1、哈尔滨工业大学深圳研究生院哈尔滨工业大学深圳研究生院电力电子与运动控制研究中心电力电子与运动控制研究中心Plant Automation Technology王宏王宏2023-1-152023-1-151.可编程控制器可编程控制器Unity单机型单机型分散型分散型集中型集中型Zelio LogicTwido 机床设备机床设备 离散控制离散控制 批量处理批量处理 过程控制过程控制PremiumQuantumMicroM340M238M258LMC058M218可编程控制器可编程控制器-背板式结构类型展示背板式结构类型展示M340-1100 mm 93 mm 32 mm 4-6-8 12插槽机架插
2、槽机架BMX XBP 0*00加强涂层型选择加强涂层型选择-40到到70度宽温范围度宽温范围可编程控制器可编程控制器-背板式结构类型展示背板式结构类型展示M340-2超大内存超大内存!4Mb,最大最大70 Kinst256 K数据数据8M用于应用程序备份用于应用程序备份包含包含SD存储卡存储卡可使用任何可使用任何IEC语言语言可采用范型编程可采用范型编程增加重要注释增加重要注释数据记录数据记录处方处方维护指南维护指南16 M以上空间用于文件以上空间用于文件!标准文件系统标准文件系统易于通过易于通过FTP传输到传输到PCFTP可编程控制器可编程控制器-背板式结构类型展示背板式结构类型展示M340
3、-3基于基于M340的整体解决方案的整体解决方案CANopenMFBsCANopen,ModbusCANopen,Modbus,EthernetEthernetModbusUSB可编程控制器可编程控制器-一体式结构类型展示一体式结构类型展示M218M218 本体本体TM2 模块转接附件模块转接附件TM2 扩展模块扩展模块M218 扩展模块扩展模块可自由扩展的模块可自由扩展的模块40点本体扩展最多点本体扩展最多7个模块个模块24点本体扩展最多点本体扩展最多4个模块个模块可扩展新软连接模块或可扩展新软连接模块或TM2模块模块可编程控制器可编程控制器-一体式结构类型展示一体式结构类型展示M258-1
4、USB A 用于上传/下载应用程序和固件内置CANopen主站1 RJ45 串口&1 RJ45 Ethernet 端口USB B 编程口LED状态指示灯IO包括 10 快速输入&4 快速输出,可插拔端子块24VDC电源模块用于给CPU和IO供电TM5扩展模块,本地或者远程IO+紧凑 IO单片 IO高性能高性能 :双核 CPU,64 Mb RAM,128 Mb flash 存储2 PCI插槽,用于扩展可选的通讯模块(Profibus DP,SL)IOIO总线总线 12Mb/s12Mb/s可编程控制器可编程控制器-一体式结构类型展示一体式结构类型展示M258-2扩展电缆发送器发送器接受器接受器CP
5、DMCPDMPDMPDMPDMPDM1 12 23 34 45 56 6n最大模块数最大模块数:250块块n最大距离最大距离(两个站点间两个站点间):100米米n最小循环时间最小循环时间:100 s12 Mbits/sn超快运算速度：22ns/布尔指令n超大容量内存：64M RAMn超大存储空间：128M Flash可编程控制器可编程控制器-应用设计应用设计1-水处理介绍水处理介绍可编程控制器可编程控制器-应用设计应用设计1-水处理方案水处理方案140CPU31110 UNITY 透明就绪透明就绪以太网应用方法以太网应用方法-模块的以太网服务模块的以太网服务 服务Modbus TCP 信息Bo
6、otP/DHCP 客户端DHCP 服务器FDR 服务器SNMPGlobal dataI/O scanning经由 FTP 装载软件(firmware)内置 http 服务器网页诊断用户自定义网页NOE 模块YesYesYesYesYesYesYesYesYesYesYes(*)处理器YesYesYesNoYesNoNoYesYesYesNoBMX P34 2020/2030BMX NOE 0100以太网应用方法以太网应用方法-Modbus TCP 信息信息n端口 502 保留用于 Modbus TCP 信息nModbus 信息能用于Ethernet TCP/IP 及 Internet 上的自动
7、控制数据交换，也可以是其他应用数据（文件，网页，e-mail,）n端口 502 能在客户机模式或服务器模式下通讯n在服务器模式下，端口502 信息每个PLC周期能够处理 8 个请求和响应（读位，写字）n在客户机模式，端口502信息信息每个PLC周期能够处理 16 个请求和响应客户机客户机/服务器服务器Client服务器服务器请求请求请求请求响应响应响应响应以太网应用方法以太网应用方法-BootP/DHCP 服务服务nBootP 或 DHCP 服务使设备从地址服务器获取IP地址nNOE 模块或处理器上的以太网口可以配置为BootP客户端或DHCP服务器nDHCP 服务器也可以响应 BootP 请
