西門子6SL3352-6BE00-0AA1
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多功能測(cè)量表SENTRON PAC3200簡(jiǎn)介
SENTRON PAC3200電能監(jiān)視設(shè)備可精確提供系統(tǒng)特性,包括電壓和電流最大值、最小值和平均值,功率值、頻率、功率因數(shù)、對(duì)稱性、邏輯計(jì)算、負(fù)載趨勢(shì)、諧波和總諧波失真等。SENTRON PAC3200可檢測(cè) 50 多個(gè)基本數(shù)值,具有 10個(gè)電能計(jì)數(shù)器,可用于全面負(fù)載檢測(cè)。它們的測(cè)量準(zhǔn)確度滿足電能計(jì)數(shù)器標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的較高要求。PAC3200帶有MODBUS RTU-RS485接口、PROFIBUS-DP接口和MODBUS TCP 接口,可以很方便將PAC3200的數(shù)據(jù)上傳到PLC中進(jìn)行處理,也可以上傳到HMI中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理及歸檔。對(duì)于西門子系統(tǒng)可以輕松地將PAC3200集成到上位自動(dòng)化系統(tǒng)中,例如,集成到西門子 SIMATIC PCS 7 powerrate 和SIMATIC WinCC powerrate 軟件包中。
2 PAC3200通信接口對(duì)比
PAC3200可以通過(guò)MODBUS RTU RS485接口、MODBUS TCP 以太網(wǎng)接口以及現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS-DP接口與PLC和HMI通信。下面分別以連接S7-300 PLC為例,在通信性能、連接的個(gè)數(shù)、編程方面進(jìn)行對(duì)比:
1) 通信性能:PROFIBUS-DP使用令牌方式由主站依次訪問(wèn)從站,是實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線,通信響應(yīng)快,通信的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)考慮PAC3200數(shù)據(jù)的刷新時(shí)間(自身刷新時(shí)間可能較PROFIBUS-DP刷新時(shí)間慢);如果選擇以太網(wǎng)MODBUS TCP 通信,由于不是實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò),通信性能次之,通信的響應(yīng)時(shí)間也應(yīng)考慮PAC3200數(shù)據(jù)的刷新時(shí)間(自身刷新時(shí)間可能較以太網(wǎng)刷新時(shí)間慢);使用RS485 MODBUS RTU通信,由于基于串口,通信性能不能與以太網(wǎng)與PROFIBUS-DP相比較。
2) 連接個(gè)數(shù):使用PROFIBUS-DP,基于主站的性能,最多可以連接126個(gè)站點(diǎn);以太網(wǎng)MODBUS TCP 通信,基于CP的連接個(gè)數(shù),通常16個(gè);使用RS485 MODBUS RTU,可以連接一個(gè)網(wǎng)段,典型值31個(gè)站點(diǎn)。
3) 編程:使用PROFIBUS-DP,不需要編寫通信程序;使用以太網(wǎng)MODBUS TCP 通信,需要編寫發(fā)送接收通信程序;使用RS485 MODBUS RTU通信,需要編寫從站輪詢程序,比較麻煩,如果沒(méi)有購(gòu)買MODBUS RTU的驅(qū)動(dòng),還需要編寫通信程序。
4) 價(jià)格:PROFIBUS-DP與RS485 MODBUS RTU通信需要購(gòu)買選件網(wǎng)卡,而PAC3200本身集成以太網(wǎng)接口,支持MODBUS TCP 通信。
下面將介紹PAC3200的MODBUS TCP 通信。
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3 MODBUS TCP 通信報(bào)文
MODBUS TCP 使MODBUS RTU協(xié)議運(yùn)行于以太網(wǎng),MODBUS TCP使用TCP/IP和以太網(wǎng)在站點(diǎn)間傳送MODBUS報(bào)文,MODBUS TCP結(jié)合了以太網(wǎng)物理網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP以及以MODBUS作為應(yīng)用協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)表示方法。MODBUS TCP通信報(bào)文被封裝于以太網(wǎng)TCP/IP數(shù)據(jù)包中。與傳統(tǒng)的串口方式,MODBUS TCP插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS報(bào)文到TCP報(bào)文中,不再帶有數(shù)據(jù)校驗(yàn)和地址,如圖1所示:
圖1 MODBUS TCP報(bào)文
由于使用以太網(wǎng)TCP/IP數(shù)據(jù)鏈路層的校驗(yàn)機(jī)制而保證了數(shù)據(jù)的完整性,MODBUS TCP 報(bào)文中不再帶有數(shù)據(jù)校驗(yàn)”CHECKSUM”,原有報(bào)文中的“ADDRESS”也被“UNIT ID”替代而加在MODBUS應(yīng)用協(xié)議報(bào)文頭中。
