前言:西門子S7-200PLC廣泛應于工業(yè)控制領(lǐng)域,是一款性能高,運行穩(wěn)定的控制器。此次我們要把西門子的S7-200PLC連接到EMCP物聯(lián)網(wǎng)云平臺(簡稱EMCP),實現(xiàn)電腦Web頁面、手機APP和微信對200PLC的遠程監(jiān)控。
一準備工作。
1.1在對接前我們需準備如下物品;
1) S7-200 一臺(建議使用CPU226 或 CPU224 有兩個串口的PLC,port1口做程序的下載和在線監(jiān)視,port0做Modbus-RTU從站與GM10-DTU模塊通訊)。也可以使用Smart200PLC(以下以老款200PLC做案例解說)。
2) 河北藍蜂科技的DTU模塊一臺,天線和電源適配器(以下用GM10-DTU作為實例)。
3) SIM卡一張,有流量,大卡(移動或聯(lián)通卡)。
4) DP9針公頭一個。
5) 聯(lián)網(wǎng)電腦一臺(WinXP/Win7/Win8操作系統(tǒng))
6) 電工工具、導線若干。
物料準備如下;
1.2 DTU準備工作
此處參考《GM10-DTU用戶使用手冊》進行操作,我們需要對DTU網(wǎng)關(guān)(WM10-DTU網(wǎng)關(guān)的設置和GM10類似,以下均以GM10-DTU網(wǎng)關(guān)來介紹)連接天線、插上SIM卡(移動/聯(lián)通流量卡,大卡)、連接12V或24V的電源適配器。
1.3 S7-200PLC準備工作。
200PLC連接電源(注意電源是24VDC還是220VAC),準備一顆9針串口頭(如上圖),用兩顆導線分別焊接的3和8引腳(200PLC系統(tǒng)手冊中有介紹,3和8引腳為485通訊口)。此時我們將PLC prot0串口的3引腳連接GM10模塊的“485A”端子,8引腳連接GM10模塊的“485B”端子。
二,200PLC從站創(chuàng)建。
1,將200PLC經(jīng)編程電腦連接到電腦上,打開Step7-MicroWin編程軟件,新建工程,在主程序中添加Modbus Slave Port0功能塊(MBUS_INIT,MBUS_SLAVE)
庫文件
•西門子Modbus從站協(xié)議庫包括兩條指令:MBUS_INIT 指令和MBUS_SLAVE 指令。
•MBUS_SLAVE 指令用于為Modbus主設備發(fā)出的請求服務。
•MBUS_INIT 指令用于啟用、初始化或禁止Modbus從站通訊。在使用MBUS_SLAVE 指令之前,必須正確執(zhí)行MBUS_INIT 指令。指令完成后立即設定“完成”位,才能繼續(xù)執(zhí)行下一條指令。
MBUS_INIT、MBUS_SLAVE指令說明請參考“STEP 7-MicroWIN”軟件中的幫助。
上面我們將 Modbus 保持寄存器區(qū)從 VB1000 開始(HoldStart = VB1000),并且保持寄存器為100個字(MaxHold=100),因保持寄存器以字(兩個字節(jié))為單位,實際上這個通信緩沖區(qū)占用了VB1000~VB1200共200個字節(jié)。
2,設置庫存儲區(qū)。點擊菜單欄中的“文件”在下拉框中選擇“庫存儲區(qū)分配”在打開的對話框中輸入庫存儲區(qū)的起始地址,注意避免該地址和程序中已經(jīng)采用或準備采用的其它地址重合,可以點擊“建議地址”避免modbus功能塊所占用的地址和程序中的寄存器地址重疊。
3、編譯程序,編譯無誤后,通過PPI電纜將程序下載到PLC(如果PLC只有一個串口,且這個串口配置成了modbus口,那么我們在下程序時需要將PLC的運行開關(guān)扳到“stop”位置),下載完成后斷電,打開程序監(jiān)控查看MBUS_INIT 指令和MBUS_SLAVE 指令的“Error”引腳輸出是否為正常(0位正常,其他數(shù)值為故障,請參看西門子PLC技術(shù)手冊中的故障列表)。
三,EMCP平臺設置。
用管理員賬號登錄EMCP平臺(IE9以上瀏覽器或谷歌瀏覽器),對EMCP云平臺進行設置。具體操作參照《EMCP物聯(lián)網(wǎng)云平臺用戶手冊》。登錄EMCP后首先進入設備列表顯示頁面,因為我們未創(chuàng)建任何設備,所以是一個空頁面。點擊右上角的“后臺管理”按鈕(只有管理賬號才有此權(quán)限),進入EMCP平臺的后臺。
3.1遠程配置DTU
打開“后臺管理—>模塊管理”頁面,將DTU綁定至此管理員賬號,然后就可以使用“遠程配置”功能來配置DTU的各項通訊參數(shù)和功能參數(shù)。最主要兩個地方需要配置,一是與PLC通訊的串口參數(shù),二是設置DTU定時采集PLC數(shù)據(jù)的MODBUS通道參數(shù),下面分步驟對此功能進行講解。注:模塊只有在線后才可以進行遠程配置,也可以使用“DTU配置軟件”對模塊配置,參考文檔《DTU配置軟件使用手冊》。
3.1.1模塊綁定
模塊初始綁定密碼是111111,直接點擊綁定即可。
3.1.2 模塊遠程配置
