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工作 （同步）
1.熱電偶的概述
1.1 熱電偶的工作原理
熱電偶和熱電阻一樣，都是用來(lái)測(cè)量溫度的。
熱電偶是將兩種不同金屬或合金金屬焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，利用溫差電勢(shì)原理來(lái)測(cè)量溫度的，當(dāng)熱電偶兩種金屬的兩端有溫度差，回路就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，溫差越大，熱電動(dòng)勢(shì)越大，利用測(cè)量熱電動(dòng)勢(shì)這個(gè)原理來(lái)測(cè)量溫度。
結(jié)構(gòu)示意圖如下：
圖1 熱電偶測(cè)量結(jié)構(gòu)示意圖
注意：如上圖所示，熱電偶是有正負(fù)極性的，所以需要確保這些導(dǎo)線(xiàn)連接到正確的極性，否則將會(huì)造成明顯的測(cè)量誤差
為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，安裝要求如下：
① 組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固；
② 兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路；
③ 補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)與熱電偶自由端的連接要方便可靠；
④ 保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離；
⑤ 熱電偶對(duì)于外界的干擾比較敏感，因此安裝還需要考慮屏蔽的問(wèn)題。
1.2 熱電偶與熱電阻的區(qū)別
| 屬性 | 熱電阻 | 熱電偶 |
| 信號(hào)的性質(zhì) | 電阻信號(hào) | 電壓信號(hào) |
| 測(cè)量范圍 | 低溫檢測(cè) | 高溫檢測(cè) |
| 材料 | 一種金屬材料（溫度敏感變化的金屬材料） | 雙金屬材料在（兩種不同的金屬，由于溫度的變化，在兩個(gè)不同金屬的兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)差） |
| 測(cè)量原理 | 電阻隨溫度變化的性質(zhì)來(lái)測(cè)量 | 基于熱電效應(yīng)來(lái)測(cè)量溫度 |
| 補(bǔ)償方式 | 3線(xiàn)制和4線(xiàn)制接線(xiàn) | 內(nèi)部補(bǔ)償和外部補(bǔ)償 |
| 電纜接點(diǎn)要求 | 電阻直接接入可以更精確的避免線(xiàn)路的的損耗 | 要通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)直接接入到模板；或補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)接到參比接點(diǎn)，然后用銅制導(dǎo)線(xiàn)接到模板 |
表1 熱電偶與熱電阻的比較
2. 熱電偶的類(lèi)型和可用模板
2.1熱電偶類(lèi)型
根據(jù)使用材料的不同，分不同類(lèi)型的熱電偶，以分度號(hào)區(qū)分，分度號(hào)代表溫度范圍，且代表每種分度號(hào)的熱電偶具體多少溫度輸出多少毫伏的電壓，熱電偶的分度號(hào)有主要有以下幾種。
| 分度號(hào) | 溫度范圍(℃) | 兩種金屬材料 |
| B型 | 0~1820 | 鉑銠—鉑銠 |
| C型 | 0~2315 | 鎢3稀土—鎢26 稀土 |
| E型 | -270~1000 | 鎳鉻—銅鎳 |
| J型 | -210~1200 | 鐵—銅鎳 |
| K型 | -270~1372 | 鎳鉻—鎳硅 |
| L型 | -200~900 | 鐵—銅鎳 |
| N型 | -270~1300 | 鎳鉻硅—鎳硅 |
| R型 | -50~1769 | 鉑銠—鉑 |
| S型 | -50~1769 | 鉑銠—鉑 |
| T型 | -270~400 | 銅—銅鎳 |
| U型 | -270~600 | 銅—銅鎳 |
表2 分度號(hào)對(duì)照表
2.2可用的模板
| CPU類(lèi)型 | 模板類(lèi)型 | 支持熱電偶類(lèi)型 |
| S7-300 | 6ES7 331-7KF02-0AB0（8點(diǎn)） | E,J,K,L,N |
| 6ES7 331-7KB02-0AB0（2點(diǎn)） | E,J,K,L,N | |
| 6ES7 331-7PF11-0AB0（8點(diǎn)） | B,C,E,J,K,L,N,R,S,T,U | |
| S7-400 | 6ES7 431-1KF10-0AB0（8點(diǎn)） | B,E,J,K,L,N,R,S,T,U |
| 6ES7 431-7QH00-0AB0（16點(diǎn)） | B,E,J,K,L,N,R,S,T,U | |
| 6ES7 431-7KF00-0AB0（8點(diǎn)） | B,E,J,K,L,N,R,S,T,U |
表3 S7 300/400 支持熱電偶的模板及對(duì)應(yīng)熱電偶類(lèi)型
3. 熱電偶的補(bǔ)償接線(xiàn)
3.1 補(bǔ)償方式
