如果检测到下列其中一个错误,则Modbus主站指令将自动将请求重新发送至从站设备。 q 在响应超时时间(MBUS_CTRL上的Timeout参数)指令内没有响应(错误代码3)。q 响应字符之间的时间超出允许的数值(错误代码3)。
q 在来自从站的响应中出现奇偶校验错误(错误代码1)。
q 在来自从站的响应中出现CRC错误(错误代码8)。
q 返回的功能与请求不匹配(错误代码7)。
Modbus主站在置位Done和Error输出参数之前将请求重新发送两次。
在执行了MBUS_CTRL后,通过查找Modbus主站符号表中的符号mModbusRetries,然后更改该数值来更改重试。mModbusRetries数值是BYTE类型,范围为0- 250次重试。
字符间隔超时
如果响应中各字符之间的时间超出的时间,则Modbus主站将中止来自从站设备的响应。缺 省时间设为100毫秒,这允许Modbus主站协议通过有线或电话调制解调器与大部分从站设备一起工作。如果检测到该错误,则MBUS CTRL Error参数将被设为错误代码3。
当字符间需要较长时间时可能出现该类情况,原因可能是传输介质(即,电话调制解调器)或因为从站 设备本身需要更多的时间。在执行了MBUS_CTRL后,可通过查找Modbus主站符号表中的符号mModbusCharTimeout,然后更改该数值来超时。mModbusCharTimeout数值是INT型,范围为 1- 30000毫秒。
单个与多个位/字写功能
一些Modbus从站设备不支持Modbus功能写单个离散输出位(Modbus功能5)或写单个保持寄存器(Modbus功能6)。相反,这些设备仅写支持多个位(Modbus功能15)或写多个寄存器(Modbus功能 16)。如果从站设备不支持单个位/字Modbus功能,则MBUS_MSG指令将返回错误代码101。
Modbus主站协议允许强制使用MBUS_MSG指令使用多个位/字Modbus功能,而不使用单个位/字Modbus功能。在执行了MBUS_CTRL后,可通过查找Modbus主站符号表中的mModbusForceMulti,然后更改该数值来强制使用多个位/字指令。 mModbusForceMulti数值是BOOL型数据类型, 当写入单个位/寄存器时,应设为 1 ,强制使用多个位/字功能
累加器用法
累加器(AC0、AC1、AC2、AC3)由Modbus主站指令使用并显示在交叉参考列表中。由Modbus主站 指令保存和恢复累加器中的数值。在执行Modbus主站指令期间,保留累加器中的所有用户数据。
保持寄存器地址大于9999
Modbus保持寄存器通常位于范围40001到49999之间。该范围足以大多数应用的要求,但有些Modbus从站设备将数据映地址大于9999的保持寄存器中。这些设备不常规的Modbus寻址方案。
Modbus主站指令通过另一种寻址支持寻址大于9999的保持寄存器。MBUS_MSG指令允许参数 Addr的一个附加范围,用于支持保持寄存器的附加地址范围。
用于保持寄存器的400001到465536
可用的基本单元 (BU)
带有适当数目端子的基本单元可用来连接单芯或多芯电缆。
所有与所用 I/O 模块的基本单元类型相符的型号都可用作基本单元(参见“选型和订货数据”)。模块前面了可用于相应模块的基本单元。
电压分配模块
通过 SIMATIC ET 200SP 的新电压分配模块,可快速建立 ET 200SP 站内所需的额外电压,且十分节省空间。由于 PotDis-BU 和 PotDis-TB 可自由组合,因而可借助于电压分配模块实现各种设计形式,根据具体需要简单改动。在站内,现有电压可以加倍,甚至可形成新的电压组.由于每 15 mm 宽度上具有 36 个端子,PotDis 模块需要的空间很小,不会影响导体截面积(大 2.5 mm²).这些端子可以连接高 48 V DC 的电压(大载流能力 10 A),而 PotDis-TB-BR-W 甚至可连接高 230 V AC/10 A 电压,并能够连接保护导体
CPU的诊断报警标记有日期和时间。
•存储卡:
扩展集成的装载存储器。RAM和FEPROM卡(即使在零电压下也能保存FEPROM)。
•组合的MPI / DP接口和集成的PROFIBUS DP接口(带有CPU 416F-2):
PROFIBUS DP主站接口允许分布式自动化配置,提供速和易用性。从用户的角度来看,分布式I / O被视为I / O(相同的配置,寻址和编程)。
混合安装:SIMATIC S5和SIMATIC S7作为PROFIBUS主站。符合EN 50170。
CPU 416F-3 PN / DP还具有:
•子模块插座:
使用IF 964-DP接口模块,可以连接附加的PROFIBUS DP主站系统。
•带2个端口的PROFINET接(交换机):
oPROFINET IO,可以连接256个IO设备
oPROFINET CBA
故障I / O模块可以连接到所有集成接口,IF 964-DP和/或通过通信模块(CP443-5 Ext。和CP443-1 Advanced)。通过PROFIsafe配置文件在PROFIBUS DP上执行相关的通信
使用SIMODRIVE驱动器,可以使用“连续定位-正向”和“连续定位-负向”来实现在点动模式下,即便点动的命令一直处于激活状态,也能使轴在限开关处能自动受控的停止而不报错,
在这应用场合下不能使用 S7-1500 的 指令"MC_MoveJog"来实现该功能。使用S7-1500 SMC(SIMATIC运动控制)的点动模式,轴始终在位置控制下运行。换而言之,轴通常不会在软限位开关外运行,而是的定位到限开关的位置。这种情况下的报错需要被确认。
如果要实现和 SIMODRIVE一样的功能,需要利用"MC_MoveAbsolute" 和 "MC_Halt"指令来编写一个点动模式。
对"MC_MoveAbsolute" 指令,需要定义一个距离限开关1 到 3 mm以内的位置和一个点动速度
使用点动按钮的上升沿来触发"MC_MoveAbsolute" 指令.
