S7-200-PLC与-AtlasCopco-压缩机的数据通信(1)

第1页共4页S7-200PLC与AtlasCopco压缩机的数据通信贾**(深圳**微电子有限公司，广东深圳518100)摘要：为了实现在Intouch9.5界面上实时集中监控AtlasCopco压缩机运行状况的目标，需要解决AtlasCopco压缩机与S7-200PLC的数据通信问题，借助Combox-S网关是解决问题的关键。文中着重分析Combox-S网关的通信协议，详细介绍了Combox-S网关的网络结构、软件编程的具体方法。可为今后同行业类似应用的实施提供借鉴。关键词：远程在线监控；CAN网络；网桥；网关；Combox-s；Modbus1引言随着人力成本生产和生产设备实时性监控要求的不断提高，要求电子厂房的空气压缩机(简称压缩机)、冷冻机等大型动力设备实现与中控室的联网通信，解决对设备盲区的实时监控等问题。文章主要探讨AtlasCopco压缩机与S7-200PLC的通信问题，探索S7200PLC与第三方智能设备互联互通的解决方案，为实现工业互联网提供基础性条件。因此需将ElektronikonMKIV控制器通过Modbus协议与S7200PLC建立通讯，对空压机进行远程监控。2Combox-s网关一台Combox-s网关做多可以带15台AtlasCopco压缩机，在这里我们一共带了八台ZH7000。如何将压缩机融入S7-200PLC控制网络，实现远程监控呢？AtlasCopco公司提供的COMBOX-S如图1所示，为我们提供了解决途径。图1图2Combox-s网关作为协议翻译设备，将ElektronikonMkIV电脑控制器所支持的CAN协议翻译为通用且开放的Modbus协议，这样在PLC与压缩机之间架起了一座桥梁。2.1网络结构八台ZH7000压缩机，每台压缩机由ElektronikonMkIV电脑控制器独立控制，八台压缩机的ElektronikonMkIV电脑控制器采用CAN现场总线方式连接。压缩机所在工作区域的其它设备由西门子第2页共4页S7-200PLC控制，通过电脑上的Intouch9.5监控软件实现远程集中监控如图2所示。2.2网关地址的设置如图1所示，在网关的左下方有两个Modbus地址拨码开关，用于设定网关在Modbus网络上的物理地址。在PLC软件编程时，需要设定网关的逻辑地址，这两个地址必须一致。同样网关左下方还有两个CAN地址拨码开关，用于CAN网络的地址设定，这个物理地址也必须与网关编程软件MK4FDP设定的逻辑地址一致，每台压缩机CAN网络所对应的Modbus地址也需要在MK4FDP软件中激活，如图3所示。图32.3Modbus通信协议Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（如以太网）和其它设备之间可以通信。有了它，不同厂商生产的控制设备可以组成工业互联网络基础。Modbus就是串行通信，它是一主多从，主机发出命令，只能是相对的从机回应，从机和从机之间无法通信。Modbus串行通信技术有着实现简便、系统集成成本低以及通信距离远（RS-485/422）等特点。2.4通讯参数及协议通讯协议：MODBUS/RTU网络结构：RS485站点地址:缺省为1，可现场调整设置起始位：1数据位：8校验位：Even/Odd/None，可现场调整设置停止位：1通讯速率：9600/19200bps，可现场调整设置数据及状态显示（仅列举部分）序号信号名称地址单位换算系数数据范围属性1齿轮箱油压40002Bar*0.001-32768-32767SignedINT2空气过滤器压差40004Bar*0.001-32768-32767SignedINT3油过滤器压差40006Bar*0.001-32768-32767SignedINT4主电机冷却空气温度40010C*0.1-32768-32767SignedINT5齿轮箱供油温度40012C*0.1-32768-32767SignedINTCANID即为ElektronikonMkIV电脑控制器中设置的ID地址号；MappedAddress即为设备的modbus地址。第3页共4页3软件编程S7-200PLC与网关是以主从方式进行数据传输的,主站S7-200必须主动地向从站网关发送数据请求报文,接收网关返回的压缩机运行数据。在S7-200CPU通信口上实现的是RS485半双工通信,使用的是S7-200的自由口功能。西门子S7-200在新发布的编程软件集成了ModbusRTU主站协议库,ModbusRTU主站指令库的功能是通过在用户程序中调用预先编好的程序功能块实现的,通过调用相应的功能块可以使Port0和Port1有效。使用ModbusRTU主站指令库,可以读写ModbusRTU从站的相关数据和状态。3.1S7200PLC编程调用ModbusRTU主站初始化和控制子程序使用SM0.0调用MBUS_CTRL完成主站的初始化,并启动其功能控制,如图4所示。图4图5调用ModbusRTU主站读写子程序MBUS_MSG,发送一个Modbus请求,如图5所示。通讯成功后，在PLC中就可以读到第一台压缩机的数据，VW6002对应modbus地址40002(齿轮箱油压)，VW6006对应modbus地址40004(空气过滤器压差)，VW6178对应modbus地址40006(油过滤器压差)以此类推。在PLC中得到VW6002读到的值为2235,对照上文2.4中的表得知齿轮箱油压的单位为bar,换算系数0.001,表示排气压力2.235Bar，其他参数以此类推。其他几台PLC通过编程，依照上文编程即可用同样的方法得到所需参数值。PLC与空压机通讯的难点在于通信协议的不同，所以理解和正确使用网关combox-s并建立PLC于网关的通讯是本应用的关键所在。3.2Intouch编程Intouch作为本应用中的终端显示和操作界面，可以直观的给操作员相应的信息，操作员根据这些信息可以远程启停设备和查看相关数据，具体编程编程不在此累述，最终实现如下图6所示。图64结束语第4页共4页S7-200PLC与AtlasCopco压缩机远程通信自建立以来,工作稳定,数据可靠显示正确,减轻了操作人员的工作强度,有效地保障了压缩机的安全运行。对实现工厂设备互联互通和将来工业互联网的实现具有基础性作用。5参考文献[1]李俊徐红兵，基于MODBUS协议的汽轮机保护系统通讯设计，自动化与仪表，2006,4:35-37[2]吕丽平，PLC在柴油发电机组远程监控系统中的应用与研究，电脑开发与应用，2012,2:[e-mail]