S系列I/O前端是本公司基于多年制造經(jīng)驗與技術(shù)積累,充分考慮工業(yè)現(xiàn)場采集與控制的實際需要,采用最新微電子與微處理器技術(shù)研制生產(chǎn)的高性能I/O前端。S系列I/O前端具有模擬信號輸入(AI)、模擬信號輸出(AO)、開關(guān)量輸入(DI)、開關(guān)量輸出(DO)等功能,規(guī)格多樣,RS485總線通訊接口,標準MODBUS協(xié)議,通用而非專用的驅(qū)動程序,設(shè)置測試簡捷,使用方便,性價比優(yōu)越,是各種工業(yè)現(xiàn)場信">

      技術(shù)頻道

      S系列I/O前端與InTouch

      概述
      S系列I/O前端是本公司基于多年制造經(jīng)驗與技術(shù)積累,充分考慮工業(yè)現(xiàn)場采集與控制的實際需要,采用最新微電子與微處理器技術(shù)研制生產(chǎn)的高性能I/O前端。S系列I/O前端具有模擬信號輸入(AI)、模擬信號輸出(AO)、開關(guān)量輸入(DI)、開關(guān)量輸出(DO)等功能,規(guī)格多樣,RS485總線通訊接口,標準MODBUS協(xié)議,通用而非專用的驅(qū)動程序,設(shè)置測試簡捷,使用方便,性價比優(yōu)越,是各種工業(yè)現(xiàn)場信號數(shù)據(jù)進出計算機的快捷通道。且適配于國內(nèi)外各種組態(tài)軟件。
      S系列I/O前端有以下型號:
      S1104 4路混接(標準電壓、標準電流、熱阻、熱偶)輸入,工程量值,8路報警繼電器輸出。
      S1108 8路混接(標準電壓、標準電流、熱阻、熱偶)輸入,工程量值,4路報警繼電器輸出。
      S1116 16路混接(標準電壓、標準電流、熱阻、熱偶)輸入,工程量值。
      S1204 4路兩線制(4~20ma)變送器專用輸入,直接掛接變送器,工程量值,8路報警繼電器輸出。
      S1208 8路兩線制(4~20ma)變送器專用輸入,直接掛接變送器,工程量值,8路報警繼電器輸出。
      S1216 16路兩線制(4~20ma)變送器專用輸入,直接掛接變送器,工程量值。
      S1316 16路開關(guān)信號輸入,8路開關(guān)量信號輸出。
      S1332 32路開關(guān)信號輸入。
      S1416 16路開關(guān)信號輸出。
      S1504 4路隔離模擬信號輸出(4~20ma),8路開關(guān)信號量輸出。
      使用S系列I/O前端作為組態(tài)軟件的輸入輸出設(shè)備,相對于傳統(tǒng)使用PLC或工控板卡的方案而言,最顯著的優(yōu)點表現(xiàn)在如下兩個方面:
      (一)大量節(jié)省底層編程工作量,S系列I/O前端上都嵌入了微處理器,業(yè)已智能化、集約化并能自行工作。因此用戶在使用時,只需向S系列I/O前端發(fā)送輸入輸出指令及回收單元的指令響應(yīng),而無需具體操心或干預(yù)前端輸入輸出尤其是模擬量采集輸出的執(zhí)行過程。這將在相當程度上降低了工控軟件底層編程工作量和方案實施工程師對硬件底層所需的熟悉程度。
      (二)提供了一個很容易使用的測試環(huán)境,使用者在未連接組態(tài)軟件之前,就可以使用隨S系列I/O前端提供的《S系列與S3000系列設(shè)置測試軟件》的測試功能對所掛接的各個S系列I/O前端進行功能檢查和精度測試,確定硬件環(huán)境無誤后,再進行軟件組態(tài)工作,從而使用戶得以排除工控項目進行中經(jīng)常碰到的軟硬件問題糾纏在一起的煩惱。
      Intouch是美國Wonderware公司開發(fā)生產(chǎn)的常用組態(tài)軟件,下面就S系列I/O前端與組態(tài)軟件Intouch的通訊連接介紹如下:
      S系列I/O前端與Intouch連接大致有以下三種方式,第一種是直接連接方式,第二種工業(yè)以太網(wǎng)方式,第三種是間接連接方式。
      直接連接方式
      直接連接方式是S系列I/O前端通過串行總線(RS485)、MODBUS-RTU 的(驅(qū)動程序名為MODBUS)協(xié)議直接與Intouch連接。