熱電偶測(cè)量溫度時(shí)要求冷端的溫度保持不變，這樣產(chǎn)生的熱電勢(shì)大小才與測(cè)量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測(cè)量時(shí)冷端的環(huán)境溫度變化，將嚴(yán)重影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，所以需要對(duì)冷端溫度變化造成的影響采取一定補(bǔ)償?shù)拇胧?br />由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時(shí)），而測(cè)溫點(diǎn)到控制儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本可以用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)延伸冷端到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，但補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的材質(zhì)要和熱電偶的導(dǎo)線(xiàn)材質(zhì)相同。熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響，不起補(bǔ)償作用。因此，還需采用其他修正方法來(lái)補(bǔ)償冷端溫度變化造成的影響，補(bǔ)償方式見(jiàn)下表。
| 溫度補(bǔ)償方式 | 說(shuō) 明 | 接 線(xiàn) | |
| 內(nèi)部補(bǔ)償 | 使用模板的內(nèi)部溫度為參比接點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，再由模板進(jìn)行處理。 | 直接用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)連接熱電偶到模擬量模板輸入端。 | |
| 外部補(bǔ)償 | 補(bǔ)償盒 | 使用補(bǔ)償盒采集并補(bǔ)償參比接點(diǎn)溫度，不需要模板進(jìn)行處理。 | 可以使用銅質(zhì)導(dǎo)線(xiàn)連接參比接點(diǎn)和模擬量模板輸入端。 |
| 熱電阻 | 使用熱電阻采集參比接點(diǎn)溫度，再由模板進(jìn)行處理。 | ||
| 如果參比接點(diǎn)溫度恒定可以不要熱電阻參考 | |||
表4 各類(lèi)補(bǔ)償方式
3.2各補(bǔ)償方式接線(xiàn)
3.2.1內(nèi)部補(bǔ)償
內(nèi)部補(bǔ)償是在輸入模板的端子上建立參比接點(diǎn)，所以需要將熱電偶直接連接到模板的輸入端，或通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)間接的連接到輸入端。每個(gè)通道組必須接相同類(lèi)型的熱電偶，連接示意圖如下。
| CPU類(lèi)型 | 支持內(nèi)部補(bǔ)償模板類(lèi)型 | 可連接熱電偶個(gè)數(shù) |
| S7-300 | 6ES7 331-7KF02-0AB0 | zui多8個(gè)（4種類(lèi)型，同通道組必須相同） |
| 6ES7 331-7KB02-0AB0 | zui多2個(gè)（1種類(lèi)型，同通道組必須相同） | |
| 6ES7 331-7PF11-0AB0 | zui多8個(gè)（8種類(lèi)型） | |
| S7-400 | 6ES7 431-7KF00-0AB0 | zui多8個(gè)（8種類(lèi)型） |
表5 支持內(nèi)部補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€(gè)數(shù)
圖2 內(nèi)部補(bǔ)償接線(xiàn)
注1：模板6ES7 331-7KF02-0AB0和6ES7 331-7KB02-0AB0需要短接補(bǔ)償端COMP+(10)和Mana(11)，其它模板無(wú)。
3.2.2 外部補(bǔ)償—補(bǔ)償盒
補(bǔ)償盒方式是通過(guò)補(bǔ)償盒獲取熱電偶的參比接點(diǎn)的溫度，但補(bǔ)償盒必須安裝在熱電偶的參比接點(diǎn)處。
補(bǔ)償盒必須單獨(dú)供電，電源模塊必須具有充分的噪聲濾波功能，例如使用接地電纜屏蔽。
補(bǔ)償盒包含一個(gè)橋接電路，固定參比接點(diǎn)溫度標(biāo)定，如果實(shí)際溫度與補(bǔ)償溫度有偏差，橋接熱敏電阻會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生正的或者負(fù)的補(bǔ)償電壓疊加到測(cè)量電勢(shì)差信號(hào)上，從而達(dá)到補(bǔ)償調(diào)節(jié)的目的。
補(bǔ)償盒采用參比接點(diǎn)溫度為0℃的補(bǔ)償盒，*使用西門(mén)子帶集成電源裝置的補(bǔ)償盒，訂貨號(hào)如下表。
| *使用的補(bǔ)償盒 | 訂貨號(hào) | ||
| 帶有集成電源裝置的參比端，用于導(dǎo)軌安裝 | M72166-V V V V V | ||
| 輔助電源 | B1 | 230VAC |  |
| B2 | 110VAC | ||
| B3 | 24VAC | ||
| B4 | 24VDC | ||
| 連接到熱電偶 | 1 | L型 | |
| 2 | J型 | ||
| 3 | K型 | ||
| 4 | S型 | ||
| 5 | R型 | ||
| 6 | U型 | ||
| 7 | T型 | ||
| 參考溫度 | 00 | 0℃ | |
