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西門子CP440-1通訊功能模塊
西門子產(chǎn)品訂貨號：6ES7440-1CS00-0YE0

西門子產(chǎn)品價格：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*

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概述

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

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 CPU 可針對具體自動化任務(wù)進(jìn)行調(diào)整
• 可實現(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)計簡單，不含風(fēng)扇
• 任務(wù)增加時可順利擴(kuò)展
• 多重計算：
  多個 CPU 在一個 S7-400 *控制器中同時運(yùn)行。
  多重計算功能可對 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、計算或通信）進(jìn)行拆分并分配給不同的 CPU。可以為每個 CPU 分配自己的 I/O。
• 模塊化：
  通過功能強(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)動控制組件的通信線路和一條“正常”I/O 現(xiàn)場總線。另外，還可以實現(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 S7-400 進(jìn)行組態(tài)和編程，尤其對于采用高性能工程組件的廣泛自動化任務(wù)。為此，可以使用高級語言（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)計的高可用性自動化系統(tǒng)。
• 用于具有很高故障安全要求的應(yīng)用：
  重新啟動成本很高、停產(chǎn)代價高昂、幾乎不需要監(jiān)視且維護(hù)選項較少的過程。
• 冗余設(shè)計的功能
• 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：單側(cè)配置
• 熱后備：發(fā)生故障時，自動切換到備用設(shè)備。
• 包含 2 個單獨(dú)機(jī)架或一個分隔式*機(jī)架的配置
• 通過冗余 PROFIBUS DP 或系統(tǒng)冗余 PROFINET I/O 來連接切換式 I/O。

S7-400F/FH

• 故障安全型自動化系統(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，也可通過冗余設(shè)計來實現(xiàn)容錯
• 不對安全相關(guān) I/O 進(jìn)行額外接線
• 通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 實現(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)模塊也可以在自動化系統(tǒng)中使用
• 隔離模塊用于在一個 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。

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基于PLC的吹灰程控通訊的實現(xiàn)

　XDPS系統(tǒng)是由新華控制工程有限公司開發(fā)推出的基于工業(yè)控制計算機(jī)的高性能、高質(zhì)量、低成本、配置靈活的分散控制系統(tǒng)，為國內(nèi)外多個用戶廣泛采用。

　　湖北漢川電廠#2機(jī)組于2004年3月～6月進(jìn)行了DCS系統(tǒng)的一體化改造，控制系統(tǒng)采用新華控制工程有限公司的XDPS-400+分散控制系統(tǒng)。吹灰程控系統(tǒng)廠家為湖北戴蒙德公司，采用Modicom的PLC實現(xiàn)，通過軟件通訊方式與DCS系統(tǒng)接口。

　　一、 通訊功能要求

　　DCS系統(tǒng)和吹灰程控PLC之間為雙向?qū)崟r通訊，要求能在DCS操作員站畫面上對吹灰系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，并完成以下功能：

　　● 對單只吹灰槍的監(jiān)控功能，包括吹灰槍的進(jìn)、退、屏蔽功能

　　● 吹灰電流的監(jiān)視，報警監(jiān)視

　　● 對吹灰蒸汽總門以及管道疏水門的監(jiān)控

　　● 在DCS側(cè)進(jìn)行吹灰程序的啟停，運(yùn)行監(jiān)視

　　二、 通訊原理

　　XDPS系統(tǒng)的DPU軟件(或MMI站上運(yùn)行的虛擬DPU軟件)通過調(diào)用相關(guān)的通訊接口程序，將外部系統(tǒng)發(fā)送過來(或發(fā)送給外部系統(tǒng))的數(shù)據(jù)映射為XDPS系統(tǒng)的虛擬I/O卡件，每一個數(shù)據(jù)對應(yīng)虛擬卡件上的各個虛擬I/O通道。這樣，對外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理就變得和XDPS系統(tǒng)通過I/O卡件采集的數(shù)據(jù)相同了。XDPS系統(tǒng)強(qiáng)大的算法庫亦可適用于對通訊數(shù)據(jù)的處理，從而完成復(fù)雜的控制邏輯。

　　三、 通訊接口的實現(xiàn)

　　3.1. 通訊規(guī)約

　　通訊接口采用2線制RS485，通訊規(guī)約為MODBUS(RTU)。

　　3.2. 運(yùn)行環(huán)境

　　通訊軟件運(yùn)行在XDPS系統(tǒng)的一個DPU內(nèi)，也可運(yùn)行在任意一臺運(yùn)行虛擬DPU軟件的MMI站上。

　　硬件接口采用RS485-RS232轉(zhuǎn)換器，接插在DPU的COM1口(或MMI站的COM口上)。

　　3.3. 接口軟件

　　XDPS Modbus(RTU)主站驅(qū)動(modiplc.dll)

　　XDPS虛擬DPU軟件vdpu.exe　　3.4. 驅(qū)動配置文件(modiplc.ini)

　　驅(qū)動配置文件用于定義通訊接口參數(shù)以及外部數(shù)據(jù)與虛擬I/O通道的對應(yīng)關(guān)系。

　　*XDPS通訊起始寄存器地址為寄存器編號-1。

　　3.5 DPU配置文件修改(vdpu.cfg)

　　DPU配置文件中定義需要使用的接口驅(qū)動以及虛擬I/O站配置。

　　四、具體監(jiān)控功能的實現(xiàn)

