西門子PLC模塊6ES7214-1HF40-0XB0技術參數

一個典型的工業以太網絡環境，有以下三類網絡器件：

• 網絡部件

• FC 快速連接插座

• ELS（工業以太網電氣交換機）

• ESM（工業以太網電氣交換機）

• SM（工業以太網光纖交換機）

• MC TP11（工業以太網光纖電氣轉換模塊）

• 連接部件：

• 通信介質：普通雙絞線，工業屏蔽雙絞線和光纖

• SIMATIC PLC控制器上的工業以太網通訊外理器。用于將SIMATIC PLC連接到工業以太網。

• PG/PC 上的工業以太網通訊外理器。用于將PG/PC連接到工業以太網。

為了應用于嚴酷的工業環境，確保工業應用的安全可靠，SIMATIC NET 為以太網技術補充了不少重要的性能：

• 工業以太網技術上與IEEE802.3/802.3u兼容，使用ISO和TCP/IP 通訊協議

• 10/100M 自適應傳輸速率

• 冗余24VDC 供電

• 簡單的機柜導軌安裝

• 方便的構成星型、線型和環型拓撲結構

• 高速冗余的安全網絡，zui大網絡重構時間為0.3 秒

• 用于嚴酷環境的網絡元件，通過EMC 測試

• 通過帶有RJ45 技術、工業級的Sub-D 連接技術和安裝屏蔽電纜的Fast Connect連接技術，確保現場電纜安裝工作的快速進行

• 簡單高效的信號裝置不斷地監視網絡元件

• 符合SNMP（簡單的網絡管理協議）

• 可使用基于web 的網絡管理

• 使用VB/VC 或組態軟件即可監控管理網絡

PLC整機的可靠性高只是保證系統可靠工作的前提，還必須在設計和安裝plc系統過程中采用相應的措施，才能保證系統可靠工作。本文主要論述在設計plc系統過程中的干擾措施。

1.硬件措施

（1）屏蔽：對電源變壓器、*處理器、編程器等主要部件，采用導電、導磁性良好的材料進行屏蔽處理，以防止外界干擾信號的影響。
（2）濾波：對供電系統計輸入線路采用多種形式的濾波處理，以消除和抑制高頻干擾信號，也削弱了個模塊間的相互影響。
（3）電源調整與保護：電源波動造成電壓畸變或毛刺，將對plc及i/o模塊產生不良影響。對微處理器核心部件所需要的＋5v電源采用多級濾波處理，并用集成電壓調整器進行調整，以適應交流電網的波動和過電壓、欠電壓的影響。盡量時電源線平行走線，時電源線對地呈低阻抗，以減少電源噪聲干擾。其屏蔽層接地方式不同，對干擾抑制效果不一樣，一般次級線圈不能接地。輸入、輸出線應用雙絞線且屏蔽層應可靠接地，以抑制共摸干擾。
（4）隔離：在微處理器與i/o電路之間，采用光電隔離措施，有效地把他們各離開來，以防外部的干擾信號及地線環路中產生的噪聲電信號通過公共地線進入plc本機，從而影響其正常工作。
（5）采用模塊式結構：這種結構有助于在故障發生時進行短時期修復，一旦查出某一模塊出現故障，可迅速更換，使系統恢復正常工作，同時也有助于加速查找系統故障的原因。

2.軟件措施 為了提高輸入信號的信噪比，常采用軟件數字濾波來提高有用信號真實性。對于有大幅度隨機干擾的系統，采用程序限幅法，即連續采樣5次，若某一次采樣支援遠大于其他幾次采樣的幅值，那么就舍取之。對于流量、壓力、液面、位移等參數，往往在一定范圍內頻繁波動，則采用算術平均法

西門子PLC模塊6ES7214-1HF40-0XB0技術參數

標準：
SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM（I 類，類別 2；危險區組別 A、B、C 和 D，T4A）。生產質量管理體系已按照 ISO 9001 進行認證。
通信：
SIMATIC S7-1200 支持各種通信機制：

集成 PROFINET IO 控制器接口。
帶PROFIBUS DP 主站接口的通信模塊。
帶PROFIBUS DP 從站接口的通信模塊。
GPRS 模塊，用于連接到 GSM/G 網絡。
LTE 模塊，用于在第四代 LTE（長期演進）網絡中進行通信。
通信處理器，可通過以太網接口連接到 eControl Server Basic 控制中心軟件，并借助于基于 IP 的網絡進行安全通信。
通信處理器，可連接到服務應用的控制中心。
RF120C，可連接到 SIMATIC Ident 系統。
模塊 SM1278，用于連接 IO-Link 傳感器和執行器。
通過通信模塊實現點到點連接。 電 話：（同號）

在SENTRON PAC 電力監測設備的主菜單中，調用“設置">“RS485 模塊"，出現下面的設置畫面：

圖8： PAC3200 MODBUS RTU 通信參數的設置

1. 地址的設置范圍：1-247。本例中設為8。
2. 波特率的設置范圍：4800，9600，19200，38400。本例中設為38400。
3. 設置外部通信的數據位、奇偶校驗位及停止位：
        • 8E1=8 個數據位，奇偶校驗位為even， 1 個停止位
        • 8O1=8 個數據位，奇偶校驗位為odd， 1 個停止位
        • 8N2=8 個數據位，無奇偶校驗位， 2 個停止位
        • 8N1=8 個數據位，無奇偶校驗位， 1 個停止位
        本例中根據S7-1200 MODBUS MASTER 的參數設置為 8N1。
4. 協議的設置：可選項為：SEABUS,MODBUS RTU。
本例中設為MODBUS RTU。
5．響應時間的設置：注意與波特率的設置相匹配，本例中設為10mS。

6．S71200 與PAC3200的MODBUS RTU通信原理與編程的實現

6. 1 S7 1200 PLC與PAC3200 通過MODBUS RTU 通信的基本原理

S7 1200提供了專用的MODBUS庫進行MODBUS通信，如下圖所示：

圖9： S7 1200提供的專用MODBUS庫

西門子PLC S7-1200的模塊CM1241 RS232和CM1241 RS485都可以實現MODBUS RTU的通信，本例中采用CM1241 RS485模塊來實現與儀表PAC3200的MODBUS RTU 的通信。
S7-1200的MODBUS RTU通信的基本原理是：
首先S7-1200 PLC的程序調用一次MODBUS 庫中的功能塊MB_COMM_LOAD來組態CM1241 RS232和CM1241 RS485模塊上的端口，對端口的參數進行配置。
其次調用MODBUS 庫中的功能塊MB_MASTER或者MB_SLAVE作為MODBUS 主站或者從站與支持MODBUS協議的設備進行通信。

S7-1200 PLC作為MODUBUS 主站 與PAC3200 進行MODBUS RTU 通信的控制原理如下圖所示：

圖10：S7-1200 PLC作為MODUBUS 主站 與PAC3200 進行MODBUS RTU 通信原理

S7-1200 PLC還可以作為MODBUS子站與作為MODBUS主站之間的PLC進行MODBUS RTU通信，其控制原理如下圖所示：

圖11：S7-1200 PLC作為MODBUS子站與作為MODBUS主站之間的PLC進行MODBUS RTU的通信原理

每個S7-1200 CPU支持247個MODBUS子站。但是在實際應用時需要考慮CPU的性能以及輪循MODBUS子站的時間