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一、rs-232、rs-422与rs-485的由来
rs-232、rs-422与rs-485都是串行数据接口标准,较初都是由工业协会(eia)制订并发布的,rs-232在1962年发布,命名为eia-232-e,作为工业标准,以保证不同厂家产品之间的兼容。rs-422由rs-232发展而来,它是为弥补rs-232之不足而提出的。为改进rs-232通信距离短、速率低的缺点,rs-422定义了一种平衡通信接口,将传输速率提高到10mb/s,传输距离延长到4000英尺(速率低于100kb/s时),并允许在一条平衡总线上连接较多10个。rs-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范,被命名为tia/eia-422-a标准。为扩展应用范围,eia又于1983年在rs-422基础上制定了rs-485标准,增加了多点、双向通信能力,即允许多个发送器连接到同一条总线上,同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性,扩展了总线共**围,后命名为tia/eia-485-a标准。由于eia提出的建议标准都是以“rs”作为前缀,所以在通讯工业领域,仍然习惯将上述标准以rs作前缀称谓。
rs-232、rs-422与rs-485标准只对接口的特性做出规定,而不涉及接插件、电缆或协议,在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。因此在视频界的应用,许多厂家都建立了一套高层通信协议,或公开或厂家少见使用。如录像机厂家中的sony与松下对录像机的rs-422控制协议是有差异的,视频服务器上的控制协议则更多了,如louth、odetis协议是公开的,而probbbb则是基于profile上的。
二、rs-232串行接口标准
目前rs-232是pc机与通信工业中应用较广泛的一种串行接口。rs-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。rs-232采取不平衡传输方式,即所谓单端通讯。
该模块通过以下方式减轻了 CPU 负荷:
直接连接 24 V 增量编码器、方向编码器、表头和 NAMUR 传感器。
通过内置的数字量输入直接连接门信号(如光栅)。
通过内置的数字量输出提供比较功能和响应输出。
可提供下列内容:
用于加/减计数的 8 个通道;32 位
计数/测量频率高达10 kHz(24 V增量编码器)或 20 kHz (24 V 方向编码器、启动设备或 NAMUR 编码器)
计数范围 +31 位
计数:连续/单次/周期
测量:频率、速度和周期
剂量装置
单倍、双倍或四倍估算
直接连接增量编码器;24 V 编码器、方向编码器、启动设备或 NAMUR 编码器
通过数字量输入(硬件门)电平和软件控制(软件门)实现门控制
计数器以定义的初始值加载
可定义比较值的比较功能
在达到一个比较值或**出一个范围时发出报警响应
输出信号(24 V 电平),通过比较功能控制:从比较值到计数范围限值的连续信号
标准功能块 | |
CNT2_CTR (FC 2) | 控制 FM 350-2 软件门和数字量输出 |
CNT2_WR (FC 3) | 将计数器值、限值和比较值写入 FM 350-2 |
CNT2_RD (FC 4) | 从 FM 350-2(各有 4 个通道)读出当前计数值和测量值, |
DIAG_RD (FC 5) | 以便在诊断中断的情况下提供 FM 350-2 的诊断信息 |
工作原理
SIPLUS FM 350-2 计数器模块对来自
24 V 增量式编码器,
方向编码器的脉冲进行记录
启动器
NAMUR 传感器
根据直接连接的门信号
在两个计数方向上对比计数值和规定对比值
FM 350-2 提供了 7 种不同工作模式,可快速、简便地适应特定应用。除“计量"工作模式以外,所有通道都可在任意工作模式下被独立使用:
工作模式: | |
连续计数 | 在门电路被启用时,模块(从开始值起)在下限值和上限值之间连续计数。 |
仅计数一次 | 在门电路被启用时,根据主计数方向从开始值到上限值或下限值进行一次计数。 |
主计数方向向上:从 0 至可参数化满标度值 | |
主计数方向向下:从可参数化刻度起始值至 0 | |
周期计数 | 在门电路被启用时,根据主计数方向(从开始值起)在参数化计数范围内进行周期性计数。 |
主计数方向向上:从 0 至可参数化满标度值 1 进行周期性计数 | |
主计数方向向下:从可参数化刻度起始值至 1 进行周期性计数 | |