表6 西門(mén)子參比接點(diǎn)的補(bǔ)償盒訂貨數(shù)據(jù)
圖3 S7-300模板支持接線(xiàn)方式
圖3 類(lèi)型：熱電偶通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)連接到參比接點(diǎn)，再用銅質(zhì)導(dǎo)線(xiàn)連接參比接點(diǎn)和模板的輸入端子構(gòu)成回路，同時(shí)由一個(gè)補(bǔ)償盒對(duì)模板連接的所有熱電偶進(jìn)行公共補(bǔ)償，補(bǔ)償盒的9，8端子連接到模板的補(bǔ)償端COMP+(10)和Mana(11)，所以模板的所有通道必須連接同類(lèi)型的熱電偶。
圖4 S7-400模板支持接線(xiàn)方式
圖4 類(lèi)型：模板的各個(gè)通道單獨(dú)連接一個(gè)補(bǔ)償盒，補(bǔ)償盒通過(guò)熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)直接連接到模板的輸入端子構(gòu)成回路，所以模板的每個(gè)通道都可以使用模板支持類(lèi)型的熱電偶，但是每個(gè)通道都需要補(bǔ)償盒。
| CPU類(lèi)型 | 支持外部補(bǔ)償盒補(bǔ)償模板類(lèi)型 | 可連接熱電偶個(gè)數(shù) |
| S7-300 | 6ES7 331-7KF02-0AB0 | zui多8個(gè)（同類(lèi)型） |
| 6ES7 331-7KB02-0AB0 | zui多2個(gè)（同類(lèi)型） | |
| S7-400 | 6ES7 431-1KF10-0AB0 | zui多8個(gè)（類(lèi)型可不同） |
| 6ES7 431-7QH00-0AB0 | zui多16個(gè)（類(lèi)型可不同） |
表7 支持外部補(bǔ)償盒補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€(gè)數(shù)
3.2.3 外部補(bǔ)償—熱電阻
熱電阻方式是通過(guò)外接電阻溫度計(jì)獲取熱電偶的參比接點(diǎn)的溫度，再由模板處理然后進(jìn)行溫度補(bǔ)償，同樣熱電阻必須安裝在熱電偶的參比接點(diǎn)處。
圖5 S7-300模板支持方式
圖5類(lèi)型：參比接點(diǎn)電阻溫度計(jì)pt100的四根線(xiàn)接到模板的35，36，37，38端子，對(duì)應(yīng)（M+，M-，I+，I-），可測(cè)參比接點(diǎn)出溫度范圍為-25℃到85℃，
圖6 S7-400模板支持方式
圖6類(lèi)型：參比接點(diǎn)電阻溫度計(jì)的四根線(xiàn)接到模板的通道0，占用通道。
以上這兩種方式，參比接點(diǎn)到模板的線(xiàn)可以用銅質(zhì)導(dǎo)線(xiàn)，由于做公共補(bǔ)償，只能接同類(lèi)型的熱電偶。
| CPU類(lèi)型 | 支持熱電阻補(bǔ)償模板類(lèi)型 | 可連接熱電偶個(gè)數(shù) |
| S7-300 | 6ES7 331-7PF11-0AB0 | zui多8個(gè)（同類(lèi)型） |
| S7-400 | 6ES7 431-1KF10-0AB0 | zui多6個(gè)（同類(lèi)型） |
| 6ES7 431-7QH00-0AB0 | zui多14個(gè)（同類(lèi)型） |
表8 支持熱電阻補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€(gè)數(shù)
3.2.4外部補(bǔ)償—固定溫度
如果外部參比接點(diǎn)的溫度已知且固定，可以通過(guò)選擇相應(yīng)的補(bǔ)償方式由模板內(nèi)部處理補(bǔ)償，組態(tài)設(shè)置詳見(jiàn)下章節(jié)。
| CPU類(lèi)型 | 支持固定溫度補(bǔ)償模板類(lèi)型 | 可連接熱電偶個(gè)數(shù) | 可設(shè)定溫度范圍 |
| S7-300 | 6ES7 331-7PF11-0AB0 | zui多8個(gè)（同類(lèi)型） | 0℃或50℃ |
| S7-400 | 6ES7 431-1KF10-0AB0 | zui多8個(gè)（同類(lèi)型） | -273.15℃~327.67℃ |
| 6ES7 431-7QH00-0AB0 | zui多16個(gè)（同類(lèi)型） | -273.15℃~327.67℃ | |
| 6ES7 431-7KF00-0AB0 | zui多8個(gè)（同類(lèi)型） | -273.15℃~327.67℃ |
表9支持固定溫度補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€(gè)數(shù)
從上表可以看出，300的模板只支持參比接點(diǎn)的溫度為0℃或50℃兩種，而400的模板支持可變溫度范圍，且范圍大。
3.2.4混合補(bǔ)償—熱電阻和固定溫度補(bǔ)償
另外，除單獨(dú)補(bǔ)償方式外，可以使用相同參比接點(diǎn)給多個(gè)模板，通過(guò)電阻溫度計(jì)進(jìn)行外部補(bǔ)償，S7-400的模板支持這種方式，補(bǔ)償示意圖如下。
圖7 混合外部補(bǔ)償
