西門子電源模塊6EP1331-2BA10

1. 概述
         通常情況下，要實現(xiàn)HMI設備與V20變頻器的通訊，需要一個支持USS通訊或MODBUS通訊的PLC，比如S7-200系列PLC。其通訊電纜連接如圖1所示。PLC的一個通訊端口與觸摸屏連接，可以采用PPI協(xié)議通訊。PLC的另一個通訊端口與V20的RS485通訊端口連接，采用MODBUS協(xié)議通訊，PLC上編寫MODBUS主站程序，V20為從站。

圖1 觸摸屏通過PLC與V20變頻器通訊

         如果只需要對V2O變頻器做簡單的運行控制和變量監(jiān)視，那么上述配置中PLC的作用僅為數(shù)據中轉。這種情況下，觸摸屏直接和V20變頻器通訊，不僅能夠實現(xiàn)監(jiān)控功能，而且可以少用一個PLC，節(jié)省成本。采用西門子的SMART LINE系列觸摸屏能夠實現(xiàn)與V20變頻器直接通訊的功能。通訊電纜連接如圖2所示。SMART LINE觸摸屏作為MODBUS主站，V20為從站。

圖2 觸摸屏直接與V20變頻器通訊

2. 硬件設備及其安裝
        下面用一個實例來介紹Smart Line觸摸屏與一臺V20變頻器通過MODBUS通訊的實現(xiàn)方法。該例子中用到的主要硬件設備如表1所示，觸摸屏組態(tài)軟件為WinCC Flexible 2008 SP4 China。

表1 示例主要硬件設備bOU

3）修改MODBUS通訊參數(shù)，其它參數(shù)為Cn011連接宏默認參數(shù)：
P2014[0]=0 不監(jiān)控報文間隔時間，否則可能會報F72故障
P2021[0]=3 MODBUS設備地址為3（與觸摸屏組態(tài)軟件中設置的從站地址*）

4. 觸摸屏組態(tài)bOU

• CAx數(shù)據

技術數(shù)據

		SITOP POWER 24 V/0.5 A
		SITOP 電源 0.5 A 調節(jié)型電源 輸入：AC 120-230 V 輸出：24 V DC/0.5 A
輸入
輸入		單相交流
Wertebereich		120 ... 230 V
電壓范圍 AC		93 ... 264 V
廣域輸入		是的
抗過壓能力		2.3 ×V額定輸入 ，1.3ms
Ia 額定時的斷電橋接，最小值		10 ms; Vin = 230 V時
電源頻率額定值 1		50 Hz
電源頻率額定值 2		60 Hz
Wertebereich		47 ... 63 Hz
輸入電流
● 輸入電壓額定值為 120 V 時		0.22 A
● 輸入電壓額定值為 230 V 時		0.13 A
接通電流限制 (+ 25 °C)，最大值		23 A
接通電流極限持續(xù)時間 25 °C 時
● 典型		1 ms
I2t，最大值		0.3 A2·s
已安裝的輸入保險絲		T 2 A/250 V (不可用)
電源線中的保護裝置 (IEC 898)		建議微型斷路器：3A特性曲線C
輸出
輸出		調節(jié)后、零電位直流電壓
額定 DC 電壓額定值 Ua		24 V
總容錯，靜態(tài) ±		3 %
靜態(tài)電網調節(jié)，約		0.2 %
靜態(tài)負載調節(jié)，約		0.7 %
剩余波紋度雙重峰值，最大值		150 mV
剩余波紋度雙重峰值，典型值		50 mV
尖峰雙重峰值，最大值（頻帶寬帶約 20 MHz）		240 mV
尖峰雙重峰值，典型值（頻帶寬帶約 20 MHz）		150 mV
產品功能 可調整輸出電壓		不
輸出電壓的設置		-
運行顯示		24 V 的綠色 LED 正常
啟動/關閉特性		V輸出無超調（軟啟動）
起動延遲，最大值		1.5 s
電壓上升，典型值		20 ms
● Ia 額定電流額定值		0.5 A
Wertebereich		0 ... 0.5 A
輸出的有效功率 典型		12 W
恒定的過載電流
● 啟動期間短路 典型		0.6 A
● 運行期間短路 典型		0.6 A
用于提高功率的并聯(lián)能力		不

1、PLC的基本概念

早期的可編程控制器稱作（Programmable Logic Controller,PLC），它主要用來代替實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術的發(fā)展，這種采用的工業(yè)控制裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱。但是為了避免與個人計算機（Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程序控制器簡稱PLC自1969年美國數(shù)據設備公司研制出現(xiàn)，現(xiàn)、日本、的可編程序控制器質量優(yōu)良，功能強大。

2、PLC的基本結構

實質是一種于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，基本構成為：

a、

PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%（+15%）范圍內，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到網上去

b、CPU）

*處理單元（CPU）是的控制中樞。它按系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據寄存器內。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，zui后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數(shù)據傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。

為了進一步提高PLC的可靠性，對大型PLC還采用雙CPU構成或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。

存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。

存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。

d、輸入輸出接口電路

1．現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。

2．現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應的控制信號。

e、

如計數(shù)、定位等功能模塊。

f、通信模塊

Profibus-DP通訊模塊等。

西門子電源模塊6EP1331-2BA10

3. 為 PROFINET 通信口分配以太網地址

在 “設備視圖"中點擊 CPU 上代表 PROFINET 通信口的綠色小方塊，在下方會出現(xiàn) PROFINET 接口的屬性，在 “以太網地址" 下分配 IP 地址為 192.168.0.1 ，子網掩碼為255.255.255.0，如圖3所示。

圖3. 分配IP 地址

4．使用 STEP7 V16 軟件添加新設備并命名 PLC_2

與PLC_1在同一個項目中，在“項目樹" 下雙擊 “添加新設備"，在對話框中選擇所使用的 S7-300 CPU 添加到機架上，命名為 PLC_2，如圖4所示。

圖4. 添加新設備

為了編程方便，使用 CPU 屬性中定義的時鐘位，定義方法如下：
在 “項目樹" > “PLC_2" > “設備組態(tài)" 中，選中 CPU ，然后在下面的屬性窗口中，“屬性" > “時鐘存儲器" 下時鐘位定義在 MB0，如圖5所示。
時鐘位我們主要使用 M0.3，它是以 2Hz 的速率在 0 和 1 之間切換的一個位，可以使用它去自動激活發(fā)送任務。

圖5. 時鐘存儲位

5. 為 PROFINET 通信口分配以太網地址

在 “設備視圖"中點擊 CPU 上代表 PROFINET 通信口的綠色小方塊，在下方會出現(xiàn) PROFINET 接口的屬性，在 “以太網地址" 下分配 IP 地址為 192.168.0.2 ，子網掩碼為255.255.255.0，如圖6所示

圖6. 分配IP 地址

6. 創(chuàng)建 CPU的邏輯網絡連接

在項目樹 “項目樹">“設備和網絡" >“網絡視圖" 視圖下，創(chuàng)建兩個設備的連接。用鼠標點中 S7-1200 上的PROFINET通信口的綠色小方框，然后拖拽出一條線，到另外一個 S7-300 上的PROFINET通信口上，松開鼠標，PN/IE_1的子網連接就建立起來了，如圖7所示。

圖7. 網絡視圖