西門子PLC維修市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀分析
西門子PLC維修隨著中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,西門子PLC維修在中小型自動(dòng)化設(shè)備的日益普及應(yīng)用,對(duì)于設(shè)備制造廠商或生產(chǎn)技術(shù)管理部門來(lái)說(shuō),如何以zui快捷的方式響應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備維護(hù)方面的需求,迅速檢測(cè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài),及時(shí)解決生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)反映的問(wèn)題,已是多數(shù)上位技術(shù)管理者的切實(shí)需求。如何采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方式來(lái)實(shí)施遠(yuǎn)程西門子PLC維修設(shè)備數(shù)據(jù)采集或測(cè)控,這也是探索解決此問(wèn)題的初衷。
1 系統(tǒng)組成概述
西門子PLC維修系統(tǒng)硬件主要由上位計(jì)算機(jī)、TC35iGSM MODEM無(wú)線通訊模塊和遠(yuǎn)程Siemens S7—200 PLC 3部分組成,具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)軟件分為上位PC和下位西門子PLC維修兩部分,上位PC部分提供人機(jī)交互操作界面和相應(yīng)的數(shù)據(jù)選擇、處理等;下位西門子PLC維修則通過(guò)自由口通訊,以中斷方式快速響應(yīng)上位機(jī)對(duì)PLC變量存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的讀寫操作或?qū)/0口讀寫操作需求。由于上位計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程西門子PLC維修的通訊載體是通過(guò)TC35i建立在GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的,從而打破了地域的限制,即便遠(yuǎn)端西門子PLC維修設(shè)備在千里之遙,實(shí)施數(shù)據(jù)采集、測(cè)控的如同咫尺。
2 西門子PLC維修系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.1 TC35i無(wú)線通訊模塊
系統(tǒng)組成如圖1所示,系統(tǒng)硬件主要是TC5i無(wú)線通訊模塊的應(yīng)用。TC35i是Siemens公司推出的新一代無(wú)線通信GSM模塊,TC35i雙頻工作(EGSM900/GSMl800),電源范圍在3.3~4.8 V,發(fā)送功率分別為2W(Class4 EGSM900)和lW(Classl GSMl800 MHz),TC35i的數(shù)據(jù)接口采用串行異步收發(fā),符合ITU-TRS-232接口電路標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)接口配置為8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無(wú)校驗(yàn)位,可以在300~115 kb/s的波特率下運(yùn)行,支持的自動(dòng)波特率為4.8~115 kb/s,西門子PLC維修符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)GSM0707和GSM0705,且易于升級(jí)為GPRS模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體,向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT命令接口。為數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和短消息提供快速、可靠、安全的傳輸,方便用戶的應(yīng)用開(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì)。TC35i有40個(gè)引腳,通過(guò)ZIF連接器引出。這些引腳可劃分為5類,即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。
西門子PLC維修系統(tǒng)硬件連接
系統(tǒng)硬件的連接可參考圖1可知,上位計(jì)算機(jī)的串口輸出與由TC35i構(gòu)成的GSM MODEM中的9芯RS232口直接連接;遠(yuǎn)程的GSM MODEM與PLC連接時(shí)則必須通過(guò)RS232到RS485的轉(zhuǎn)換,這是Siemens PLC的通訊口數(shù)據(jù)和PPI編程電纜連接的必要條件。另一方面必須注意的是,在與遠(yuǎn)程GSM MODEM的RS-232串口連接時(shí),還必須將RS232串口中的RXD和TXD對(duì)換連接,否則將不能正常通訊。
2.3 西門子PLC維修的選型
該系統(tǒng)選用西門子S7—200 PLC,在西門子PLC中SIMATIC S7—200是一個(gè)系列,其中包括多種型號(hào)的CPU,這里選用CPU-222,由于CPU不提供模擬量的輸入輸出,為檢測(cè)對(duì)模擬量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程讀寫。因此在遠(yuǎn)程西門子PLC維修系統(tǒng)中擴(kuò)展一型號(hào)為EM-235的4輸入1輸出模擬量模塊。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.1 系統(tǒng)上位計(jì)算機(jī)人機(jī)界面
系統(tǒng)上位的人機(jī)界面是用VB編程,提供人機(jī)交互操作界面及數(shù)據(jù)選擇和相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理等功能。系統(tǒng)上位的操作界面如圖4所示。在操作界面的左上部是通訊鏈接控制框,這里只需要正確選擇PC的串口并輸入遠(yuǎn)程PLC所連接的后即可撥號(hào)鏈接,遠(yuǎn)程的無(wú)線GSM MODEM模塊摘機(jī)響應(yīng)一般設(shè)置為鈴響后自動(dòng)摘機(jī),通訊鏈接建立后,當(dāng)上位PC檢測(cè)到串口端的數(shù)據(jù)載波DCD信號(hào)后,通訊鏈接控制框中的“鏈接狀態(tài)”指示燈由紅變綠,表示通訊鏈路已成功建立。撥號(hào)或掛機(jī)的操作均是通過(guò)對(duì)GSM MODEM模塊發(fā)送AT指令執(zhí)行的。
西門子PLC維修數(shù)據(jù)的讀寫操作
西門子PLC維修數(shù)據(jù)的讀寫是依據(jù)約定的數(shù)據(jù)類型實(shí)施操作的。對(duì)于字節(jié)、字、雙字、實(shí)數(shù)及I/0端口各自有約定的數(shù)據(jù)類型特征字,在下位西門子PLC維修程序中通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)類型特征字的解析后來(lái)確定讀取數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。對(duì)I/0端口的讀寫操作則是根據(jù)約定的地址編碼直接讀寫出相應(yīng)的狀態(tài)信息。每組收發(fā)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元從VBl00到VBll7共18個(gè)字節(jié)。由前述的數(shù)據(jù)發(fā)送量的約定可知,每組數(shù)據(jù)的Byte5~Byte8表示PLC數(shù)據(jù)的地址,由于每次讀寫的地址是不同的,所以Byte5~Byte8字節(jié)給定的就是地址指針,在西門子PLC維修編程中就要以此指針采用間接尋址的方式,假設(shè)Byte5~Byte8存放在PLC的VB104~VBl07單元,其間址指令則為:
MOVD &VBl04,ACl讀取該地址內(nèi)容時(shí)則根據(jù)數(shù)據(jù)類型的不同而有所區(qū)別,假如讀寫字節(jié)時(shí)指令為:MOVB*ACl,VBl60;則讀寫字的指令為:MOVW *ACl,VWl60;讀寫雙字的指令為:MOVD *ACl,VDl60;讀寫實(shí)數(shù)的指令則為:MOVR *ACl,VDl60。