表的通信。

本例使用的PLC硬件為：
        1）PM1207電源 ( 6EP1 332-1SH71 )
        2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0xB0 )
        3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0xB0 )
        4) 模擬器 ( 6ES7 274 -1XH30 -0xA0 )

本例使用的PAC3200儀表硬件為：
        1） PAC3200 （7KM2112-0BA00-3AA0）
        2） MODBUS RTU 模塊 （7KM9300-0AB00-0AA0）
        3） MODBUS 通信電纜 ( 6XV1830-0EH10)

3．軟件需求

1) 編程軟件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)

4．S7-1200 MODBUS RTU的通信方式
S7-1200作為MODBUS RTU主站的通信方式是由DATA_ADDR 和 MODE 參數(shù)來(lái)選擇 Modbus 功能類型的。
DATA_ADDR（從站的起始 Modbus 地址）： 要在 Modbus 從站訪問(wèn)的數(shù)據(jù)的起始地址。MB_MASTER 使用 MODE 輸入而非功能代碼輸入。 MODE 和 Modbus 地址范圍一起確定實(shí)際 Modbus 消息使用的功能代碼。

下表列出了 MB_MASTER 參數(shù) MODE、Modbus 功能代碼和 Modbus 地址范圍之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

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不降速拼接和降速拼接并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別：兩者采用的接紙動(dòng)作一樣，兩者只是在機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣控制元件上有區(qū)別。接紙速度的提高勢(shì)必使紙圈的靜摩擦力同等上升。如果轉(zhuǎn)速斜坡率過(guò)高會(huì)產(chǎn)生很大的靜摩擦力，該力會(huì)撕裂紙圈。如果轉(zhuǎn)速斜坡率過(guò)低，拼接時(shí)的紙圈浪費(fèi)將增加。　　 

為避免煩瑣，該項(xiàng)目放棄變頻器對(duì)接紙電機(jī)轉(zhuǎn)速的分段控制。為求出靜摩擦力和紙圈長(zhǎng)度兩者之間的優(yōu)控制，筆者對(duì)接紙電機(jī)上升時(shí)間采取優(yōu)篩選法。通過(guò)優(yōu)篩選法得到的電機(jī)上升時(shí)間大約為3.4s。考慮到生產(chǎn)情況及電磁閥等器件的時(shí)滯效應(yīng)，將這一時(shí)間進(jìn)一步放寬為3.5s。　　 

3 程序設(shè)計(jì)　　 

程序設(shè)計(jì)采用了結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，將所需實(shí)現(xiàn)的各主要功能編制成為S7-300的用戶功能塊（FC塊），在主程序循環(huán)模塊（組織塊OB1）調(diào)用這些已經(jīng)編制好的子程序?！　?nbsp;

程序設(shè)計(jì)分成硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩方面。在硬件方面針對(duì)系統(tǒng)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，在軟件方面則按需要編制了速度計(jì)算模塊、報(bào)警和故障模塊、伺服電機(jī)執(zhí)行模塊、增塑劑執(zhí)行模塊、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)計(jì)算模塊等FC塊和預(yù)設(shè)、保持系統(tǒng)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊DB塊?！　?nbsp;

(1) 硬件設(shè)計(jì)與組態(tài)

本系統(tǒng)在S7-300的硬件方面采用了1塊PS307 5A電源模塊，1塊CPU-315-2DP，4塊24V/0V SM321數(shù)字量輸入模塊，3塊24V/0.5A SM322數(shù)字量輸出模塊，1塊FM352-2高速計(jì)數(shù)模塊，2塊SM331模擬量輸入模塊，1塊SM332模擬量輸出模塊以及用于DP總線通訊的IM153-1通訊模塊1塊。　　 

S7-300外圍設(shè)備為5個(gè)伺服電機(jī)的DP通訊端?！　?nbsp;

對(duì)上述硬件按要求進(jìn)行組態(tài)，分別占據(jù)Profibus-DP通訊端的2、3~7和9號(hào)站，具體硬件組態(tài)如圖3所示。　　 

(2) 軟件設(shè)計(jì)

由于編制的用戶功能模塊很多，限于篇幅，在這里不能一一作出介紹。以下介紹幾個(gè)比較重要的用戶功能模塊?！　?nbsp;

數(shù)據(jù)塊組由一系列數(shù)據(jù)塊組成。這些數(shù)據(jù)塊除了一部分是S7-300程序FB（功能塊的一種）所要求的之外，其他的數(shù)據(jù)塊都是用戶自定義的。這是因?yàn)樯a(chǎn)機(jī)組的一些系統(tǒng)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)必須被預(yù)設(shè)或保存。由于S7-300內(nèi)部保持型M區(qū)的保存數(shù)量相對(duì)不足，例如：CPU315-2DP整個(gè)可使用的M區(qū)的容量?jī)H1024Bytes。同時(shí)，程序運(yùn)行所大量使用間參數(shù)也需要不可重復(fù)的地址空間，所以將大部分的數(shù)據(jù)（特別是在觸摸屏上顯示的參數(shù)）編制成保持型DB塊。　　　 

② 速度計(jì)算模塊(FC for Speed)

雖然機(jī)組的高生產(chǎn)能力為400m/min，但是在許多煙廠并不需要一直運(yùn)行在高速度下。該項(xiàng)目提供可從觸摸屏上選擇5檔不同的車速系統(tǒng)，本模塊就是將無(wú)序設(shè)定的參數(shù)按由大到小的方式降序排列，并在觸摸屏上以這種次序顯示出來(lái)。在程序內(nèi)部，本模塊會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)提供給伺服電機(jī)執(zhí)行模塊　　 　　 ③ 伺服電機(jī)執(zhí)行模塊(FC for Servo-Motor)

在得到速度計(jì)算模塊和一些其他模塊（如開(kāi)松輥參數(shù)模塊等）的數(shù)據(jù)后，伺服電機(jī)執(zhí)行模塊會(huì)向?qū)?yīng)的伺服控制塊發(fā)出指令和接收伺服電機(jī)狀態(tài)參數(shù)。指令包括伺服控制字、車速命令、快停命令、上升時(shí)間和下降時(shí)間等，狀態(tài)參數(shù)包括電機(jī)當(dāng)前運(yùn)行速度等。這些指令和參數(shù)通過(guò)過(guò)程通道和參數(shù)通道兩種方式控制“一主三從”共計(jì)4個(gè)伺服電機(jī)。　　 

④ 增塑劑執(zhí)行模塊(FC for Glyceride-Motor)

控制增塑劑的伺服電機(jī)是相對(duì)獨(dú)立于其他伺服電機(jī)，控制結(jié)構(gòu)類似于主電機(jī)。增塑劑執(zhí)行模塊通過(guò)內(nèi)部計(jì)算得到增塑劑伺服電機(jī)的運(yùn)行速度。同時(shí)，由于存在增塑劑軟件補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題，所以高速和低速運(yùn)行的參數(shù)為不同的兩組參數(shù)，程序按設(shè)置發(fā)送。這是這個(gè)模塊區(qū)別于伺服電機(jī)執(zhí)行模塊的地方?！?nbsp;

⑤ 生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)計(jì)算模塊(FC for Statistics)

由于要在生產(chǎn)向工作人員提供實(shí)時(shí)的生產(chǎn)狀況，所以編制了這個(gè)功能塊，這樣就可以通過(guò)多次反復(fù)調(diào)用FC205來(lái)得到各班次的生產(chǎn)狀況。這樣節(jié)約了編程的時(shí)間和工作量，也同時(shí)減少了程序編寫出錯(cuò)的隱患。