      工業(yè)以太網(wǎng)方式
      工業(yè)以太網(wǎng)方式通過MODBUS串口網(wǎng)關(guān)(如中科創(chuàng)新DNS-M-RS485、Moxa公司的Nprot6110)連接,將多個S系列I/O前端的RS485信號(MODBUS-RTU通訊協(xié)議)轉(zhuǎn)換為工業(yè)以太網(wǎng)方式,并以MODBUS-TCP(驅(qū)動程序名為Modbus Enthernet)通訊協(xié)議與Intouch連接。MODBUS串口網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)口一端連接計算機的網(wǎng)卡,另一端通過RS485通訊線連接諸個S系列I/O前端。

      間接連接方式
      間接方式是以PLC可編程控制器(例如西門子S7-200,施耐德Twido)為通訊管理器和控制CPU,S系列I/O前端為輸入輸出點,間接與Intouch連接。在間接連接方式時Intouch軟件不直接與S系列I/O前端打交道,而是與PLC的內(nèi)存數(shù)據(jù)變量中的I/O映射區(qū)打交道。驅(qū)動程序使用PLC的驅(qū)動程序,即可在S系列I/O前端上完成相應(yīng)的輸入輸出工作。此種方式的好處是可以減輕主機的通訊負擔,并使整套系統(tǒng)可利用PLC的編程能力和可靠性使之具有某些脫離上位機運行的可能,避免或減輕因使用WINDOWS上位機平臺出現(xiàn)死機和上位機崩潰的煩惱。間接連接的具體使用方法參見本公司的《S系列I/O前端與可編程控制器的連接》。

      下面就S系列I/O前端與Intouch的直接連接與以說明,S系列I/O前端與Intouch的連接是一項不復(fù)雜的連接工作,基本上有如下幾步:設(shè)置S系列I/O前端;在Intouch的驅(qū)動程序下定義計算機的通訊口;定義連接的外部設(shè)備(如S系列I/O前端的S1108);在Intouch的開發(fā)程序中定義每個I/O通道對應(yīng)的變量地址及工況參數(shù);變量的動畫連接等工作。
      Intouch中關(guān)于MODBUS 的常用的通訊協(xié)議有兩種;一種為MODBUS-RTU 的(驅(qū)動程序名為MODBUS),一種為MODBUS-TCP的(驅(qū)動程序名為MODBUS ENTHERNET)(以太網(wǎng)方式與計算機通訊)。下面我們以Modbus協(xié)議(單臺計算機為主工作)為例說明S系列I/O前端與Intouch的連接要點。

