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產品簡介
詳細介紹
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PAC3200多功能儀表的本體沒有MODBUS RTU通信的功能，如果希望將PAC3200作為從站連接到MODBUS RTU網絡與主站進行數據交換必須選用外部擴展通信模塊――SENTRON PAC RS485模塊。(注意: PAC RS485 擴展模塊使用錯誤的固件版本時將不能工作
SENTRON PAC3200 電力監測設備的固件版本低應為FWV2.0X。 較早的版本不支持
PAC RS485 擴展模塊。)該擴展模塊具有下列性能特點：
• 可通過設備正面設置參數
• 即插即用
• 支持 4.8/9.6/19.2 以及 38.4 KBd 通信傳輸速率
• 通過6針螺釘端子接線
• 不需要外接輔助電源
• 通過模塊上的 LED 顯示狀態
PAC3200 MODBUS RTU通信擴展模塊如下圖所示。
（1） 通信接線端子
（2） 安裝螺釘
（3） 通風口
（4） LED
圖2:PAC3200 MODBUS RTU 通信模塊
1.2 SENTRON PAC3200 MODBUS RTU通信擴展模塊的接線
SENTRON PAC3200 MODBUS RTU通信擴展模塊的接線如下圖所示
圖3:PAC3200 MODBUS RTU 通信模塊的接線圖
1. 將電纜連接到端子排上相應的螺栓端子。
2. 將電纜屏蔽層的一端連接到保護性接地PE。
3. 將信號公共端連接到保護性接地。 這樣也使得擴展模塊接地。
4. 在*個和后一個通信節點上，在號和負信號之間接入總線端接電阻器。 為
此，PAC RS485 擴展模塊集成了一個120 Ohm 的總線端接電阻器。 如果需要其它
電阻值，請使用外部總線端接電阻器。 將它連接到*個和后一個通信節點。
1.3 SENTRON PAC3200 MODBUS RTU通信的方式
1．SENTRON PAC3200設備支持的功能碼如下：
| FC | 功能碼 | 數據類型 | 訪問權限 | |
| 02 | 輸入的狀態 | 位 | 輸入 | R |
| 03 | 輸出寄存器 | 寄存器 | 輸出 | R |
| 04 | 輸入寄存器 | 寄存器 | 輸入 | R |
| 06 | 單一輸出寄存器 | 寄存器 | 輸出 | RW |
| 10 | 多個輸出寄存器 | 寄存器 | － | RW |
| 2B | 設備識別 | － | － | R |
表1: SENTRON PAC3200設備支持的功能碼
R—可讀
RW—可讀寫
2．SENTRON PAC3200 MODBUS RTU 與S7-1200進行通信
S7-1200 PLC可以通過功能代碼0x03 和0x04 訪問儀表PAC3200的被測量數據。
下表是一些PAC3200 被測量的數據。
表2: SENTRON PAC3200設備的一些被測量數據
2．西門子SENTRON PAC3200 儀表與S7-1200進行通信的接線圖
下圖是SENTRON PAC3200儀表與S7-1200進行MODBUS RTU 通信的接線圖。
圖4:S7-1200與PAC3200進行MODBUS RTU 進行通信的接線圖
3．硬件需求
S7-1200 PLC目前有3種類型的CPU：
1）S7-1211C CPU。
2）S7-1212C CPU。
3）S7-1214C CPU。
這三種類型的CPU都可以使用MODBUS通信協議通過通信模塊CM1241 RS485來實現S7-1200與PAC3200儀表的通信。
本例使用的PLC硬件為：
1）PM1207電源 ( 6EP1 332-1SH71 )
2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0xB0 )
