西門子開(kāi)放式IE通訊在水電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
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表1：PLC所需程序塊
| 字節(jié) | 參數(shù) | 數(shù)據(jù) 類型 | 初始值 | 說(shuō)明 |
| 0 | block_length | WORD | 64 | 本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度（字節(jié)數(shù)），固定為64。 |
| 2 | id | WORD | 1 | 連接ID號(hào)（范圍16#0001-16#FFFF），通過(guò)初始化程序設(shè)置。 |
| 4 | connection_type | BYTE | 1 | 連接類型，固定為1：兼容的TCP/IP協(xié)議。 |
| 5 | active_est | BOOL | 0 | 連接建立方式，0：被動(dòng)，1：主動(dòng)，固定為0，CPU作為服務(wù)器，等待建立連接請(qǐng)求。 |
| 6 | local_device_id | BYTE | 2 | 本地設(shè)備ID，固定為2：CPU集成以太網(wǎng)接口。 |
| 7 | local_tsap_id_len | BYTE | 2 | 本地站TSAP長(zhǎng)度，固定為2：TSAP為端口號(hào)。 |
| 8 | rem_subnet_id_len | BYTE | 0 | 遠(yuǎn)程子網(wǎng)長(zhǎng)度，不相關(guān)。 |
| 9 | rem_staddr_len | BYTE | 4 | 遠(yuǎn)程站地址長(zhǎng)度，固定為4：有效的IP地址，IP地址位于rem_staddr4個(gè)字節(jié)。 |
| 10 | rem_tsap_id_len | BYTE | 0 | 遠(yuǎn)程站TSAP長(zhǎng)度，不相關(guān)。 |
| 11 | next_staddr_len | BYTE | 0 | 下一站地址長(zhǎng)度，不相關(guān)。 |
| 12 | local_tsap_id ARRAY[1..16] | BYTE | 0 | 本地站端口號(hào)（范圍2000-5000） |
| 28 | rem_subnet_id ARRAY[1..6] | BYTE | 0 | 不相關(guān) |
| 34 | rem_staddr ARRAY[1..6] | BYTE | 0 | 遠(yuǎn)程站IP地址，通過(guò)初始化程序設(shè)置。 |
| 40 | rem_tsap_id ARRAY[1..16] | BYTE | 0 | 遠(yuǎn)程站TSAP或端口號(hào)，不相關(guān)。 |
| 56 | next_staddr | BYTE | 0 | 不相關(guān) |
| 62 | spare | WORD | 0 | 不相關(guān) |
表2：連接結(jié)構(gòu)（UDT65）說(shuō)明
4.4 以太網(wǎng)通訊控制程序以太網(wǎng)通訊控制程序采用面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)化編程方法，在一個(gè)功能塊（FB73）中封裝了以太網(wǎng)通訊的建立連接、接收數(shù)據(jù)、調(diào)用Modbus/TCP協(xié)議處理程序和發(fā)送數(shù)據(jù)等過(guò)程。為此必須聲明用于以太網(wǎng)通訊控制程序（FB73）輸入、輸出和輸入/輸出參數(shù)。具體聲明的參數(shù)如下表3所示：
| 地址 | 聲明 | 名稱 | 類型 | 初始值 | 說(shuō)明 |
| 0.0 | IN | Con_ID | Word | 0 | 連接ID號(hào) |
| 2.0 | IN_OUT | TCON_Start | Bool | 0 | 開(kāi)始建立連接 |
| 4.0 | IN_OUT | Connect | Any | 連接參數(shù)地址指針 | |
| 14.0 | IN_OUT | Data | Any | 存放通訊臨時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊指針 | |
| 24.0 | STAT | TCON_Done | Bool | 0 | 建立連接正確完成標(biāo)志 |
| 24.1 | STAT | TCON_Busy | Bool | 0 | 正在建立連接標(biāo)志 |
| 24.2 | STAT | TCON_Error | Bool | 0 | 建立連接錯(cuò)誤完成標(biāo)志 |
| 24.3 | STAT | TSEND_Start | Bool | 0 | 開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)標(biāo)志 |
| 24.4 | STAT | TSEND_Done | Bool | 0 | 發(fā)送數(shù)據(jù)正確完成標(biāo)志 |
