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S系列与TWDLCAE40DRF连接说明
发布日期:2012-8-22  浏览:8035


一、概述
        PLC(可编程控制器)应用广泛,其CPU功能较强,可靠性高,但在输入输出I/O方面,PLC存在价格过高,扩展模块不隔离,输入信号还要进行编程运算来完成采集,品牌繁多,互不兼容,用户使用起来不方便等缺点。我公司研制生产的S系列I/O产品具有模入(AI)、模出(AO)、开入(DI)、开出(DO)等功能;规格多样;工程量值输出;RS485通讯接口;灵活的通讯协议;扩展简捷;价格低廉。但在复杂控制等应用场合较PLC就有所欠缺,而PLC的优势恰恰在此。S系列I/O前端可以方便地与各种PLC构成秒级的多点数据采集和控制系统,并可更快捷地融入已有的采集控制系统当中,大大降低系统工程费用。二者结合可以弥补各自的缺陷,使系统达到良好的性价比。
    下面以施耐德电气的Twido系列PLC(以型号为TWDLCAE40DRF为例)和S系列I/O前端连接所构成的采集控制系统为例,展示这种方案的优势所在:
1. Twido系列PLC支持标准MODBUS主协议和从协议,可方便地和上位机(PC机)和扩展模块(例如S系列I/O前端)通讯,并且无论从硬件上还是软件上都能做到无缝连接,大大简化了用户搭建系统的复杂程度。Twido系列PLC具备两个通讯口,一个以太网端口,用户不必再购置其它设备即可方便搭建或者升级采集与控制系统,大大降低了系统成本。
2. S系列I/O前端与PLC的接口程序软件由我公司编写并无偿提供给用户,用户只要将该段程序嵌入自己的程序中即可。用户在PLC编程中或在上位机读写S系列I/O前端的输入输出数据时,只和PLC中的I/O数据映射区(位于%MW内存区内)打交道,大大减少了用户工作量和编程复杂程度。
3. 采用PLC的通讯口2(COM2,RS485)与S系列I/O前端连接(RS485总线),方便地扩展至少32个模块。
4. 扩展系统AI/AO点最多达512点,DI/DO点最多达1024点,极大的拓展了PLC的I/O点数。
5. 现场独立安装,扩展灵活,多样,调试方便。
6. 模拟量为直接工程量值,无需编程运算完成采集及输出。
7. 具有通道与通道之间隔离,现场与计算机隔离特性。
8. 利用PLC的CPU丰富资源,使整套系统具有可编程及PID等控制功能,并可脱离上位机独立运行。
9. 利用PLC的自带Ethernet通讯口,使系统简捷地接入以太网络。
10.特别适合于各种场合的秒级采集控制应用。
11.特别适合于施耐德体系的工控工程中,扩展大量I/O点及降低系统造价。

二、连接要点及注意事项
● TWDLCAE40DFR具有两个串行5通讯口和一个Ethernet口,通讯口1(COM1)固定为RS485口,通讯口2(COM2)为RS232/RS485可选,本方案选用COM2为RS485方式与S系列I/O前端的RS485通讯线相连(PLC为主站,S系列I/O前端为从站);通讯口1(COM1)和Ethernet口可与PC机相连(作为PC机的从站)。
● 通讯口2(COM2)通讯速率定义(在Twidosoft软件内)为38400 bps(或者小于38400),8位数据位,1位停止位,无奇偶校验。响应超时设置为1×100ms即可,帧延迟时间设置为10ms即可。
● PLC的Ethernet口需要在Twidosoft软件上设置IP地址,子网掩码,网关设置为和IP相同即可。
● 通讯方式为主从式,PLC为主,S系列I/O前端为从。
● PLC与S系列I/O前端的通讯电缆连接对应表(PLC的COM2通讯模块为TWD NAC 485D,Mini-din连接器)
         PLC的RS485连接器------------S系列I/O前端的接线端子
              1        ------------     37   (RS485 A )
              2      ------------      36   (RS485 B)
              7      ------------     35   (RS485 摒蔽地 )
● 用户在使用之前应将S系列I/O前端的站址设置好,并将通讯速率设置为PLC的COM2口相同的通讯速率,通信协议为MOBUS(I),S系列I/O前端的其它参数,用户根据现场实际工况自行设置。
● 如果有多个(N个)S系列I/O前端,站址应从01开始,依次至N为止,连续不得跳跃。
●PLC将对各S系列I/O前端不停进行循环采集及控制输出,1秒之内即可将32个S系列I/O前端采集或输出控制完毕。
●采集及输出控制单元皆存放于固定%MW内存区,由用户读取或写入(模拟信号读取或写入格式为INT)。占用内存空间从%MW0起始,占用582字,即到%MW581结束 ,其中%MW0~%MW32为连接S系列I/O前端定义前端个数及型号定义区;%MW70~%MW581为S系列I/O前端输入输出数据映射区,每个I/O前端分配16个字,连接32个前端时共计为512 字(参见I/O数据映射区说明)。