8、求BootP/DHCP serverRequest for IP Your IP BootP:Bootstrap Protocol/DHCP:Dynamic Host Configuration Protocol以太网应用方法以太网应用方法-故障设备替换服务故障设备替换服务nFDR 服务给予 IP 地址，给远程设备配置参数nDHCP 服务器根据工作站已配置的名字（设备名）给予IP地址。FTP/TFTP 服务器保存，然后恢复配置参数给工作站nNOE 模块是 FDR 服务器DHCP server+FDR serverRequest for parametersDevice IP Configura
9、tion parametersReplaced faulty device以太网应用方法以太网应用方法-简单网络管理协议简单网络管理协议nSNMP 协议使得网络管理员去监控以太网架构中的所有元件，确保问题发生时快速诊断。n服务器，工作站，路由器，交换机n包括管理者和代理的管理系统n管理者 发送请求给代理，监管整个或部分网络(Get_Request,Get_Next_Request,Set_Request)n代理:每一个被监管的设备都有1个或多个名为代理的软件模块，发送设备信息给管理者（硬件信息，配置参数，统计）n网络管理协议使用 UDP 传输层n每一个代理包含1个MIB 数据库(管理信息基础)
10、，收集所有交换对象n网络管理者能够读或写MIB的信息n2 个等级 MIB:标准 MIB II 或 Schneider 专有 MIB以太网应用方法以太网应用方法-全局数据服务全局数据服务数据发布IP 多波地址多波地址例：例：239.255.255.251发布组n在站之间自动和实时交换数据n数据在相同的发布组交换n同步远程应用或共享变量 n在1个组内可以有64个站数据交换n使用标准的生产者/消费者 机制来优化执行和维护最小的网络负载Distribution groupVariable 1Variable 2Variable 3Variable nPubPubPubSubSubSub以太网应用方法以
11、太网应用方法-全局数据特性全局数据特性n每一站可以发布 1变量(最大 1024 字节)和 订阅 1 到 64 变量.一个 健康 位(状态位)来显示每一个订阅是否有效n发布/订阅 协议基于 UDP/IP 用于数据的发布通过通过Modbus TCP/IP自动自动读读/写写I/OSwitchHubI/O devices以太网应用方法以太网应用方法-I/O 扫描服务扫描服务n无须编程，对每一个远程设备输入/输出自动周期性的读/写。n远程输入值放在读区域n远程输出值放在写区域n周期扫描独立于PLC的循环，每一个远程设备特定以太网应用方法以太网应用方法-I/O 扫描特性扫描特性 n当PLC在运行的模式下执
12、行扫描功能n对每一个远程设备进行 TCP/IP 连接管理(每一个被扫描的设备是一个连接)n在TCP/IP协议子集中使用Modbus读/写请求，来对每一个设备输入/输出进行扫描n在应用内存中更新读/写区域n刷新每一远程设备的状态位n应用预配置fallback值以太网应用方法配置以太网应用方法配置 TCP/IP 信息信息 使能模板访问控制能访问模块502端口的远程设备以太网应用方法以太网应用方法-配置配置 I/O scanning 使能 IO scanning被扫描的设备列表以太网应用方法以太网应用方法-通过通过FTP 协议协议文件装载文件装载n协议允许2个设备间文件交换nFTP 基于客户端/服务
13、器原理客户端服务器请求请求文件文件可编程控制器可编程控制器-应用设计应用设计2-包装行业包装行业(吹瓶机吹瓶机)介绍介绍工艺顺序为：理胚上胚加热送胚前进电动合模吹瓶送胚返回可编程控制器可编程控制器-应用设计应用设计2-包装行业包装行业(吹瓶机吹瓶机)方案方案可编程控制器可编程控制器-应用设计应用设计3-纺织行业纺织行业(高温织带染色机高温织带染色机)介绍介绍高速连续织带染色机具上色、固色、漂洗、烘干为一体的新型染色机，主要适用于背包带、吊装带、拉力带及花边带的染色、漂洗及烘干,织带染色后要求色泽均匀.可编程控制器可编程控制器-应用设计应用设计3-纺织行业纺织行业(高温织带染色机高温织带染色机)
14、方案方案CANopen应用方法-架构总览nCANopen 总线用于连接到总线设备间的数据交换。n隐性交换(通过%QW,%IW)n显性交换(通过 write/read var)nCANopen 总线端口集成在一些处理器上。nBMX P34 2010/2030 处理器n物理接口为9针SubDCANopenCANopen应用方法-集成端口特性波特率波特率设备设备总线长度总线长度服务服务速度速度/长度长度(速度与总线长度速度与总线长度有关有关)Character mode 20,50,125,250,500,1000 Kbd(根据长度)63 设备（最大）0 到 2500 米 NMT,PDO,SDO,S
