Siemens PLC'nin çeşitli ortak bağlantıları ve iletişim protokolleri
Bugün sizlerle Siemens PLC'nin birkaç ortak bağlantı portunu ve iletişim protokolünü paylaşacağım.
İlk büyük soru RS232 arayüzü ile RS485 arayüzü arasındaki fark
1. Arayüzün fiziksel yapısı
1. RS232 arayüzü:
Bilgisayar iletişim arayüzlerinden biri, genellikle RS-232 arayüzü 9 pin (DB-9) veya 25 pin (DB-25) şeklinde görünür.Genel olarak, bir kişisel bilgisayarda iki set RS-232 arayüzü vardır. Bunlar sırasıyla COM1 ve COM2 olarak adlandırılır.
2. RS485
RS485'in belirli bir fiziksel şekli yoktur ve projenin gerçek durumuna göre benimsenen bir arayüzdür.
İkincisi, arayüzün elektronik özellikleri
1. RS232: İletim seviyesi sinyal arayüzünün sinyal seviyesi değeri yüksek ("1" sinyali "-3V ila -15V", "0" sinyali "3 ila 15V"), arayüz devresinin çipine zarar vermek kolaydır ve TTL seviyesi nedeniyle (0 ~ " < 0,8v ", 1 ~" > 2.0V ) uyumlu değildir, bu nedenle TTL devresine bağlanmak için bir seviye dönüştürme devresi kullanmanız gerekir Ek olarak, anti-parazit yeteneği zayıftır.
2. RS485: İletim diferansiyel sinyal mantığı "1", iki tel arasındaki voltaj farkı ile + (2-6) V olarak temsil edilir; mantık "0", iki tel arasındaki voltaj farkı ile - (2-6) V olarak temsil edilir. Arayüz sinyal seviyesi RS-232'den düşüktür, arayüz devresinin çipine zarar vermek kolay değildir ve seviye TTL devresi ile kolayca bağlanabilen TTL seviyesi ile uyumludur.
3. İletişim mesafesinin uzunluğu
1. RS232: RS232 iletim mesafesi sınırlıdır, maksimum iletim mesafesi standart değeri 15 metredir ve yalnızca noktadan noktaya iletişim, maksimum iletim hızı 20kB / s'dir.
2. RS485: RS485'in maksimum kablosuz iletim mesafesi 1200 metredir. Maksimum aktarım hızı 10 Mbps'dir ve maksimum iletişim mesafesine 100Kb / S aktarım hızı altında ulaşılabilir. Empedans uyumu kullanılarak, düşük zayıflama özel kabloları 1800 metreye ulaşabilir! 1200 metreden fazla, tekrarlayıcılar ekleyebilir (8'e kadar), böylece iletim mesafesi 10Km'ye yakın olur.
4. Çok noktalı iletişimi destekleyebilir mi?
RS232: RS232 arayüzü, veri yoluna yalnızca bir alıcı-vericinin bağlanmasına izin verir ve çok istasyonlu alıcı-verici yeteneklerini destekleyemez, bu nedenle çok noktalı iletişimle değil, yalnızca noktadan noktaya iletişim kurabilir.
RS485: RS485 arayüzü, veri yoluna 128 adede kadar alıcı-vericinin bağlanmasına izin verir. Yani, çok istasyonlu iletişim yeteneğine sahiptir, böylece kullanıcılar bir cihaz ağını kolayca kurmak için tek bir RS485 arayüzü kullanabilir.
Beş, iletişim hatlarının farkı
RS232: Üç çekirdekli bükümlü çift, üç çekirdekli korumalı tel vb. Kullanılabilir.