三、连接程序说明
    S系列I/O前端与Twido系列PLC的连接程序包含一个主程序,6个子程序。用户只要将该段主程序嵌入自己的主程序中,将余下的子程序和中断服务程序置入用户系统程序中,然后修改SR0(用户设置子程序),根据所需连I/O前端的个数及型号定义%MW0~%MW32内存区即可。
主程序及其说明如下:
LD     %S13             // 首次扫描或者冷热启动
 OR  %S0
 OR  %S1
 S  %M0    // 启动通讯脉冲
 [   %MW582 := 0   ]  // 本系统占用内部存储空间说明
 [   %MW34  := 1   ]  // 当前通讯站号
 [   %MW69  := 0   ]  // 通讯完成标志
 [   %MW68  := 1   ]  // 上次通讯站号
 [   %MD36  := 0   ]  // 通讯异常标志
 SR0      // 由用户修改的对站数和各站所对应的编号的定义
 SR1      // 某站的第一个通讯任务

 LD  %M0    // 如果通讯脉冲启动且通讯口闲置
 AND  %MSG.D
 [   %SW76  := 1000]      // 启动通讯超时定时器
 SR2      // 根据站号和通讯任务号填写主站命令码,并发送

 LDN  %M0    // 通讯完成并无错误
 AND  %MSG.D
 AND  [   %SW64 := 0]
 [   %MW69  := 1   ]  // 置通讯完成标志
 ST  %SW76:X15  // 停止超时定时器
 SR4      // 将从站(S系列I/O前端)数据存入对应站号的内部存储子

 LD   %MSG.E   // 通讯异常
 AND  [  %SW64 > 0  ]
  [ %MW69  := 1]   // 置通讯完成标志
 SR5      // 错误处理,置对应站号的错误位

 LD  [  %MW69 = 1  ]  // 通讯结束
 S  %M0    // 触发下一个通讯任务脉冲
 [   %MW69 := 0   ]  // 清楚通讯结束标志
 SR3      // 下个站或下个通讯任务

 LD  [ %MW68 <> %MW34  ] // 如果是下个站
 [ %MW68 := %34  ]
 SR1      // 重新取得该站的首次任务号

 LD  [  %SW76 = 0  ] // 超时,系统冷启动
 ST  %S1
 LD  %S1
 ST  %S0
 END
四、连接I/O定义区说明
1.连接S系列I/O前端个数定义单元:   %MW0             1  字   (用户设置)
2.站址连接S系列I/O前端型号定义单元:  %MW1~%MW32 32 字   (用户设置)
   每个站址所连接的S系列I/O前端的型号均由一个字节定义,%MW1为01号站址对应连接S系列I/O前端型号定义单元 ,%MW32为32号站址对应连接S系列I/O前端型号定义单元,用户通过修改%MW1~%MW32的内容(SR0子程序内)来确定32个站所对应S系列I/O前端的型号。
    各型S系列I/O前端对应代码如下:
◆ S1104/S1204=0
◆ S1108/S1208/S3108/S3208=1
◆ S1116/S1216/S3116/S3216/S3608=2
◆ S1316/S3316=3
◆ S1332/S3332=4
◆ S1416/S3416=5
◆ S1504/S3504=6
◆ S3508=7

五、I/O数据映射区说明
I/O数据映射区:        %MW70~%MW582   512 字(每站占16字)     (用户读写)
以第1号站址为例,起始I/O数据映射区地址为%MW70;(第N号站址I/O数据映射区起始地址为%MW70+(N-1)×16)
◆ S1104/S1204
   4个模拟量输入占前4个字                  (%MW70)   读
◆ S1108/S1208/S3108/S3208
   8个模拟量输入占前8个字                  (%MW70)   读 
◆ S1116/S1216/S3116/S3216
   16个模拟量输入占前16个字                 (%MW70)   读  
◆ S1316/S3316
       A: 16个开关量输入占前 1 字                (%MW70)    读
       B: 8 个开关量输出占第 2 字                (%MW71)    写
C: 8 个线圈状态占第 3 字            (%MW72)    读
◆ S1332/S3332
   32个开关量输入占前 2 字                   (%MW70)    读

