北京西門子S7-1200PLC模塊代理經(jīng)銷商

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中大多采用串行通信方式在設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)之間傳送數(shù)據(jù)，常用的有以下幾種串行通信接口：

    (1) RS232接口。

    RS232接口是計(jì)算機(jī)普遍配備的接口，采用按位串行的方式，單端發(fā)送、單端接收，數(shù)據(jù)傳送速率低，抗*力差，傳送的波特率為300、600、1200、2400、4800、9600、19200等。適用于通信距離近、傳送速率和環(huán)境要求不高的場合。

    (2) RS485接口。

    RS485接口的傳輸線采用差動接收和差動發(fā)送的方式傳送數(shù)據(jù)，有較高的通信速率（波特率可達(dá)10M以上）和較強(qiáng)的抗*力，輸出阻抗低，并且無接地回路。用這種接口適合遠(yuǎn)距離傳輸，是工廠中應(yīng)用多的一種接口。

    (3) RS422接口。

    RS422接口傳輸線也采用差動接收和差動發(fā)送的方式傳送數(shù)據(jù)，也有較高的通信速率（波特率可達(dá)10M以上）和較強(qiáng)的抗*力，適合遠(yuǎn)距離傳輸，工廠中應(yīng)用較廣。
   異步傳送以字符為單位一個個地接收和發(fā)送，字符開始和結(jié)束標(biāo)志分別用冗余的開始位和停止位實(shí)現(xiàn)。通信的設(shè)備之間必須有兩項(xiàng)約定：相同的傳送字符數(shù)據(jù)格式和*的傳送速率。

    (1)傳送字符數(shù)據(jù)格式。

    異步串行通信中，以字符為單位傳送數(shù)據(jù)。如圖9.4所示，這是一個7位字符傳送格式。

    每個字符的組成格式為：首先是一位起始位標(biāo)志字符的開始，緊跟著是字符數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)有效位可以是5～8位），隨后是奇偶校驗(yàn)位（根據(jù)需要可選），后是一位或多位停止位。這種串行傳送的數(shù)據(jù)加上起始位和停止位就構(gòu)成了串行字符傳送格式。

    在進(jìn)行異步傳送時，字符間隔長短不定，在停止后可以加空閑位，空閑位用高電位表示，用于等待下一個字符的傳送。接收和發(fā)送可以隨時或間斷進(jìn)行，不受時間限制。圖9.4所示的傳輸過程中兩個字符之間有兩個空閑位。

    (2)波特率。

    波特率(Baud Rate)是衡量數(shù)據(jù)傳送速率的指標(biāo)，它要求發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備都必須以相同的數(shù)據(jù)傳送速率工作。

    波特率的單位是“波特”，即每秒鐘傳送的二進(jìn)制的位數(shù)。例如，數(shù)據(jù)傳送的速率為每秒鐘120字符，而每個字符假如為10位，則傳送的波特率為：

    120字符／秒×10位／字符=1200位／秒=1200波特

    衡量數(shù)據(jù)傳送速率有時也可用每一位傳送的時間Td來表示。Td就等于波特率的倒數(shù)。在上例中：

    Td=1/1200=0.833ms

    實(shí)際應(yīng)用中，可編程序控制器PLC主機(jī)與擴(kuò)展模塊之間要進(jìn)行信息交換，PLC主機(jī)與其他主機(jī)或其他設(shè)備之間也經(jīng)常要進(jìn)行信息交換，所有這些信息交換都稱為通信。

    有兩種基本的通信方式：并行通信方式和串行通信方式。

    (1)并行通信。

    并行通信方式一般發(fā)生在可編程序控制器的內(nèi)部各元件之間、主機(jī)與擴(kuò)展模塊或近距離智能模板的處理器之間。

    并行接口基本的特點(diǎn)是在多根數(shù)據(jù)線上以數(shù)據(jù)字節(jié)為單位與I/O設(shè)備或被控對象傳送信息。通信時，數(shù)據(jù)在發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間的多條傳輸線上同時傳送，如圖9.1所示。