使用点动按钮的下降沿来触发 "MC_Halt" 指令.
通过这种方式,按下点动按钮开始进行定位到限位开关之前的一个位置。当松开点动按钮,定位停止,轴也随之停止。可以使用这种方式来点动轴。当轴达到终点位置(限开关前1到3mm),轴自动停止,即便持续按下点动按钮也不会继续动作。
v/f控制方式,这种方式适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率n近似地与转速n的3次方成正比。其转矩m近似地与转速n的平方成正比。对于这种负载,如果变频器的v/f特性是线性关系,则低速时电机的许用转矩远大于负载转矩,从而造成功率因数和效率的严重下降。为了适应这种负载的需要,使电压随着输出频率的减小以平方关系减小,从而减小电机的磁通和励磁电流,使功率因数保持在适当的范围内。 可以进一步通过设置参数使v/f控制曲线适合负载特性。将p1312在0至250之间设置合适的值,具有起动提升功能。将低频时的输出电压相对于线性的v/f曲线作适当的提高以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题。适用于大起动转矩的调速对象。 变频器v/f控制方式驱动电机时,在某些频率段,电机的电流、转速会发生振荡,严重时系统无法运行,甚至在加速过程中出现过电流保护,使得电机不能正常启动,在电机轻载或转矩惯量较小时更为严重。可以根据系统出现振荡的频率点,在v/f曲线上设置跳转点及跳转频带宽度,当电机加速时可以自动跳过这些频率段,保证系统能够正常运行。从p1091至p1094可以设定4个不同的跳转点,设置p1101确定跳转频带宽度。 有些负载在特定的频率下需要电机提供特定的转矩,用可编程的v/f控制对应设置变频器参数即可得到所需控制曲线。设置p1320、p1322、p1324确定可编程的v/f 特性频率座标,对应的p1321、p1323、p1325为可编程的v/f 特性电压座标。 参数p1300设置为20,变频器工作于矢量控制。这种控制相对完善,调速范围宽,低速范围起动力矩高,精度高达0.01%,响应很快,高精度调速都采用svpwm矢量控制方式。 参数p1300设置为22,变频器工作于矢量转矩控制。这种控制方式是目前上的控制方式,其他方式是模拟直流电动机的参数,进行保角变换而进行调节控制的,矢量转矩控制是直接取交流电动机参数进行控制,控制简单,度高。
快速调试 在使用变频器驱动电机前,必须进行快速调试。参数p0010设为1、p3900设为1,变频器进行快速调试,快速调试完成后,进行了必要的电动机数据的计算,并将其它所有的参数恢复到它们的缺省设置值。在矢量或转矩控制方式下,为了正确地实现控制,非常重要的一点是,必须正确地向变频器输入电动机的数据,而且,电动机数据的自动检测参数p1910必须在电动机处于常温时进行。当使能这一功能 (p1910 =1)时,会产生一个报警信号a0541,给予警告,在接着发出on 命令时,立即开始电动机参数的自动检测
加减速时间调整 加速时间就是输出频率从0上升到大频率所需时间,减速时间是指从大频率下降到0所需时间。加速时间和减速时间选择的合理与否对电机的起动、停止运行及调速系统的响应速度都有重大的影响。加速时间设置的约束是将电流限制在过电流范围内,不应使过电流保护装置动作。电机在减速运转期间,变频器将处于再生发电制动状态。传动系统中所储存的机械能转换为电能并通过逆变器将电能回馈到直流侧。回馈的电能将导致中间回路的储能电容器两端电压上升。因此,减速时间设置的约束是防止直流回路电压过高。加减速时间计算公式为:
加速时间:ta=(jm+jl)n/9.56(tma-tl) 减速时间:tb=(jm+jl)n/9.56(tmb-tl)
冗余系统中的ET 200M从站的组成
在S7-400H冗余系统中,通常配置冗余连接的ET 200M(双向I/O)。此时,需要配置两个IM 153-2接口模块、I/O模块、用于热插拔的总线模块BM(即有源底板,包括用于接口模块的总线模块和用于I/O模块的总线模块)、DIN深槽导轨等。
用于冗余连接的ET200M,必须包含以下组件:
IM 153-2高性能接口模块(PROFIBUS DP Link) 2块1)
IM/IM总线模块(有源底板),用于安装/连接2个IM 153-2高性能接口模块1)
I/O模块,按需配置,每个从站IO模块的多数量参考“一个ET200M能扩展多少个模块”