◆ S1416/S3416
       A: 16个开关量输出占前 1 字                (%MW70)    写
       B: 16个线圈状态占后2 字           (%MW71)    读
◆ S1504/S3504
       A: 8 个开关量输出占第 1 字                 (%MW70)    写
       B: 8 个线圈状态占第 2 字                 (%MW71)    读
       C: 4个模拟量输出从第 3 字开始,占4字    (%MW72)   写
D: 4个保持寄存器从第 7字开始,占4字     (%MW76)    读
◆ S3508
       A: 8个模拟量输出从第 1字开始,占8字   (%MW70)   写
B: 8个保持寄存器从第 8字开始,占8字     (%MW78)    读

六、占用PLC软件和硬件的资源
 1.占用软件资源
   ●占用执行标号:%L0~%L5
   ●占用子程序标号:SR0~SR5
 2.占用硬件资源
   ●占用程序空间:大约16%
   ●占用内部存储位:%M0
   ●占用内部存储子:%MW0~%MW582
   ●占用1毫秒定时器:%SW76
   ●占用通讯口2

七、USER_SET子程序举例说明
该例子为PLC连接5个S系列I/O前端时,修改SR0子程序例子,其中第一个前端(站址为01)型号为S1108,第二个前端(站址为02)型号为S1116,第三个前端(站址为03)型号为S1316,第四个前端(站址为04)型号为S1332,第五个前端(站址为05)型号为S1416。具体设置如下程序:
SR0:
LD     1         
[   %MW0 := 5 ]   // 系统站址个数(S系列I/O前端个数)
[   %MW1 := 1  ]    // 01号站址对应S系列I/O前端型号为S1108
[   %MW2 := 2  ]    // 02号站址对应S系列I/O前端型号为S1116
[   %MW3 := 3  ]    // 03号站址对应S系列I/O前端型号为S1316
[   %MW4 := 4  ]    // 04号站址对应S系列I/O前端型号为S1332
[   %MW5 := 5  ]    // 05号站址对应S系列I/O前端型号为S1416

八、连接通讯正常/超时错误标志
%MD36为PLC与S系列I/O前端连接通讯正常/超时错误标志,共32位(32个站)。%MD36的最低位为01号站的连接通讯正常/超时错误标志,%MD36的最高位为32号站的连接通讯正常/超时错误标志。在通讯正常的情况下,连接通讯正常/超时错误标志全部为0;当某一个站址的S系列I/O前端通讯掉线(通讯超时错误)时,此站址对应的连接通讯正常/超时错误标志位为1。
用户在PLC的编程中或在上位机程序里,检查连接通讯正常/超时错误标志,即可判断PLC与S系列I/O前端的通讯正常与否。
S11xx,S12xx,S31xx,S32xx,S3608系列的I/O前端当通讯超时或掉线时,其输出显示值为10004。
S1504,S3504,S3508系列的I/O前端当输出无回应时通道回应显示值10005。

九、S系列I/O前端型号一览
S1104     4路混接(标准电压、标准电流、热阻、热偶)输入,工程量值,8路报警继电器输出。
S1108     8路混接(标准电压、标准电流、热阻、热偶)输入,工程量值,4路报警继电器输出。
S1116     16路混接(标准电压、标准电流、热阻、热偶)输入,工程量值。
S1204     4路两线制(4~20mA)变送器专用输入,直接挂接变送器,工程量值,8路报警继电器输出。
S1208     8路两线制(4~20mA)变送器专用输入,直接挂接变送器,工程量值,8路报警继电器输出。
S1216     16路两线制(4~20mA)变送器专用输入,直接挂接变送器,工程量值。
S1316     16路开关信号输入,8路开关量信号输出。
S1332     32路开关信号输入。
S1416     16路开关信号输出。
S1504     4路隔离模拟信号输出(4~20mA),8路开关信号量输出。
S3508     8路隔离模拟信号输出(4~20mA)
S3608     8路频率信号输入(上传数据加8路记数器当时数值)。


注:S3108等同S1108;S3208等同S1208;S3116等同S1116;S3216等同S1216;S3316等同S1316;
 S3332等同S1332;S3416等同S1416;S3504等同S1504;
 

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