西门子S7-300PLC的主要任务

一、简介

本世纪初以来可编程控制器简介,世界能源供应逐渐趋紧,石油价格飞涨。中国乃至世界能源制造业的大发展,推动了石油机械工业的大发展。目前,各种现场总线技术已广泛应用于该行业,为该行业的发展提供了有利条件。本文在某大型石油机械项目中,西门子S7-300PLC通过监控PLVC(阀门可编程控制器)实现现场比例阀的动作控制。在整个控制系统中,思博自动化的CANopen to PROFIBUS DP网关PCO-150S显示出其稳定可靠的优势。

二、系统组成

1、系统结构

该系统的组成如图1所示,其中除西门子S7-300PLC以外的其他现场级控制装置省略。西门子S7-300PLC的主要任务之一是实现对PLVC(Programmable Logic Controller for Valve)的监控,以现场控制比例阀的动作。西门子S7-300PLC(CPU型号:CPU313C-2DP)采用PROFIBUS DP主站协议;PLVC(阀门可编程控制器)采用汽车行业常用的CAN总线技术。它作为一个 CANopen 主站来控制现场比例阀的动作。在本项目中,为了实现西门子S7-300PLC和HAWE的PLVC之间的双向数据传输,使用了思博自动化的高性能CANopen从站到PROFIBUS DP从站网关PCO-150S:

2、通讯网络组成

2.1 PROFIBUS 协议简介

2.2 CANopen 协议简介

CANopen 协议是 CAN-in-AutomaTIon (CiA) 定义的标准之一,并在发布后不久获得广泛接受。特别是在欧洲,CANopen 协议被认为是基于 CAN 的工业系统的领先标准。最重要的设备类型,例如数字和模拟 I/O 模块、驱动设备、操作设备、控制器、可编程控制器或编码器,在称为“设备描述”的协议中进行了描述;《设备描述》定义了不同类型的标准设备及其对应的功能。根据对 CANopen 协议的支持,可以通过总线配置来自不同制造商的设备。

CANopen 网络中的通信信息以对象的形式描述。CANopen 通信模型定义了 4 种消息(通信对象):网络管理消息(NMT)、服务数据对象(SDO)、过程数据对象(PDO)和特殊功能对象。SDO SDO 采用客户端服务器模式,使用索引和子索引(在 CAN 报文的前几个字节中)。SDO 客户端可以访问设备(服务器)对象字典中的条目或项(对象)。SDO是通过CAL中多域的CMS(CAN-based Message SpecificationaTIon)对象来实现的,允许传输任意长度的数据(当数据超过4个字节时,拆分成多条消息)。SDO 协议是确认服务类型。服务器为每条消息生成一个回复(一个 SDO 需要两个 ID)。SDO 请求和响应包总是包含 8 个字节(无意义的数据长度用第一个字节表示,它携带协议信息)。PDO对象用于传输实时数据,PDO对象采用生产者-消费者模型。数据从一个生产者传递到一个或多个消费者。数据传输限制为 1 到 8 个字节(例如,一个 PDO 最多可以传输 64 个数字 I/O 值或 4 个 16 位 AD 值)。PDO 通信没有额外的协议规定。PDO 被两种类型使用:数据发送和数据接收。它们的区别在于 TPDO 和 RPDO。PDO可以有多种传输方式,其中,同步传输是指另一个同步应用程序周期性地发送一个同步对象(SYNC object)来同步设备。

三、结束语

在这个PLC控制系统中,PCO-150S充当了西门子S7-300PLC和HAWE阀控可编程控制器PLVC之间的桥梁,使这两种完全不同的现场总线设备能够实现正常的数据通讯,并使西门子PLC能够控制现场。可以操作比例阀并读取其电气状态。在整个系统中可编程控制器简介,思博自动化的PCO-150S表现出稳定可靠的性能,极大地方便了各种现场总线在石油机械行业的应用。

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