| 24.5 | STAT | TSEND_Busy | Bool | 0 | 正在發(fā)送數(shù)據(jù)標(biāo)志 |
| 24.6 | STAT | TSEND_Error | Bool | 0 | 發(fā)送數(shù)據(jù)錯(cuò)誤完成標(biāo)志 |
| 24.7 | STAT | TRCV_Start | Bool | 0 | 開(kāi)始接收數(shù)據(jù)標(biāo)志 |
| 25.0 | STAT | TRCV_Done | Bool | 0 | 接收數(shù)據(jù)正確完成標(biāo)志 |
| 25.1 | STAT | TRCV_Busy | Bool | 0 | 正在接收數(shù)據(jù) |
| 25.2 | STAT | TRCV_Error | Bool | 0 | 接收數(shù)據(jù)錯(cuò)誤完成標(biāo)志 |
| 26.0 | STAT | Rcvd_Len | Int | 0 | 接收到數(shù)據(jù)的臨時(shí)長(zhǎng)度 |
| 28.0 | STAT | Byte_Count | Int | 0 | 接收到數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度 |
| 30.0 | STAT | FB_TSend | FB 63 | 發(fā)送數(shù)據(jù)功能塊多重背景 | |
| 52.0 | STAT | FB_TRcv | FB 64 | 接收數(shù)據(jù)功能塊多重背景 | |
| 76.0 | STAT | FB_Tcon | FB 65 | 建立連接功能塊多重背景 | |
| 96.0 | STAT | FB_ModbusTCP | FB 74 | Modbus/TCP協(xié)議處理功能塊多重背景 |
4.5 Modbus/TCP協(xié)議處理程序
Modbus/TCP協(xié)議處理程序采用面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)化編程方法，在一個(gè)功能塊（FB74）中封裝了數(shù)據(jù)數(shù)量、數(shù)據(jù)地址和功能碼判斷，處理并準(zhǔn)備上傳所需數(shù)據(jù)等全部過(guò)程。為此必須聲明用于Modbus/TCP協(xié)議處理程序（FB74）輸入、輸出和輸入/輸出參數(shù)。具體聲明的參數(shù)如下表4所示：
| 地址 | 聲明 | 名稱 | 類型 | 初始值 | 說(shuō)明 |
| 0.0 | IN_OUT | Byte_Count | Int | 0 | 以太網(wǎng)通訊接收到數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度 |
| 2.0 | IN_OUT | Data_DB | Int | 0 | 存放通訊臨時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊 |
本程序的難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)對(duì)不同數(shù)據(jù)塊的讀取和寫入，通過(guò)Modbus/TCP協(xié)議結(jié)構(gòu)中寄存器地址字節(jié)8 （寄存器高字節(jié)）對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)塊號(hào)、寄存器地址字節(jié)9 （寄存器低字節(jié)）對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)塊字節(jié)號(hào)就可解決。
自本系統(tǒng)運(yùn)行以來(lái)，CPU315-2PN/DP與上位機(jī)系統(tǒng)操作員工作站1、2通訊一直正常，從未出現(xiàn)過(guò)通訊中斷現(xiàn)象，有效地保證了湖南銅信溪水電站監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行, 應(yīng)用這種方法不需要采用西門子公司OPC能有效降低整個(gè)水電站監(jiān)控系統(tǒng)成本。可見(jiàn)，采用通過(guò)開(kāi)放式IE通訊與上位機(jī)系統(tǒng)通訊是一種行之有效的方法，實(shí)現(xiàn)了讀取遙信、遙測(cè)、定值、SOE和寫入遙控、遙調(diào)和定值等功能，完全滿足《DL/T578-1995水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件》實(shí)時(shí)性、可靠性和通訊安全性要求。由此看來(lái)，西門子PLC集成PROFINET接口的CPU模塊采用開(kāi)放式IE通訊與第三方智能設(shè)備通過(guò)以太網(wǎng)交換數(shù)據(jù)是一種值得推廣的方式。
參考文獻(xiàn)
1. 使用STEP7 V5.3編程手冊(cè) 2004.1
2. 用于S7-300和S7-400的語(yǔ)句表編程參考手冊(cè) 2004.1
3. 用于S7-300和S7-400的系統(tǒng)軟件和標(biāo)準(zhǔn)功能參考手冊(cè) 2005.7
評(píng)論