3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0xB0 )
4) 模擬器 ( 6ES7 274 -1XH30 -0xA0 )
本例使用的PAC3200儀表硬件為：
1） PAC3200 （7KM2112-0BA00-3AA0）
2） MODBUS RTU 模塊 （7KM9300-0AB00-0AA0）
3） MODBUS 通信電纜 ( 6XV1830-0EH10)
3．軟件需求
1) 編程軟件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)
4．S7-1200 MODBUS RTU的通信方式
S7-1200作為MODBUS RTU主站的通信方式是由DATA_ADDR 和 MODE 參數來選擇 Modbus 功能類型的。
DATA_ADDR（從站的起始 Modbus 地址）： 要在 Modbus 從站訪問的數據的起始地址。MB_MASTER 使用 MODE 輸入而非功能代碼輸入。 MODE 和 Modbus 地址范圍一起確定實際 Modbus 消息使用的功能代碼。
下表列出了 MB_MASTER 參數 MODE、Modbus 功能代碼和 Modbus 地址范圍之間的對應關系。
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不降速拼接和降速拼接并沒有本質的區別：兩者采用的接紙動作一樣，兩者只是在機械結構和電氣控制元件上有區別。接紙速度的提高勢必使紙圈的靜摩擦力同等上升。如果轉速斜坡率過高會產生很大的靜摩擦力，該力會撕裂紙圈。如果轉速斜坡率過低，拼接時的紙圈浪費將增加?！ ?
為避免煩瑣，該項目放棄變頻器對接紙電機轉速的分段控制。為求出靜摩擦力和紙圈長度兩者之間的優控制，筆者對接紙電機上升時間采取優篩選法。通過優篩選法得到的電機上升時間大約為3.4s?？紤]到生產情況及電磁閥等器件的時滯效應，將這一時間進一步放寬為3.5s?！ ?
3 程序設計
程序設計采用了結構化設計，將所需實現的各主要功能編制成為S7-300的用戶功能塊（FC塊），在主程序循環模塊（組織塊OB1）調用這些已經編制好的子程序?！ ?
程序設計分成硬件設計和軟件設計兩方面。在硬件方面針對系統要求進行設計，在軟件方面則按需要編制了速度計算模塊、報警和故障模塊、伺服電機執行模塊、增塑劑執行模塊、生產統計計算模塊等FC塊和預設、保持系統及生產數據的數據塊DB塊?！ ?
(1) 硬件設計與組態
本系統在S7-300的硬件方面采用了1塊PS307 5A電源模塊，1塊CPU-315-2DP，4塊24V/0V SM321數字量輸入模塊，3塊24V/0.5A SM322數字量輸出模塊，1塊FM352-2高速計數模塊，2塊SM331模擬量輸入模塊，1塊SM332模擬量輸出模塊以及用于DP總線通訊的IM153-1通訊模塊1塊?！ ?
S7-300外圍設備為5個伺服電機的DP通訊端?！ ?
對上述硬件按要求進行組態，分別占據Profibus-DP通訊端的2、3~7和9號站，具體硬件組態如圖3所示?！ ?
(2) 軟件設計
由于編制的用戶功能模塊很多，限于篇幅，在這里不能一一作出介紹。以下介紹幾個比較重要的用戶功能模塊?！ ?
數據塊組由一系列數據塊組成。這些數據塊除了一部分是S7-300程序FB（功能塊的一種）所要求的之外，其他的數據塊都是用戶自定義的。這是因為生產機組的一些系統和生產數據必須被預設或保存。由于S7-300內部保持型M區的保存數量相對不足，例如：CPU315-2DP整個可使用的M區的容量僅1024Bytes。同時，程序運行所大量使用間參數也需要不可重復的地址空間，所以將大部分的數據（特別是在觸摸屏上顯示的參數）編制成保持型DB塊?！ ?
