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棗莊西門(mén)子PLC代理商

• 1. S7通信簡(jiǎn)介
  S7通信是S7系列PLC基于MPI、PROFIBUS、ETHERNET網(wǎng)絡(luò)的一種優(yōu)化的通信協(xié)議，主要用于S7300/400PLC之間的通信。SIMATIC S7- PN CPU包含一個(gè)集成的 PROFINET 接口，該接口除了具有 PROFINET I/O功能，還可以進(jìn)行基于以太網(wǎng)的S7通信。SIMATIC S7- PN CPU支持無(wú)確認(rèn)數(shù)據(jù)交換、確認(rèn)數(shù)據(jù)交換和單邊訪問(wèn)功能。功能塊的調(diào)用如圖1、圖2所示。

  塊 S7-400	塊 S7-300	描述	簡(jiǎn)要描述
  SFB 8	FB 8	用于發(fā)送	無(wú)確認(rèn)的快速數(shù)據(jù)交換，發(fā)送數(shù)據(jù)后無(wú)對(duì)方接收確認(rèn)。
  SFB 9	FB 9	用于接收
  SFB 12	FB 12	用于發(fā)送	確認(rèn)數(shù)據(jù)交換，發(fā)送數(shù)據(jù)后有對(duì)方接收確認(rèn)。
  SFB 13	FB 13	用于接收
  SFB 14	FB 14	讀數(shù)據(jù)	單邊編程讀訪問(wèn)。
  SFB 15	FB 15	寫(xiě)數(shù)據(jù)	單邊編程寫(xiě)訪問(wèn)。

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矢量控制(VC)方式

　　矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過(guò)三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流Ia1Ib1，再通過(guò)按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Im1、It1(Im1相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流；It1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流)，然后模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法，求得直流電動(dòng)機(jī)的控制量，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。其實(shí)質(zhì)是將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī)，分別對(duì)速度，磁場(chǎng)兩個(gè)分量進(jìn)行獨(dú)立控制。通過(guò)控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量，經(jīng)坐標(biāo)變換，實(shí)現(xiàn)正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時(shí)代的意義。然而在實(shí)際應(yīng)用中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測(cè)，系統(tǒng)特性受電動(dòng)機(jī)參數(shù)的影響較大，且在等效直流電動(dòng)機(jī)控制過(guò)程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜，使得實(shí)際的控制效果難以達(dá)到理想分析的結(jié)果。

　　直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)方式

　　1985年，德國(guó)魯爾大學(xué)的DePenbrock教授*提出了直接轉(zhuǎn)矩控制變頻技術(shù)。該技術(shù)在很大程度上解決了上述矢量控制的不足，并以新穎的控制思想、簡(jiǎn)潔明了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。目前，該技術(shù)已成功地應(yīng)用在電力機(jī)車(chē)牽引的大功率交流傳動(dòng)上。 直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標(biāo)系下分析交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。它不需要將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī)，因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計(jì)算；它不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制，也不需要為解耦而簡(jiǎn)化交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。

　　矩陣式交—交控制方式

　　VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低，諧波電流大，直流電路需要大的儲(chǔ)能電容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng)，即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行。為此，矩陣式交—交變頻應(yīng)運(yùn)而生。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價(jià)格貴的電解電容。它能實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)為l，輸入電流為正弦且能四象限運(yùn)行，系統(tǒng)的功率密度大。該技術(shù)目前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究。其實(shí)質(zhì)不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。具體方法是：

　　——控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測(cè)器，實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器方式；

　　——自動(dòng)識(shí)別(ID)依靠精確的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，對(duì)電機(jī)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別；

　　——算出實(shí)際值對(duì)應(yīng)定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實(shí)際的轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；

　　——實(shí)現(xiàn)Band—Band控制按磁鏈和轉(zhuǎn)矩的Band—Band控制產(chǎn)生PWM信號(hào)，對(duì)逆變器開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制。