RS485: İki damarlı çift bükümlü kablo, iki damarlı blendajlı kablo vb. Kullanılabilir. Sıradan çift bükümlü kablolar, düşük hızlı, kısa mesafeli ve parazitsiz durumlarda kullanılabilir.Aksine, yüksek hızlı ve uzun süreli iletimde, empedans uyumlu RS485 özel kablolar (genellikle 120) (STP-120 (RS485 ve CAN) bir çift 18AWG) ve zırhlı bükümlü çift korumalı kablolar (ASTP-120 (RS485 ve CAN için), bir çift 18AWG) zorlu parazit ortamlarında kullanılmalıdır.
Ek: RS232 iletim mesafesi 15 metre kadar kısa olduğuna göre, bunun etkisi nedir? Aslında, yaygın olarak kullanılır ve izleme, diğer ekipman yükseltmeleri veya hata ayıklama gibi çeşitli cihazlara bağlanabilir, buna ihtiyaç duyabilir. İşlev USB'ye yakındır USB bağlantı noktaları gittikçe yaygınlaştıkça, USB'yi RS-232'ye veya diğer arabirimlere dönüştüren daha fazla dönüştürme cihazı olacaktır. Daha fazla RS-232 cihazı, yalnızca daha yüksek aktarım hızına ulaşan ve gerçek tak ve çalıştır gerçekleştiren değil, aynı zamanda USB arabiriminin uzun mesafelerde iletilememesi eksikliğini de çözen (USB iletişim mesafesi 5 metredir) USB arabirimi üzerinden bağlanabilir.
Ö
Sıcak tutmayı unutma
İkinci büyük sorun : Birkaç yaygın iletişim protokolü
Bu soruya başlamadan önce, daha önce kafam karışmış bir soruyu anlamalıyız.
RS485 ve MODBUS arasındaki fark:
RS485, basit bir donanım olan fiziksel bir arayüzdür. MODBUS, farklı üreticilerin cihazları arasında (genellikle endüstriyel amaçlar için) veri alışverişi yapmak için kullanılan uluslararası standart bir iletişim protokolüdür; sözde protokol, yukarıda adı geçen "dil" veya basitçe yazılım olarak da anlaşılabilir. Normal şartlar altında, iki cihaz MODBUS protokolü üzerinden veri iletir: RS232 ilk olarak donanım arayüzü olarak kullanıldı (yani, sıradan bir bilgisayardaki seri iletişim portu (seri port)); RS422 de kullanılır ve ayrıca yaygın olarak kullanılan RS485 de vardır, bu arayüz İletim mesafesi uzundur ve genel endüstriyel sahnelerde daha çok kullanılır. MODBUS protokolü üç moda ayrılmıştır: MODBUS RTU, MODBUS ASCII ve daha sonra geliştirilen MODBUS TCP. İlk ikisi (MODBUS RTU, MODBUS ASCII) tarafından kullanılan fiziksel donanım arayüzlerinin tümü seri (Seri) iletişimdir (RS232, RS422, RS485). Ve MODBUS TCP, bugün dünyanın gelişme trendine uyacaktır.Veri iletmek için her şey Ethernet veya İnternet ile bağlanabilir. Böylece MODBUS TCP modu tekrar üretilir.Bu modun donanım arayüzü bilgisayarlarımızda genellikle kullanılan ağ portu olan Ethernet (Ethernet) portudur.
O zaman bir resim aracılığıyla S7-200 PLC tarafından desteklenen birkaç iletişim protokolünü anlayabiliriz.