② 速度計算模塊(FC for Speed)
雖然機組的高生產能力為400m/min，但是在許多煙廠并不需要一直運行在高速度下。該項目提供可從觸摸屏上選擇5檔不同的車速系統，本模塊就是將無序設定的參數按由大到小的方式降序排列，并在觸摸屏上以這種次序顯示出來。在程序內部，本模塊會進行數據轉換并將轉換后的數據提供給伺服電機執行模塊 ③ 伺服電機執行模塊(FC for Servo-Motor)
在得到速度計算模塊和一些其他模塊（如開松輥參數模塊等）的數據后，伺服電機執行模塊會向對應的伺服控制塊發出指令和接收伺服電機狀態參數。指令包括伺服控制字、車速命令、快停命令、上升時間和下降時間等，狀態參數包括電機當前運行速度等。這些指令和參數通過過程通道和參數通道兩種方式控制“一主三從"共計4個伺服電機?！ ?
④ 增塑劑執行模塊(FC for Glyceride-Motor)
控制增塑劑的伺服電機是相對獨立于其他伺服電機，控制結構類似于主電機。增塑劑執行模塊通過內部計算得到增塑劑伺服電機的運行速度。同時，由于存在增塑劑軟件補償的問題，所以高速和低速運行的參數為不同的兩組參數，程序按設置發送。這是這個模塊區別于伺服電機執行模塊的地方?！?
⑤ 生產統計計算模塊(FC for Statistics)
由于要在生產向工作人員提供實時的生產狀況，所以編制了這個功能塊，這樣就可以通過多次反復調用FC205來得到各班次的生產狀況。這樣節約了編程的時間和工作量，也同時減少了程序編寫出錯的隱患。
整合
SIMATIC HMI 基礎面板的性能經過優化，旨在與這個新控制器以及強大的集成工程組態兼容，可確保實現簡化開發、快速啟動、監控和等級的可用性。正是這些產品之間的相互協同及其創新性的功能，幫助您將小型自動化系統的效率水平。
用于可擴展設計緊湊自動化的模塊化概念。
SIMATIC S7-1200 具有集成的 PROFINET 接口、強大的集成技術功能和可擴展性強、靈活度高的設計。它實現了通信簡便，有效的技術任務解決方案，并*一系列的獨立自動化系統的 應用需求。
在工程組態實現效率.
使用*集成的新工程組態 SIMATIC STEP 7 Basic，并借助 SIMATIC WinCC Basic 對 SIMATIC S7-1200 進行編程。SIMATIC STEP 7 Basic 的設計理念是直觀、易學和易用。這種設計理念可以使您在工程組態實現效率。一些智能功能，例如直觀編輯器、拖放功能和“IntelliSense"（智能感知）工具，能讓您的工程進行的更加迅速。這款新軟件的體系結構源于對未來創新的不斷追求，西門子在軟件開發領域已經有很多年的經驗，因此 SIMATIC STEP 7 的設計是以未來為導向的。
SIMATIC S7-1200 CPU
SIMATIC S7-1200 系統有三種不同模塊，分別為 CPU 1211C、CPU 1212C 和 CPU 1214C。其的每一種模塊都可以進行擴展，以*您的系統需要?？稍谌魏?CPU 的前方加入一個信號板，輕松擴展數字或模擬量 I/O，同時不影響控制器的實際大小?？蓪⑿盘柲K連接至 CPU 的右側，進一步擴展數字量或模擬量 I/O 容量。CPU 1212C 可連接 2 個信號模塊，CPU 1214C 可連接 8 個信號模塊。，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左側均可連接多達 3 個通訊模塊，便于實現端到端的串行通訊。
安裝簡單方便
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都有內置的卡扣，可簡單方便地安裝在標準的 35 mm DIN 導軌上。這些內置的卡扣也可以卡入到已擴展的位置，當需要安裝面板時，可提供安裝孔。SIMATIC S7-1200 硬件可以安裝在水平或豎直的位置，為您提供其它安裝選項。這些集成的功能在安裝過程為用戶提供了的靈活性，并使 SIMATIC S7-1200 為各種應用提供了實用的解決方案。.節省空間的設計
