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西門子FM452控制器模塊
西門子產(chǎn)品訂貨號(hào)：6ES7452-1AH00-0AE0

西門子產(chǎn)品價(jià)格：98  RMB

西門子產(chǎn)品凈重：0.370 Kg

西門子產(chǎn)品承諾：質(zhì)保一年，原裝*

西門子FM452控制器模塊
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概述

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族功能zui為強(qiáng)大的 PLC。它可以成功實(shí)現(xiàn)全集成自動(dòng)化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個(gè)用于制造業(yè)和過(guò)程工業(yè)系統(tǒng)解決方案的自動(dòng)化平臺(tái)，其主要特點(diǎn)是具有模塊化的結(jié)構(gòu)并擁有性能儲(chǔ)備。

S7-400

• 中端到性能范圍內(nèi)功能強(qiáng)大的 PLC
• 可滿足要求極為苛刻的任務(wù)的解決方案
• 模塊和各種性能等級(jí) CPU 可針對(duì)具體自動(dòng)化任務(wù)進(jìn)行調(diào)整
• 可實(shí)現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)，適用十分靈活
• 連接方便
• *通信和聯(lián)網(wǎng)功能
• 操作方便，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，不含風(fēng)扇
• 任務(wù)增加時(shí)可順利擴(kuò)展
• 多重計(jì)算：
  多個(gè) CPU 在一個(gè) S7-400 *控制器中同時(shí)運(yùn)行。
  多重計(jì)算功能可對(duì) S7-400 的總體性能進(jìn)行分配。例如，可將復(fù)雜的技術(shù)任務(wù)（如開環(huán)控制、計(jì)算或通信）進(jìn)行拆分并分配給不同的 CPU?？梢詾槊總€(gè) CPU 分配自己的 I/O。
• 模塊化：
  通過(guò)功能強(qiáng)大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口，可實(shí)現(xiàn)許多大量通信線路的高性能操作。例如，這樣可以擁有一條用于 HMI 和編程任務(wù)的通信線路、一條用于高性能等距運(yùn)動(dòng)控制組件的通信線路和一條“正常”I/O 現(xiàn)場(chǎng)總線。另外，還可以實(shí)現(xiàn)額外需要的與 MES/ERP 系統(tǒng)或 Internet 的連接。
• 工程組態(tài)和診斷：
  結(jié)合使用 SIMATIC 工程組態(tài)工具，可極為高效地對(duì) S7-400 進(jìn)行組態(tài)和編程，尤其對(duì)于采用高性能工程組件的廣泛自動(dòng)化任務(wù)。為此，可以使用高級(jí)語(yǔ)言（如 SCL）以及用于順序控制、狀態(tài)圖和工藝圖的圖形化組態(tài)工具。

S7-400H

• 具有冗余設(shè)計(jì)的高可用性自動(dòng)化系統(tǒng)。
• 用于具有很高故障安全要求的應(yīng)用：
  重新啟動(dòng)成本很高、停產(chǎn)代價(jià)高昂、幾乎不需要監(jiān)視且維護(hù)選項(xiàng)較少的過(guò)程。
• 冗余設(shè)計(jì)的功能
• 提高 I/O 的可用性：切換式 I/O 配置
• 也可使用具有標(biāo)準(zhǔn)可用性的 I/O：?jiǎn)蝹?cè)配置
• 熱后備：發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切換到備用設(shè)備。
• 包含 2 個(gè)單獨(dú)機(jī)架或一個(gè)分隔式*機(jī)架的配置
• 通過(guò)冗余 PROFIBUS DP 或系統(tǒng)冗余 PROFINET I/O 來(lái)連接切換式 I/O。

S7-400F/FH

• 故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)，適用于具有很高安全要求的工廠
• 符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）
• 如果需要，也可通過(guò)冗余設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)
• 不對(duì)安全相關(guān) I/O 進(jìn)行額外接線
• 通過(guò)采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 實(shí)現(xiàn)安全通信
• 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
• 適用于非安全相關(guān)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)模塊也可以在自動(dòng)化系統(tǒng)中使用
• 隔離模塊用于在一個(gè) ET 200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標(biāo)準(zhǔn)模塊。

西門子產(chǎn)品訂貨號(hào)：6ES7452-1AH00-0AE0

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基于Modbus協(xié)議實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PLC之間的通訊

　　1 引言

　　hmi(人機(jī)界面)以其體積小，高性能，強(qiáng)實(shí)時(shí)等特點(diǎn)，越來(lái)越多的應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)和設(shè)備中。它有字母、漢字、圖形和圖片等不同的顯示，界面簡(jiǎn)單友好。配有長(zhǎng)壽命的薄膜按鈕鍵盤，操作簡(jiǎn)單。它一般采用具有集成度高、速度快、高可靠且價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)的單片機(jī)[1]作為其核心控制器，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)快速處理。 plc和單片機(jī)結(jié)合不僅可以提plc的數(shù)據(jù)處理能力，還可以給用戶帶來(lái)友好簡(jiǎn)潔的界面。本文以modbus通訊協(xié)議為例，詳細(xì)討論了一個(gè)人機(jī)系統(tǒng)中，如何 用c51實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和plc之間通訊的實(shí)例。