　　矩陣式交—交變頻具有快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)(<2ms)，很高的速度精度(±2％，無(wú)PG反饋)，高轉(zhuǎn)矩精度(<＋3％)；同時(shí)還具有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)矩精度，尤其在低速時(shí)(包括0速度時(shí))，可輸出150％～200％轉(zhuǎn)矩

PLC不能和高壓電器安裝在同一個(gè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，PLC的輸出選用中心繼電器完成對(duì)外部開(kāi)關(guān)量信號(hào)的阻隔。假如現(xiàn)場(chǎng)條件約束，輸入信號(hào)不能和強(qiáng)電電纜有效的阻隔，可用小型繼電器來(lái)阻隔輸入端的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。當(dāng)然PLC來(lái)自控制柜內(nèi)的輸入信號(hào)和距控制柜不遠(yuǎn)的輸入信號(hào)一般沒(méi)有必要用繼電器阻隔。在PLC接線時(shí)，模擬量輸入的模塊，負(fù)端盡量短接，消除干擾。

選用雙差分輸入的差動(dòng)放大器，這種放大器具有很高的共模按捺比；
輸入線選用絞合線，絞合線能降低共模干擾，其感應(yīng)相互抵消；
選用光電阻隔的辦法，能夠消除共模干擾；
運(yùn)用屏蔽線，并單邊接地；

除了以上的這些原因和處理辦法，還有許多的現(xiàn)場(chǎng)處理辦法。總結(jié)一下歸為以下幾點(diǎn)。設(shè)計(jì)思路清晰來(lái)避免干擾源的發(fā)生，動(dòng)力線與信號(hào)線分開(kāi)走，電柜內(nèi)部接好地線，PLC質(zhì)量要好抗干擾才能強(qiáng)，PLC模擬量盡量運(yùn)用信號(hào)阻隔器或許模塊的信號(hào)負(fù)端要短接。

PLC有哪些常用的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)
PLC控制系統(tǒng)
現(xiàn)在，以監(jiān)控軟件如Wince，MCGS為上位機(jī)軟件，PLC為下位機(jī)而組成的操控體系，已成為廣泛應(yīng)用的操控模式，它結(jié)合了計(jì)算機(jī)的界面友好，直觀和PLC安穩(wěn)、編程靈活的長(zhǎng)處，主導(dǎo)計(jì)算機(jī)操控體系的流行趨勢(shì)，因此，對(duì)PLC的數(shù)據(jù)交互，組網(wǎng)功用提出了更高的要求，如PLC與PLC之間，PLC與計(jì)算機(jī)、PLC與智能設(shè)備等都需求進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，特別是在某些遠(yuǎn)程操控，操控點(diǎn)分散等場(chǎng)合，PLC的網(wǎng)絡(luò)功用顯得尤為重要
常用PLC組網(wǎng)方式大致可歸納為根據(jù)通用串口、根據(jù)總線及根據(jù)以太網(wǎng)三種。
1通用串口模塊
根據(jù)串口通訊模塊來(lái)完成網(wǎng)絡(luò)銜接，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，采用了計(jì)算機(jī)鏈接的方式，在上位機(jī)的組態(tài)軟件中進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，無(wú)需編程，即可與多臺(tái)PLC進(jìn)行通訊，以三菱公司的FXlS系列的PLC為例，RS232C/485轉(zhuǎn)換適配器選用FX-485PC—IF，RS-485通訊板選用FXlN-485一BD即可完成，這種方法運(yùn)用較為便利，性能也很好，關(guān)鍵是串口通訊模塊的本錢(qián)相對(duì)較高。
2根據(jù)總線
現(xiàn)在，PLC廠商如OMRON，Siemens等，對(duì)其旗下的PLC產(chǎn)品都供給了的網(wǎng)絡(luò)體系，如OMRON公司的ControllerLink網(wǎng)，DeviceNet網(wǎng)絡(luò)等，這種網(wǎng)絡(luò)體系由于廠商產(chǎn)品的專(zhuān)屬性，不同廠家的設(shè)備無(wú)法互通，基本上選定一個(gè)廠家的PLC，其他配套設(shè)備設(shè)備也必須為該廠家的，本錢(qián)相對(duì)較高，所以應(yīng)用時(shí)有必定的局限。
  3根據(jù)規(guī)范工業(yè)以太網(wǎng)
根據(jù)規(guī)范工業(yè)以太網(wǎng)方式進(jìn)行組網(wǎng)，體系一般分為三個(gè)層次：*層為工控機(jī)組成的上位機(jī)監(jiān)控站;第二層為由集線器、雙絞線和收發(fā)器等組成的工業(yè)以太網(wǎng);第三層為操控站，選擇TCP/IP作為通訊協(xié)議，并采用C/S模式使操控站和監(jiān)控站完成面向銜接的通訊。
采用此種方式組網(wǎng)，大的長(zhǎng)處在于可以運(yùn)用現(xiàn)有的工廠局域網(wǎng)，進(jìn)步綜合利用率，且速度快，以太網(wǎng)通訊速率可達(dá)100Mbps;若采用光纖傳輸，則抗干擾才能大大增強(qiáng)，且傳輸間隔可達(dá)數(shù)十公里，但是，以太網(wǎng)無(wú)法和PLC等串口設(shè)備進(jìn)行直接通訊，需配以相關(guān)設(shè)備完成通訊，運(yùn)用上增加了本錢(qián)。在一般小中型操控體系中并不多見(jiàn)。

