西门子模块6ES7332-7ND02-0AB0型号规格

西门子模块6ES7332-7ND02-0AB0型号规格

1 前言

    某钢铁厂造型生产线一直以来使用美国TEXAS INSTRUMENTS 公司的MEDEL 560 PLC系统，采用模拟盘操作显示。由于该系统为上世纪80年代的产品，已经严重老化，没有备件更新。因此，生产线急需进行改造。

   根据现场情况，拟设计一套控制系统对生产装置进行控制。新系统要求有数据采集和存储、流程显示及控制、连锁、报警报表, 安全维护等功能。而且稳定可靠，监控画面符合操作习惯。

2 现场总线选择

    在现场总线领域内,近十年来,世界上出现了多种有影响的现场总线.现已成为德国和欧洲标准的PROFIBUS现场总线,是一种开放的、不依赖于生产厂家的通信系统,是一种比较成熟的总线.

    此造型生产线系统工艺复杂，I/O点较多且位置分散，其中数字I/O信号184点，模拟信号64路，这些信号分布在整个车间，控制并监测着每部机器的正常运行。基于上述原因,我们在此生产线技术改造工程中采用了PROFIBUS-DP过程现场总线技术, 实现了生产过程的通信、分布式控制、上位机的集中监控及可视化等功能.

3 PLC控制系统设计

        PLC选型根据通用性、标准性、可靠性等原则，并考虑高的性能价格比，故新建系统采用德国SIEMENS S7-400 PLC作为数据采制系统，上位机采用WINCC5.0作为组态软件。

SIEMENS 公司是国际上**的大公司，其PLC系统成熟、性能稳定、价格适中、备件方便，是一款性能价格比比较高的PLC系统。SIEMENS S7-400 PLC系统采用工业PROFIBUS 局域网形式，结构安全、稳定、可靠、可扩充性强。本设计考虑PLC和扩展单元之间PROFIBUS连接，PLC和总站之间使用ETHERNET连接。这样的设计使得PLC系统相对独立，而操作站与其他网络的连接较为灵活。

3.1系统设计

    系统网络结构分为二层，即下层控制网和上层管理网。下层控制网采用双芯屏敝电缆，适合PROFIBUS国际标准，满足现场信号的采集、处理和控制器的通讯，为PROFIBUS-DP现场通讯网。上层管理网分为TCP/IP协议的管理以太网，通过OS站、ES站上的网卡连接，主要实现工程师和操作员站之间文件管理。

3.2软件及组态设计

    操作员站OS和工程师站ES均采用微软中文版bbbbbbS 2000和Internet explorer 6.0，使得除工程师组态以外的所有信息、界面均实现汉化。

    操作员站另加载了SIMATIC WINCC RT 64K Tags、 NET Profibus-S7、PDM等软件。

硬件组态也是一种图形化的组态方式，十分方便。对某一过程站而言，实际带有若干ET200远程 I/O，组态画面中，就在该过程站后的PROFIBUS-DP网络线上拖放几个IM153模块形成几个ET200远程I/O接点（本系统根据实际需要选用7个从站）。硬件组态中的所有模块，都可以从S7提供的元件库中找到相应型号、定货号的模块，将其拖放至与实际安装相对应的位置即可。

    硬件组态配置完成后，下载到相应的过程控制站。这样，就使得实际硬件安装模件和硬件组态相一致，从而，I/O模块上的每一点的点号地址就得以确定。

系统欲留网络接口可以同公司局域网连接，相关信息画面通过IE浏览的方式在局域网上实现信息共享，为管理层提供必要的信息。

4 上位机及组态软件选型与设计

    上位机选用DELL计算机，DELL 21"平面直角CRT并配打印机。组态软件选用 SIMATIC 公司WinCC5.0组态软件。

系统主要特性为：

⑴图形用户界面（GUI）

        WinCC5.0允许用户使用易于理解和配置的工具为他们的应用程序快速开发定制的屏幕。

⑵分布式的历史数据系统

    分布式的历史趋势数据系统允许用户动态地为趋势图的每支笔*不同的历史文件数据源。这种特性允许操作员在同一个趋势图中查看本地WINCC的历史数据和SQL Server的历史数据。