I/O总线模块,分为两种:BM 2×40用于安装/连接2个40mm宽的I/O模块;BM 1×80用于安装/连接1个80mm宽的I/O模块(普通I/O模块为40mm宽)
用于热插拔的DIN深槽导轨(有源导轨)
注1) :可订购IM 153冗余套件,包含2个IM 153-2接口模块和1个IM/IM总线模块
CPU 414-3 PN / DP配备以下设备:
•功能强大的处理器:
CPU可实现每条二进制指令低至0.045μs的命令执行时间。
•4 MB RAM(其中2 MB用于程序和数据);
快速RAM用于与执行相关的部分用户程序。
•灵活扩展:
多131072个数字输入和81932个模拟输入/输出。
•多点接口MPI:
使用MPI可以建立大的简单网络。32个站,数据传输速率达12 Mbit / s。CPU可以与通信总线(C总线)和MPI的站建立多达32个连接。
•模式选择开关:
设计为拨动开关。
•诊断缓冲区:
后一个错误和中断事件保留在环形缓冲区中以用于诊断目的。条目数可以参数化。
•实时时钟:
日期和时间附加到CPU的诊断消息中。
•存储卡:
用于扩展集成的装载存储器。除了程序之外,装载存储器中的信息还包括S7-400参数化数据,因此需要两倍的存储空间。结果是:
o用于大型程序的积分装载存储器是不够的,因此经常需要存储卡。可以使用RAM和FEPROM卡(用于保持性存储的FEPROM)。
•PROFIBUS DP接口和组合的MPI / DP接口:
PROFIBUS DP主站接口允许分布式自动化配置,提供速和易用性。从用户的角度来看,分布式I / O被视为I / O(相同的配置,寻址和编程)。
混合配置:根据EN 50170,SIMATIC S5和SIMATIC S7作为PROFIBUS主站。
•附加模块插槽:
可通过IF 964-DP接口模块连接附加的PROFIBUS DP主站系统。
•带2个端口的PROFINET接(交换机):
oPROFINET I / O,可连接256个IO设备
oPROFINET CBA
概述
•用于为具有更要求的工厂构建故障自动化系统
•性能CPU处于端性能范围
•符合SIL 3 acc的要求。符合IEC 61508和PL e acc。根据ISO 13849.1
•可以使用单个CPU执行标准和相关的任务
•可以使用多处理器模式
•通过PROFIBUS DP与PROFI配置文件的分布式I / O设备进行相关的通信
•故障I / O模块可通过集成接口(DP和PN与CPU416F-3 PN / DP)和/或通过通信模块
可参数化的特性
可使用 STEP 7 工具“Hardware Configuration”对 S7-400(包括 CPU)的性能和响应进行编程,如:
MPI 多点接口:
定义站地址。
启动/循环行为。
定义大循环时间和通信负荷。
地址分配:
I/O 模块的编址。
保持区域:
定义具有保持特性的位存储器、计数器、定时器、数据块和时钟存储器的数量。
过程映像,局部数据的大小。
诊断缓存区的长度。
保护等级:
定义程序和数据访问*。
系统诊断:
定义诊断报文的处理及范围。
循环中断:
设定周期。
PROFINET 接口
通过 NTP 协议对时间同步进行参数化
显示功能与信息功能
状态和故障指示灯:
LED 可指示出内部和外部故障和运行状态,如 RUN(运行)、STOP(停止)、调试和测试功能等。
测试功能:
可使用编程设备显示程序执行中的信号状态,不考虑用户程序而修改过程变量,输出堆栈存储器的内容,运行各个程序步骤,并禁用程序组件。
信息功能:
用户可获取有关 CPU 的存储器容量和运行模式以及 RAM 和装载存储器的当前利用率方面的信息。
通信
*控制器与故障安全 ET 200 模块之间的安全通信和标准通信是通过 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 完成的。通过特别开发的 PROFIBUS profile PROFIsafe,可以在标准数据报文中传输带有安全功能的用户数据。无需其它硬件组件(例如安全总线)。必要的软件已经或者作为扩展集成在硬件组件之中,或者作为认证软件块重载至CPU内。
操作模式
F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信号模块中。
信号模块采用差异分析方法和测试信号注入技术实现输出和输入信号的。
借助周期性自检、指令检测、程序逻辑检测和程序顺序流检测等方法,CPU可以检测控制器是否工作正常。此外,通过“活跃标志(sign-of-life)”请求,还可以对I/O进行检测。