      連接要點及注意事項
      ●運行Intouch的計算機與S系列I/O前端的通訊連接方式為主從式,計算機為主,S系列I/O前端為從。
      ●確定Intouch與S系列I/O前端的通訊速率,例如9600bps。
      ●普通PC機串行口為RS232,S系列I/O前端的通訊接口為RS485,因此在計算機側(cè)應(yīng)加裝RS232/RS485轉(zhuǎn)換器(如本公司的S9101)。
      ●用戶在連接之前,應(yīng)使用S系列I/O前端設(shè)置測試程序《XMHSIO_SET》,將S系列I/O前端的站址設(shè)置好,并將通訊速率設(shè)置為約定好的通訊速率,通信協(xié)議為MODBUS。對于模擬量而言,整型請選擇為MODBUS(I),浮點請選擇為MODBUS(F1)。S系列I/O前端的其它參數(shù),用戶根據(jù)現(xiàn)場實際工況自行設(shè)置。
      ●用戶可使用S系列I/O前端設(shè)置測試程序《XMH_SIOSET》,對已連接完畢的系統(tǒng)硬件環(huán)境進行測試,以確定硬件連接無誤,并可進行相應(yīng)的功能和精度核查。
      ●如有多個S系列I/O前端請用RS485總線(屏蔽雙絞線),將所有S系列I/O前端串接在一起,再與計算機側(cè)的RS485接口相連。
      ●計算機與S系列I/O前端的通訊電纜連接對應(yīng)表(以S9101單路隔離RS232/RS485轉(zhuǎn)換器為例)
      RS232通訊線 計算機的COM 口(九芯) S9101的RS232側(cè)

      2 (RXD) -------------- 3 (TXD )
      3 (TXD) -------------- 2 (RXD)
      5 (GND) -------------- 5 (GND)

      RS485通訊線 S9101的RS485側(cè) S系列I/O前端的接線端子
        1號站 2號站 N號站
      1 (RS485 + ) --- 37 ----- 37 -------------- 37(RS485 + )
      2 (RS485 - ) --- 36 ----- 36 -------------- 36(RS485 - )
      3 (RS485 地) --- 35 ----- 35 -------------- 35(RS485 地)

      以Intouch連接4個S系列I/O前端的某工程為例,S系列I/O前端型號分別為S1104、S1108、S1316、S1504,對應(yīng)站址為1、2、3、4,通訊協(xié)議對應(yīng)為MODBUS(I)、MODBUS(F1)、MODBUS、MODBUS,通訊速率為9600 bps,連接于COM1口。      
      ●在Intouch的驅(qū)程序(Wonderware Factory Suite的I/O Server中)中,定義Pc機與S系列I/O前端相連接的通訊口(以串口Com1為例)。在I/O驅(qū)動選擇Configure菜單下點擊Com Port Setting,出現(xiàn)Com Port Setting配置畫面(如圖1),將通訊接口設(shè)置為Com1,通訊速率為9600bps,8位數(shù)據(jù)位,1位停止位,無校驗,啟用串口通訊。

      (圖 1)
      ●在Intouch的驅(qū)動程序(Wonderware Factory Suite的I/O Server中)中,定義與PC機連接的S系列I/O前端的通訊地址。在I/O驅(qū)動程序的Configure菜單下點擊Topic Definition,出現(xiàn)圖2畫面,定義所連接的設(shè)備。將Topic命名為“S1104A”,進入設(shè)備編輯。其中Com Port中選擇COM1口,在Slave ID中輸入所要連接的S系列I/O前端的通訊站址(如所連接的S1104的通訊地址為01,則將連接設(shè)備“S1104A”的設(shè)備地址中輸入1),在Slave Device Type中選擇584/984 PLC(如圖2)。重復(fù)以上操作對剩下的設(shè)備進行Topic設(shè)置,外部連接設(shè)備命名可分別為“S1108A”、“S1316A”、“S1504A”,通訊站址(Slave ID)分別對應(yīng)為2、3、4。

      (圖 2)
      ●在Wonderware的Intouch工作環(huán)境中,定義S系列I/O前端的設(shè)備名稱。進入Intouch開發(fā)系統(tǒng)從左側(cè)系統(tǒng)樹里選擇訪問名進入訪問名組態(tài)畫面(如圖3),首先定義訪問名,即設(shè)備名,在應(yīng)用程序名中輸入所用驅(qū)動程序如MODBUS,在主題名中輸入在I/O驅(qū)動中定義的TOPIC名,如S1104A。建議訪問名與TOPIC名相同,以免造成混亂。