1. PPI haberleşmesi: Siemens tarafından s7-200 serisi plc için özel olarak geliştirilmiş bir haberleşme protokolüdür. S7-200CPU'da üretilmiştir. PPI protokolü fiziksel olarak RS-485 portuna dayanır ve PPI iletişimi korumalı bükümlü çift aracılığıyla gerçekleştirilebilir. PPI protokolü, bir ana-bağımlı protokoldür. Ana istasyon cihazı, bağımlı istasyon cihazına bir istek gönderir ve bağımlı istasyon cihazı yanıt verir ve bağımlı istasyon aktif olarak bilgi gönderemez. Ana istasyon, PPI protokolü tarafından yönetilen paylaşılan bağlantı ile bağımlı istasyon ile iletişim kurar. PPI protokolü, herhangi bir bağımlı istasyonla iletişim kuran ana istasyon sayısını sınırlamaz, ancak bir ağda ana istasyon 32'yi geçemez. PPI protokolünün en temel amacı, Siemens Step7-Micro / Win programlama yazılımının programları yüklemesine ve indirmesine ve Siemens insan-makine arayüzünün PC ile iletişim kurmasına izin vermektir. 2. MPI iletişimi: MPI (çok noktalı arabirim) SIMATIC s7 çok noktalı iletişimin arabirimidir.Az sayıda site arasında iletişim için uygun bir ağdır.Çoğunlukla üst bilgisayar ile az sayıda PLC arasında kısa mesafeli iletişim için kullanılır. S7-300 veya s7-400'ün CPU'sunun MPI programlama bağlantı noktasını ve s7-200CPU'nun PPI iletişim bağlantı noktasını Profibus kablosu ve konektörü ve ayrıca programlama bağlantı noktası (üst bilgisayar ağ kartının MPI / DP bağlantı noktası) aracılığıyla birbirine bağlayın ) Profibus veya MPI kablo bağlantısı ile gerçekleştirilebilir. Tabii ki, ağ PC'yi değil, sadece plc'yi içerebilir. MPI'nin iletişim hızı 19,2k 12mbit / s'dir, ancak s7-200CPU'nun iletişim bağlantı noktasına doğrudan bağlanan MPI ağının maksimum hızı genellikle 187,5kbit / s'dir (maksimum s7-200CPU iletişim hızı ile sınırlıdır). MPI ağında 32'ye kadar istasyon olabilir, bir ağ segmentinin en uzun iletişim mesafesi 50 metredir (iletişim baud hızı 187.5kbit / s olduğunda) ve daha uzun iletişim mesafesi rs-485 tekrarlayıcı ile uzatılabilir. MPI, ana-ana iletişim ve ana-bağımlı iletişimine izin verir ve her s7-200CPU iletişim bağlantı noktası için bağlantı sayısı 4'tür.
MPI protokolü bir s7-200 CPU ile bir PPI master olarak iletişim kuramaz, yani s7-300 veya s7-400 s7-200 ile iletişim kurduğunda, s7-200 CPU'nun artık PPI master olamayacağından ve Micro / Win'in MPI'yi geçemeyeceğinden emin olunmalıdır. Protokol, ÜFE ana istasyonu olarak s7-200CPU'yu ziyaret eder. s7-200CPU yalnızca MPI slave olarak kullanılabilir, yani s7-200CPU birbirleriyle MPI ağı üzerinden iletişim kuramaz, ancak birbirleriyle yalnızca PPI aracılığıyla iletişim kurabilir.
3. Modbus, Modicon (şimdi bir Schneider Electric markası) tarafından 1979'da icat edildi ve endüstriyel alanlarda gerçekten kullanılan dünyanın ilk veri yolu protokolüdür. Ethernet tabanlı dağıtılmış Modbus uygulamasını daha iyi yaygınlaştırmak ve tanıtmak için Schneider, Modbus protokolünün mülkiyetini IDA (Dağıtılmış Otomasyon Arayüzü) organizasyonuna devretti ve Modbus-IDA organizasyonunu kurdu, Modbus'un gelecekteki gelişimi için temel attı. Çin'de Modbus, ulusal standart GB / T19582-2008 haline geldi. Eksik istatistiklere göre: 2007 yılı itibarıyla kurulan Modbus düğümlerinin sayısı 10 milyonu aşmıştır.