⑶引用地址

    用户可以更改对数据源的引用，以便使用同一个标记名称多个数据源。

    以PC机为基础和标准的操作系统;可选不同容量规模;所有SA功能（开放的系统内核）：图形系统，报警信息系统，变量存档，用户档案库，报表系标准接口，编程接口;各种PLC系统的驱动软件。该软件全面开放，易于学习、使用，利于开发应用、维护管理。

5 结束语

    经实践证明，采用PROFIBUS-DP和Ethernet组建的工业网络控制管理系统实现了分布式控制，可大大降低现场连接工作量和费用，提高信号的传输精度与灵活性。采用SIEMENS S7-400 PLC以及WinCC5.0实现了控制手段的更新和控制效率的提高,使人机交互可视化以及生产管理与控制的一体化，给系统的安装、调试和设备维护带来方便。

一、 前言
辆是针对非常规车辆的统称，包括军事、医用、环保、建筑、起重等不同的分类。 　　因辆大多需要有动作机构，这些动作的控制大多采用 PLC 来完成。因辆工作环境差，通常需要这种** PLC 能够完成抗高低温、防水、防尘、防盐、冲击、振动等常规 PLC 无法胜任的工作。为此，德维森公司针对辆开发了**可编程控制器 V80-U。
二、 辆** PLC V80-U 特点
V80-U 系统结构与 V80 标准系统结构一致，技术指标和软件性能也与标准系统一致。V80-U 采用模块化结构，由一个本体单元和多个扩展单元构成，如下图所示。
V80-U 是在宽温系列的基础上改进而来，符合国 GJB150、GJB151A/152A，实现了高低温运行、储存、抗振、抗冲击、抗电磁干抗等方面的全面提升。
2.1 性能改进
1、温度范围
对 V80 标准型设计进行相应的改进，首先是结构材料的更换，包括 PCB 板材、塑料、开关、端子全部更换成级材料，保证在极端恶劣的环境下可靠的工作；然后是电子元器 　　件采更换为级的电子元件，包括电容、光耦、继电器在内的一些比较敏感的器件；较后是所有内部的接插件，为适应宽范围的应用将全部选用镀金的接插件，部分更是改成直接焊接，以减少冲击和温度变化造成的接触不良等。
2、抗冲击、抗振动
为了能达到的要求，我们在各层电路板上灌封了防火导热抗振硅胶。
3、防水防尘
目前为达到防水防尘的目的，V80-U 采用将 PLC 内置于防水防尘的电控箱内的方式，并且在 V80-U 模块内加灌硅胶。
4、抗电磁干抗
目前 V80-U 在抗快速脉冲群方面可以抵抗 5KHZ、10KHZ、100KHZ 的快速脉冲群达3000V 之高，其它的如静电、浪涌等方面也达到 IEC61131-2 的标准。
5、宽电源范围
直流输入范围可达 DC18~36V，交流输入范围可达 AC85~265V。
2.2 灌封用电子硅胶特点
专业设计：该产品专门根据电子，电器及其他应用需求设计开发，品质恒定。优良电气特性：该产品是较理想的电气及电子产品的绝缘密封材料，即使用於温度及湿度常有变化的场所也能 保有稳定的电气特性。
耐热、耐寒特性：该产品使用温度范围广泛，适用於-50℃~250℃。连续使用时从-40℃～180℃，也能保持稳定性能
耐候性：该产品具有优越抗紫外线、臭氧、水分、盐雾、霉菌等特性，既使在户外使用三十年也几乎不变质。
抗震性：具有弹性机能，吸收振动及激震，保护电气及电子零件、玻璃等易脆物质。 　　化学性能稳定：和一般**橡胶比较，抗化学物质及油剂特性特别优越。同时，有些产品绝不腐蚀金属
专业灌封：除去低分子量**矽产品，专业为电子，电器及一般工业设计的硅胶产品，获得UL、MIL等多种国际认。
2.3 通信接口与协议
三个通信接口其中一个 RS232、一个 RS485 和一个 CAN 接口，两个接口均可以支持编程和 ModBus 从协议，RS485 还支持Modbus 主协议，可以支持联网通信，CAN 接口用户层协议采用ModBus 的数据链路层。
通信接口的选择：
1、数字量 IO 通信：数字量 IO 的输出一般是继电器或晶体管输出，会存在抖动和时延的问题，造成误判和误动。同时，数字量 IO 的输入也是经过光耦进入 CPU 的，同样存在抖动和时延的问题。一般大家为了增强数字量 IO 口的抗干扰能力会在输入输出上加上下拉电阻，可以起到一定作用的，但无法从根本上解决，还会造成光耦的提前老化，从而使产品寿命减短。一般该通信方式的通信速度不应超过 10Hz，因为 PLC 的标准 IO 口的滤波时间是 10mS，再加上双方之间的错位与时延应为 30mS 以上，其通信距离应控制在 10m 以内。
2、RS232 通信：因为 RS232 是电平通信方式，因此无法抗共模干扰，一般要求 RS232 　　线不要超过 10 米，通信速率一般在 19200 以下才能在现场环境可靠通信。RS232 不适合作长时间高可靠要求的通信。
3、RS485 通信：RS485 是差分通信方式，可以有效的抗共模干扰，RS485 是许多种现场总线的物理层，包括 ModBus、ProfiBus 等。RS485 的通信速率为 1200 至 12M 之间，通信距离为 1000m 以内，与通信速率相关，如果波特率为 1.2M 则通信距离要在 300m 以内。
4、CAN 通信：CAN 是为汽车内部控制开发的现场总线，目前在其它工控现场也得到了广泛的应用。优点是速度快，可靠性高，但缺点是单帧的通信流量比较低，无效字符占的比例较多。
三、 结论
V80-U 是专门针对辆开发了** PLC，具备以下性能优势：
1、 宽温范围
运行环境温度为-40℃ ～ 80℃。
2、 抗冲击振动
模块内灌封了防火导热抗振硅胶。
3、 防水防尘
PLC 内置于防水防尘的电控箱因此，V80-U 能够完全满足辆对抗高低温、防水、防尘、防盐、冲击、振动等常规 PLC 无法胜任的工作的特殊要求。