      (圖 3)
      ●數(shù)據(jù)塊參數(shù)定義
      在Wonderware的Intouch工作環(huán)境中,定義S系列I/O前端的通道。在左側(cè)系統(tǒng)樹里選擇標記名字典,在畫面點擊“新建”,點擊出現(xiàn)定義畫面(如圖4)。

      (圖 4)
      • 輸入標記名
      • 類型ID 選擇為I/O整數(shù)
      • 輸入工程單位,工程量的上、下標度
      • 報警,在“報警”畫面輸入工程量的報警值。
      • 開關(guān)量輸入輸出需在標注中填入開關(guān)量的狀態(tài)
      • 點擊訪問名,從列表中選擇所連接設(shè)備的訪問
      名,如S1108A。
      • 在項目名中輸入設(shè)備各通道所對應(yīng)的寄存器地址,現(xiàn)對各種類型輸入、輸出信號的寄存器地址分別說明:
      整型模擬量輸入
      整型模擬量輸入對應(yīng)的寄存器地址為3xxxx,從30001開始,每個寄存器地址對應(yīng)一個整型模擬量輸入通道,N個通道占用N個寄存器,到30000+N為止。
      浮點模擬量輸入
      浮點模擬量輸入對應(yīng)的寄存器地址為3xxxx,從30001開始,每兩個寄存器地址對應(yīng)一個浮點模擬量輸入通道,N個通道占用2N個寄存器,到30000+2N為止。
      當通訊協(xié)議為MODBUS(F2)時,S系列I/O前端與Intouch通信不正常。
      開關(guān)量輸入
      開關(guān)量輸入對應(yīng)的寄存器地址為1xxxx,從10001開始,每個寄存器地址對應(yīng)一個開關(guān)量輸入通道,N個通道占用N個寄存器,到10000+N為止。
      開關(guān)量輸出
      開關(guān)量輸出對應(yīng)的寄存器地址為0xxxx,從00001開始,每個寄存器地址對應(yīng)一個開關(guān)量輸出通道,N個通道占用N個寄存器,到00000+N為止。
      模擬量輸出
      模擬量輸出對應(yīng)的寄存器地址為4xxxx,從40001開始,每個寄存器地址對應(yīng)一個模擬量輸入通道,N個通道占用N個寄存器,到40000+N為止。
      完成以上步驟后,即完成了Intouch與S系列I/O前端的設(shè)備定義和通訊連接準備工作,其它進行動畫連接及完成Intouch的更高級功能,請參見美國Intellution公司的《Intouch使用手冊》。
      附注:
      工業(yè)以太網(wǎng)方式通過MODBUS串口網(wǎng)關(guān)連接,將多個S系列I/O前端的RS485信號轉(zhuǎn)換為工業(yè)以太網(wǎng)方式,通過MODBUS-TCP的(驅(qū)動程序名為MODBUS ETHERNET)通訊協(xié)議與Intouch連接,硬件連接時需對網(wǎng)關(guān)進行IP地址和通訊速率(與S系列I/O前端的通訊速率相同)設(shè)置(具體設(shè)置方法見串口網(wǎng)關(guān)使用說明)。MODBUS ETHERNET 驅(qū)動程序在使用方面與MB1基本相同,不同的是網(wǎng)卡配置和設(shè)備地址定義。下面就設(shè)備地址定義說明如下:
      設(shè)備定義
      在定義好的網(wǎng)關(guān)下,點擊添加設(shè)備,將連接設(shè)備名稱命名為“S1104A”,在設(shè)備IP Address中輸入所連接網(wǎng)關(guān)的IP地址(如DNS-M-RS485的IP地址為192.168.0.111,則將連接設(shè)備“S1104A”的設(shè)備IP地址中輸入168.192.0.111,在Dest_index or Unit ID中輸入所連接的S系列I/O前端的通訊站址01;……S1504A設(shè)備的IP地址為192.68. 0.111,Dest_index or Unit ID為04),在slave Device Type中選擇584/984 PLC,啟用新設(shè)備通訊。

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