Modbus protokolü, elektronik kontrolörlere uygulanan evrensel bir dildir. Bu protokol aracılığıyla, denetleyiciler birbirleriyle, denetleyicilerle bir ağ (Ethernet gibi) ve diğer aygıtlar aracılığıyla iletişim kurabilir. Genel bir endüstri standardı haline geldi. Bununla, farklı üreticiler tarafından üretilen kontrol ekipmanı, merkezi izleme için endüstriyel bir ağa bağlanabilir. Bu protokol, bir denetleyicinin ne tür bir ağ üzerinden iletişim kurduğuna bakılmaksızın tanıyabileceği ve kullanabileceği mesaj yapısını tanımlar. Diğer cihazlara erişim talep eden bir denetleyicinin sürecini, diğer cihazlardan gelen isteklere nasıl yanıt verileceğini ve hataların nasıl tespit edilip kaydedileceğini açıklar. Mesaj alanı yapısının ve içeriğinin genel biçimini formüle etmiştir. Modbus, tek ana bir ana / bağımlı iletişim modudur. Bir Modbus ağında aynı anda yalnızca bir ana istasyon ve birkaç bağımlı istasyon olabilir.
Modbus aşağıdaki özelliklere sahiptir:
1. Standart ve açık kullanıcılar, Modbus protokolünü ücretsiz ve güvenle, lisans ücreti ödemeden kullanabilir ve fikri mülkiyet haklarını ihlal etmeyecektir. Şu anda Modbus'ı destekleyen 400'den fazla üretici ve Modbus'ı destekleyen 600'den fazla ürün bulunmaktadır.
2. Modbus, RS-232, RS-485, vb. Gibi çeşitli elektrik arabirimlerini destekleyebilir ve ayrıca bükülü çift, optik fiber, kablosuz vb. Gibi çeşitli ortamlarda da iletilebilir.
3. Modbus çerçeve formatı basit, kompakt ve anlaşılması kolaydır. Kullanıcılar için kullanımı ve üreticilerin geliştirmesi kolaydır.
S7-200'ün Modbus iletişimi:
S7-200 sadece Modbus RTU protokolünü destekler, Modbus ASCII protokolünü desteklemez;
Dört, ProfiBus iletişimi
Pek çok fieldbus ailesinin bir üyesi olan ProfiBus, Avrupa endüstrisinde en yaygın kullanılan fieldbus standartlarından biridir ve aynı zamanda güncel uluslararası fieldbus standartlarından biridir. ProfiBus, birim seviyesine ve saha seviyesine ait olan ve orta ve küçük miktarlarda veri iletimi için uygun olan bir SIMITAC ağıdır. Açıklığı, birçok üreticinin ProfiBus protokolüne uygun kendi ürünlerini geliştirmesine olanak tanır ve bu ürünler aynı ProfiBus ağına bağlanabilir.
ProfiBus bir elektrik ağıdır.Fiziksel iletim ortamı korumalı bükümlü çift, optik fiber ve kablosuz iletim olabilir. Resmi olarak 1989'da uluslararası fieldbus standardı haline geldi. PROFIBUS, ekipman üreticilerine bağlı olmayan uluslararası, açık, bir fieldbus standardıdır.İletim hızı 9.6kbaud ~ 12Mbaud aralığında seçilebilir.Bara sistemi başlatıldığında, veriyoluna bağlı tüm cihazlar Aynı hız. PROFIBUS, üretim otomasyonu, proses endüstrisi otomasyonu ve binalar, ulaşım ve güç gibi diğer alanlarda otomasyonda yaygın olarak kullanılmaktadır. PROFIBUS ayrıca fabrika otomasyonu atölye seviyesinde izleme ve saha cihazı seviyesinde veri iletişimi ve kontrolü için kullanılan bir fieldbus teknolojisidir. Dağıtılmış dijital kontrol ve saha iletişim ağı, entegre fabrika otomasyonu ve saha ekipmanı zekasının gerçekleştirilmesi için uygulanabilir bir çözüm sağlamak üzere saha ekipman seviyesinden atölye seviyesinde izlemeye kadar gerçekleştirilebilir.