補(bǔ)償過(guò)程：如圖所示，模板2和1 有公共的參比接點(diǎn)，模板1進(jìn)行外部電阻溫度計(jì)補(bǔ)償方式，由CPU讀取RTD的溫度，然后使用系統(tǒng)功能SFC55(WR_PARM)將溫度值寫(xiě)入到模板2中，模板2選擇固定溫度補(bǔ)償?shù)姆绞健?br />SFC55只能對(duì)模板的動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行修改，模擬量輸入模板的靜態(tài)參數(shù)（數(shù)據(jù)記錄0）和動(dòng)態(tài)參數(shù)（數(shù)據(jù)記錄1）的參數(shù)及數(shù)據(jù)記錄1的結(jié)構(gòu)如下：
| 參數(shù) | 數(shù)據(jù)記錄號(hào) | 參數(shù)分配方式 | |
| SFC55 | STEP7 | ||
| 用于中斷的目標(biāo)CPU | 0 | 否 | 是 |
| 測(cè)量方法 | 0 | 否 | 是 |
| 測(cè)量范圍 | 0 | 否 | 是 |
| 診斷 | 0 | 否 | 是 |
| 溫度單位 | 0 | 否 | 是 |
| 溫度系統(tǒng) | 0 | 否 | 是 |
| 噪聲抑制 | 0 | 否 | 是 |
| 濾波 | 0 | 否 | 是 |
| 參比接點(diǎn) | 0 | 否 | 是 |
| 周期結(jié)束中斷 | 0 | 否 | 是 |
| 診斷中斷啟用 | 1 | 是 | 是 |
| 硬件中斷啟用 | 1 | 是 | 是 |
| 參考溫度 | 1 | 是 | 是 |
| 上限 | 1 | 是 | 是 |
| 下限 | 1 | 是 | 是 |
表10 S7-400模擬量輸入模板的參數(shù)
圖8 S7-400模擬量輸入模板的數(shù)據(jù)記錄1的結(jié)構(gòu)
以6ES7 431-7QH00-0AB0 模擬量輸入模板為例，程序塊SFC55調(diào)用：
圖9 SFC55系統(tǒng)塊調(diào)用
當(dāng)M0.0上升沿使能時(shí)，將寫(xiě)入的參數(shù)從MB100~MB166傳遞到輸入地址為100開(kāi)始的模板，修改其數(shù)據(jù)記錄1的參數(shù)，同時(shí)也將參比接點(diǎn)的溫度也寫(xiě)入模板的設(shè)定位置。
| 參數(shù) | 聲明 | 數(shù)據(jù)類(lèi)型 | 描述 |
| REQ | INPUT | BOOL | REQ=1，寫(xiě)請(qǐng)求，上升沿信號(hào)。 |
| IOID | INPUT | BYTE | 地址區(qū)域的標(biāo)識(shí)號(hào)：外設(shè)輸入=B#16#54； 外設(shè)輸出=B#16#55； 外設(shè)輸入/輸出混合，如果地址相同，為B#16#54，不同則zui低地址的區(qū)域ID。 |
| LADDR | INPUT | WORD | 模板的邏輯地址（初始地址），如果混合模板，兩個(gè)地址中的較低的一個(gè)。 |
| RECNUM | INPUT | BYTE | 數(shù)據(jù)記錄號(hào)，參考模板數(shù)據(jù)手冊(cè)。 |
| RECORD | INPUT | ANY | 需要傳送的數(shù)據(jù)記錄存放區(qū)。 |
| RET_VAL | OUTPUT | INT | 故障代碼。 |
| BUSY | OUTPUT | BOOL | BUSY=1，寫(xiě)操作未完成。 |
表11 各參數(shù)的說(shuō)明
4. 熱電偶的信號(hào)處理方式
4.1 硬件組態(tài)設(shè)置
首先要在硬件組態(tài)選擇與外部補(bǔ)償接線(xiàn)*的measuring type（測(cè)量類(lèi)型），measuring range（測(cè)量范圍），reference junction（參比接點(diǎn)類(lèi)型）和reference temperature（參比接點(diǎn)溫度）的參數(shù)，如下各圖所示。
圖10 S7-300模板測(cè)量方式示意圖
圖11 S7-300模板測(cè)量范圍示意圖
對(duì)于S7-300的模板，組態(tài)如圖10和11所示，只需要選擇測(cè)量類(lèi)型和測(cè)量范圍（分度類(lèi)型），補(bǔ)償方式包含在測(cè)量類(lèi)型中。比如： 參比接點(diǎn)固定溫度補(bǔ)償方式，測(cè)量類(lèi)型選擇 TC-L00C（參比接點(diǎn)溫度固定為0℃） 或 TC-L50C（參比接點(diǎn)溫度固定為50℃），再選擇分度類(lèi)型，組態(tài)就完成。
圖12 S7-400模板組態(tài)圖1
圖13 S7-400模板組態(tài)圖2
對(duì)于S7-400的模板，組態(tài)如圖12和13所示，測(cè)量類(lèi)型中選擇TC-L方式，測(cè)量范圍中選擇與實(shí)際熱電偶類(lèi)型*的分度號(hào)，參比接點(diǎn)的選擇。比如：參比接點(diǎn)固定溫度的方式，測(cè)量類(lèi)型和測(cè)量范圍選擇完后，在參比接點(diǎn)選擇ref.temp（參考溫度），然后在reference temperature框（參考溫度）內(nèi)填寫(xiě)參比接點(diǎn)的固定，組態(tài)就完成，或者是共享補(bǔ)償方式，可以用SFC55動(dòng)態(tài)傳輸溫度參數(shù)。
| 400模板組態(tài)中Reference junction 參數(shù) | 說(shuō) 明 |
| none | 無(wú)補(bǔ)償 |
| internet | 模板內(nèi)部補(bǔ)償 |
| Ref. temp | 參比接點(diǎn)溫度固定已知補(bǔ)償 |
