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　合信CTH3系列中大型PLC是合信技術(shù)根據(jù)市場(chǎng)需求和PLC技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)開(kāi)發(fā)的新一代中大型PLC產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品將滿足高端OEM設(shè)備及中大型工程項(xiàng)目的控制需求，具備高速、高精度、高可靠性、智能易用、通信互聯(lián)能力強(qiáng)、中大型I/O規(guī)模等特性。

　　CTH3系列主控模塊涵蓋兩種類型的CPU：C系列運(yùn)動(dòng)控制型CPU，H系列標(biāo)準(zhǔn)型CPU。包括C35/C36/C37，H35/H36/H37等多種型號(hào)。CTH3系列中型PLC設(shè)計(jì)4個(gè)機(jī)架，每個(gè)機(jī)架16槽，即最多可擴(kuò)展64個(gè)模塊；主控模塊和擴(kuò)展模塊之間通過(guò)速度高達(dá)55Mbps的背板總線進(jìn)行連接，系統(tǒng)的最大數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)為4096點(diǎn)，最大模擬量I/O點(diǎn)數(shù)為1024點(diǎn)。

　　CTH3系列擴(kuò)展模塊種類多樣，包括數(shù)字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、溫度采集模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、CAN主站通信模塊、電源模塊、中繼模塊等。

　　CTH3系列中大型PLC具有以下功能特點(diǎn)：

　　1.高速運(yùn)算及傳輸速度

　　采用Cortex-A8處理器，位指令處理時(shí)間和浮點(diǎn)指令時(shí)間只需CTSC-200系列PLC的20%；55Mbps的背板總線。

　　2.多種現(xiàn)場(chǎng)總線

　　CTH3系列PLC支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線，包括：Ethernet、EtherCAT、CANopen、PPI/MPI、Modbus。

　　3.集成多種控制功能

　　H系列CPU集成溫度PID，單軸運(yùn)動(dòng)控制功能，支持直線/圓弧/螺旋插補(bǔ)、電子凸輪；

　　C系列CPU集成單軸運(yùn)動(dòng)控制功能，支持電子凸輪/電子齒輪，CN、龍門系統(tǒng)、并聯(lián)機(jī)械手等。

　　4.全隔離、抗干擾

　　采用隔離技術(shù)，全系統(tǒng)電源、總線和輸入輸出隔離；數(shù)字量輸入模塊帶數(shù)字濾波，抗*力強(qiáng)；數(shù)字量晶體管輸出模塊帶過(guò)流、短路保護(hù)；模擬量模塊信號(hào)全隔離，抗*力強(qiáng)，精度高達(dá)16位。

　　5.優(yōu)秀的擴(kuò)展能力

　　支持種類多樣的擴(kuò)展模塊，其最大的I/O規(guī)模為4096DI/DQ，1024AI/AQ。

　　6.嚴(yán)格的測(cè)試及三防處理

　　防霉，防潮，防霧；通過(guò)專業(yè)并且嚴(yán)格的各項(xiàng)測(cè)試，產(chǎn)品可靠性升到最高。

　　7.獨(dú)立安裝

　　每個(gè)機(jī)架可以距離其他機(jī)架很遠(yuǎn)進(jìn)行安裝，兩個(gè)機(jī)架間（主機(jī)架和擴(kuò)展機(jī)架、擴(kuò)展機(jī)架和擴(kuò)展機(jī)架）的距離最長(zhǎng)為3米。

BASIC語(yǔ)言大提高PLC系統(tǒng)的靈活性

1、引言

　　basic語(yǔ)言是微機(jī)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的一種高級(jí)編程語(yǔ)言，它的指令接近思維邏輯的表達(dá)，與自然語(yǔ)言有相通之處，易學(xué)易懂，同時(shí)它包涵豐富的算法函數(shù)，能十分方便地進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理，因而深受廣大編程愛(ài)好者喜愛(ài)。plc是計(jì)算機(jī)科學(xué)在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要分支，它一般采用梯形圖、語(yǔ)句表作為其編程語(yǔ)言，由于梯形圖形似電氣原理圖，直觀易懂，易為電氣工程師所接受，為plc的推廣應(yīng)用起到了極大的推動(dòng)作用。plc從誕生至今，幾十年來(lái)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，現(xiàn)在，通訊問(wèn)題已成為plc應(yīng)用中的一個(gè)重要課題之一。