    圖9.1    并行通信

    并行通信的特點(diǎn)是：傳送速率快，但硬件代價高，不宜于遠(yuǎn)距離通信。

    (2)串行通信。

    串行通信多用于可編程序控制器與計(jì)算機(jī)之間或多臺可編程序控制器之間的數(shù)據(jù)傳送。

    串行通信一般采用脈沖信號，傳送時，數(shù)據(jù)在單條1位寬的傳輸線上按時間先后一位一位的傳送，例如，由設(shè)備1向設(shè)備2傳送一個8位數(shù)據(jù)10110011，則傳送方式分為8個位時間。

    串行通信的特點(diǎn)是：傳送速度慢，但節(jié)省傳輸線，可以大大降低通信成本，適合遠(yuǎn)距離、低速率的數(shù)據(jù)傳送。

    (3)串行通信分類。

    ■  按時鐘

    串行通信按時鐘可分為同步傳送和異步傳送兩種方式。

    同步傳送：傳送數(shù)據(jù)不需要增加冗余的標(biāo)志位，有利于提高傳送速率，但要求有統(tǒng)一的時鐘信號來實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端之間的嚴(yán)格同步，而且對同步時鐘信號的相位*性要求非常嚴(yán)格。因此，這種方式硬件設(shè)備復(fù)雜。限制了不同速度的設(shè)備之間的信息傳遞。

    異步傳送：允許傳輸線上的各個部件有各自的時鐘，在各部件之間進(jìn)行通信時沒有統(tǒng)一的時間標(biāo)準(zhǔn)，相鄰兩個字符傳送數(shù)據(jù)之間的停頓時間長短是不一樣的，它是靠發(fā)送信息時同時發(fā)出字符的開始和結(jié)束標(biāo)志信號來實(shí)現(xiàn)。

    在可編程序控制器與其他設(shè)備之間進(jìn)行串行通信時，大多采用異步通信方式。

    ■  按方向

    串行通信按信息在設(shè)備間的傳送方向又為分單工、半雙工和全雙工3種方式，分別如圖9.3中的(a)、(b)和(c)所示。

    單工：傳輸線只有一條，數(shù)據(jù)只能按固定的單方向傳送(如圖9.3(a)所示）。

    半雙工：傳輸線只有一條，數(shù)據(jù)可沿兩個方向傳送，但不是同時進(jìn)行。在任一時刻，數(shù)據(jù)只能沿一個方向傳送。因此，雙向傳送時速度較低(如圖9.3(b)所示）。

    全雙工：有兩條傳輸線。兩設(shè)備可以同時接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送快(如圖9.3(c)所示）。
程序中的邏輯錯誤往往需要通過對程序的跟蹤調(diào)試查找。STEP 7提供了程序狀態(tài)檢測和跟蹤調(diào)試的功能。在PLC運(yùn)行程序的過程中，通過STEP 7程序編輯器窗口，單擊工具欄按鈕，即可進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)。對于不同語言編寫的程序，其監(jiān)視界面也不同。在LAD程序中，監(jiān)視界面下會顯示信號流的狀態(tài)和變量值。如圖1-99所示，處于有效狀態(tài)的元件顯示為綠色實(shí)線，處于無效狀態(tài)的元件顯示為藍(lán)色虛線，在變量位置處會顯示該變量的當(dāng)前值。也可以在STL程序中監(jiān)視CPU內(nèi)部信息?？娠@示的信息包括以下內(nèi)容：狀態(tài)位(STA)、邏輯操作結(jié)果(RLO)、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)即累加器1 (STANDARD)、地址寄存器1(AR1)、地址寄存器2( AR2)、累加器2(ACCU2)、數(shù)據(jù)塊寄存器1(DB1)、數(shù)據(jù)塊寄存器2(DB2)、間接尋址存儲器(indirect)、狀態(tài)字(status word)。上述信息顯示在程序編輯窗口右側(cè)的監(jiān)視窗口中，每條STL語句都對應(yīng)一條監(jiān)視信息，以顯示每條語句執(zhí)行后的狀態(tài)。用戶可以通過在顯示信息的標(biāo)題欄上單擊右鍵，由快捷菜單Hide和Show選項(xiàng)可以對上面列出的信息是否顯示作出選擇。如果僅是調(diào)試程序，也可將程序下載到PLCSIM中。此時，可以不要硬件組態(tài)。下載前，單擊SIMATIC Manager窗口的工具圖標(biāo)，打開PLCSIM，設(shè)置CPU為停止模式。

