1 系統組成及設備之間的通信方式
1.1 系統組成
系統由昆侖通態TPC7063E 觸摸屏、西門子S7-300 模塊, 以及用于兩者之間數據轉換的PCAdapter 等組成。TPC7063E 不僅具有與眾多硬件交互功能,它可以方便地讀寫各種PLC、智能儀表、智能模塊、變頻器等工控設備的數據,而且還具有強大的網絡通信功能,支持串口通信及以太網通信方式。西門子S7-300 模塊用來完成數據采集、處理以及輸入輸出控制功能。PC Adapter 完成將MPI 通信信號轉換為RS232 串口信號,從而完成MPI 數據通信功能。
1.2 觸摸屏與PLC 之間的通信方式
觸摸屏與S7 300PLC 之間采用MPI 通信方式。
MPI 是多點接口(Multi Point Interface)的簡稱,是西門子公司開發的用于PLC 之間通訊的保密的協議,它的物理層是RS-485。MPI 通訊是當通信速率要求不高、通信數據量不大時,可以采用的一種簡單經濟的通訊方式。MPI 網絡的通信速率為19.2 Kbps~12 Mbps,最多可以連接32 個節點。MPI 網絡有一個網號,在組建MPI 網絡前,要為每一個節點分配一個MPI 地址和1 個最高MPI 地址,使所有通過MPI連接的節點能夠相互通信。PLC 通過此接口建立與觸摸屏TP7063E 通信。STEP7 的用戶界面提供了通信組態功能,使通信的組態比較簡單。
MCGS 嵌入版組態軟件支持TPC7063E 觸摸屏。其內的提供的S7300_400MPI 構件用于MCGS軟件通過MPI 適配器讀寫西門子S7-300/400 系列PLC 設備的各種寄存器。驅動類型為串口子設備,須掛接在“通用串口父設備”才能工作,通信協議為MPI, 通信方式為一主一從通令方式。驅動構件為主,PLC 設備為從。
1.3 系統設計與驗證
為了驗證系統運行的可靠性,本方設計了一個控制系統。它由3 部分組成,
①現場級設備。包括溫度、壓力、水位傳感器以及水泵運行控制柜;
②PLC處理級設備。它們完成數據的下載、處理及通信功能,主要包括電源模塊1、CPU 模塊2、以太網模塊3和模擬模塊4;
③管理級設備。主要是采用昆侖通態的TPC7063E 觸摸屏, 主要負責現場級設備數據的監測和控制。
系統整體結構如圖1 所示。
通過S7-300PLC 與昆侖通態TPC7063E 觸摸屏的MPI 通信,控制系統方案要求實現以下基本功能:
(1)觸摸屏上的儀表可以顯示溫度、壓力、及水位值;
(2)通過操作觸摸屏上的開閥、關閥命令,實現對水泵的控制;
(3)通過操作起停按鈕,觸摸屏能正確反映各點的變化情況;
(4)在觸摸屏上輸入設定的水位值,如果超過設定水位,開泵,反之關泵;
(5)可以設定系統時間,并啟動時間,以便正確顯示年月日時分秒。
1.4 系統實現
(1)硬件連接
MCGS 軟件與設備通訊之前, 必須保證通訊連接及適配器正確。通訊時, 要使用標準西門子MPI適配器與上位機RS232 口通訊。工程中常用的西門子MPI 適配器有2 種型號, 分別為6ES7 972 -0CA23-0XA0 和6ES7 972-0CA20-0XA0。適配器的串口通訊的波特率可通過適配器上的DIP 開關進行設置,且必須與上位機Set&nb