PLC串口通訊如何使用
電力作業(yè)人員在使用PLC的時(shí)候會(huì)接觸到很多的通訊協(xié)議以及通訊接口，那么你是否了解基本的PLC串口通訊和通訊接口呢？
一、什么是串口通訊
串口是計(jì)算機(jī)上一種非常通用設(shè)備通信的協(xié)議(不要與通用串行總線Universal Serial Bus或者USB混淆)。大多數(shù)計(jì)算機(jī)包含兩個(gè)基于RS232的串口。串口同時(shí)也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議；很多GPIB兼容的設(shè)備也帶有RS- 232口。同時(shí)，串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。
二、串口通訊的使用
串口通訊使用3根線完成：(1)地線，(2)發(fā)送，(3)接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)在另一根線上接收數(shù)據(jù)。其他線用于握手，但是不是必須的。
串口通信重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)。對(duì)于兩個(gè)進(jìn)行通行的端口，這些參數(shù)必須匹配：
a、停止位：用于表示單個(gè)包的后一位。典型的值為1，1.5和2位。由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時(shí)的，并且每一個(gè)設(shè)備有其自己的時(shí)鐘，很可能在通信中兩臺(tái)設(shè)備間出現(xiàn)了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y(jié)束，并且提供計(jì)算機(jī)校正時(shí)鐘同步的機(jī)會(huì)。適用于停止位的位數(shù)越多，不同時(shí)鐘同步的容忍程度越大，但是數(shù)據(jù)傳輸率同時(shí)也越慢。

