-------2025------自動(dòng)化生產(chǎn)線網(wǎng)絡(luò)通信典型應(yīng)用contents目錄項(xiàng)目概述項(xiàng)目實(shí)施注意事項(xiàng)與問(wèn)題思考相關(guān)知識(shí)DESIGN01項(xiàng)目概述為推動(dòng)企業(yè)智能化數(shù)字化升級(jí)，積極響應(yīng)節(jié)能減排與能源可持續(xù)發(fā)展的號(hào)召，進(jìn)一步增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)為避免大幅度電纜鋪設(shè)及維護(hù)工作，現(xiàn)以燃煤發(fā)電廠數(shù)字化改造升級(jí)為例，廠區(qū)需要針對(duì)目前的燃煤發(fā)電作業(yè)進(jìn)行技術(shù)及流程的無(wú)線改造。通過(guò)這些無(wú)線技改措施的實(shí)施，廠區(qū)不僅能顯著提升生產(chǎn)效率，減少人力成本，還會(huì)大幅度增強(qiáng)作業(yè)的安全性，降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。如圖所示,現(xiàn)在運(yùn)維部門(mén)需要將廠區(qū)內(nèi)煤棚、翻車(chē)機(jī)室、1鍋爐房、2鍋爐房及料倉(cāng)控制室的10臺(tái)PLC數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線方式傳輸至主控室中，完成集中監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制功能。這樣運(yùn)維人員可以實(shí)時(shí)調(diào)出每個(gè)PLC設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，也能在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)第一時(shí)間響應(yīng)，保障生產(chǎn)安全和效率。這里就需要用到PLC之間的通信了，S7通信、智能IO通信、ModbusTCP通信。通過(guò)這幾種通信就可以實(shí)現(xiàn)PLC之間的通信了。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)概述[圖片][圖片]1）將能源采集模塊與S7-1200PLC使用Modbus進(jìn)行通信進(jìn)行實(shí)時(shí)采集電能數(shù)據(jù)。2）1站與2站，數(shù)據(jù)通信使用S7通信，啟?？刂仆ㄟ^(guò)智能IO通信控制。3）實(shí)現(xiàn)1站、2站以及觸摸屏之間的網(wǎng)絡(luò)通信，包括由2站發(fā)出啟動(dòng)命令控制1站電能表開(kāi)始采集電路數(shù)據(jù)，并且采集完成后存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)塊中，采集完成后通過(guò)S7通信把數(shù)據(jù)傳到2站，2站連接到觸摸屏上實(shí)時(shí)顯示電能表數(shù)據(jù)，反之，按下2站停止按鈕停止采集數(shù)據(jù)。項(xiàng)目要求DESIGN02相關(guān)知識(shí)全局?jǐn)?shù)據(jù)塊：全局?jǐn)?shù)據(jù)塊不能分配給代碼塊?？梢詮娜魏未a塊訪問(wèn)全局?jǐn)?shù)據(jù)塊的值。全局?jǐn)?shù)據(jù)塊僅包含靜態(tài)變量。全局?jǐn)?shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)可以任意定義。在數(shù)據(jù)塊的聲明表中，可以聲明在全局?jǐn)?shù)據(jù)塊中要使用的數(shù)據(jù)元素。背景數(shù)據(jù)塊：背景數(shù)據(jù)塊可直接分配給函數(shù)塊(FB)。背景數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)不能任意定義，取決于函數(shù)塊的接口聲明。該背景數(shù)據(jù)塊只包含在該處已聲明的那些塊參數(shù)和變量。但可以在背景數(shù)據(jù)塊中定義實(shí)例特定的值，例如聲明變量的起始值。數(shù)據(jù)塊（DB）應(yīng)用簡(jiǎn)介：S7通信，主要用于將PLC連接到PC站，它是PC與PLC之間的通信。不要將此與西門(mén)子設(shè)備使用的不同現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議混淆，如MP1、PROFIBUS和PROFINET(PROFINET是一種基于以太網(wǎng)的協(xié)議，用于將PLC連接到I/O模塊，而不是設(shè)備的管理協(xié)議)01優(yōu)點(diǎn):1)不需要配置通信連接。2)數(shù)據(jù)傳輸可以是動(dòng)態(tài)的和可變化的。3)發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)是連續(xù)的。4)通過(guò)CPU中的S7程序可以控制連接資源。5)客戶(hù)端/服務(wù)器或客戶(hù)端/客戶(hù)端通信方式都允許使用。02指令：S7-1200CPU為S7通信提供了兩條用于讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的指令：PUT和GET。