　　圖2為漢川電廠吹灰程控在DCS操作員站監(jiān)控的畫面。

　　4.1 吹灰程控狀態(tài)設(shè)置

　　吹灰程控分自動、遠(yuǎn)控、模擬和現(xiàn)場4種狀態(tài)，要求DCS一個時刻只能對其中的一種狀態(tài)置位，即操作應(yīng)互相閉鎖。

　　如果用常規(guī)的開關(guān)量邏輯實現(xiàn)，所需邏輯較為復(fù)雜，故擬采用A/D轉(zhuǎn)換的方法實現(xiàn)。

　　在DPU組態(tài)中，采用KBML模塊(模擬量置數(shù)模塊)結(jié)合操作畫面組態(tài)軟件(MAKE)進(jìn)行置數(shù)(1、2、4、8，即2的指數(shù)次方)，然后通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換(LToB16)，取出置位狀態(tài)，實現(xiàn)操作的互鎖。

　　4.2 吹灰蒸汽總門及疏水閥門操作

　　每個設(shè)備采用兩個開關(guān)量置位模塊(D/MA)分別進(jìn)行閥門的開、關(guān)操作。模塊操作相互閉鎖，即開門的時候不允許關(guān)操作，反之亦然。

　　4.3 單個吹灰器的操作

　　幾個數(shù)據(jù)的定義：

　　● 吹灰器代碼

　　左側(cè)吹灰器：短吹代號為IR1、IR3、IR5…IR47，長吹代號為IK1、IK3、IK5…IK29;右側(cè)吹灰器：短吹代號為IR2、IR4、IR6…IR48，長吹代號為IK2、IK4、IK6…IK30;

　　吹灰器代碼定義：短吹代碼即為吹灰器代號(1～48)，長吹代碼為100+吹灰器代號，即(101～130)。

　　● 吹灰器屏蔽代碼

　　在PLC中以8個字(WORD)表示所有吹灰器的屏蔽狀態(tài)，每個字的每個二進(jìn)制位代表一個吹灰器。屏蔽的吹灰器以二進(jìn)制0表示。

　　每個吹灰器可在DCS側(cè)進(jìn)行啟動、屏蔽、恢復(fù)屏蔽操作。操作的步驟為先寫需要操作的吹灰器代碼(CODE_WRITE)，然后進(jìn)行啟動、屏蔽、恢復(fù)屏蔽操作。

　　由于在DPU組態(tài)中，采用KBML模塊結(jié)合操作畫面組態(tài)(MAKE)進(jìn)行吹灰器選擇，然后利用KBML的指令執(zhí)行開關(guān)量輸出進(jìn)行啟動、屏蔽或恢復(fù)屏蔽操作。注意開關(guān)量操作指令延時寫吹灰器代碼(CODE_WRITE)1秒后執(zhí)行，以確保是對所選的吹灰器進(jìn)行操作。

　　4.4 吹灰器狀態(tài)顯示

　　吹灰程控PLC通訊給DCS的吹灰器運(yùn)行狀態(tài)信號為：左側(cè)推進(jìn)、退出信號及左側(cè)運(yùn)行的吹灰器代碼;右側(cè)推進(jìn)、退出信號及右側(cè)運(yùn)行的吹灰器代碼。具體在畫面顯示時首先根據(jù)吹灰器的代碼判斷是哪個吹灰器在運(yùn)行。然后在和左側(cè)(右側(cè))推進(jìn)、退出信號相與后，在畫面顯示。

　　吹灰器的判斷可根據(jù)運(yùn)行的吹灰器代碼，采用模擬量比較的方法得出。但這樣做過于繁瑣，所用算法模塊較多。因吹灰器分單、雙布置，左側(cè)吹灰器代碼只代表左側(cè)運(yùn)行的吹灰器、右側(cè)吹灰器代碼只代表右側(cè)運(yùn)行的吹灰器，故考慮采用模/數(shù)轉(zhuǎn)換的方法實現(xiàn)。

　　代碼轉(zhuǎn)換流程：

　　1) 將吹灰器代碼轉(zhuǎn)換為連續(xù)的自然數(shù)

　　奇數(shù)代碼：

　　(IR代碼-1)/2得到連續(xù)的自然數(shù)0～23;(IK代碼-101)/2得到連續(xù)的自然數(shù)0～14。

　　偶數(shù)代碼：

　　(IR代碼-2)/2得到連續(xù)的自然數(shù)0～23;(IK代碼-102)/2得到連續(xù)的自然數(shù)0～14。

　　2) 對上面的運(yùn)行結(jié)果取2的指數(shù)次方。對于大于等于16的自然數(shù)，先減16，再進(jìn)行指數(shù)計算。

　　3) 對2)運(yùn)算得到的結(jié)果進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換(LToB16)，取轉(zhuǎn)換后的BIT位，zui終得到運(yùn)行的吹灰器指示(開關(guān)量)。

　　在進(jìn)行畫面顯示時，將每個吹灰器的三種狀態(tài)(推進(jìn)、退出、屏蔽)通過B16ToL算法和LToF(二進(jìn)制不變)算法整合成打包點(diǎn)，以打包點(diǎn)的各個BIT位代表不同的狀態(tài)。這樣，每個吹灰器的狀態(tài)只用一個點(diǎn)就可以表示，方便了畫面組態(tài)。

　　吹灰器狀態(tài)：