若判定系统中存在故障,则将该系统切换至安全状态。
CPU 414F-3 PN/DP 的运行不需要 F 运行版
CPU 414F-3 PN/DP 的编程方法与 SIMATIC S7 系统的编程方法相同. 使用现场实证过的编程工具,例如STEP 7,创建用于非故障安全工厂区段的用户程序。
选件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)
STEP 7 选件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于对与安全型程序段进行编程。选件包中包括所有用来创建 F 程序的所有功能和块。
具有安全功能的 F 程序以 F_FBD 或 F-LAD 方式进行连接,或利用 F 功能库中的功能数据块进行连接。使用 F FBD 或 F LAD 可提供跨系统的统一表示,因而简化系统的组态和编程以及验收测试。无需借助额外的功具,程序员就可以完全专注于编制安全相关的应用程序。
MPI 可以同时连接多个配有 STEP 7 的编程器/PC、HMI 系统(OP/OS)、S7-300 和 S7-400。
全局数据:
“全局数据通信”服务可以在联网的 CPU 间周期性地进行数据交换。一个 S7-300 CPU 可与多达 4 个数据包交换数据,每个数据包含有 22 字节数据,可同时有 16 个 CPU 参与数据交换(使用 STEP 7 V4.x)。
例如,一个 CPU 可以访问另一个 CPU 的输入/输出。只可通过 MPI 接口进行全局数据通信。
内部通信总线(C 总线):
CPU 的 MPI 直接与 S7-300 的 C 总线相连。这样,通过 MPI,可直接从编程器来寻址带有 C 总线接口的 FM/CP 模块。
功能强大的通信技术:
多达 32 个 MPI 节点。
使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每个 CPU 有多个通信接口。
使用编程器/PC、SIMATIC HMI 系统和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每个 CPU 有多个通信接口。
数据传输速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
灵活的配置选件:
使用性能可靠的组件建立 MPI 通信:PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的总线电缆、总线连接器和 RS 485 中继器。使用这些组件,可以根据需求实现设计的化调整。例如,任意两个 MPI 节点之间多可以串入 10 个中继器以连接更大距离。
通过 CP 进行数据通信
SIMATIC S7-300 通过 CP 342 和 CP 343 通信模块可以连接到 PROFIBUS 和工业以太网总线系统
模拟量输出信号
可以对具有电流输出(4 到 20 mA)的 HART 模拟量输出模块执行冗余操作。在用户程序或
“RedLib”冗余块中,要输出的值将除以 2,每个模块将输出其值的一半。如果其中一个模块
出现故障,则会检测到故障,另一个模块将输出完整的值。
说明
通过此程序,输出值直接减半,程序中作出响应之后,输出值将升为正确的值。
HART 模拟模块的基本功能
概述
“HART”代表可寻址远程传感器高速通道。HART 是 HART 通讯基金会的注册商标。
HART 模拟量模块是指除模拟量值外还可以执行 HART 通讯的模拟量模块。HART 模拟量模块
可以用作 HART 现场设备的 HART 接口。因此,可以参数化 HART 现场设备,也可以通过模
块读出诊断状态。
使用 HART
简介
本章从用户的视角对 HART 进行简介:
• HART 的定义
• HART 模拟量模块的优点
• HART 的典型应用
定义
HART 功能可以将模拟量模块与其它数字通讯选项一起使用。HART 协议已成为使用智能现
场设备进行通讯的事实标准协议:HART 是 HART 通讯基金会 (HCF, HART Communication
Foundation) 的注册商标,该基金会拥有 HART 协议的所有权利。
HART 的优点
使用 HART 模拟量模块具有以下优势:
• 模拟量模块的针角兼容:电流回路 4 到 20 mA
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