化工儀器網(wǎng)
詳細(xì)介紹
西門(mén)子6ES7517-3AP00-0AB0*可為用戶提供多種通訊方式:PPI方式，MPI方式，自由通訊口方式等。應(yīng)用自由通訊口方式，使S7-200PLC可以與任何通信協(xié)議已知，具有串口通訊的智能設(shè)備和控制器(如打印機(jī)、變頻器、上位PC機(jī)等)進(jìn)行通信，也可以用于兩個(gè)CPU之間簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)交換。該通信方式使可通信的范圍大大增大，使控制系統(tǒng)配置更加靈活、方便。
采用PLC自由通訊口方案，PLC工作于從站，PC處于主站模式，PLC從站只響應(yīng)來(lái)自主站的申請(qǐng)。主站向PLC從站發(fā)送指令格式的報(bào)文，讀指令00為向從站PLC申請(qǐng)產(chǎn)生于PLC的數(shù)據(jù)，讀取水壓，頻率，變頻泵號(hào)，工頻臺(tái)數(shù)，輔助泵狀態(tài)等數(shù)據(jù);寫(xiě)
軌道交通供電系統(tǒng)是
變電所自動(dòng)化系統(tǒng)采用的是南瑞的rt21-sas系統(tǒng)，而750v直流開(kāi)關(guān)柜測(cè)控單元s7-200 plc與上位機(jī)rt21-sas系統(tǒng)的通信接口采用就是profibus-dp規(guī)約與南瑞的c101通信控制器profibus主站進(jìn)行連接， c101通信控制器除了s7-200 plc進(jìn)行主從連接外，還提供另一路profibus-dp接口與750v直流開(kāi)關(guān)柜直流保護(hù)測(cè)控單元dpu96，每個(gè)站設(shè)置2套協(xié)議及光電轉(zhuǎn)換模塊，實(shí)現(xiàn)profibus-dp信息的接入。此外，10kv的整流器監(jiān)控單元與rt21-sas系統(tǒng)的通信接口方案也是經(jīng)過(guò)profibus-dp規(guī)約與c101通信控制器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。具體連接方案如圖2所示。
圖2 s7-200 plc與軌道交通變電所自動(dòng)化系統(tǒng)上位機(jī)連接圖
s7-200 plc作為dp從站，與c101通信控制器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)通信。c101通信控制器為南瑞自主研發(fā)的遵循en50170標(biāo)準(zhǔn)的profibus-dp主站，它主要完成profibus協(xié)議轉(zhuǎn)換成與總控通信的can2.0b協(xié)議。s7-200 plc作為c101的從站，主要用于750v直流饋線柜的旁路隔離開(kāi)關(guān)和上網(wǎng)隔離開(kāi)關(guān)的監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集等功能。
從通信流程上來(lái)講，s7-200 plc主要是通過(guò)em 277將s7-200 plc cpu作為dp從站連接到profibus-dp現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中，此外，s7-200 plc的em 277還用來(lái)作為西門(mén)子step7 v5.3對(duì)s7-200 plc進(jìn)行組態(tài)，主要是通過(guò)s7-200 plc的mpi通訊口與裝有西門(mén)子step7 v5.3的計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)step s7軟件進(jìn)行組態(tài)。為了使s7-200 plc的em 277 profibus-dp模塊可以與主站通訊，s7-200 plc與主站必須工作在相同的波特率下。當(dāng)em 277 profibus-dp模塊用作mpi通訊時(shí)，其mpi主站必須使用dp模塊的站址向s7-200發(fā)送組態(tài)信息，發(fā)送到em 277 dp模塊的mpi組態(tài)信息，將會(huì)被傳送到s7-200 plc上，從而達(dá)到對(duì)s7-200 plc組態(tài)的目標(biāo)。以下為s7-200 plc作為dp從站與c101主站的組態(tài)參數(shù)配置如表2所示。
整體上，所有的現(xiàn)場(chǎng)profibus-dp通信設(shè)備均使用profibus-dp規(guī)約接入南瑞自主研發(fā)的c101通信控制器，c101通信控制器主要目的就是利用profibus-dp通信規(guī)約采集底層現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)，并通過(guò)雙can現(xiàn)場(chǎng)總線規(guī)約送往南瑞的pscada總控系統(tǒng)c302，另外，c101還將接受c302的各種控制、查詢命令，對(duì)底層profibus-dp現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而滿足了北京地鐵五號(hào)線的750v直流測(cè)控的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、繼電保護(hù)等各種功能。
