WB系列智能電量傳感器在西門子PLC系統上的應用

摘要：WB系列智能電量傳感器可以對各種交、直流電量參數進行實時采集計算、分析,它具有RS485智能端口，可以同PLC、工控機進行通訊，也可以多個WB智能傳感器組成RS485網。本文將詳細介紹WB智能電量傳感器與西門子PLC S7-200 CPU的通訊方法，包括硬件的連接和軟件的編程。

WB智能電量傳感器是由綿陽市維博電子有限公司在傳統傳感器的基礎上推出的新型系列產品。該傳感器采用高性能MCU ，綜合運用DSP技術、數據通信技術、自動控制技術、高速數據采集技術、集成IC技術、貼片安裝工藝等一系列先進技術和工藝。該系列產品采用全隔離、高度數字化、智能化設計，使產品具有工作可靠、精度高、頻響寬、溫度特性好、抗干擾能力強、接口方式簡單、體積小、功耗低等特點，可廣泛應用于電力系統，鐵路系統，通信系統，控制系統，電機監控系統等等領域。WB智能傳感器可以完成各種交、直流電量參數的實時采集計算、分析,它具有RS485智能端口，可以同PLC、工控機進行通訊。下面詳細介紹WB智能電量傳感器在西門子PLC S7-200上的應用。

一． 硬件的連接
1. S7-200 通訊口引腳分配定義: 見S7-200 通訊口引腳分配定義表。
S7-200 通訊口引腳分配定義表
引腳 端口0
1 邏輯地
2 邏輯地
3 RS-485信號B
4 RTS（TTL）
5 邏輯地
6 ＋5V 100Ω串連電阻
7 ＋24V
8 RS-485信號A
9 10-位 協議選擇（輸入）
連接器外殼 機殼接地
2.WB智能傳感器接線端子排分配：見WB智能傳感器接線端子排分配定義表
WB智能傳感器接線端子排分配定義表
端子
JK1 1
2
3
4 交流V+
5
6 交流V-
JK2 1 ＋E（12V/24V）
2
3 GND（公共地）
4 RS-485信號A
5
6 RS-485信號B
S7-200 CPU通訊口是9針頭，用RS-485方式與WB智能傳感器通訊，接線方式是將S7-200 CPU通訊口8腳接WB智能傳感器JK2端子4, 將S7-200 CPU通訊口3腳接WB智能傳感器JK2端子6。如果連接線距離過長，可以用西門子連接器或加中繼器。

二． 軟件的設計
1. WB智能傳感器通訊協議
串行通信口RS485； 信息傳輸方式為異步，起始位1位，數據位8位，停止位1位，無校驗；數據傳輸速率 38.4KBPS，19.2KBPS，9600BPS，4800BPS，2400BPS，1200BPS。

協議的基本格式見協議基本格式表。
協議基本格式表
序號 名稱 備注
1 同步碼（SOI,START OF INFORMATION） 1BYTE(7EH)
2 變送器地址（ADDR,ADDRESS） 1BYTE
3 變送器地址補碼 1BYTE
4 命令（CMD,COMMAND） 1BYTE
5 數據（DATA） XBYTE
6 幀校驗（CHECKSUM） 1BYTE
7 結束碼（EOI,END OF INFORMATION） 1BYTE (0DH)

校驗為協議基本格式表中的前2-5項逐字節作無符號加法，模256取反加1；編碼方式是16進制碼方式。
2. S7-200 CPU編程說明
梯形圖程序流程：PLC端口初始化-->發送讀數據命令-->適當延時-->讀端口返回數據-->(如果需要確認，則發送確認幀命令-->)進入下一輪發命令及讀數據循環。
①初始化:SM0.0始終為1。MOV_B指令把16#09賦值給SMB30，SM30控制自由端口0，16#09表示把PLC端口初始化不校驗、8位數據、9600波特率和自由口協議。MOV_B指令把16#B0賦值給SMB87,SMB87是信息接收控制字節。ATCH語句將INI_0中斷子程序與 端口0接收字符中斷(中斷8)關聯。VB600為接收起始地址。見圖1。

②讀數據命令：VB51-VB57為XMT命令的TBL參數。VB51為命令幀字節個數，VB52為同步碼，VB53為變送器地址，VB54為變送器地址補碼，VB55為命令，VB56為幀校驗，VB57為結束碼。見圖2。


③向WB智能傳感器發讀數據命令： SM4.5為1時表示自由口0發送空閑，SM4.5提供了一個時間為1秒的延遲。XMT指令為發送指令，PORT參數取0表示端口0，TBL參數表示發送的數據起始地址。見圖3。


④中斷8端口0字符接收程序：MOV_B指令將緩沖區SMB2接收WB智能傳感器傳來的數據放到以VB600開始的區域。INC_DW指令將指針VD680值加1, 指針VD680指向下一個字節。如果緩沖區SMB2的內容等于16#0D，表示數據接收結束，用MOV_DW指令將指針VD680重新賦值為&VB600(VB600的地址)。見圖4。


⑤讀端口返回數據及處理：若收到某字節數據為05H，則緊接其后收到的一個字節數據應與05H合為一個字節; 若收到某字節數據為0DH,表示結束。組合參數變送器輸出數據的順序如下： E、R、P 、Q、C、F、V1、V2、V3、I1、I2、I3（不同變送器輸出內容不同，因此輸出數據長度各異，但其順序同前，各參數均為2字節）。M2.0為筆者自行設置的數據處理控制位，見圖5。

三． 應用介紹
我所研制的空調參數測試系統用WB智能電量傳感器檢測待檢空調機的啟動電流，制熱和制冷狀態下的電壓、電流和功率，該空調參數測試系統出口俄羅斯，于2001年5月投入運行。據俄羅斯方反映，這一年多時間，空調參數測試系統運行情況良好， WB智能電量傳感器工作穩定可靠，檢測數據準確。

四． 總結
以上方法僅僅是S7-200 PLC與一只WB智能傳感器通訊的應用，RS485智能口可以組成RS485網絡，編程方法與上述相同。需要WB智能傳感器設置地址0-63，在步驟②讀數據命令表中對VB51-VB57為XMT命令的TBL參數修改，將VB53變送器地址更改，就可以與RS485網絡上的不同WB智能傳感器通訊。