    STEP 7采用的是較為抽象的結(jié)構(gòu)化編程體系，只有理解了其原理，才能真正理解這種結(jié)構(gòu)化的編程方法。在STEP 7中安裝了很多示例項(xiàng)目，這些示例是幫助初學(xué)者學(xué)習(xí)、深入領(lǐng)會和掌握整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的非常好的材料。可通過SIMATIC Manager，單擊菜單工具，在Sample projects選項(xiàng)卡中選擇，如選ZEn01_01_STEP_STL_1-9，按OK鍵可以打開這個示例項(xiàng)目。
  ①創(chuàng)建FC1和FC2。進(jìn)入STEP 7程序電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制的Blocks，在右邊工作區(qū)空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，執(zhí)行命令Insert→New Object→Function,定義FC1后，點(diǎn)擊OK，即在Blocks工作區(qū)創(chuàng)建了程序FC1，用同樣的方法可以創(chuàng)建FC2。雙擊打開FC1，即可編寫程序。

    ②在FC1中編寫電動機(jī)的模式選擇程序。在I0.1上升沿使系統(tǒng)啟動（Q4. 1=“ON”）；I0.2閉合使系統(tǒng)停止（Q4.1=“OFF”）。通過開關(guān)I0.3可以選擇手動或自動模式，I0.3=0，選擇手動模式（Q4.2=“ON”）；I0.3 =1，選擇自動模式（Q4.3 =“ON”）。選擇操作模式后要用自動復(fù)位按鈕I0.4應(yīng)答。改變模式或系統(tǒng)停止時，之前選擇的模式必須取消。梯形圖如圖1-96所示。在梯形圖上可以顯示地址及符號地址，路徑是在LAD/STL/FBD窗口中，選擇Options→Customize…→View，用“√”標(biāo)記Symbol informat with text。也可以僅顯示符號地址（如圖1-96、1-97所示），方法是：用“√”標(biāo)記Symblicrep resentation, 而Symbol in format with text不標(biāo)記“√”。

    ③在FC2中編寫電動機(jī)控制程序。先編寫點(diǎn)動控制程序。點(diǎn)動控制只能在手動模式(Q412=“ON”)時操作。I0.5使電動機(jī)正轉(zhuǎn)右行；I0.6使電動機(jī)反轉(zhuǎn)左行。用按鈕實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的互鎖，程序見圖1-97中的Network1和Network2。

    再編寫自動控制程序。自動控制在自動模式（Q4.3=“ON”）下操作。I1.1使啟動電動機(jī)正轉(zhuǎn)右行，至右限位行程開關(guān)I1.2閉合時停；延時5s（用延時接通定時器T12計(jì)時），自動左行，至左限位行程開關(guān)I1.3閉合時停；延時8s（用延時接通定時器T13計(jì)時），又自動右行。如此自動往返，直到按下停止按鈕I1.0或自動模式取消(Q4.3=“OFF”)。自動控制程序見圖1-97中Network3到Network6。為了避免雙線圈輸出造成系統(tǒng)邏輯運(yùn)算錯誤，電動機(jī)分別用右行點(diǎn)動和自動位存儲器M11.1和M11.3控制，后合并到Network7控制電動機(jī)右行接觸器。電動機(jī)左行接觸器也做同樣處理。

    ④在OB1中調(diào)用FC1和FC2并下載程序。雙擊打開OB1的編程窗口，點(diǎn)擊圖標(biāo)可以增加一個新的網(wǎng)絡(luò)。編程窗口右邊的元件窗口可以選擇位邏輯指令、程序控制指令、定時器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算指令、功能和功能塊指令等，本例只需要調(diào)用FC1和FC2。點(diǎn)開FC Blocks前面的“+”號，顯示FC1和FC2。雙擊或拖曳圖標(biāo)FC1到Networkl的橫線上即可，用同樣方法調(diào)用FC2，后得到的梯形圖如圖1-98所示。保存OB1后，關(guān)閉LAD/STL/FBD窗口。選中所有的程序以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)包(system data)，點(diǎn)擊執(zhí)行程序的下載。

北京西門子S7-1200PLC模塊代理經(jīng)銷商