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更新時間：2020-04-30
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潯之漫智控技術有限公司 上海詩慕自動化設備有限公司
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更新日期：2018/5/31 16:11:45
所 在 地：中國大陸
產(chǎn)品型號：西門子PLCS7-200代理商
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上海邑斯自動化科技有限公司
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從去年12月份到現(xiàn)在一直在做一個能源管理及設備監(jiān)控的項目，項目簡介：工廠內(nèi)所有用電量，壓縮空氣，水，這三種能源的消耗，已經(jīng)做好的十二臺由西門子200PLC控制的空調(diào)監(jiān)視，已經(jīng)做好的冷凍水，冷卻水，生產(chǎn)水，生活水等水循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的水泵變頻器的電參數(shù)監(jiān)視，今天要講的故事就是這一塊。再說一下還沒開始做的電能管理，所有電量表（有許多塊，具體數(shù)量還沒計算）都是已經(jīng)安裝好，并可以在上位機監(jiān)控的系統(tǒng)，電量表和上位機都是北京愛博精電做的。所有的電量表都支持modbus通信，但是是通過串口服務器用以太網(wǎng)與上位機通信的。而我的系統(tǒng)內(nèi)是s73152PN，這就要求我用315用以太網(wǎng)讀取電量表modbus通信下的各項參數(shù)了，若7號之前完成通信，再寫篇關于此方面的文章。工程中除電纜橋及電纜的鋪設是我指導安裝，其它都是我獨自完成，包括柜子配線，電氣原理圖設計，PLC編程，調(diào)試。
*近連續(xù)工作的好多天，每晚加班到八九點，昨天給客戶的串口服務器柜子重新改造一下，是將7處新增加的電能表通過光纖轉(zhuǎn)485連接到串口服務器，恢復客戶原有的通信時，晚上八點了，累壞了，所以今天休息，剛剛我的奶奶給我打電話祝我生日快樂，我都把自己生日給忘了。
下面正題：
簡介：客戶要求對變頻器的數(shù)據(jù)只監(jiān)不控?？蛻羲械乃米冾l器都是丹弗斯VLTHVAC暖通空調(diào)系列變頻器，功率有大有小，共有29臺，但由于modbus通信上還有4臺冷水機組，1個冷凍水加藥站，這樣從站超過了32臺，怕通信不會成功，及其它方面原因，所以在設計之初就采用2臺224分開來進行通信，一臺帶23臺變頻器及加藥站，一臺帶6臺變頻器及4臺冷水機組，每臺224再掛以太網(wǎng)模塊與上位機WinCC通信。從200的Micro'nPowerv1.3幫助上知道200的通信口通信距離為50米，所以設計之初就提料買了2臺西門子485中繼器，這樣實際電氣隔離。以前在網(wǎng)上看到過文章，多臺200通過通信口通信，沒使用電氣隔離造成200全部損壞，具體原因就不得而知了
實施過程：
1、由于以前沒有modbus通信經(jīng)驗，所以過程是非常的艱難。由于我一直用筆記本，沒有串口，怕調(diào)試時出現(xiàn)麻煩事，所以買了摩莎的UPort-1250IUSB轉(zhuǎn)雙串口，次買回來新的啊，指示燈就不好用，又換了一次。在現(xiàn)場把兩個串口連起來，使用Modscan32調(diào)試工具模擬modbus通信，通信成功，這樣有了一個大致的概念。
2、與現(xiàn)場抄表人員溝通（他們公司規(guī)定變頻器的運行數(shù)據(jù)進行抄錄），確定讀取變頻器的6個數(shù)據(jù)，如下：
參數(shù)編號名稱單位轉(zhuǎn)換指數(shù)數(shù)據(jù)類型
1501運轉(zhuǎn)時間0h74Uint32
1502千瓦時計數(shù)器0kWh75Uint32
1610功率[kW]0.00kW1int32
1613頻率0.0Hz-1Uint16
1614電動機電流0.00A-2int32
讀取變頻器的運行狀態(tài)
線圈01
33控制未就緒控制就緒
34變頻器未就緒變頻器就緒
35慣性停止安全功能關閉
36無報警報警
37未使用未使用
38未使用未使用
39未使用未使用
40無警告警告
41不在參考值下在參考值下
42手動模式自動模式
43超出頻率范圍在頻率范圍內(nèi)
44已停止運行
45未使用未使用
46無電壓警告電壓警告
47不在電流極限內(nèi)電流極限
48無熱警告熱警告
高低字節(jié)互換后，由高到低對應線圈為48----33
關于丹弗斯modbus通信時寄存器地址上的問題。