Beş, USS iletişimi
USS (Universal Serial Interface), Siemens tarafından sürücü cihazları için özel olarak geliştirilmiş bir iletişim protokolüdür ve yıllar içinde sürekli bir geliştirme ve iyileştirme sürecinden geçmiştir. Başlangıçta USS, sürücü cihazının parametreleştirilmiş çalışması için kullanıldı, yani daha çok parametre ayarına yönelikti. Sürücü cihazlarının ve işletim panellerinin bağlantısında ve hata ayıklama yazılımında (DriveES / STARTER gibi) yaygın olarak kullanılır.
Son zamanlarda, basit protokolü ve düşük donanım gereksinimleri nedeniyle USS, genel düzeyde iletişim kontrolünü elde etmek için kontrolörler (PLC gibi) ile iletişim kurmak için giderek daha fazla kullanılmaktadır. (Not: USS, düşük maliyetli, nispeten basit bir iletişim kontrol yöntemi sağlar. Kendi tasarımı nedeniyle USS, iletişim hızı ve veri iletimi için yüksek gereksinimlerin olduğu durumlarda kullanılamaz. Bu yüksek iletişim gereksinimlerinde Bazı durumlarda, PROFIBUS-DP, vb. Gibi daha iyi gerçek zamanlı performansa sahip bir iletişim yöntemi seçilmelidir. Sistemi tasarlarken, USS'nin bu sınırlaması dikkate alınmalıdır.
Örneğin, yüksek hızlı senkronizasyon gereksinimleri olan bazı uygulamalarda (kağıt yapımı üretim hatları gibi) düzinelerce hatta düzinelerce invertör için USS iletişim kontrolünü kullanırsanız, etki hayal edilebilir.
Tüm Siemens invertörleri bir RS485 iletişim portu ile donatılmıştır, PLC ana istasyondur ve iletişim hattında slave istasyon olarak maksimum 31 invertöre izin verilir.Her bir invertörün adresine göre veya yayın yoluyla, haberleşme ihtiyacı olan invertörlere erişebilirsiniz. Yalnızca ana istasyon bir iletişim talep mesajı gönderebilir Mesajdaki adres karakteri, veri aktaracak olan bağımlı istasyonu belirtir.İlave istasyon, ana istasyondan istek mesajını aldıktan sonra yalnızca ikincil istasyona veri gönderebilir. Veriler arasında doğrudan alışveriş yapılamaz. USS protokolünü kullanmadan önce, Siemens talimat kitaplığını kurmanız gerekir. USS protokol talimatları, STEP7-MICRO / WIN32 komut ağacının kütüphane klasöründedir STEP7-MICRO / WIN32 komut kütüphanesi USS protokolünü desteklemek için 14 alt program, 3 kesme programı ve 8 talimat sağlar. Bir talimat çağırırken, bir veya birkaç alt program otomatik olarak eklenecektir.
USS protokolünün temel özellikleri aşağıdaki gibidir:
Çok noktalı iletişimi destekleyin (böylece RS 485 ve diğer ağlara uygulanabilir)
Tek ana istasyon "ana-bağımlı" erişim mekanizmasını benimseyin
Bir ağda 32 adede kadar düğüm olabilir (31 adede kadar slave)
Basit ve güvenilir mesaj formatı, veri aktarımını esnek ve verimli hale getirir
Uygulaması kolay ve düşük maliyetli
USS'nin çalışma mekanizması, iletişimin her zaman ana istasyon tarafından başlatılmasıdır. USS ana istasyonu, her bir bağımlı istasyonu sürekli olarak sorgular.İlave istasyon, alınan talimatlara göre yanıt verip vermeyeceğine ve nasıl yanıt vereceğine karar verir. Slave asla aktif olarak veri göndermez. Slave, aşağıdaki koşullar karşılandığında yanıt verir:
1. Alınan ana istasyon mesajında hata yok
2. Ve ikincil istasyon, ana istasyon tarafından alınan mesajda adreslenir
