西门子6ES7315-2AH14-0AB0型号介绍

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西门子6ES7315-2AH14-0AB0型号介绍

  现代工业自动控制系统朝智能化、网络化和开放式结构的方向发展。利用现场总线技术,将符合同一标准的各种智能设备统一起来,彻底实现整个监测系统的分散控制,将提高系统集成度和数据传输效率、延长有效控制距离,并有利于提高系统抗干扰性能和扩展系统功能。在运动控制中,伺服电机以其响应速度快,控制精准等优点以被更多的客户所选用。如果把总线通信与伺服控制技术统一起来,将推动运动控制技术以及设备远程监控技术的发展。MODBUS作为一种通用的现场总线,已经得到很广泛的应用,很多厂商PLC、智能I/O与A/D模块具备MODBUS通讯接口。本文在阐述MODBUS通信协议的基础上,构建了基于MODBUS的伺服电机运动控制。

1 MODBUS总线控系统的技术特征

  MODBUS通讯协议是一种工业现场总线通讯协议,它定义的是一种设备控制器可以识别和使用的信息帧结构,独立于物理层介质,可以承载于多种网络类型中。MODBUS协议把通信参与者规定为“主站”(Master)和“从站”(Slave),数据和信息的通信遵从主/从模式,当它应用于标准MODBUS网络时,信息被直接传送。MODBUS总线网络中的各个智能设备通过异步串行总线连接起来,只允许一个控制器作为主站,其余智能设备作为从站。采用命令/应答的通信方式,主站发出请求,从站应答请求并送回数据或状态信息,从站不能够自己发送信息。MODBUS协议定义的各种信息帧格式,描述了主站控制器访问从站设备的过程,规定从站怎样做出应答响应,以及检查和报告传输错误等。网络中的每个从设备都必须分配给一个唯一的地址,只有符合地址要求的从设备才会响应主设备发出的命令。

  由于MODBUS总线系统开发成本低,简单易用,并且现在已有很多工控器、PLC、显示屏等都具有MODBUS通信接口,所以它已经成为一种公认的通信标准。通过MODBUS总线,可以很方便地将不同厂商生产的控制设备连成工业网络,进行集中监控。

MODBUS*初为PLC通信而设计,它通过24种总线命令实现PLC与外界的信息交换。这些总线命令对应的通信功能主要包括AI/AO、DI/DO的数据传送。但不是很多MODBUS设备的控制只使用其中的几条命令,对其余命令不做反应。

1.1 MODBUS通信格式

  MODBUS协议定义了两种传输模式,即RTU(Remote Terminal Unit)和ASCII。在RTU模式中,1字节的信息作为一个8位字符被发送,而在ASCII模式中则作为两个ASCII字符被发送,如发送字符“20”时,采用RTU模式时为“00100000”,然而采用ASCII模式则成为“00110010”+“00110000”(ASCII字符的“2”和“0”)。可见,发送同样的数据时,RTU模式的效率大约为ASCII模式的两倍。一般来说,数据量少而且主要是文本时采用ASCII;通信数据量大而且是二进制数值时,多采用RTU模式。

数据格式:

地址码

功能码

数据区

错误校检

数据长度:

1字节

1字节

N字节

16位CRC码(冗余循环码)

  主站一次可向一个或所有从站发送通信请求(或指令),主设备通过消息帧的地址域来选通从设备。主站发送的消息帧的内容和顺序为:从站地址、功能码、数据域(数据起始地址、数据量、数据内容)、CRC校验码;从站应答的信息内容和顺序与主站信息帧基本相同。MODBUS除了定义通信功能码之外,同时还定义了出错码,标志出错信息。主站接收到错误码后,根据错误的原因采取相应的措施。从站应答的数据内容依据功能码进行响应,例如功能代码03要求读取从站设备中保持寄存器的内容。

MODBUS部分功能码

 

功能码

定 义

操 作(二进制)

02

读开关量输入

读取一路或多路开关量状态输入数据

01

读开关量输出

读取一路或多路开关量输出状态数据

03

读寄存器数据

读取一个或多个寄存器的数据

05

写开关量输出

控制一路继电器“合/分”输出

06

写单路寄存器

把一组二进制数据写入单个寄存器

10

写多路寄存器

把多组二进制数据写入多个寄存器

 

 