　　2 modbus通訊協(xié)議[4]

　　modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言。通過(guò)此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)和其它設(shè)備之間可以通信。

　　modbus協(xié)議提供了主—從原則，即僅一設(shè)備(主設(shè)備)能初始化傳輸(查詢)。其它設(shè)備(從設(shè)備)根據(jù)主設(shè)備查詢提供的數(shù)據(jù)作出相應(yīng)反應(yīng)。主設(shè)備查詢的格式:設(shè)備地址(或廣播，此時(shí)不需要回應(yīng))、功能代碼、所有要發(fā)送的數(shù)據(jù)、和一錯(cuò)誤檢測(cè)域。從設(shè)備回應(yīng)消息包括確認(rèn)地址、功能碼、任何要返回的數(shù)據(jù)、和一 錯(cuò)誤檢測(cè)域。如果在消息接收過(guò)程中發(fā)生一錯(cuò)誤，或從設(shè)備不能執(zhí)行其命令，從設(shè)備將建立一錯(cuò)誤消息并把它作為回應(yīng)發(fā)送出去。

　　控制器能設(shè)置為兩種傳輸模式:ascii和rtu，在同樣的波特率下，rtu可比ascii方式傳送更多的數(shù)據(jù)，所以采用ktu模式。

　　(1) 典型的rtu消息幀

　　典型的rtu消息幀如表1所示。

　　rtu消息幀的地址域包含8bit?？赡艿膹脑O(shè)備地址是0...127(十進(jìn)制)。其中地址0是用作廣播地址，以使所有的從設(shè)備都能認(rèn)識(shí)。主設(shè)備通過(guò)將要聯(lián)絡(luò)的從設(shè)備的地址放入消息中的地址域來(lái)選通從設(shè)備。當(dāng)從設(shè)備發(fā)送回應(yīng)消息時(shí)，它把自己的地址放入回應(yīng)的地址域中，以便主設(shè)備知道是哪一個(gè)設(shè)備作出回應(yīng)。

　　rtu消息幀中的功能代碼域包含了8bits，當(dāng)消息從主設(shè)備發(fā)往從設(shè)備時(shí)，功能代碼域?qū)⒏嬷畯脑O(shè)備需要執(zhí)行哪些行為;當(dāng)從設(shè)備回應(yīng)時(shí)，它使用功能代碼域 來(lái)指示是正?；貞?yīng)(無(wú)誤)還是有某種錯(cuò)誤發(fā)生(稱作異議回應(yīng)，一般是將功能碼的zui高位由0改為1)。

　　從主設(shè)備發(fā)給從設(shè)備消息的數(shù)據(jù)域包含附加的信 息:從設(shè)備必須用于進(jìn)行執(zhí)行由功能代碼所定義的行為。這包括了像不連續(xù)的寄存器地址，要處理項(xiàng)的數(shù)目，域中實(shí)際數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。如果沒(méi)有錯(cuò)誤發(fā)生，從從設(shè)備返回的數(shù)據(jù)域包含請(qǐng)求的數(shù)據(jù)。如果有錯(cuò)誤發(fā)生，此域包含一異議代碼，主設(shè)備應(yīng)用程序可以用來(lái)判斷采取下一步行動(dòng)。

　　當(dāng)選用rtu模式作字符幀時(shí)，錯(cuò)誤檢測(cè)域包含一16bits值(用兩個(gè)8位的字符來(lái)實(shí)現(xiàn))。錯(cuò)誤檢測(cè)域的內(nèi)容是通過(guò)對(duì)消息內(nèi)容進(jìn)行循環(huán)冗長(zhǎng)檢測(cè)(crc) 方法得出的。crc域附加在消息的zui后，添加時(shí)先是低字節(jié)然后是高字節(jié)。

　　(2) 所有的modbus功能碼

　　modbus的功能碼定義如表2所示。

 　　3 常用功能通訊程序的設(shè)計(jì)[5]

　　本文介紹了幾個(gè)modbus常用功能程序的設(shè)計(jì)。筆者采用單片機(jī)作為主機(jī)，在單片機(jī)上編寫程序?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)與plc之間的通訊。由單片機(jī)向plc發(fā)出命令信 息，plc自動(dòng)作出回應(yīng)。plc通過(guò)單片機(jī)的串行通訊口通訊，程序用c51實(shí)現(xiàn)。程序的子函數(shù)及其功能:

　　(1) 串口初始化

　　void protocolinit(void)