MODBUS TCP服務(wù)器使用502端口與客戶端進(jìn)行通信。
西門子6SL3352-6BE00-0AA1
S7-300 與PAC3200 之間進(jìn)行MODBUS TCP 通信時(shí),MODBUS應(yīng)為協(xié)議的報(bào)文頭賦值如下:
byte 0: transb identifier (高字節(jié)) – 為0
byte 1:transb identifier(低字節(jié)) - 為0
byte 2:protocol identifier(高字節(jié)) = 0
byte 3:protocol identifier (低字節(jié)) = 0
byte 4:length field (高字節(jié)) = 0 (因?yàn)樗械膱?bào)文小于256)
byte 5:length field (低字節(jié)) = 后面跟隨的字節(jié)數(shù)
byte 6:unit identifier -原從站地址,這里為0
byte 7:MODBUS 功能碼,通過(guò)功能碼發(fā)送通信命令
byte 8 ~:后續(xù)的字節(jié)數(shù)與功能碼相關(guān)
4 PAC3200支持的MODBUS TCP 功能碼
在MODBUS TCP 的報(bào)文中,通過(guò)使用功能碼請(qǐng)求通信伙伴的數(shù)據(jù),如對(duì)內(nèi)部寄存器的讀寫操作、讀輸入寄存器、寫輸出寄存器等。不同的操作使用不同的功能碼,如FC1、2、3、4、5、6、7、15、16等,PAC3200支持FC2、FC3、FC4、FC6、FC16,在下面將介紹PAC3200這些功能碼的報(bào)文格式:
FC2 讀輸入的位信號(hào):
請(qǐng)求: 電 話:18221796961(同微信號(hào))
Byte 0: 功能碼,2
Byte 1-2: 開(kāi)始的位地址
Byte 3-4:位的個(gè)數(shù) (1-2000)
響應(yīng):
Byte 0: 返回的功能碼 2
Byte 1: 返回的字節(jié)個(gè)數(shù) (B=(位的個(gè)數(shù)+7)/8)
Byte 2-(B+1): 位信號(hào)的值 (最低有效位是第一個(gè)位信號(hào))
FC3 讀多個(gè)寄存器信號(hào):
請(qǐng)求:
Byte 0: 功能碼,3
Byte 1-2: 寄存器開(kāi)始地址
Byte 3-4: 寄存器的個(gè)數(shù) (1-125)
響應(yīng):
Byte 0: 返回的功能碼 3
Byte 1: 返回的字節(jié)個(gè)數(shù) (B=2倍寄存器數(shù))
Byte 2-(B+1): 寄存器的值
FC4 讀輸入寄存器信號(hào):
請(qǐng)求:
Byte 0: 功能碼,4
Byte 1-2: 輸入寄存器開(kāi)始地址
Byte 3-4: 輸入寄存器的個(gè)數(shù) (1-125)
響應(yīng):
Byte 0: 返回的功能碼 4
Byte 1: 返回的字節(jié)個(gè)數(shù) (B=2倍輸入寄存器數(shù))
Byte 2-(B+1): 輸入寄存器的值
FC6 寫單個(gè)寄存器信號(hào):
請(qǐng)求:
Byte 0: 功能碼,6
Byte 1-2: 寄存器地址
Byte 3-4: 寄存器的值
響應(yīng):
Byte 0: 返回的功能碼 6
Byte 1-2: 寄存器地址
Byte 3-4: 寄存器的值
FC16 寫多個(gè)寄存器信號(hào):
請(qǐng)求:
Byte 0: 功能碼,10(HEX)
Byte 1-2: 寄存器開(kāi)始地址
Byte 3-4: 寄存器的個(gè)數(shù) (1-100)
Byte 5:字節(jié)的個(gè)數(shù) (B=2倍輸入寄存器數(shù))
Byte 6-(B+5) 預(yù)置的寄存器值
響應(yīng):
Byte 0: 返回的功能碼 10(HEX)
Byte 1-2: 寄存器開(kāi)始地址
Byte 3-4: 寄存器個(gè)數(shù)
西門子6SL3352-6BE00-0AA1
一個(gè)寄存器為兩個(gè)字節(jié),上面介紹的首地址為MODBUS TCP 報(bào)文中PDU的首地址。
5 PAC3200的地址區(qū) 電 話:18221796961(同微信號(hào))
使用不同的功能碼可以對(duì)PAC3200不同的地址區(qū)進(jìn)行操作:
測(cè)量變量:例如電壓、電流值、輸入、輸出等變量可以使用FC3和FC4,F(xiàn)C3與FC4功能相
同,兩者都可以讀。
狀態(tài)參數(shù):例如限制值0、1、2以及輸入0、輸出0等位信號(hào),使用FC2可以讀出這些信
號(hào)。
設(shè)定參數(shù):例如連接類型、是否使用電壓變送器電壓、一次側(cè)電壓等,可以使用FC3、FC4進(jìn)
行讀操作,兩者功能相同,使用FC16進(jìn)行寫操作。
通信參數(shù):例如IP地址、網(wǎng)關(guān)等參數(shù),可以使用FC3、FC4進(jìn)
行讀操作,兩者功能相同,使用FC16進(jìn)行寫操作。
信息參數(shù):例如產(chǎn)品的序列號(hào)等,可以使用FC3、FC4進(jìn)行讀操作,兩者功能相同,使用
FC16進(jìn)行寫操作。
命令參數(shù):例如復(fù)位最大值、最小值以及能量計(jì)數(shù)器等參數(shù),使用FC6進(jìn)行寫操作。