表12 參比接點(diǎn)參數(shù)說(shuō)明
4.2 測(cè)量方式和轉(zhuǎn)換處理
| CPU類(lèi)型 | 測(cè)量方法 | 說(shuō) 明 |
| 300CPU | TC-I | 內(nèi)部補(bǔ)償 |
| TC-E | 外部補(bǔ)償 | |
| TC-IL | 線(xiàn)性，內(nèi)部補(bǔ)償 | |
| TC-EL | 線(xiàn)性，外部補(bǔ)償 | |
| TC-L00C | 線(xiàn)性，參比接點(diǎn)溫度保持在0°C | |
| TC-L50C | 線(xiàn)性，參比接點(diǎn)溫度保持在50°C | |
| 400CPU | TC-L 線(xiàn)性 |
表13 測(cè)量方式各參數(shù)的說(shuō)明及處理
注：測(cè)量方式中：I ：內(nèi)部補(bǔ)償，E：外部補(bǔ)償，L：線(xiàn)性處理。
線(xiàn)性化方式（TC-IL/EL/L00C/L50C/L）
線(xiàn)性化方式下，由模板內(nèi)部根據(jù)所選擇的熱電偶類(lèi)型的特性進(jìn)行線(xiàn)性處理，可以使用L PIW xxx 直接讀入，則將獲得十進(jìn)制的溫度值，精度為0.1。例如：讀進(jìn)來(lái)的 十進(jìn)制值為2345，則對(duì)應(yīng)的溫度值為234.5℃。
非線(xiàn)性化方式（TC-I/E）
對(duì)于非線(xiàn)性化的設(shè)置，此設(shè)置類(lèi)似80Mv的電壓測(cè)量，CPU得到的是0~27648之間的一個(gè)十進(jìn)制數(shù)值，即0~80Mv 對(duì)應(yīng)0~27648，需要轉(zhuǎn)換成相應(yīng)M號(hào)，然后通過(guò)對(duì)照表查找溫度。
綜上所述，如果想得到所測(cè)的溫度值，選擇線(xiàn)性化方式的設(shè)置比較方便；如果僅需要得到M號(hào)，可以選擇非線(xiàn)性化方式的設(shè)置。
一、S7 Open IE通訊概述
可以通過(guò)S7-300/400 PLC集成的 PROFINET 接口使用基于工業(yè)以太網(wǎng)的開(kāi)放式通信與Simotion設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，下列通信協(xié)議支持開(kāi)放式通訊：
• TCP
• UDP
PLC 通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng) OPEN IE 通信方式下的 UDP 協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，需要使用以下程序塊：
• FB65 "TCON" 用于建立 UDP 端點(diǎn)
• FB66 "TDISCON" 用于斷開(kāi) UDP 端點(diǎn)
• FB67 "TUSEND" 用于發(fā)送數(shù)據(jù)
• FB68 "TURCV" 用于接收數(shù)據(jù)
這些通信功能塊可以在函數(shù)庫(kù) Standard Library -> Communication Blocks 中找到。 用于連接 UDP 端點(diǎn)的參數(shù)存儲(chǔ)于一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體中。在這個(gè)例子中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體 UDT65 "TCON_PAR" 將被使用，用戶(hù)將對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行參數(shù)化。不需要在 NetPro 中配置通信連接。
S7-300/400 CPU 集成工業(yè)以太網(wǎng)口以 OPEN IE 的通信方式實(shí)現(xiàn)UDP 連接的通信程序示例請(qǐng)從下述鏈接中下載 :31938422
二、S7 Open IE通訊下載示例程序描述
從上述鏈接中下載的例程中，S7 程序中包括 FB65 "TCON" 的調(diào)用及帶有 UDP 連接端點(diǎn)參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體 UDT65 "TCON_PAR"。S7 程序中還包含函數(shù)庫(kù) Standard Library -> Communication Blocks 中函數(shù) FB67 "TUSEND" and FB68 "TURCV" 的調(diào)用，F(xiàn)B67 "TUSEND" 用于將數(shù)據(jù)發(fā)送給一個(gè) S7 站，一個(gè) PC 站或第三方系統(tǒng)。FB68 "TURCV" 用于接收一個(gè) S7 站，一個(gè) PC 站或第三方系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)。
首先在硬件配置中生成 S7-300 站，在這里將 MB10 作為脈沖時(shí)鐘，通過(guò)脈沖時(shí)鐘發(fā)送數(shù)據(jù)。存盤(pán)編譯并將硬件配置下載到 CPU 中。
STEP 7 程序包含程序塊 OB100、OB1、 FB500 、 DB500、 FC95、 FC96、 UDT65、 UDT66 、 FB63、 FB64、 FB67 和 FB68。
OB100:
OB100 在 CPU 重新運(yùn)行時(shí)執(zhí)行一次(暖起動(dòng))。在這個(gè) OB 塊中*次的通信通過(guò) M0.3 "START-UP" 觸發(fā)。
OB1:
OB1 循環(huán)執(zhí)行，F(xiàn)B500 (背景數(shù)據(jù)塊：DB500) 在 OB1 中調(diào)用，使用 M0.3 "START-UP" 對(duì) INIT_COM 賦值.，在 OB1 結(jié)束前將 M0.3 "START-UP" 復(fù)位。
西門(mén)子6ES7313-5BG04-4AB2
圖. 01: OB1
FB500:
FB500 在 OB1 中循環(huán)調(diào)用。在這個(gè) FB 中調(diào)用 FC95 "SET_UDP_REMOTE" ，F(xiàn)C96 "SET_UDP_ENDPOINT" 及 FB65 "TCON", FB67 "TUSEND", FB68 "TURCV" 和 FB66 "TDISCON"。
通過(guò) FC95 "SET_UDP_ENDPOINT" 定義本地 UDP 端點(diǎn)連接參數(shù)，下列參數(shù)需要考慮：
• ID: 連接 ID
• DEV_ID:
DEV_ID = B#16#2 用于 CPU 31x-2PN/DP
DEV_ID = B#16#3 用于 CPU 319-3PN/DP
DEV_ID = B#16#5 用于 CPU 41x-3PN/DP
• LOC_PORT: CPU 中的本地端口號(hào)
圖. 02: 調(diào)用 FC95
通過(guò) FC96 "SET_UDP_REMOTE" 定義遠(yuǎn)端的 UDP 端點(diǎn)連接參數(shù)。下列參數(shù)需要考慮：
• REM_PORT: 通信方的端口號(hào)
• IP_ADDR1 ... IP_ADDR4: 通信方的 IP 地址
圖. 03: 調(diào)用 FC96
在 FB65 "TCON" 輸入?yún)?shù) "REQ" 施加一個(gè)上升沿觸發(fā)本地 UDP 端點(diǎn)連接的建立。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體 UDT65 "TCON_PAR" 中的本地端點(diǎn)參數(shù)包含在 FB500 的背景數(shù)據(jù)塊中。在 FB65 "TCON" 的輸入?yún)?shù) "CONNECT" 定義了本地端點(diǎn)參數(shù)的數(shù)據(jù)區(qū)，本地端點(diǎn)連接在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)建立并保持，通過(guò) FB66 "TDISCON" 或 CPU 停止及斷電可以斷開(kāi)通信連接。
圖. 04: 調(diào)用 FB65 "T_CON"
在 FB67 "TUSEND" 輸入?yún)?shù) "REQ" 施加上升沿觸發(fā)發(fā)送請(qǐng)求，發(fā)送請(qǐng)求通過(guò)脈沖時(shí)鐘 M10.6 及變量 "C1.SEND_BUSY" 控制。如果發(fā)送請(qǐng)求正在運(yùn)行，"C1.SEND_BUSY" 被置位，新的發(fā)送不能執(zhí)行 ( 參考圖05 )。
在輸入?yún)?shù) "DATA" 中定義數(shù)據(jù)發(fā)送區(qū)。在輸入?yún)?shù) "LEN" 中定義發(fā)送的字節(jié)數(shù)。
在輸入?yún)?shù) ADDR 定義接收方的 IP 地址，在示例程序中，通信方的地址參數(shù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) UDT66 "TADDR_PAR" 中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含于背景數(shù)據(jù)塊 DB500 中。
通過(guò)輸出參數(shù) "DONE", "ERROR" 及 "STATUS" 可以查詢(xún)請(qǐng)求狀態(tài)。
圖. 05: 調(diào)用 FB67 "TUSEND"
如果發(fā)送請(qǐng)求成功完成， "C1.SEND_BUSY" 被復(fù)位。新的發(fā)送請(qǐng)求可以被再次觸發(fā)。
如果發(fā)送請(qǐng)求完成但是有錯(cuò)誤，"C1.SEND_BUSY" 同樣被復(fù)位，F(xiàn)B67 的輸出參數(shù) "STATUS" 存儲(chǔ)故障代碼用于故障分析。
圖. 06: 上升沿觸發(fā)發(fā)送請(qǐng)求/復(fù)位 "C1.SEND_BUSY"
圖. 07: FB67 "TUSEND" 的輸出參數(shù) STATUS 存儲(chǔ)發(fā)送狀態(tài)
一旦 UDP 端點(diǎn)被連接即可接收數(shù)據(jù)。在輸入?yún)?shù) "DATA" 定義接收的數(shù)據(jù)區(qū)的地址和長(zhǎng)度用于存儲(chǔ)接收數(shù)據(jù)。在 ADDR 中定義的數(shù)據(jù)用于存儲(chǔ)發(fā)送方的 IP 地址。在這個(gè)示例中，通信方的地址參數(shù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) UDT66 "TADDR_PAR" 中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含于背景數(shù)據(jù)塊 DB500 中。