使用PUT和GET指令對(duì)CPU進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，不管CPU是處于運(yùn)行模式還是停止模式，S7通信依然可以正常進(jìn)行。03S7通信功能:PROFINET智能IO自由口通信的功能是CPU的“智能設(shè)備”功能（智能IO設(shè)備），允許與IO控制器交換數(shù)據(jù)，因此可以將CPU用作后續(xù)過(guò)程的智能預(yù)處理器。智能設(shè)備作為IO設(shè)備鏈接到“較高級(jí)別”的IO控制器。PROFINET智能IO自由口通信介紹：基于以太網(wǎng)的通信協(xié)議，結(jié)合TCP/IP和Modbus應(yīng)用協(xié)議。01指令：MB_CLIENT（客戶(hù)端）和MB_SERVER（服務(wù)器），用于數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。02應(yīng)用：在工業(yè)生產(chǎn)線中，用于MES系統(tǒng)與PLC之間的數(shù)據(jù)交換。03ModbusTCP通信DESIGN03項(xiàng)目實(shí)施0102I/O分配表：明確各輸入輸出設(shè)備的PLC地址和功能。接線圖：根據(jù)I/O分配表繪制主站和從站的接線圖。I/O分配與接線序號(hào)PLC地址符號(hào)功能1I2.0SB1啟動(dòng)按鈕（主站）2Q2.0HL1啟動(dòng)標(biāo)志位（從站）0102創(chuàng)建項(xiàng)目：使用博途軟件創(chuàng)建新項(xiàng)目，添加主站和從站設(shè)備。硬件組態(tài)：配置智能IO通信和S7通信，設(shè)置設(shè)備屬性和連接機(jī)制。項(xiàng)目創(chuàng)建與硬件組態(tài)010203能源采集模塊：連接電能表，采集電能數(shù)據(jù)。I地址設(shè)置：通過(guò)調(diào)試軟件確認(rèn)和修改模塊IP地址。功能碼：定義電能表數(shù)據(jù)寄存器地址和含義。能源采集系統(tǒng)搭建1數(shù)據(jù)塊設(shè)計(jì)：為主站和從站設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)塊，存儲(chǔ)通信數(shù)據(jù)。2程序編寫(xiě)：請(qǐng)求采集電能表數(shù)據(jù)程序通信程序設(shè)計(jì)3程序編寫(xiě)：請(qǐng)求向S7通信向2站發(fā)送數(shù)據(jù)4程序編寫(xiě)：2站通過(guò)智能IO通信給1站開(kāi)始采集信號(hào)通信程序設(shè)計(jì)5程序編寫(xiě)：2站的開(kāi)始采集和停止采集信號(hào)，通過(guò)智能IO傳給1站通信程序設(shè)計(jì)6通信程序設(shè)計(jì)6程序編寫(xiě)：數(shù)據(jù)處理對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理?yè)Q算，得到所需的數(shù)據(jù)，顯示到HMI上程序調(diào)試：程序調(diào)試編寫(xiě)PLC程序，先建立TCP連接。使用通信指令發(fā)送讀取電能表數(shù)據(jù)的命令，如讀取電壓、電流、功率等參數(shù)的命令幀。在接收數(shù)據(jù)后，按照電能表通信協(xié)議規(guī)定的格式進(jìn)行數(shù)據(jù)解析。例如，根據(jù)Modbus-TCP協(xié)議，從接收緩沖區(qū)中提取寄存器數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為實(shí)際的物理量數(shù)值（如將寄存器中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)表示的電壓值）。通過(guò)在線監(jiān)控和對(duì)比實(shí)際電能表顯示的數(shù)據(jù)，驗(yàn)證PLC接收到的數(shù)據(jù)是否正確。可以使用調(diào)試工具，如設(shè)置斷點(diǎn)、單步執(zhí)行程序等方式，查看數(shù)據(jù)處理過(guò)程中的每一個(gè)步驟。硬件連接：電能表TCP通信調(diào)試，硬件連接與網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，將電能表通過(guò)以太網(wǎng)接口連接到局域網(wǎng)交換機(jī)或PLC的以太網(wǎng)口。確保網(wǎng)絡(luò)連接穩(wěn)定，電能表和PLC的IP地址在同一網(wǎng)段。檢查電能表的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，如IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)等參數(shù)是否正確配置。調(diào)試與優(yōu)化DESIGN04注意事項(xiàng)與問(wèn)題思考更改IP后需要將設(shè)備斷電重啟，并重新打開(kāi)調(diào)試軟件。PLC型號(hào)為CPU1215CDC/DC/DC,訂貨號(hào)為6ES7215-1AG40-0XB0，版本號(hào)是4.4。電能表IP最大值254.254.254.254。且各設(shè)備需在同一網(wǎng)段。注意事項(xiàng)S7通信PUT與GET傳輸數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型及長(zhǎng)度必須對(duì)應(yīng)，數(shù)據(jù)塊需取消“塊的優(yōu)化訪問(wèn)”。02PLC通信方式：除S7通信外，多臺(tái)S7-1200PLC之間