本系統是東材科技集團某工廠生產工藝控制系統,該系統由工控機、觸摸屏、工業交換機、PLC、協議轉換器、變頻器、壓力傳感器、溫度傳感器、可燃氣體檢測傳感器、流量傳感器、液位傳感器、電磁閥等設備構成。其中,上位機使用的監控軟件為WINCC,觸摸屏為西門子觸摸屏Smart1000IE,交換機為ODOT-MS205T、PLC為西門子S7-1200PLC、協議轉換器為ODOT-DPM01、變頻器為VACON公司的 NXL系列變頻器。
由于系統中所使用的變頻器為VACON的 NXL系列變頻器,其只具有支持Modbus RTU協議的485接口,為了使PLC能夠準確控制變頻器的啟停以及輸出頻率并且監視其運行狀態,系統中使用了協議轉換器ODOT-DPM01用于實現變頻器的Modbus RTU通訊協議與PLC的Profibus DP通訊協議之間的相互轉換。
為了保證系統運行的可靠性,該系統選用了西門子觸摸屏,為了節約成本,系統選用了西門子Smart1000IE觸摸屏作為現場人機界面設備,Smart Line系列觸摸屏是西門子為S7-200以及S7-200Smart PLC專門開發的,無法直接與S7-300、S7-400、S7-1200等PLC通訊,所以使用了ODOT-MS205T工業交換機,該款交換機除具有十分高的可靠性外,還可以實現Smart1000IE、Smart700IE與S7-300、S7-400、S7-1200的數據通信。
系統通訊網絡拓撲圖如圖1所示:
系統中,PLC與變頻器之間通過協議轉換器ODOT-DPM01實現數據通訊,ODOT-DPM01使用十分方便,先在TIA Portal V13軟件中安裝其GSD文件,然后在"網絡視圖"界面的硬件目錄中用拖動的方式將ODOT-DPM01組態至對應的DP網絡中。如圖2所示:
圖2 組態協議轉換器
TIA Portal V13完成組態后網絡視圖如圖3:
雙擊各個協議轉換器,添加通訊命令如圖4:
圖4 插入通訊命令
單擊配置其DP從站地址如圖5:
圖5 設置網關DP從站地址
配置網關其他參數如圖6:
圖6 配置網關參數
單擊各個通訊命令,配置其Modbus從站地址、數據起始地址如圖7:
圖7 配置命令參數
完成組態后,在編程中,如果通訊命令以"字節"為單位,可以通過MOVE指令對通訊數據進行讀寫,如果通訊命令以 "位"為單位,可以按照操作一般I/O點的方法對數據進行讀寫,如圖8所示:
圖8 編程使用通訊數據
要實現Smart1000IE與S7-1200 之間的數據通訊,只需在對應的Smart1000IE與S7-1200之間通過網線連接一臺ODOT-MS205T,然后用電腦瀏覽器對ODOT-MS205T工業交換機進行如下簡單的配置即可實現。
打開瀏覽器,輸入交換機IP地址(默認為192.168.1.100),點擊ENTER鍵,即可進入網關網頁配置界面。
圖9 進入配置頁面
交換機參數設置:
圖10 交換機配置頁面
通過網頁配置界面,我們可以配置交換機的MAC地址和IP地址、所連接PLC的IP地址以及"switch"(說明書中有詳細解釋其含義)標識符,設置完成后點擊"提交"保存配置。
在觸摸屏組態時,只需將S7-1200PLC當成一臺S7-200Smart,組態時填寫的S7-200Smart的IP地址為對應的ODOT-MS205T交換機地址即可。
該系統竣工后,實現了該生產流程的全自動化運行,系統運行十分穩定可靠。