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都經過專門設計，以節省控制面板的空間。例如，經過測量，CPU 1214C 的寬度僅為 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的寬度僅為 90 mm。結合通信模塊和信號模塊的較小占用空間，在安裝過程，該模塊化的緊湊系統節省了寶貴的空間，為您提供了效率和靈活性。
SIMATIC S7-1200
可擴展的緊湊自動化的模塊化概念
SIMATIC S7-1200 具有集成的 PROFINET 接口、強大的集成技術功能和可擴展性強、靈活度高的設計。它實現了簡便的通信、有效的技術任務解決方案，并能*一系列的獨立自動化需求。
亮點
可擴展性強、靈活度高的設計
信號模塊：
的 CPU 多可連接八個信號模塊，以便支持其它數字量和模擬量 I/O。
信號板：
可將一個信號板連接至所有的 CPU，讓您通過在控制器上添加數字量或模擬量 I/O 來自定義 CPU，同時不影響其實際大小。SIMATIC S7-1200 提供的模塊化概念可讓您設計控制器系統，以*您應用的需求。
內存
為用戶程序和用戶數據之間的浮動邊界提供多達 50 KB 的集成工作內存。同時提供多達 2 MB 的集成加載內存和 2 KB 的集成記憶內存。可選的 SIMATIC 存儲卡可輕松轉移程序供多個 CPU 使用。該存儲卡也可用于存儲其它文件或更新控制器系統固件。
集成的 PROFINET 接口
集成的 PROFINET 接口用于進行編程以及 HMI 和 PLC-to-PLC 通信。另外，該接口支持使用開放以太網協議的第三方設備。該接口具有自動糾錯功能的 RJ45 連接器，并提供 10/100 兆比特/秒的數據傳輸速率。它支持多達 16 個以太網連接以及以下協議：TCP/IP native、ISO on TCP 和 S7 通信。
SIMATIC S7-1200 集成技術
SIMATIC S7-1200 具有用于進行計算和測量、閉環回路控制和運動控制的集成技術，是一個功能非常強大的系統，可以實現多種類型的自動化任務。
用于速度、位置或占空比控制的高速輸出
SIMATIC S7-1200 控制器集成了兩個高速輸出，可用作脈沖序列輸出或調諧脈沖寬度的輸出。當作為 PTO 進行組態時，以高達 100 千赫的速度 提供50% 的占空比脈沖序列，用于控制步進馬達和伺服驅動器的開環回路速度和位置。使用其兩個高速計數器在內部提供對脈沖序列輸出的反饋。當作為 PWM 輸出進行組態時，將提供帶有可變占空比的固定周期數輸出，用于控制馬達的速度、閥門的位置或發熱組件的占空比。PLCopen 運動功能塊
SIMATIC S7-1200 支持控制步進馬達和伺服驅動器的開環回路速度和位置。使用軸技術對象和國際認可的 PLCopen 運動功能塊，在工程組態 SIMATIC STEP 7 Basic 可輕松組態該功能。除了“home"和“jog"功能，也支持移動、相對移動和速度移動。
驅動調試控制面板
工程組態 SIMATIC STEP 7 Basic 隨附的驅動調試控制面板，簡化了步進馬達和伺服驅動器的啟動和調試操作。
它提供了單個運動軸的自動控制和手動控制，以及在線診斷信息。
用于閉環回路控制的 PID 功能
SIMATIC S7-1200 多可支持 16 個 PID 控制回路，用于簡單的過程控制應用。借助 PID 控制器技術對象和工程組態 SIMATIC STEP 7 Basic 提供的支持編輯器，可輕松組態這些控制回路。另外，SIMATIC S7-1200 支持 PID 自動調整功能，可自動為節省時間、積分時間和微分時間計算調整值。
PID 調試控制面板
SIMATIC STEP 7 Basic 隨附的 PID 調試控制面板，簡化了回路調整過程。它為單個控制回路提供了自動調整和手動控制功能，同時為調整過程提供了圖形化的趨勢視圖。