概述
---- 本例说明如何以自由协议实现S7-200与M20 GSM Modem的通信。可实现的功能为：当M20收到GSM短信息时，可以自动向发送方回发一条短信息，信息的内容由用户自行定义。

  AT指令：
---- 本例中使用的AT指令主要有四个：

短信息格式选择指令CMGF
---- M20支持两种格式的短信息，PDU格式和TEXT格式。
---- AT+CMGF=0 设置短信为PDU格式（默认）
---- AT+CMGF=1 设置短信为TEXT格式
---- 本例中将使用TEXT格式，因此必须对M20进行初始化。

读短信息指令CMGR
---- 指令格式为：AT+CMGR=< index >，index一般为1到15的整数，视SIM卡的容量而定，它表示所要阅读的短信息在SIM卡中的存储位置。在本例中，由于收到的短信息在阅读后都会被删除，因此每次收到的短信息都会被保存到**个存储位置，在收到短信息后，用AT+CMGR=1即可阅读。

发送短信息指令CMGS
---- 指令格式为：AT+CMGS=< da >，da为目标手机号，如""。M20接到指令后返回一个"〉"提示输入短信内容，短信内容以CHR（26）结束。

删除息指令CMGD
---- 指令格式为：AT+CMGD=< index >，index与读指令中的index含义相同。本例中使用AT+CMGD=1来删除收到的息。
---- 注：所有的指令都以CHR（13）作为结束