實(shí)現(xiàn)上，c101通信控制器與底層設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率為187.5k，c101做dp的通信主站，周期性的掃描底層設(shè)備，根據(jù)北京地鐵軌道交通公司的要求，c101通信控制器提供兩組profibus通信接口。其中一組光纖接口連接西門(mén)子的直流測(cè)控保護(hù)裝置dpu 96，另一組光纖接口連接西門(mén)子的系列s7-200完成對(duì)750v直流進(jìn)線柜、負(fù)極柜、饋線柜一次設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。之所以采用兩組光纖接口是由于750v直流開(kāi)關(guān)室與變電所監(jiān)控中心的距離比較遠(yuǎn)（一般500～1km），使用電接口將會(huì)導(dǎo)致信號(hào)衰減以致于誤碼率將會(huì)大大提高。
profibus的應(yīng)用，首先必須進(jìn)行嚴(yán)格的組態(tài)，使主站與從站的數(shù)據(jù)嚴(yán)格*，考慮到使用者大多熟悉siemens公司提供的通用組態(tài)軟件com profibus，應(yīng)用軟件使用的數(shù)據(jù)文件格式和用com profibus生成的數(shù)據(jù)文件格式*相同，并且支持到新的5.0版本。通過(guò)“超級(jí)終端”，還可以隨時(shí)觀察組態(tài)數(shù)據(jù)文件的參數(shù)內(nèi)容，以確認(rèn)組態(tài)的正確性。
5 結(jié)束語(yǔ)
使用西門(mén)子s7-200可編程控制器替代繼電控制，不但省略了許多繁瑣的中間控制環(huán)節(jié)，還大大提高了可靠性和精確性，達(dá)到了理想的效果。s7-200 plc應(yīng)用于軌道交通直流牽域，不僅在很大程度上減少了二次接線、設(shè)備，減少了變電站運(yùn)行維護(hù)量；取消了軌道交通牽引供電系統(tǒng)保護(hù)屏，大大降低了系統(tǒng)的造價(jià)；而且提高二次回路的智能控制能力、自動(dòng)化水平和供電質(zhì)量，降低故障率，使?fàn)恳╇娤到y(tǒng)能更加可靠地運(yùn)行。s7-200 plc作為profibus-dp從站，用一根雙絞線連接主站，若要擴(kuò)展dp從站， 只需
自成體系的配電系統(tǒng)，包含有傳統(tǒng)的交流供電系統(tǒng)和直流牽引供電系統(tǒng)兩部分。為了實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，必須實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的調(diào)度、運(yùn)營(yíng)和管理的自動(dòng)化。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是軌道交通供電自動(dòng)化的基本組成，是實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)功能的基本單元。軌道交通變電站內(nèi)各層之間的信息可充分共享，并通過(guò)通信接口與外系統(tǒng)交換信息。設(shè)計(jì)一個(gè)快速、穩(wěn)定、可靠的控制網(wǎng)絡(luò)是軌道交通變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本要求之一，是實(shí)現(xiàn)軌道交通供電系統(tǒng)運(yùn)行管理功能的前提。
2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
整個(gè)上來(lái)講，軌道交通變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)劃分為站級(jí)管理層，網(wǎng)絡(luò)通信層，間隔層：
(1) 站級(jí)管理層為設(shè)置在控制信號(hào)盤(pán)內(nèi)的冗余熱備的通信控制器、通用測(cè)控裝置和一體化監(jiān)視計(jì)算機(jī)。
(2) 間隔層包括分散安裝于供電一次設(shè)備中的各種微機(jī)保護(hù)測(cè)控單元、信息采集設(shè)備、智能測(cè)控單元以及采用硬接點(diǎn)接入的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。設(shè)備包括400v及10kv交流保護(hù)測(cè)控單元、750v直流保護(hù)測(cè)控單元、變壓器溫控器、軌電位限制裝置、制動(dòng)能量吸收裝置、雜散電流監(jiān)控單元、ups直流屏、電度表、上網(wǎng)隔離開(kāi)關(guān)、跟隨所負(fù)荷開(kāi)關(guān)等.