1.2 CRC校验的实现

  MODBUS通信的RTU模式中,规定信息帧的*后两个字节用于传递CRC(Cyclic Redundancy Check,循环冗余校验)码。发送方将信息帧中地址域、功能码、数据域的所有字节按规定的方式进行位移并进行XOR(异或)计算,即可得到2字节的CRC码,并把包含CRC校验码的信息帧作为一连续的流进行传输。接收方在收到该信息帧时按同样的方式进行计算,并将结果同收到的CRC码的双字节比较,如果一致就认为通信正确,否则认为通信有误,从站将发送CRC错误应答。

  RTU模式一般采用CRC-16冗余校验方法,CRC-16的校验码为16位(2字节),其中低字节在前,高字节在后。实现CRC校验有两种方法:根据CRC校验的定义公式进行计算,或者在程序中建立CRC校验值表。在程序中使用前者更容易实现,这里需要使用CRC生成多项式X16+X15+X2+1。该多项式对应的码组系数为18005H(16进制),去除*高位,对应的16位余数为8005H,即为CRC-16常数。CRC-16校验过程如下:将CRC寄存器的每一位预置为1;把该寄存器值与8bit的信息帧数据进行异或,结果存于该寄存器;对CRC寄存器从高到低进行移位,在*高位(MSB)的位置补零,而*低位(LSB,移位后已经被移出CRC寄存器)如果为1,则把寄存器与CRC-16常数进行异或,否则如果LSB为零,则无需进行异或。重复上述的由高至低的移位8次,第一个8bit数据处理完毕,用此时寄存器的值与下一个8bit数据异或并进行如前一样的8次移位。所有的字符处理完成后CRC寄存器内的值即为*终的CRC值。CRC添加到消息中时,先加入低字节,然后高字节。

1.3 链路特征

  MODBUS标准的物理层可以采用RS-232串行通信方式,但在长距离通信中常采用RS-422或RS-485代替。在多点通信情况下只采用RS-485方式,所以RTU模式下的MODBUS系统采用屏蔽双绞线,通信距离可达1000m。一条总线上*多可配置31个从站设备。传输线上的信息交换是半双工的,即同时只能有一台设备允许发送信息,主站在发送下一条指令之前等待从站回应,从而避免了线路的冲突。

  RTU模式的传输格式是1个数据位,2个停止位,没有奇偶校验位。通信数据安全由控制参数CRC-16码保证。RTU接收设备依靠接收字符间经过的时间判断一帧的开始,如果经过3个半的字符时间后仍然没有新的字符或者没有完成帧,接收设备就会放弃该帧,并设下一个字符为新一帧的开始。

下PLC MODBUS控制的实现

  松下PLC支持modbus协议,只需要在选项、PLC系统寄存器设置、COM1口设置中站号设成1,通讯模式设为MODBUS RTU,通讯速率和通讯格式与05驱动器的设置保持一致。设置完成后可通过F145 SEND指令实现与05的通讯。

例:

F0    MV , H2      ,DT10    (发送2个字节)

F0    MV , H1002   ,DT11    (通过1号COM口向2号站发数据)

F145  SEND, DT10    ,DT4     ,DT0    ,K1282

(把DT4,DT5的两个字节通过COM1发送到2号站的K1282地址)

 

 

施耐德05A伺服驱动器的配置

 

  首先过驱动器的HMI面板把控制方式设为modbus模式,把波特率、通讯格式设置成与PLC一致。



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  摘 要:介绍了松下PLC分类,阐述了松下PLC的基本特点,并对FP1、FPΣ、FP2/FP2SH、FP3/FP10SH类型的PLC性能与应用做了论述。
  关键词:松下;PLC;FPX
  中图分类号:TP文献标识码:A文章编号:1672-3198(2008)09-0350-02
  
  PLC是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置,专为在工业现场应用而设计,它采用可编程序的存储器,用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令,并通过数字式或模拟式的输入、输出接口,控制各种类型的机械或生产过程。本文对松下PLC的特点与应用做出阐述。
  