  PLC程序执行过程：
---- PLC在**次扫描时执行初始化子程序，对端口及RCV指令进行初始化，并向M20发送AT+CMGF=1设置短信息格式为TEXT格式。初始化完成后，运行RCV指令使端口处于接受状态。
---- 当M20收到短信息时，会发送 +CMTI: "SM", 1 在PLC的接收完成中断中判断CMTI这四个字符来对M1.0进行置位，在主程序中通过该标志位调用ReadSMS子程序。
---- ReadSMS子程序中执行的操作为：复位子程序的触发条件（复位M1.0），置位M0.0，停止端口的接收，然后向M20发送AT+CMGR=1阅读收到的短信息。置位M0.0的目的是在发送完成中断中判断是哪个子程序执行了发送操作，从而重新对RCV指令进行设置，以接收Modem返回的信息（其他的子程序也采用了相同的做法：SendSM1的触发位为M1.1，子程序执行时置位M0.1；SendSM2的触发位为M1.2，子程序执行时置位M0.2；DelSM的触发位为M1.3，子程序执行时置位M0.3；ReSend的触发位为M1.4，子程序执行时置位M0.4）。Modem在接收到AT+CMGR=1后会将收到短信息的内容发送给PLC，信息的格式为：
---- +CMGR: "REC UNREAD","+86",,"02/03/05,13:44:12+32"
---- CALL ME
---- OK
---- 其中"CALL ME"为短信息的实际内容，该信息转换为十六进制的形式为：
---- 0D 0A 2B 43 4D 47 52 3A 20 22 52 45 43 20 55 4E 52 45 41 44 22 2C 22 2B 38 36 31 33 38 30 31 31 38 34 32 38 36 22 2C 2C 22 30 32 2F 30 33 2F 30 35 2C 31 33 3A 34 34 3A 31 32 2B 33 32 22 0D 0A 43 41 4C 4C 20 4D 45 0D 0A 0D 0A 4F 4B 0D 0A
---- 这样，在发送完成中断中，以M0.0为条件，将RCV指令的接收的起始字符设置为空格符CHR（32）（十六进制的20）用以接受M20发送的短信息内容。在接收完成中断中，用接受缓冲的**个字节等于CHR（32）来触发SendSMS1子程序。
---- SendSMS1子程序将从收到短信息的内容中提取出发送方的电话号码，并向M20发送AT+CMGS="发送方号码"，Modem在接到该指令后返回的信息为：
---- >
---- 对应的十六进制形式为：
---- 0D 0A 3E 20
---- 其中0D 0A为不可显示字符，20为空格符
---- 这样，在发送完成中断中以M0.1位条件设置接收的起始字符为"〉"CHR（62）用以接受M20发送的提示信息。在接收完成中断中，用接受缓冲的**个字节等于CHR（62）来触发SendSMS2子程序。
---- SendSMS2子程序将所要发送的内容加上结束字符CHR（26）发送个给M20。如果短信息正确发送，M20返回 +CMGS: xxx（xxx为该SIM卡已发送的数量）；如果信息未能正确发送，则M20返回 +CMS ERROR。在接收完成中断中，用CMGS来触发DelSMS子程序，用ERROR来触发ReSend子程序。
---- DelSMS子程序向M20发送AT+CMGD=1用来删除收到的息，ReSend子程序重新发送SendSMS1中的指令AT+CMGS=" 发送方号码"。
---- 点击下在原程序
---- 附：Modem发送的信息格式
---- 收到短信息时：
---- +CMTI: "SM", 1
---- 0D 0A 2B 43 4D 54 49 3A 20 22 53 4D 22 2C 20 31 0D 0A
---- 读取短信息内容时：
---- +CMGR: "REC UNREAD","+86",,"02/03/05,13:44:12+32"
---- CALL ME
---- OK
---- 0D 0A 2B 43 4D 47 52 3A 20 22 52 45 43 20 55 4E 52 45 41 44 22 2C 22 2B 38 36 31 33 38 30 31 31 38 34 32 38 36 22 2C 2C 22 30 32 2F 30 33 2F 30 35 2C 31 33 3A 34 34 3A 31 32 2B 33 32 22 0D 0A 43 41 4C 4C 20 4D 45 0D 0A 0D 0A 4F 4B 0D 0A
---- 发送短信息时：
---- >
---- 0D 0A 3E 20
---- 发送成功时：
---- +CMGS: 160
---- OK
---- 0D 0A 2B 43 4D 47 53 3A 20 31 36 30 0D 0A 0D 0A 4F 4B 0D 0A
---- 发送失败时：
---- +CMS ERROR: 500