(3) 網(wǎng)絡(luò)通信層即為所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)和接口設(shè)備，間隔單元通過(guò)所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)層與站級(jí)管 理層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
整個(gè)系統(tǒng)面向變電所通盤(pán)考慮，通過(guò)間隔單元與一次開(kāi)關(guān)設(shè)備、ct/pt等設(shè)備接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所設(shè)備的控制、監(jiān)視、測(cè)量、繼電保護(hù)及數(shù)據(jù)管理、遠(yuǎn)程通信等綜合自動(dòng)化管理，以保證供電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。
一般來(lái)講，軌道交通供電系統(tǒng)分為高壓電源系統(tǒng)，直流牽引供電系統(tǒng)，動(dòng)力、照明、信號(hào)電源三個(gè)系統(tǒng)。在軌道交通五號(hào)線供電系統(tǒng)中，作為軌道交通變電所自動(dòng)化系統(tǒng)間隔層非常重要的組成部分，直流牽引供電系統(tǒng)直接給列車提供動(dòng)力，其好壞直接影響整個(gè)地鐵供電系統(tǒng)質(zhì)量的高低。如果牽引供電系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，小則影響某個(gè)變電站、幾個(gè)供電區(qū)間的輸送電，大則引起整個(gè)牽引供電系統(tǒng)崩潰，給地鐵列車的安全、運(yùn)營(yíng)造成影響。
軌道交通牽引供電系統(tǒng)是直接為地鐵列車提供動(dòng)
指令01為向PLC傳送產(chǎn)生于主站的數(shù)據(jù)，包括壓力設(shè)定值和控制器輸出值。在自由口通信模式下，通信協(xié)議*由用戶程序控制。通過(guò)設(shè)定特殊存儲(chǔ)字節(jié)SMB30(端口0)或SMB130(端口1)允許自由口模式，用戶程序可以通過(guò)使用發(fā)送中斷、接收中斷、發(fā)送指令(XMT)和接收指令(RCV)對(duì)通信口操作。
應(yīng)用發(fā)送指令(XMT)，可以將發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(TBL)中的數(shù)據(jù)通過(guò)指令的通信端口(PORT)發(fā)送出去，發(fā)送完成時(shí)將產(chǎn)生一個(gè)中斷事件，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的*個(gè)數(shù)據(jù)指明了要發(fā)送的字節(jié)數(shù)。應(yīng)用接收指令(RCV)，可以通過(guò)指令的通信端口(PORT)接收信息并存儲(chǔ)與接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(TBL)中，接收完成也將產(chǎn)生一個(gè)中斷事件，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的*個(gè)數(shù)據(jù)指明了要發(fā)送的字節(jié)數(shù)。
初始化程序:
LD SM0.0 // 開(kāi)機(jī)始終為ON
MOVB 16#9,SMB30
file://自由口通信，選擇9600波特，8位數(shù)據(jù)位，無(wú)校驗(yàn)
MOVB 16#2, VB0 file://預(yù)設(shè)PLC地址
MOVD &VB1000, VD20
file://設(shè)置接收緩沖區(qū)，將其首地址傳給指針VD20
MOVD &VB1200, VD30
file://設(shè)置發(fā)送緩沖區(qū)，將首地址傳給VD30
MOVD VD20, VD24 file://指針值保存
MOVD VD30, VD34
MOVB 8, SMB34
file://設(shè)置8ms的定時(shí)器0時(shí)基中斷
ATCH 0,8 西門(mén)子6ES7517-3AP00-0AB0*
file://接收字符連接到中斷0，連接靜止線定時(shí)器和接收器
ATCH 1,10
file://定時(shí)中斷0，連接到中斷1
ENI file://開(kāi)中斷
為了保證通訊接收的可靠性，程序采用前導(dǎo)符，PLC地址，靜止線接收，結(jié)束字符。首字符的確認(rèn)可通過(guò)設(shè)置前導(dǎo)符來(lái)完成，并且通過(guò)比較還可以剔除部分干擾字符。首字符確認(rèn):
Network 1 file://判斷前導(dǎo)符
LD SM0.0
AB<> SMB2, 16#40
file://不是前導(dǎo)符則跳出中斷
RETI
Network 2 file://終止定時(shí)中斷
LD SM0.0
DTCH 10 file://斷開(kāi)時(shí)基中斷
Network 3
file://是前導(dǎo)符則連接中斷3
LD SM0.0
AB= SMB2, 16#40
ATCH 3, 8
靜止線是通訊過(guò)程中的一個(gè)檢測(cè)用時(shí)間，即設(shè)定的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中無(wú)任何數(shù)據(jù)的任意2點(diǎn)的間隔時(shí)間。靜止線的設(shè)計(jì)和處理包括長(zhǎng)度的確定及定時(shí)器和接收器的設(shè)計(jì)。
INT_ // 靜止線定時(shí)器
LD SM0.0
ATCH 1, 10
file://靜止線定時(shí)器采用8ms的時(shí)基中斷。
INT_1 // 靜止線接收器
LD SM0.0
ATCH 2, 8 file://開(kāi)始接收字符
尾字符的確認(rèn)和校驗(yàn)處理:
Network 1 // 接收及計(jì)算校驗(yàn)碼
LDN M0.0
LDB<> SMB2, 16#2A
// 判斷是否為*個(gè)結(jié)束符
MOVB SMB2，*VD24
file://不是則保存數(shù)據(jù)并計(jì)算異或值
XORW SMW1, AC0
化工儀器網(wǎng)