  1 松下PLC概述
  
  世界上PLC产品可按地域分成三大流派:美国、欧洲和日本。日本的PLC技术是由美国引进的,但日本的主推定位在小型PLC上,在小型机领域中颇具盛名。某些用欧美的中型机或大型机才能实现的控制,日本的小型机就可以解决。在开发较复杂的控制系统方面明显优于欧美的小型机,所以格外受用户欢迎。日本有许多PLC制造商,如三菱、欧姆龙、松下、东芝等,在世界小型PLC市场上,日本产品约占有70%的份额。
  松下 PLC是目前国内比较常见的PLC产品之一,其功能完备,****。松下的小型PLC有:FP-X、FP0、FP1、FPΣ、FP-e系列等;中型PLC为:FP2、FP2SH、FP3系列PLC等。
  
  2 松下PLC的基本特点
  
  (1)超高速处理基本指令只需0.32μs,可快速扫描。小型PLC内,通过高速处理速度0.32μsec,也可对应要求高速扫描的用途。
  (2)充裕的大容量充裕的程序容量达到32k步。注释区域也可以充分保证。※2通过超过小型PLC范畴的高程序容量32K步,可对应随着将来设备扩展而产生的范围广泛的各种应用。
  (3)广泛的扩展性I/O*多300点。可通过功能扩展插件,使扩展范围更进一步扩大。也可控制成本。还有,利用扩展FP0适配器,*多可连3台现有的FP0扩展单元。
  (4)可靠的安全性通过8位密码和禁止上传功能,有效保护程序。
  (5)配备USB端口※3通过普通USB电缆(AB型),可与计算机实现简便连接。
  ※1 基本指令占35%和**指令(数据转送、四则运算)占65%组合而成的5K步的程序;
  ※2 C14型为16k步;
  ※3 C14型未具备此功能。
  松下公司近几年PLC产品,具有指令系统功能强的特点;有的机型还提供可以用FP-BASIC语言编程的CPU及多种智能模块,为复杂系统的开发提供了软件支持;FP系列各种PLC都配置通信机制,由于它们使用的应用层通信协议具有一致性,这给构成多级PLC网络和开发PLC网络应用程序带来方便。
  
  3 松下PLC的应用
  
  3.1 松下FP1 PLC
  FP1是日本松下电工生产的小型PLC,该产品有C14、C16、C24、C40、C56、C72多种规格,形成系列化。虽然是小型机性能价格比却很高,特别适合于中小企业。
  FP1硬件配置除主机外还可加I/O扩展模块,A/D(模/数转换)、D/A(数/模转换)模块等智能单元。*多可配置几百点,机内有高速计数器,可输入频率高达10kHz的脉冲,并可同时输入两路脉冲,还可输出频率可调的脉冲信号(晶体管输出型)。
  FP1有190多条功能指令,除基本逻辑运算外还可进行+、-、×、÷等四则运算。有8位、16位、32位数字处理功能,并能进行多种码制变换。FP1还有中断、子程序调用、凸轮控制、高速计数、字符打印、步进指令等特殊功能指令。
  FP1监控功能很强,可实现梯形图监控、列表继电器监控、动态时序图监控(可同时监控16个I/O点的时序)具有几十条监控命令,多种监控方式。指令和监控结果可用日、英、德、意四种文字显示。另外还有链接单元,例如用于远程信息交换的I/O bbbb单元;用于PLC与计算机间通信的C-NET适配器。
  3.2 松下FPΣ PLC
  FPΣ型的PLC采用通信模块插件充实通信功能,可以实现*大100KHZ的位置控制,体现免维护性及考虑数据备份的结构,具有高速、丰富的实数运算功能。
  FPΣ依照小型PLC的标准在保持机身小巧、使用简便的同时,加载中型PLC的功能。 大幅度充实通信功能、大幅度提升位置控制性能,实现卓越的维护性。考虑到设备组装后的维护问题,采用Flash Rom内置方式。FPΣ可以对数据寄存器区进行完全备份,日历时钟的数据也能由电池后备,配备有2个分辨率为1/1000的模拟量调节旋钮,可以作为模拟量定时器等使用。在16点输出中的12点,采用了带短路保护功能的晶体管。为了防止出厂后的意外改写程序或保护原始程序不被窃取,FPΣ可以设置密码功能。其I/O注释可以与程序一同写入本体,大幅提高了系统保存性。同时,FPΣPLC实现了PID控制的指令化,可以进行自整定,实现简便、高性能的控制。


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158
发布时间
2023-05-02 06:49
所属行业
PLC
编号
31553166
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