　　本文以gefanucplc系列pcm智能通訊模塊在某泵站控制系統(tǒng)中的應(yīng)用為例進(jìn)行探討，介紹了basic語(yǔ)言在解決plc與現(xiàn)場(chǎng)儀表或其它外部智能設(shè)備之間數(shù)據(jù)通訊問(wèn)題時(shí)能起到的作用，為廣大同行提供又一種串行通訊解決方案。

　　2、系統(tǒng)簡(jiǎn)述

　　本系統(tǒng)采用gefanuc90-30系列plcmodel351，一塊智能通訊模塊cmm311，一塊可編程智能通訊模塊pcm311，及開(kāi)關(guān)量輸入、輸出模塊，模擬量輸入模塊若干。

　　通訊模塊cmm311有兩個(gè)通訊口，分別負(fù)責(zé)與上位機(jī)組態(tài)軟件及現(xiàn)場(chǎng)digital觸摸屏進(jìn)行通訊。

　　可編程通訊模塊pcm311為通訊協(xié)處理機(jī)，內(nèi)有固化的megabasic語(yǔ)言解釋程序，能執(zhí)行通過(guò)外部編程終端存儲(chǔ)進(jìn)來(lái)的basic程序。該模塊有兩個(gè)通訊端口，一個(gè)端口為編程口，ge公司logicmaster編程軟件包中有于pcm模塊編程的軟件，用它可通過(guò)該編程口登錄pcm模塊，將計(jì)算機(jī)中文本形式的basic代碼文件存入模塊的存儲(chǔ)器中;另一個(gè)端口為外部通訊口，在basic程序中可打開(kāi)此端口與外部智能設(shè)備進(jìn)行通訊。在特殊時(shí)候，編程口也可被basic程序打開(kāi)，作與外部設(shè)備通訊用，但這樣使用在調(diào)試時(shí)稍有不便。

　　系統(tǒng)布置要求敘述如下：

　　plccpu負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)量、模擬量的采集、運(yùn)算，實(shí)施直接的控制功能;通訊模塊cmm311通過(guò)兩個(gè)通訊口分別連接上位機(jī)及觸摸屏，實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面與plc的數(shù)據(jù)通訊;pcm模塊的com2與westinghouse（西屋儀表）mintii網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器相連，負(fù)責(zé)通過(guò)mintii網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器與現(xiàn)場(chǎng)三個(gè)種類的12臺(tái)westinghouse儀表通訊，采集電流、電壓、功率等各種物理量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)，com1在調(diào)試完畢后用來(lái)與現(xiàn)場(chǎng)一臺(tái)三菱fx2nplc通訊，實(shí)現(xiàn)從geplc系統(tǒng)到fx2n系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通路，方案圖如圖1所示。

　　2.1minitii轉(zhuǎn)換器通訊協(xié)議簡(jiǎn)介

　　在這個(gè)方案中，minitii與下位設(shè)備的硬件連接為雙絞線，minitii及下位各設(shè)備都并入雙絞線組成的westinghouseincom網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中各通訊主體使用二進(jìn)制通訊方式，數(shù)據(jù)幀均由33位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成，minitii充當(dāng)主站（master）角色，對(duì)下位各設(shè)備發(fā)起通訊，進(jìn)行輪詢。

　　pcm311模塊與minitii轉(zhuǎn)換器進(jìn)行的是ascii碼通訊方式，而minitii轉(zhuǎn)換器與下位dt3000、mp3000、iq200各系列設(shè)備的通訊方式為二進(jìn)制碼通訊，實(shí)際上minitii所起到的作用是將pcm模塊發(fā)出的ascii碼指令幀轉(zhuǎn)譯為二進(jìn)制碼指令幀，當(dāng)然，在通訊過(guò)程中，我們只需關(guān)心ascii碼通訊幀的格式，minitii會(huì)自動(dòng)將其轉(zhuǎn)為二進(jìn)制格式后發(fā)到incom網(wǎng)絡(luò)中去。

　　minitii模塊的25針rs232串行口接收的ascii碼幀由10個(gè)ascii碼字符組成，分為控制指令幀、數(shù)據(jù)指令幀兩類，大致形式如下：