15、YNC,EMCY 1 Mbits20 m500 Kbits100 m250 Kbits250 m125 Kbits500 m50 Kbits1000 m20 Kbits2500 mCANopen应用方法-OSI模型CANopen 定义应用层不用控制器局域网络(CAN)协议定义出OSI数据链路层和物理层模型 7:Application Layer6:Presentation Layer5:Session Layer4:Transport Layer3:Network Layer2:Data link Layer1:Physical LayerOSI 模型模型127 2 3 4 5 6 7 5 2
16、CANopen应用方法-通讯协议原理nCAN 是基于广播通讯机制 127 2 3 4 5 6 7优先级:识别码最小的二进制数有最高的优先级 5 3 5 3n优先级,根据COB ID给定的(+index),n最小的COB ID有最高的优先级CANopen应用方法-通讯协议原理1 2 3 4 5 6 7 5 3 5 3优先级:识别码最小的二进制数有最高的优先级CANopen应用方法-通讯协议原理n优先级,根据COB ID给定的(+index),n最小的COB ID有最高的优先级CANopen应用方法-PDO(Process Data Objects过程数据对象)nPDOs 是在一个生产者和一个或多
17、个消费者之间进行的隐性交换(对于这个交换，M340 使用%QW 和%IW 对象)nPDOs(Process Data Objects)映像到一个最大8字节的CAN帧中。PDO ProducerPDO Consumer最大最大8字节字节/PDOPDO ConsumerPDO ConsumerCANopen应用方法-SDO(Service Data Object服务数据对象)n SDOs 是显性交换，使用READ_VAR 和 WRITE_VAR命令 n SDO(Service Data Object)读或写预定义的对象（EDS文件）n SDO 传输协议允许传输任何大小的对象ClientServer
18、请求回答orCANopen应用方法-处理器集成端口的接线Subd9n在处理器上集成了一个SUBD-9针连接口针脚信号12CAN-L3CAN-GND456GND7CAN-H89总线参数：根据总线物理长度或设备特性设定总线速度设定同步消息的周期3在处理器的状态内存区域中分配PDO数据通讯映像区，输入/输出，%MW字或%M位。2将PDO通讯与任务类型绑定4步骤 1:主站配置n 传输特性的配置。双击PDO行中的传输类型或抑制时间列，进行传输方式的选择：同步或异步 Bi leftBi left步骤步骤 2:从站节点的从站节点的 高级高级 配置配置6可编程控制器可编程控制器-应用设计应用设计4-能源能源(
19、定日镜定日镜)介绍介绍定日镜定日镜:将太阳光线集中反射到固定方向的光学装置，可作赤将太阳光线集中反射到固定方向的光学装置，可作赤,纬方向的移动。纬方向的移动。可编程控制器可编程控制器-应用设计应用设计3-吹瓶机方案吹瓶机方案变量共享通讯方法-SoMachine Network-应用USBUSB编程下载编程下载电缆电缆TCS XCN TCS XCN AMUM3PAMUM3PUSBUSB编程下载编程下载电缆电缆XBTZG935XBTZG935通讯连接电缆通讯连接电缆XBTZ9780XBTZ9780SoMachine NetworkSoMachine Network变量共享通讯方法-PLC中添加符号
20、配置表1 1右击右击ApplicatioApplication,n,添加对象添加对象2 2选择符号配选择符号配置表置表3 34 4变量共享通讯方法-符号配置表中共享PLC变量给HMI更新符号更新符号配置表中配置表中的共享变的共享变量，使之量，使之与与PLCPLC中变中变量变化同量变化同步步变量共享通讯方法-配置Vejio Designer I/O管理器1 12 23 34 4注意注意:必须保证该配置参数与必须保证该配置参数与M238M238内置内置串口的通讯参数保持一致！串口的通讯参数保持一致！变量共享通讯方法-配置I/O管理器PLC设备地址检索出的检索出的M238M238地址地址将将M238
21、M238地址地址写入写入1 12 23 3变量共享通讯方法-导入SoMachine变量右键右键点击点击1 12 23 34 4可编程控制器可编程控制器-应用设计应用设计5-新能源新能源(多线切割多线切割)介绍介绍多线锯切方机是多线切割的一种，它通过金属丝的高速往复运动，把硅锭切成方形的四方块，供后续工序应用。是太阳能行业重要的、不可缺少的、理想的工作母机可编程控制器可编程控制器-应用设计应用设计5-新能源新能源(多线切割多线切割)方案方案Modbus编程应用方法Modbus库功能块串行通讯库串行通讯库Modbus编程应用方法WRITE_READ_VAR：读取和写入 Modbus 设备上的内部寄存器