圖. 08: 調(diào)用 FB68 "TURECV"
輸出參數(shù) "NDR" 用于顯示接收新的數(shù)據(jù)。輸出參數(shù) "LEN" 指示接收數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。
如果接收數(shù)據(jù)不成功，可以評(píng)估輸出參數(shù) "STATUS" 的存儲(chǔ)的狀態(tài)字。
圖. 09: FB68 "TURECV" 的輸出參數(shù) STATUS 的存儲(chǔ)發(fā)送狀態(tài)
可以調(diào)用 FB66 "TDISCON" 斷開(kāi) UDP 本地端點(diǎn)的連接。通過(guò)賦值 FB66 "TDISCON" 的輸入?yún)?shù) "REQ" 一個(gè)上升沿觸發(fā)斷開(kāi)本地端點(diǎn)連接。
圖. 10: 調(diào)用 FB66 "TDISCON"
下載 STEP 7 項(xiàng)目:
STEP 7 項(xiàng)目包含一個(gè)調(diào)用 FB500 及 FC95 "SET_UDP_ENDPOINT"、FC96 "SET_UDP_REMOTE" 的例子程序、FB65 "TCON"、FB66 "TDISCON"、FB67 "TUSEND" 和 FB68 "TURECV" 用于狀態(tài)評(píng)估，例子程序使用 STEP 7 V5.4 SP3 生成。
配置 UDP 連接：
為了發(fā)送 UDP 數(shù)據(jù)包到多個(gè)通信方，需要配置額外的本地和遠(yuǎn)程的 UDP 端點(diǎn)。 可以復(fù)制 FB500 以便得到更多的功能塊 (例如 FB501)。修改本地和遠(yuǎn)程的 UDP 端點(diǎn)的參數(shù)，可以生成新的背景數(shù)據(jù)塊：
本地 UDP 端點(diǎn)的 ID 可以選擇的值范圍從 1 到 4095。
本地和遠(yuǎn)程端口可以選擇的值范圍從 2000 到 5000。
對(duì)于每一個(gè)本地的 UDP 端點(diǎn)，ID 和端口必須是*的。即必須定義一個(gè)不同的 ID 和一個(gè)不同的端口對(duì)于每個(gè)本地 UDP 端點(diǎn)。
根據(jù)通訊方的配置，定義遠(yuǎn)程端口和 IP 地址。
下表顯示了如何配置多個(gè)本地和遠(yuǎn)程 UDP 端點(diǎn)。在這個(gè)示例中，相同的 ID 和 同一端口被用于本地和遠(yuǎn)程終端。
| 本地/遠(yuǎn)程 UDP 端點(diǎn) | 1 | 2 | 3 |
| ID | 1 | 2 | 3 |
| LOC_PORT | 2000 | 2001 | 2002 |
| REM_PORT | 2000 | 2001 | 2002 |
| 通訊方的 IP 地址 | 140.80.0.50 | 140.80.0.51 | 140.80.0.52 |
三、S7-300/400 CPU 集成工業(yè)以太網(wǎng)口以 OPEN IE 的通信方式與Simotion間實(shí)現(xiàn) UDP 連接的通信
附帶文件中提供了通過(guò)317-2PN/DP集成工業(yè)以太網(wǎng)口以 OPEN IE 的通信方式與Simotion間實(shí)現(xiàn) UDP 連接的通信的示例。
1．PLC側(cè)的編程及設(shè)置
將鏈接 31938422 中的示例程序下載后打開(kāi)，將程序拷貝至用戶(hù)程序中。
打開(kāi)FB500功能塊，做如下參數(shù)修改：
圖. 11
圖. 12
圖. 13
圖. 14
圖. 15
2．Simotion側(cè)的編程
(1)在Simotion的命令庫(kù)中，包含UDP通訊函數(shù)，如圖16所示：
圖. 16
（2）發(fā)送數(shù)據(jù)
圖. 17
SourcePort：本方的端口號(hào)
DestinationAddress：對(duì)方的IP地址
DestinationPort：對(duì)方的端口號(hào)
CommunicationMode ：通信完成后是否釋放通信資源
DataLength：發(fā)送的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，zui大長(zhǎng)度1400字節(jié)
Data：發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)，ARRAY [0..1399] OF BYTE
Return value：狀態(tài)返回值
（3）接收數(shù)據(jù)
圖. 18
Port：定義本方的端口號(hào)，與發(fā)送方的端口號(hào)對(duì)應(yīng)
CommunicationMode：通信完成后是否釋放通信資源
NextCommand ：同步執(zhí)行或異步執(zhí)行
ReceiveVariable：數(shù)據(jù)接收區(qū)ARRAY [0..1399] OF BYTE
Return value：狀態(tài)返回值
S7400電源模塊
6ES7 407-0DA02-0AA0
6ES7 407-0KA02-0AA0
6ES7 407-0KR02-0AA0
6ES7 407-0RA02-0AA0
6ES7 405-0DA02-0AA0
6ES7 405-0KA02-0AA0
6ES7 405-0RA01-0AA0
6ES7 971-0BA00
CPU
6ES7 412-3HJ14-0AB0
6ES7 414-4HM14-0AB0