b、數(shù)據(jù)位：這是衡量通信中實(shí)際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)信息包，實(shí)際的數(shù)據(jù)不會(huì)是8位的，標(biāo)準(zhǔn)的值是5、7和8位。如何設(shè)置取決于你想傳送的信息。比如，標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼是0～127(7位)。擴(kuò)展的ASCII碼是0～255(8位)。如果數(shù)據(jù)使用簡(jiǎn)單的文本(標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼)，那么每個(gè)數(shù)據(jù)包使用7位數(shù)據(jù)。每個(gè)包是指一個(gè)字節(jié)，包括開(kāi)始/停止位，數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位。由于實(shí)際數(shù)據(jù)位取決于通信協(xié)議的選取，術(shù)語(yǔ)“包"指任何通信的情況。
c、奇偶校驗(yàn)位：在串口通信中一種簡(jiǎn)單的檢錯(cuò)方式。有四種檢錯(cuò)方式：偶、奇、高和低。當(dāng)然沒(méi)有校驗(yàn)位也是可以的。對(duì)于偶和奇校驗(yàn)的情況，串口會(huì)設(shè)置校驗(yàn)位(數(shù)據(jù)位后面的一位)，用一個(gè)值確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有偶個(gè)或者奇?zhèn)€邏輯高位。例如，如果數(shù)據(jù)是011，那么對(duì)于偶校驗(yàn)，校驗(yàn)位為0，保證邏輯高的位數(shù)是偶數(shù)個(gè)。如果是奇校驗(yàn)，校驗(yàn)位位1，這樣就有3個(gè)邏輯高位。高位和低位不真正的檢查數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單置位邏輯高或者邏輯低校驗(yàn)。這樣使得接收設(shè)備能夠知道一個(gè)位的狀態(tài)，有機(jī)會(huì)判斷是否有噪聲干擾了通信或傳輸和接受的數(shù)據(jù)不同步。
d、波特率：這是一個(gè)衡量通信速度的參數(shù)。它表示每秒鐘傳送的bit的個(gè)數(shù)。例如300波特表示每秒鐘發(fā)送300個(gè)bit。當(dāng)我們提到時(shí)鐘周期時(shí)，我們就是指波特率例如如果協(xié)議需要4800波特率，那么時(shí)鐘是4800Hz。這意味著串口通信在數(shù)據(jù)線上的采樣率為4800Hz。通常電話線的波特率為14400，28800和36600。波特率可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這些值，但是波特率和距離成反比。高波特率常常用于放置的很近的儀器間的通訊。
三、常用PLC基本通訊接口
a、什么是RS-232？
RS-232 (ANSI/EIA-232標(biāo)準(zhǔn))是IBM-PC及其兼容機(jī)上的串行連接標(biāo)準(zhǔn)?？捎糜谠S多用途，比如連接鼠標(biāo)、打印機(jī)或者M(jìn)odem，同時(shí)也可以接工業(yè)儀器儀表。用于驅(qū)動(dòng)和連線的改進(jìn)，實(shí)際應(yīng)用中RS-232的傳輸長(zhǎng)度或者速度常常超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的值。
RS-232只限于PC串口和設(shè)備間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。RS- 232串口通信遠(yuǎn)距離是50英尺。
b、什么是RS-485
RS -485(EIA-485標(biāo)準(zhǔn))是RS-422的改進(jìn)，因?yàn)樗黾恿嗽O(shè)備的個(gè)數(shù)，從10個(gè)增加到32個(gè)，同時(shí)定義了在大設(shè)備個(gè)數(shù)情況下的電氣特性，以保證足夠的信號(hào)電壓。有了多個(gè)設(shè)備的能力，你可以使用一個(gè)單個(gè)RS-422口建立設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。出色抗噪和多設(shè)備能力，在工業(yè)應(yīng)用中建立連向PC機(jī)的分布式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)、其他數(shù)據(jù)收集控制器、HMI或者其他操作時(shí)，串行連接會(huì)選擇RS-485。
RS-485是RS-422的超集，因此所有的RS-422設(shè)備可以被RS-485控制。RS-485可以用超過(guò)4000英尺的線進(jìn)行串行通行。
c、什么是RS-422？
RS -422(EIA RS-422-A Standard)是Apple的Macintosh計(jì)算機(jī)的串口連接標(biāo)準(zhǔn)。
RS-422使用差分信號(hào)，RS-232使用非平衡參考地的信號(hào)。差分傳輸使用兩根線發(fā)送和接收信號(hào)，對(duì)比RS-232，它能更好的抗噪聲和有更遠(yuǎn)的傳輸距離。在工業(yè)環(huán)境中更好的抗噪性和更遠(yuǎn)的傳輸距離是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。