通過在網(wǎng)上搜索，丹弗斯變頻在modbus通信時，寄存時的地址要功能號乘以10減1。如，變頻器的頻率地址為1613就是1613乘以10減1等16129當然這也造成了我后面的麻煩。這里假設你還不知道西門子200讀取時是只乘以10不用減1，這也坑了我一下。
想著先用Modscan32調(diào)試工具讀取單臺變頻器試試吧，發(fā)現(xiàn)Modscan32不支持《1613乘以10減1》這么大的地址，這怎么辦？在網(wǎng)上找啊找，找到一個《CRC16自動計算軟件_MODBUS》軟件，通過計算出要發(fā)送的數(shù)據(jù)包，通過串口調(diào)試軟件發(fā)給變頻器，經(jīng)過幾次調(diào)試，通過轉(zhuǎn)換回傳回來的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)可以通過計算機串口與變頻器通信了。這時用的速率是變頻器的115200。
下面就開始在單臺PLC編程讀取變頻器頻率。
modbus的MBUS_MSG指令的Addr填寫16129，發(fā)現(xiàn)無法通信，仔細看那個網(wǎng)上的文檔才發(fā)現(xiàn)200不需要減1，于是改成16130，發(fā)現(xiàn)還是無法讀取，這是什么原因？又開始看各種資料。*后在Micro'nPowerv1.3里找到，《ModbusMaster協(xié)議庫支持超過9999的保持寄存器地址。地址范圍為400001-465536》，這樣16130肯定是超過9999了，改成416130后，可以通信了。
問題又來了。
這樣變頻器寄存器的地址就變成了運轉(zhuǎn)時間415010千瓦時計數(shù)器415020功率416100，本來寄存器地址就不連續(xù)，讀起來不方便，這回更是拆成了6個。唉，先編程再說吧。先編的是23臺變頻器224，編著編著發(fā)現(xiàn)編譯保存時，輸出窗口出現(xiàn)一個警告，說程序太大14000多字節(jié)，不適合224，當時就哭了。想想也是23臺變頻器，每臺6條指令，再加上數(shù)值的處理，程序量很可觀啊，怎么辦，首先想到的是換226，付款訂226，226在快遞中的時候。想到了西門子的指針，想著把變頻器的從站地址放入V區(qū)，再用指針去讀取V區(qū)里的變頻器的從站地址，讀到地址23就返回到1，這樣就6條讀取指令，可大大減小程序塊?？墒侵羔樜覐膩頉]用過啊，于是看指令方面的知識，看看發(fā)現(xiàn)從站地址是字節(jié)型，心想能不能每讀完一臺變頻器的數(shù)據(jù)后，從站地址加1，就是字節(jié)型加上，發(fā)現(xiàn)STEP-7-MicroWIN沒有字節(jié)整數(shù)型運算指令，無意中發(fā)現(xiàn)字節(jié)遞增指令INC_B，這樣就可實現(xiàn)每次地址加1。程序修改后大小為9400左右。
自由口方式，本機的PPI口可以設定為自由口方式用于和第三方的串口設備通訊，用戶需要自己定義波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)、奇偶校驗等協(xié)議參數(shù)。
4、USS通訊方式，用于通過通訊的方式控制西門子的傳動設備，主要庫程序支持，基于自由口開發(fā)。
5、MODBUS方式，支持MODBUS RTU通訊方式，可以作為網(wǎng)路上的主站，也可以作為網(wǎng)絡上的從站，同樣是基于自由口開發(fā)。
6、Profibus-DP方式，需要擴展EM277模塊才可以，只能作為Profibus網(wǎng)路上的從站。
7、以太網(wǎng)方式，需要擴展CP243-1模塊才可以，可以作為以太網(wǎng)上的服務器或者客戶端，多支持8個連接。
8、OPC方式，主要用于支持第三方的組態(tài)軟件，需要安裝PC ACCESS軟件來配置，底層支持PPI、Profibus、以太網(wǎng)。
S7-200 CPU 上的通訊口支持哪些訊協(xié)議？
1）PPI 協(xié)議：西門子專為S7-200 開發(fā)的通訊協(xié)議
2）MPI 協(xié)議：不*支持，只能作從站
3）自由口模式：由用戶自定義的通訊協(xié)議，用于與其他串行通訊設備通訊（如串行打印機等）。
2. S7-200 編程軟件Micro/WIN 提供了通過自由口模式實現(xiàn)的通訊功能：
1）USS 指令庫：用于S7-200 與西門子變頻器（MM4 系列、SINAMICS G110 和老的MM3 系列）
2）Modbus RTU 指令庫：用于與支持Modbus RTU 主站協(xié)議的設備通訊
S7-200 CPU 上的兩個通訊口基本一樣，沒有什么特殊的區(qū)別。它們可以各自在不同的模式、通訊速率下工作；它們的口地址甚至也可相同。分別連接到CPU 上兩個通訊口上的設備，不屬于同一個網(wǎng)絡。
3.另外，還有：
1).S7-200 CPU可以通過EM277 PROFIBUS-DP 從站模塊連入PROFIBUS-DP網(wǎng)，主站可以通過EM277對S7-200 CPU進行讀/寫數(shù)據(jù)。
