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

西門子產品價格：98  RMB

西門子產品凈重：0.370 Kg

西門子產品承諾：質保一年，原裝*

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概述

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

S7-400

• 中端到性能范圍內功能強大的 PLC
• 可滿足要求極為苛刻的任務的解決方案
• 模塊和各種性能等級 CPU 可針對具體自動化任務進行調整
• 可實現分布式結構，適用十分靈活
• 連接方便
• *通信和聯網功能
• 操作方便，設計簡單，不含風扇
• 任務增加時可順利擴展
• 多重計算：
  多個 CPU 在一個 S7-400 *控制器中同時運行。
  多重計算功能可對 S7-400 的總體性能進行分配。例如，可將復雜的技術任務（如開環控制、計算或通信）進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：
  通過功能強大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口，可實現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 和編程任務的通信線路、一條用于高性能等距運動控制組件的通信線路和一條“正常”I/O 現場總線。另外，還可以實現額外需要的與 MES/ERP 系統或 Internet 的連接。
• 工程組態和診斷：
  結合使用 SIMATIC 工程組態工具，可極為高效地對 S7-400 進行組態和編程，尤其對于采用高性能工程組件的廣泛自動化任務。為此，可以使用高級語言（如 SCL）以及用于順序控制、狀態圖和工藝圖的圖形化組態工具。

S7-400H

• 具有冗余設計的高可用性自動化系統。
• 用于具有很高故障安全要求的應用：
  重新啟動成本很高、停產代價高昂、幾乎不需要監視且維護選項較少的過程。
• 冗余設計的功能
• 提高 I/O 的可用性：切換式 I/O 配置
• 也可使用具有標準可用性的 I/O：單側配置
• 熱后備：發生故障時，自動切換到備用設備。
• 包含 2 個單獨機架或一個分隔式*機架的配置
• 通過冗余 PROFIBUS DP 或系統冗余 PROFINET I/O 來連接切換式 I/O。

S7-400F/FH

• 故障安全型自動化系統，適用于具有很高安全要求的工廠
• 符合相關標準的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）
• 如果需要，也可通過冗余設計來實現容錯
• 不對安全相關 I/O 進行額外接線
• 通過采用 PROFIsafe 行規的 PROFIBUS DP 實現安全通信
• 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
• 適用于非安全相關應用的標準模塊也可以在自動化系統中使用
• 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準模塊。

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基于PLC的吹灰程控通訊的實現

　XDPS系統是由新華控制工程有限公司開發推出的基于工業控制計算機的高性能、高質量、低成本、配置靈活的分散控制系統，為國內外多個用戶廣泛采用。

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

　　一、 通訊功能要求

　　DCS系統和吹灰程控PLC之間為雙向實時通訊，要求能在DCS操作員站畫面上對吹灰系統進行監控，并完成以下功能：

　　● 對單只吹灰槍的監控功能，包括吹灰槍的進、退、屏蔽功能

　　● 吹灰電流的監視，報警監視

　　● 對吹灰蒸汽總門以及管道疏水門的監控

　　● 在DCS側進行吹灰程序的啟停，運行監視

　　二、 通訊原理

　　XDPS系統的DPU軟件(或MMI站上運行的虛擬DPU軟件)通過調用相關的通訊接口程序，將外部系統發送過來(或發送給外部系統)的數據映射為XDPS系統的虛擬I/O卡件，每一個數據對應虛擬卡件上的各個虛擬I/O通道。這樣，對外部系統數據的處理就變得和XDPS系統通過I/O卡件采集的數據相同了。XDPS系統強大的算法庫亦可適用于對通訊數據的處理，從而完成復雜的控制邏輯。

　　三、 通訊接口的實現

　　3.1. 通訊規約

　　通訊接口采用2線制RS485，通訊規約為MODBUS(RTU)。

　　3.2. 運行環境

　　通訊軟件運行在XDPS系統的一個DPU內，也可運行在任意一臺運行虛擬DPU軟件的MMI站上。

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

　　3.3. 接口軟件

　　XDPS Modbus(RTU)主站驅動(modiplc.dll)

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

　　驅動配置文件用于定義通訊接口參數以及外部數據與虛擬I/O通道的對應關系。

　　*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動以及虛擬I/O站配置。

　　四、具體監控功能的實現

　　圖2為漢川電廠吹灰程控在DCS操作員站監控的畫面。

　　4.1 吹灰程控狀態設置

　　吹灰程控分自動、遠控、模擬和現場4種狀態，要求DCS一個時刻只能對其中的一種狀態置位，即操作應互相閉鎖。

　　如果用常規的開關量邏輯實現，所需邏輯較為復雜，故擬采用A/D轉換的方法實現。

　　在DPU組態中，采用KBML模塊(模擬量置數模塊)結合操作畫面組態軟件(MAKE)進行置數(1、2、4、8，即2的指數次方)，然后通過模/數轉換(LToB16)，取出置位狀態，實現操作的互鎖。

　　4.2 吹灰蒸汽總門及疏水閥門操作

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

　　4.3 單個吹灰器的操作

　　幾個數據的定義：

　　● 吹灰器代碼

　　左側吹灰器：短吹代號為IR1、IR3、IR5…IR47，長吹代號為IK1、IK3、IK5…IK29;右側吹灰器：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，每個字的每個二進制位代表一個吹灰器。屏蔽的吹灰器以二進制0表示。

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

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

　　4.4 吹灰器狀態顯示

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

　　吹灰器的判斷可根據運行的吹灰器代碼，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，左側吹灰器代碼只代表左側運行的吹灰器、右側吹灰器代碼只代表右側運行的吹灰器，故考慮采用模/數轉換的方法實現。

　　代碼轉換流程：

　　1) 將吹灰器代碼轉換為連續的自然數

　　奇數代碼：

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

　　偶數代碼：

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

　　2) 對上面的運行結果取2的指數次方。對于大于等于16的自然數，先減16，再進行指數計算。

　　3) 對2)運算得到的結果進行模/數轉換(LToB16)，取轉換后的BIT位，zui終得到運行的吹灰器指示(開關量)。

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

　　吹灰器狀態：