频率计数 | 在门电路被启用时,对所有在可参数化时间帧内收到的脉冲进行计数并由此确定频率。 |
速度测量 | 在门电路被启用时,对所有在可参数化时间帧内收到的脉冲进行计数并由此确定速度。 |
循环时间测量 | 在门电路被启用时,对所有在可参数化时间帧内收到的脉冲进行计数并由此确定速度。 |
剂量装置 | 4 个计数器通道被组合在一起以形成一个通道。在门电路被启用时,根据主计数方向从开始值到上限值或下限值进行一次配比。 |
主计数方向向上:从 0 至可参数化满标度值 | |
主计数方向向下:从可参数化刻度起始值至 0 |
有两种方法可用来将响应输出到过程:
数字量输出:
数字量输出直接分配到每个计数器通道,从而实现快速响应。
底板总线:
FM 350-2 可通过集成背板总线发送过程中断至 CPU。
CPU 发生故障时提供以下几种备选方案:
故障响应 | 描述 |
取消操作 | 立即中断输出,取消计数/测量过程。 |
继续 | 甚至在 CPU 重启之后,该模块也会继续计数/测量而不发生变化 |
切换到替换值 | 取消运行的计数/测量过程。通过模块逐个渠道应用输出端配置的替代值 |
保持后一个数值 | 取消运行的计数/测量过程。模块的输出在取消前被立即冻结 |
参数分配
通过 STEP 7 以参数化屏幕形式进行参数设置为此提供一个组态软件包:
起动
根据内附的带有组态软件包的 4 页简要说明可快速、简单地启动模块,并可通过具体实例进行长达 1 小时的功能应用。必须要考虑以下的步骤:
前提条件
将组态软件包安装在编程设备上
对FM 350-2进行安装和接线
生成计数器 DB
FM 350-2 的参数设定
在用户程序中的集成
诊断
另一个实例用于定位和适用于所需应用程序
ASM 456 和 RF160C 由基本模块和接线盒组成,接线盒需要单独订购。在连接 PROFIBUS 时,客户可选择 ECOFAST 和 M12, 7/8" 连接。
长度为 2 m 到 50 m 的读写装置预接线电缆用于将一个或两个读写装置/SLG 连接到通信模块。也可以根据需要由客户自制。
PROFIBUS DP 程序符合标准 EN 50170 Vol. 2 PROFIBUS 的要求,用于实现通信模块和 SIMATIC S7(或者任何其它 PROFIBUS 主站)之间的通信;MOBY 程序则用于 ASM 和电子标签之间的通信,并部署在通信模块上。
可以按下列方法访问电子标签中的数据:
通过地址直接寻址
通过 MOBY 文件处理程序(仅适用于 RF300),使用文件名(仅适用于ASM 456),均可以方便地实现
在 PROFIBUS DP上,通信模块占有一个总线节点地址,该地址可以通过接线盒设置。使用设备主文件 (GSD),可以将通信模块集成在硬件组态之内。此后,使用 SIMATIC Manager 的 HW_Config 或者其它 PROFIBUS 工具,可以对通信模块进行组态。
出错报文和运行状态(现场电子标签,传输状态等)也可以通过 LED 显示,以便进行调试和维修。
ASM 456 和 RF160C 有两个读写装置接口,该接口还可以为读写装置供电。在通信模块内部,读写装置的电源部分采用了一个电子熔断器进行保护。如果读写装置需要大于 400 mA 的电流(如 RF290R),那么为了避免**出允许电流,在通信模块上只能操作一个读写装置。
ASM 456
ASM 借助于(FB/FC45、FB/FC55)直接访问电子标签中或数据矩阵码中的数据,或使用 MOBY 文件处理器程序 (FC56) 和文件名,更方便地访问数据。通信模块经由 PROFIBUS DP V1 以非循环模式运行。然后,大量的数据即可与通信模块之间进行传输,而不会使 PROFIBUS 过载。这在传输大量数据时有很多优点。另外,在这种模式下,通信模块可以较为快速地处理链接的电子标签指令。
SIMATIC S7 中的功能块 FB101/116/132 或 Ident 库 可用于“RFID 标准协议"模式。Ident 库 集成在 TIA 博途中,并提供很容易设置参数的功能。通信模块也通过“RFID 标准协议"模式集成在 SIMOTION 中。
SIMATIC RF160C
可以通过地址访问电子标签中的数据。SIMATIC S7 可以使用功能块 FC44 完成该工作。RF160C 工作于 PROFIBUS DP-V0上的循环模式。这确保,各种情况下的数据通信都有确定的响应时间。当大型总线组态中传输大容量数据时,应该采用工具对数据流量进行测试。该工具随“RFID 系统、软件和文档"DVD 一起提供。RF160C 的编程接口的使用较其方便,可以在任何一个控制器内地完成编程工作。因此,RF160C 尤其适合与非西门子控制器和早期的 PROFIBUS 主站一起工作