　　控制指令：

　?。╯tx）（c/d）（inst）（comm）（scomm）（address）（sumcheck）

　　數(shù)據(jù)指令：

　?。╯tx）（c/d）（data）（sumcheck）

　　stx：第2號(hào)ascii碼，占一位

　　c/d：控制指令時(shí)為1，數(shù)據(jù)指令時(shí)為0，占一位

　　inst、comm、scomm：由這三個(gè)數(shù)字需要返回的參數(shù)，各占一位

　　address：指令的發(fā)送對(duì)象，是一個(gè)三位數(shù)的十六制數(shù)，占三位

　　sumcheck：和校驗(yàn)碼，占二位

　　data：返回的數(shù)據(jù)信息，占六位

　　minitii串行通訊參數(shù)在其面板上通過(guò)開(kāi)關(guān)來(lái)選定。

　　2.2fx2nplc通訊協(xié)議簡(jiǎn)介

　　fx2n是三菱品牌plc在小系統(tǒng)控制應(yīng)用中使用較多的一種經(jīng)濟(jì)型plc，外部設(shè)備通過(guò)232bd、485bd等插件或485adp等模塊可與其建立ascii碼串行通訊，讀取plc內(nèi)部寄存器的值。其協(xié)議格式如下：

　?。?）讀寄存器

　　*外設(shè)：（enq）（站號(hào)）（pc號(hào)）（命令字符）（等待時(shí)間）（頭元件）（元件數(shù)）（和校驗(yàn)）

　　*plc：（stx）（站號(hào)）（pc號(hào)）（返回?cái)?shù)據(jù)）（etx）（和校驗(yàn)）

　　*外設(shè)：（ack）（站號(hào)）（pc號(hào)）

　?。?）寫(xiě)寄存器

　　*外設(shè)：（enq）（站號(hào)）（pc號(hào)）（命令字符）（等待時(shí)間）（頭元件）（元件數(shù)）（寫(xiě)出數(shù)據(jù)）（和校驗(yàn)）

　　*plc：（stx）（站號(hào)）（pc號(hào)）

　　*enq、stx、ack、etx：為相應(yīng)的ascii碼

　　*站號(hào)：plc的站地址，為兩位十六進(jìn)制數(shù)（00-0fh），由plc的d8121寄存器

　　*pc號(hào)：用于a系列melsecnet網(wǎng)絡(luò)中的plc，對(duì)fx2n均為ffh

　　*命令字符：分為位讀（br）、位寫(xiě)（bw）、字讀（wr）、字寫(xiě)（ww）

　　*等待時(shí)間：以10ms為單位，以十六進(jìn)制數(shù)表示，占一個(gè)字符（0-f）

　　*頭元件：為要讀、寫(xiě)的開(kāi)始元件號(hào)，如m0001、d0000等。

　　*元件數(shù)：為要讀、寫(xiě)的元件個(gè)數(shù)。

　　*返回?cái)?shù)據(jù)、寫(xiě)出數(shù)據(jù)：為從plc返回的寄存器值或要寫(xiě)到plc的數(shù)據(jù)值

　　由于fx2n與中央控制柜距離較遠(yuǎn)，故本系統(tǒng)中采用fx2n與485bd插件，pcm311模塊經(jīng)232/485轉(zhuǎn)換器與485bd相連，轉(zhuǎn)換器與485bd之間采用兩對(duì)雙絞線相連，全雙工方式通訊，plc串行通訊參數(shù)在d8120中設(shè)定。

　　2.3megabasic的語(yǔ)法簡(jiǎn)介

　?。?）串口操作：pcm模塊共有二個(gè)串口，它們均可在megabasic程序中被打開(kāi)，與外部進(jìn)行通訊，以下為常用的串口操作函數(shù)。

　　*串口的打開(kāi)：open，

　　如open#8，“com1”