6ES7 417-4HT14-0AB0
6ES7 400-0HR00-4AB0
6ES7 400-0HR50-4AB0
6ES7 412-1XJ05-0AB0
6ES7 412-2XJ05-0AB0
6ES7 414-2XK05-0AB0
6ES7 414-3XM05-0AB0
6ES7 414-3EM05-0AB0
6ES7 416-2XN05-0AB0
6ES7 416-3XR05-0AB0
6ES7 416-3ER05-0AB0
6ES7 416-2FN05-0AB0
6ES7 416-3FR05-0AB0
6ES7 417-4XT05-0AB0
內(nèi)存卡
6ES7 955-2AL00-0AA0
6ES7 955-2AM00-0AA0
6ES7 952-0AF00-0AA0
6ES7 952-1AH00-0AA0
6ES7 952-1AK00-0AA0
6ES7 952-1AL00-0AA0
6ES7 952-1AM00-0AA0
6ES7 952-1AP00-0AA0
6ES7 952-1AS00-0AA0
6ES7 952-1AY00-0AA0
6ES7 952-0KF00-0AA0
6ES7 952-0KH00-0AA0
6ES7 952-1KK00-0AA0
6ES7 952-1KL00-0AA0
6ES7 952-1KM00-0AA0
6ES7 952-1KP00-0AA0
6ES7 952-1KS00-0AA0
6ES7 952-1KT00-0AA0
6ES7 952-1KY00-0AA0
開(kāi)關(guān)量輸入模板
6ES7 421-7BH01-0AB0
6ES7 421-1BL01-0AA0
6ES7 421-1EL00-0AA0
6ES7 421-1FH20-0AA0
6ES7 421-7DH00-0AB0
開(kāi)關(guān)量輸出模板
6ES7 422-1BH11-0AA0
6ES7 422-1BL00-0AA0
6ES7 422-7BL00-0AB0
6ES7 422-1FH00-0AA0
6ES7 422-1HH00-0AA0
模擬量模塊
6ES7 431-0HH00-0AB0
6ES7 431-1KF00-0AB0
6ES7 431-1KF10-0AB0
6ES7 431-1KF20-0AB0
6ES7 431-7QH00-0AB0
6ES7 431-7KF00-0AB0
6ES7 431-7KF10-0AB0
6ES7 432-1HF00-0AB0
功能模板
6ES7 450-1AP00-0AE0
6ES7 451-3AL00-0AE0
6ES7 452-1AH00-0AE0
6ES7 453-3AH00-0AE0
6ES7 455-0VS00-0AE0
6ES7 455-1VS00-0AE0
6DD1 607-0AA2
6ES7 953-8LJ20-0AA0
6ES7 953-8LL20-0AA0
6ES7 953-8LM20-0AA0
6DD1 607-0CA1
6DD1 607-0EA0
6DD1 607-0EA2
6DD1 684-0GE0
6DD1 684-0GD0
6DD1 684-0GC0
6DD1 681-0AE2
6DD1 681-0AF4
6DD1 681-0EB3
6DD1 681-0AG2
6DD1 681-0DH1
6DD1 681-0AJ1
6DD1 681-0GK0
通訊模板
6ES7 440-1CS00-0YE0
6ES7 441-1AA04-0AE0
6ES7 441-2AA04-0AE0
6ES7 963-1AA00-0AA0
6ES7 963-2AA00-0AA0
6ES7 963-3AA00-0AA0
6ES7 870-1AA01-0YA0
6ES7 870-1AB01-0YA0
6GK7 443-5FX02-0XE0
6GK7 443-5DX04-0XE0
6GK7 443-1EX11-0XE0
6GK7 443-1EX41-0XE0
附件
6ES7 960-1AA04-0XA0
6ES7 960-1AB04-0XA0
6ES7 960-1AA04-5AA0
6ES7 960-1AA04-5BA0
6ES7 960-1AA04-5KA0
6ES7 833-1CC01-0YA5
6ES7 833-1CC00-6YX0
6ES7 197-1LA03-0XA0
6ES7 492-1AL00-0AA0
6ES7 400-1TA01-0AA0
6ES7 400-1JA01-0AA0
6ES7 400-1TA11-0AA0
6ES7 400-1JA11-0AA0
6ES7 401-2TA01-0AA0
6ES7 400-2JA00-0AA0
6ES7 400-2JA10-0AA0
6ES7 403-1TA01-0AA0
6ES7 403-1JA01-0AA0
6ES7 403-1TA11-0AA0
6ES7 403-1JA11-0AA0
6ES7 460-0AA01-0AB0
6ES7 461-0AA01-0AA0
6ES7 468-1AH50-0AA0
6ES7 468-1BB50-0AA0
6ES7 461-0AA00-7AA0
6ES7 460-1BA01-0AB0
6ES7 461-1BA01-0AA0
6ES7 468-3AH50-0AA0
6ES7 468-3BB50-0AA0
6ES7 460-3AA01-0AB0
6ES7 461-3AA01-0AA0
6ES7 468-1BF00-0AA0
6ES7 468-1CB00-0AA0
6ES7 468-1CC50-0AA0
6ES7 468-1CF00-0AA0
6ES7 468-1DB00-0AA0
6ES7 461-3AA00-7AA0
6ES7 463-2AA00-0AA0
6ES7 964-2AA04-0AB0