2).S7-200系統(tǒng)擁有一種智能模塊CP243-1，它是以太網(wǎng)通信處理器，可用它將S7-200系統(tǒng)連接到工業(yè)以太網(wǎng)（IE）中。
長春西門子觸摸屏
時序流程圖法：時序流程圖法使首先畫出控制系統(tǒng)的時序圖（即到某一個時間應該進行哪項控制的控制時序圖），再根據(jù)時序關系畫出對應的控制任務的程序框圖，后把程序框圖寫成 PLC 程序。時序流程圖法很適合于以時間為基準的控制系統(tǒng)的編程方法。
(4) 步進順控法：步進順控法是在順控指令的配合下設計復雜的控制程序。一般比較復雜的程序，都可以分成若干個功能比較簡單的程序段，一個程序段可以看成整個控制過程中的一步。從整個角度去看，一個復雜系統(tǒng)的控制過程是由這樣若干個步組成的。系統(tǒng)控制的任務實際上可以認為在不同時刻或者在不同進程中去完成對各個步的控制。為此，不少 PLC 生產(chǎn)廠家在自己的 PLC 中增加了步進順控指令。在畫完各個步進的狀態(tài)流程圖之后，可以利用步進順控指令方便地編寫控制程序。
2. 經(jīng)驗法編程
經(jīng)驗法是運用自己的或別人的經(jīng)驗進行設計。多數(shù)是設計前先選擇與自己工藝要求相近的程序，把這些程序看成是自己的“試驗程序”。結(jié)合自己工程的情況，對這些“試驗程序”逐一修改，使之適合自己的工程要求。這里所說的經(jīng)驗，有的是來自自己的經(jīng)驗總結(jié)，有的可能是別人的設計經(jīng)驗，就需要日積月累，善于總結(jié)。
3. 計算機輔助設計編程
計算機輔助設計是通過 PLC 編程軟件在計算機上進行程序設計、離線或在線編程、離線仿真和在線調(diào)試等等。使用編程軟件可以十分方便地在計算機上離線或在線編程、在線調(diào)試，使用編程軟件可以十分方便地在計算機上進行程序的存取、加密以及形成 EXE 運行文件。
7.3.2 PLC 軟件系統(tǒng)設計的步驟
在了解了程序結(jié)構和編程方法的基礎上，就要實際地編寫 PLC 程序了。編寫 PLC 程序和編寫其他計算機程序一樣，都需要經(jīng)歷如下過程。
下載后進行通信，使用的速率為115200，無法通信，又是什么原因？用計算機串口在RS485中繼器網(wǎng)絡2上檢測不到數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡1連接的PLC，網(wǎng)絡1上有數(shù)據(jù)。一共兩個中繼器，互換一下看看吧，還是不好用。說一個這兩個中繼器，一個是朋友的工程余貨，一個是在淘寶上淘的二手（這里可以鄙視我一下）。兩個中繼器的接線，開關位置都沒問題，就是通信不上，原因還是待查。大膽的將CPU通信直接連入網(wǎng)絡2，發(fā)現(xiàn)PLC指令還是顯示從站無響應，因為此時速率還是115200，全部改成9600試試吧，改成后全部都可以讀取啦。非常高興的說?，F(xiàn)在速率運行在38400的速度上，輪詢23臺變頻的總時間在8秒左右，只監(jiān)不控可以了。
話說這樣就結(jié)束了嗎，還沒有。可以看上面變頻出來的數(shù)據(jù)不適合上位機監(jiān)視，所以要經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。我程序的形式是每次讀取一臺變頻器的數(shù)據(jù)傳出，再進行整體的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，發(fā)現(xiàn)每次從地址23再地址1時全部變頻的數(shù)據(jù)會向后串一臺變頻器，就是地址1的數(shù)據(jù)是地址23的，只是一個周期。心里這應該是程序中有些指令是多周期的導致數(shù)據(jù)還沒轉(zhuǎn)換完就讀取下一臺的數(shù)據(jù)了。接著改程序，改成每次讀取的數(shù)據(jù)傳出，再用sm0.0啟用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。不再有上述現(xiàn)象。
還沒結(jié)束，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換后變頻器的頻率不正確，而從轉(zhuǎn)換前的數(shù)據(jù)是正確的。可以看變頻器的頻率數(shù)據(jù)是Uint16，要變成浮點數(shù)才可以。原程序是將Uint16格式的VW傳出到VW，發(fā)現(xiàn)傳出后的VW里的數(shù)值就和前面的不一樣的，這個真的不知道為什么了，還請高手解答一下。如何解決的呢，我不再把數(shù)值傳出，傳送指令前要加根據(jù)從站地址接通的上升沿，我直接將Uint16格式轉(zhuǎn)換成雙整數(shù)DI，再轉(zhuǎn)換成浮點數(shù)，再用浮點數(shù)乘以0.1，*后成功得到頻率。
*后對整個程序進行整理，大功告成。