　　*串口的關(guān)閉：close

　　如close#8

　　*串口通訊參數(shù)的設(shè)定：ioctl，

　?。?）ioctl_string格式為：

　　baud（波特率），parity（校驗(yàn)），databits（數(shù)據(jù)位），stopbits（停止位），flowctl（流控制方式），physical（物理協(xié)議如232/485/422），duplexmode（通訊模式，半雙工/全雙工）如ioctl#8，“19200，n，8，1，n，232”

　?。?）從串口讀取數(shù)據(jù)：inchr$（，，，，）

　　如restr=inchr$（ch%，10，“”，0，timeout%）

　?。?）向串口發(fā)送數(shù)據(jù)：print，

　　如print#8，“helloworld”

　?。?）megabasic程序?qū)lc寄存器的訪問(wèn)：

　　對(duì)于pcm模塊所在的plc系統(tǒng)中的寄存器如%i，%q，%r，%m等，basic程序中并不可直接引用，而需通過(guò)使用特定的功能指令來(lái)訪問(wèn)它們。

　　a）訪問(wèn)plc寄存器之前，先要使用syslink指令。

　　syslink，，［type］

　　local_name:basic程序內(nèi)部定義的變量

　　cpu_symbol:plc的寄存器名，外加雙引號(hào)（如“%r500”）

　　type：關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的類型，如bool，byte，int16，uint，dint等

　　b）讀、寫(xiě)plc寄存器

　　sysread

　　syswrite

　　在syslink指令執(zhí)行后，即可使用上面兩個(gè)指令分別讀、寫(xiě)basic變量所關(guān)聯(lián)的plc寄存器。

　　2.4系統(tǒng)編程過(guò)程簡(jiǎn)介

　　根據(jù)minitii通訊協(xié)議及megabasic語(yǔ)言的基本語(yǔ)法，在文本編輯器（如記事本）中寫(xiě)好大致的程序，特別是對(duì)返回?cái)?shù)據(jù)的解析編寫(xiě)專門的函數(shù)來(lái)進(jìn)行處理，以得到浮點(diǎn)數(shù)形式的電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)，其中重點(diǎn)要注意好對(duì)返回錯(cuò)誤幀時(shí)的處理，還有采集不同數(shù)據(jù)時(shí)的協(xié)議上的差別，這一部分程序?qū)懞煤螅胮cm模塊的com1通過(guò)logicmaster軟件導(dǎo)入pcm模塊，用com1監(jiān)視運(yùn)行，用com2通訊，進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，根據(jù)調(diào)試情況加以修正完善，得到最終版本。

　　類似上述步驟，根據(jù)fx2n的通訊協(xié)議，寫(xiě)好與fx2n通訊的程序，用com1監(jiān)視運(yùn)行，用com2通訊，經(jīng)調(diào)試修正，得到最終版本。

　　將兩個(gè)版本的程序合并，并將與fx2n通訊的端口改為com1，去掉程序中用于監(jiān)視運(yùn)行的輸出語(yǔ)句（print），再重新導(dǎo)入pcm模塊中，一個(gè)滿足系統(tǒng)要求的完整的通訊程序就這樣就寫(xiě)成了。

　　3、結(jié)束語(yǔ)

　　用類似本系統(tǒng)中的pcm模塊完成通訊任務(wù)，筆者認(rèn)為其相對(duì)利用plc梯形圖程序進(jìn)行通訊優(yōu)點(diǎn)很明顯。首先由于其使用的是與微機(jī)系統(tǒng)中的basic語(yǔ)言語(yǔ)法相同的高級(jí)語(yǔ)言，易學(xué)易懂，處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)得心應(yīng)手，在復(fù)雜的有大量通訊任務(wù)的系統(tǒng)中有很重大的推廣價(jià)值;再者在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)也有明顯優(yōu)勢(shì)，一個(gè)端口正在通訊時(shí)，一個(gè)端口實(shí)時(shí)監(jiān)視程序的運(yùn)行情況，并可以自然語(yǔ)言的形式輸出實(shí)時(shí)的調(diào)試信息，plc程序就不會(huì)有這么好的效果，那么結(jié)果是這種系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期必然大為縮短。