　　函數(shù)功能:串口設(shè)置為異步通訊方式1(起始位1位，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位);定時(shí)/計(jì)數(shù)器1設(shè)置為波特率發(fā)生器，通訊速率 9600bps;開串行中斷，并把串行中斷設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)。

　　(2) crc簡(jiǎn)單函數(shù)

　　unsigned char crc16(unsigned char *puchmsg, unsigned char usdatalen)

　　函數(shù)功能:先調(diào)入一值是全 “1”的16位寄存器，然后調(diào)用一過(guò)程將消息中連續(xù)的8位字節(jié)各當(dāng)前寄存器中的值進(jìn)行處理。每個(gè)8位字符都單獨(dú)和寄存器內(nèi)容相或(or)，結(jié)果向zui低有效 位方向移動(dòng)，zui高有效位以0填充。lsb被提取出來(lái)檢測(cè)，如果lsb為1，寄存器單獨(dú)和預(yù)置的值或一下，如果lsb為0，則不進(jìn)行。整個(gè)過(guò)程要重復(fù)8次。在zui后一位(第8位)完成后，下一個(gè)8位字節(jié)又單獨(dú)和寄存器的當(dāng)前值相或。zui終寄存器中的值，是消息中所有的字節(jié)都執(zhí)行之后的crc值。

　　(3) 初始化變量

　　void initvar(void)

　　函數(shù)功能:初始化所有過(guò)程變量。

　　(4) 串行中斷服務(wù)程序

　　void protocolserialprocess(void) interrupt 4 using 2

　　函數(shù)功能:發(fā)送中斷發(fā)送主機(jī)形成的命 令數(shù)組，發(fā)送完后置標(biāo)志位;接收中斷接收plc返回的響應(yīng)數(shù)組，存入接收數(shù)組，并置標(biāo)志位，且假設(shè)響應(yīng)正確，留待主機(jī)處理。

　　(5) 讀n個(gè)位變量(線圈)

　　void protocolread_bit(unsigned char deviceaddr/* plc局號(hào)*/, unsigned char regtype/*寄存器類型*/, unsigned int bitaddr/*起始地址*/, unsigned char subaddr/*子地址*/, unsigned int bitnum/*位數(shù)*/)

　　函數(shù)功能:根據(jù)函數(shù)參數(shù)，形成讀n個(gè)位變量的 命令數(shù)組，啟動(dòng)發(fā)送。等待發(fā)送完并接收完(如超時(shí)未接收完則重新發(fā)送)。分析接收數(shù)組:正確，保存讀取的數(shù)據(jù);錯(cuò)誤，重新發(fā)送。

　　(6) 寫一個(gè)位變量

　　void protocolsetbit(unsigned char deviceaddr/* plc局號(hào)*/, unsigned char regtype/*寄存器類型*/, unsigned int bitaddr/*地址*/, unsigned char subaddr/*子地址*/, unsigned int clrset/*寫值“1”或“0”*/)

　　函數(shù)功能:根據(jù)函數(shù)參數(shù)，形成 置某位變量為“1”或“0”的命令數(shù)組，啟動(dòng)發(fā)送。等待發(fā)送完并接收完(如超時(shí)未接收完則重新發(fā)送)。分析接收數(shù)組:正確，返回;錯(cuò)誤，重新發(fā) 送。

　　(7) 讀n個(gè)字節(jié)變量

　　void protocolreadbyte(unsigned char deviceaddr/* plc局號(hào)*/, unsigned char regtype/*寄存器類型*/, unsigned int regaddr/*起始地址*/, unsigned char subaddr/*子地址*/, unsigned int regnum/*個(gè)數(shù)*/)

　　函數(shù)功能:根據(jù)函數(shù)參數(shù)，形成讀n個(gè)字節(jié)變量的命令數(shù)組，啟動(dòng)發(fā)送。等待發(fā)送完并接收完(如超時(shí)未接收完則重新發(fā) 送)。分析接收數(shù)組:正確，保存讀取的數(shù)據(jù);錯(cuò)誤，重新發(fā)送。

　　(8) 寫n個(gè)字節(jié)變量

　　void protocolsetbyte(unsigned char deviceaddr/* plc局號(hào)*/, unsigned char regtype/*寄存器類型*/, unsigned int regaddr/*起始地址*/, unsigned char subaddr/*子地址*/, unsigned int regnum/*個(gè)數(shù)*/)

　　函數(shù)功能:根據(jù)函數(shù)參數(shù)，形成寫n個(gè)字變量的命令數(shù)組 (要寫的數(shù)從某參數(shù)數(shù)組中讀取)，啟動(dòng)發(fā)送。等待發(fā)送完并接收完(如超時(shí)未接收完則重新發(fā)送)。分析接收數(shù)組:正確，返回;錯(cuò)誤，重新發(fā)送。