西門子電源模塊6EP1331-2BA10

1. 概述
         通常情況下，要實現HMI設備與V20變頻器的通訊，需要一個支持USS通訊或MODBUS通訊的PLC，比如S7-200系列PLC。其通訊電纜連接如圖1所示。PLC的一個通訊端口與觸摸屏連接，可以采用PPI協議通訊。PLC的另一個通訊端口與V20的RS485通訊端口連接，采用MODBUS協議通訊，PLC上編寫MODBUS主站程序，V20為從站。

圖1 觸摸屏通過PLC與V20變頻器通訊

         如果只需要對V2O變頻器做簡單的運行控制和變量監視，那么上述配置中PLC的作用僅為數據中轉。這種情況下，觸摸屏直接和V20變頻器通訊，不僅能夠實現監控功能，而且可以少用一個PLC，節省成本。采用西門子的SMART LINE系列觸摸屏能夠實現與V20變頻器直接通訊的功能。通訊電纜連接如圖2所示。SMART LINE觸摸屏作為MODBUS主站，V20為從站。

圖2 觸摸屏直接與V20變頻器通訊

2. 硬件設備及其安裝
        下面用一個實例來介紹Smart Line觸摸屏與一臺V20變頻器通過MODBUS通訊的實現方法。該例子中用到的主要硬件設備如表1所示，觸摸屏組態軟件為WinCC Flexible 2008 SP4 China。

表1 示例主要硬件設備bOU

3）修改MODBUS通訊參數，其它參數為Cn011連接宏默認參數：
P2014[0]=0 不監控報文間隔時間，否則可能會報F72故障
P2021[0]=3 MODBUS設備地址為3（與觸摸屏組態軟件中設置的從站地址*）

4. 觸摸屏組態bOU

• CAx數據

技術數據

		SITOP POWER 24 V/0.5 A
		SITOP 電源 0.5 A 調節型電源 輸入：AC 120-230 V 輸出：24 V DC/0.5 A
輸入
輸入		單相交流
Wertebereich		120 ... 230 V
電壓范圍 AC		93 ... 264 V
廣域輸入		是的
抗過壓能力		2.3 ×V額定輸入 ，1.3ms
Ia 額定時的斷電橋接，最小值		10 ms; Vin = 230 V時
電源頻率額定值 1		50 Hz
電源頻率額定值 2		60 Hz
Wertebereich		47 ... 63 Hz
輸入電流
● 輸入電壓額定值為 120 V 時		0.22 A
● 輸入電壓額定值為 230 V 時		0.13 A
接通電流限制 (+ 25 °C)，最大值		23 A
接通電流極限持續時間 25 °C 時
● 典型		1 ms
I2t，最大值		0.3 A2·s
已安裝的輸入保險絲		T 2 A/250 V (不可用)
電源線中的保護裝置 (IEC 898)		建議微型斷路器：3A特性曲線C
輸出
輸出		調節后、零電位直流電壓
額定 DC 電壓額定值 Ua		24 V
總容錯，靜態 ±		3 %
靜態電網調節，約		0.2 %
靜態負載調節，約		0.7 %
剩余波紋度雙重峰值，最大值		150 mV
剩余波紋度雙重峰值，典型值		50 mV
尖峰雙重峰值，最大值（頻帶寬帶約 20 MHz）		240 mV
尖峰雙重峰值，典型值（頻帶寬帶約 20 MHz）		150 mV
產品功能 可調整輸出電壓		不
輸出電壓的設置		-
運行顯示		24 V 的綠色 LED 正常
啟動/關閉特性		V輸出無超調（軟啟動）
起動延遲，最大值		1.5 s
電壓上升，典型值		20 ms
● Ia 額定電流額定值		0.5 A
Wertebereich		0 ... 0.5 A
輸出的有效功率 典型		12 W
恒定的過載電流
● 啟動期間短路 典型		0.6 A
● 運行期間短路 典型		0.6 A
用于提高功率的并聯能力		不

1、PLC的基本概念

早期的可編程控制器稱作（Programmable Logic Controller,PLC），它主要用來代替實現邏輯控制。隨著技術的發展，這種采用的工業控制裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱。但是為了避免與個人計算機（Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程序控制器簡稱PLC自1969年美國數據設備公司研制出現，現、日本、的可編程序控制器質量優良，功能強大。

2、PLC的基本結構

實質是一種于工業控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，基本構成為：

a、

PLC的電源在整個系統中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%（+15%）范圍內，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到網上去

b、CPU）

*處理單元（CPU）是的控制中樞。它按系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入I/O映象區，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶程序執行完畢之后，zui后將I/O映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行，直到停止運行。

為了進一步提高PLC的可靠性，對大型PLC還采用雙CPU構成或采用三CPU的表決式系統。這樣，即使某個CPU出現故障，整個系統仍能正常運行。

存放系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器。

存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。

d、輸入輸出接口電路

1．現場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是PLC與現場控制的接口界面的輸入通道。

2．現場輸出接口電路由輸出數據寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用PLC通過現場輸出接口電路向現場的執行部件輸出相應的控制信號。

e、

如計數、定位等功能模塊。

f、通信模塊

Profibus-DP通訊模塊等。

西門子電源模塊6EP1331-2BA10

3. 為 PROFINET 通信口分配以太網地址

在 “設備視圖"中點擊 CPU 上代表 PROFINET 通信口的綠色小方塊，在下方會出現 PROFINET 接口的屬性，在 “以太網地址" 下分配 IP 地址為 192.168.0.1 ，子網掩碼為255.255.255.0，如圖3所示。

圖3. 分配IP 地址

4．使用 STEP7 V16 軟件添加新設備并命名 PLC_2

與PLC_1在同一個項目中，在“項目樹" 下雙擊 “添加新設備"，在對話框中選擇所使用的 S7-300 CPU 添加到機架上，命名為 PLC_2，如圖4所示。

圖4. 添加新設備

為了編程方便，使用 CPU 屬性中定義的時鐘位，定義方法如下：
在 “項目樹" > “PLC_2" > “設備組態" 中，選中 CPU ，然后在下面的屬性窗口中，“屬性" > “時鐘存儲器" 下時鐘位定義在 MB0，如圖5所示。
時鐘位我們主要使用 M0.3，它是以 2Hz 的速率在 0 和 1 之間切換的一個位，可以使用它去自動激活發送任務。

圖5. 時鐘存儲位

5. 為 PROFINET 通信口分配以太網地址

在 “設備視圖"中點擊 CPU 上代表 PROFINET 通信口的綠色小方塊，在下方會出現 PROFINET 接口的屬性，在 “以太網地址" 下分配 IP 地址為 192.168.0.2 ，子網掩碼為255.255.255.0，如圖6所示

圖6. 分配IP 地址

6. 創建 CPU的邏輯網絡連接

在項目樹 “項目樹">“設備和網絡" >“網絡視圖" 視圖下，創建兩個設備的連接。用鼠標點中 S7-1200 上的PROFINET通信口的綠色小方框，然后拖拽出一條線，到另外一個 S7-300 上的PROFINET通信口上，松開鼠標，PN/IE_1的子網連接就建立起來了，如圖7所示。

圖7. 網絡視圖