　　plc系統(tǒng)中采用basic語(yǔ)言的協(xié)處理器，筆者認(rèn)為這是plc應(yīng)用中一個(gè)新的發(fā)展，對(duì)簡(jiǎn)化編程，減輕工控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者的開(kāi)發(fā)壓力可起到較大的作用，據(jù)了解，很多plc廠商都有類似功能的模塊生產(chǎn)，如三菱公司就推出了ad51h高速智能通信組件，使用ad51hbasic語(yǔ)言，支持四個(gè)通信口，具備384k內(nèi)存，大大提高了plc系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信與收集方面的靈活性。

1.4 S7-200 CPU及模塊參數(shù)
在樣本或手冊(cè)中都列有 CPU和各個(gè)模塊的詳細(xì)參數(shù)，這些參數(shù)對(duì)于我們使用和選型至關(guān)重要。 

1.4.1 CPU參數(shù) 
表 1.1列出了 CPU部分參數(shù)，其中一些關(guān)鍵參數(shù)詳述如下： 
•  程序存儲(chǔ)器：是一個(gè) ROM存儲(chǔ)區(qū)，程序下載到 CPU內(nèi)掉電不會(huì)丟失。當(dāng)我們編寫(xiě)好程序編譯通過(guò)后，程序的大小會(huì)在軟件輸出信息里顯示，如圖 1-16，實(shí)際程序的大小不能超過(guò) CPU此參數(shù)。一般情況下，當(dāng)我們下載程序時(shí)，CPU需要停機(jī)，但在某些場(chǎng)合是不允許 CPU停機(jī)
的，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能需要占用一定的程序存儲(chǔ)器空間，所以此參數(shù)有兩個(gè)數(shù)值，當(dāng)我們使能了“可在運(yùn)行模式下編輯”功能，會(huì)犧牲一些程序存儲(chǔ)器空間。 
 

• 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)：是一個(gè) RAM存儲(chǔ)區(qū)，掉電后易丟失。指的是 CPU內(nèi)部的 V存儲(chǔ)區(qū)的大小。

• 掉電保持時(shí)間：對(duì)于存放在 RAM存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)，掉電后是靠 CPU內(nèi)部一個(gè)超級(jí)電容保持?jǐn)?shù)據(jù)。此參數(shù)指明了該電容能保持?jǐn)?shù)據(jù)的時(shí)間長(zhǎng)度。

• 本機(jī) I/O：CPU本體上集成的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)。特別地，只有 CPU224XP有集成的模擬量輸入/輸出點(diǎn)，其他只有數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)。 

• 擴(kuò)展模塊數(shù)量：模塊的擴(kuò)展不是無(wú)限制擴(kuò)展的，CPU221不能擴(kuò)展模塊，CPU222只能擴(kuò)展 2個(gè)模塊，其他型號(hào) CPU最多能擴(kuò)展 7個(gè)模塊。對(duì)于模塊的擴(kuò)展數(shù)量，除了這個(gè)參數(shù)的限制以外，特別注意還要計(jì)算CPU的供電能力。表 1.5列出了各型號(hào) CPU的供電能力。CPU每帶一
個(gè)擴(kuò)展模塊，擴(kuò)展模塊都要消耗一些 CPU的供電。CPU的電源有兩種，一種是 5VDC，是 CPU與擴(kuò)展模塊通訊用的電源，不能外加；另一種是 24VDC，是普通的 24VDC電源，可以外加一個(gè)開(kāi)關(guān)電源代替。所以，在計(jì)算時(shí)，主要考慮 CPU的 5VDC電流供應(yīng)能力即可。各個(gè)模塊的電流消耗可在模塊參數(shù)表內(nèi)查到。比如，32輸入/32輸出的 EM223模塊，消耗 5VDC電流 240mA，如果 7個(gè)這樣的模塊就要消耗 240 * 7 = 1680mA電流，即使是 CPU226也不能擴(kuò)展 7個(gè)這樣的模塊。表 1.6 – 表 1.9列出了各個(gè)擴(kuò)展模塊的電流需求。

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