模塊的遠程配置最好先“讀取”再“寫入”,只有寫入成功后才表示該參數(shù)成功配置到DTU中,“寫入”后也可以“讀取”以檢查之前的操作是否成功。如果不用模塊DI報警點則無需進行“短信設置”。
設備從站號:為模塊所連設備的MODBUS從站地址(范圍1-250),此地址必須和設備從站地址一樣。要和PLC設置的MODBUS從站號一致。
功能碼:為模塊讀取設備MODBUS寄存區(qū)的標志符!肮δ艽a01”對應“線圈”(0XXXX),“功能碼02”對應“離散量輸入”(1XXXX),“功能碼03”對應“保持寄存器”(4XXXX),“功能碼04”對應“輸入寄存器”(3XXXX)。西門子PLC中,Q點對應01功能碼,I點對應02功能碼,V區(qū)對應03功能碼,AI區(qū)對應04功能碼。
起始地址:為模塊所連設備的MODBUS寄存器讀取的起始地址(不包含寄存區(qū)標識符)。圖中1對應40001
數(shù)據(jù)長度:為DTU讀取設備數(shù)據(jù)的連續(xù)長度,圖中的長度為10,既連續(xù)讀取從40001到40010共10個數(shù)據(jù)。
標準DTU可連接多個從站(最多4個),可點擊“新建”創(chuàng)建新子設備從站,配置規(guī)則按上述說明。
結(jié)合上文PLC從站的建立,這里讀取的就是 40001到40010,也即是西門子200PLC內(nèi)部的VW1000到VW1019寄存器中的數(shù)據(jù)。
注:當DTU出現(xiàn)異常時,如無法連接網(wǎng)絡在線,或者無法與PLC正常通訊,此時可以使用配置口(默認RS232)連接PC,使用“DTU配置軟件”來查看狀態(tài)及異常報警,詳見《DTU配置軟件使用手冊》。
3.2 新建數(shù)據(jù)規(guī)則
點擊網(wǎng)頁左側(cè)的“數(shù)據(jù)規(guī)則”進入規(guī)則設置頁面,點擊右上角的“新增”,在彈出的窗口中設置該數(shù)據(jù)規(guī)則的名稱“S7-200PLC”和展示樣式“列表展示”,我們可以選擇列表展示或組態(tài)展示,列表展示:我們所添加的數(shù)據(jù)會以固定的列表樣式展示,列表展示方式簡單方便(數(shù)據(jù)測試階段可選用列表展示)。組態(tài)展示:我們可以任意繪制設備數(shù)據(jù)的展示樣式比如添加圖形、圖片、儀表盤、柱狀填充和文字等內(nèi)容(此功能類似傳統(tǒng)的組態(tài)軟件可參考《EMCP平臺畫面組態(tài)使用說明》文檔)。數(shù)據(jù)規(guī)則新建完后點擊“實時數(shù)據(jù)”新增實時數(shù)據(jù)(3.1.2中設置的Modbus配置),點擊“讀寫數(shù)據(jù)”創(chuàng)建平臺對設備手動讀寫操作的數(shù)據(jù)。創(chuàng)建規(guī)則展示如下。
注:實時數(shù)據(jù):是DTU根據(jù)所配置的Modbus采集通道(參考上面的3.1介紹),按設定的采集間隔定時讀取從站數(shù)據(jù)并上傳到平臺所顯示的內(nèi)容;
讀寫數(shù)據(jù):無需在DTU配置Modbus定時采集通道,可直接通過平臺對下位設備進行數(shù)據(jù)的手動讀寫操作;
EMCP平臺所有"寄存器地址"設置均不需要帶寄存器區(qū)標識符,如讀寫“保持寄存器”(03功能碼)中40019的數(shù)據(jù),在平臺數(shù)據(jù)規(guī)則中的"寄存器地址"填寫19即可(注:如果設備Modbus地址計數(shù)是從0開始的,則需要做加1處理,即填寫20) 。
報警設置,在創(chuàng)建好的實時數(shù)據(jù)中,點擊“報警”選項,進入報警設置頁面。我們可以設定該數(shù)據(jù)的報警上下限和報警內(nèi)容以及是否啟用此報警。設定報警后當該數(shù)據(jù)超出報警上下限后平臺會自動記錄報警的時間和報警值,同時平臺會向用戶登錄的APP或微信推送報警消息。
3.3 新建設備
新建“設備”, 選擇菜單“設備管理”-> “新增”新建一個設備“西門子S7-200PLC”。新建設備是填寫設備的基本信息,1選擇設備匹配的圖片(從本地上傳,也可不選擇,系統(tǒng)會以默認圖片顯示);
2輸入模塊SN,輸入要綁定的SN碼,如果此SN之前未綁定,則會彈出綁定窗口進行綁定;
3選擇上面創(chuàng)建的數(shù)據(jù)規(guī)則;
4點擊“地圖”按鈕選擇設備所在的地理位置。完成后點擊“保存”。
四,實驗效果。
打開Step7-MicroWin 編程軟件的“程序狀態(tài)監(jiān)控”和“狀態(tài)表監(jiān)控”,查看程序的運行狀態(tài)和內(nèi)部數(shù)據(jù)的數(shù)值顯示。通過狀態(tài)表我們可以查看各數(shù)據(jù)的當前值和對數(shù)據(jù)進行強制。如下圖。
用戶登錄EMCP平臺,點擊 “西門子S7-200PLC”設備的圖片或設備名稱進入設備。首先看到的是200PLC定時采集數(shù)據(jù)的顯示(實時數(shù)據(jù)),點擊“讀寫數(shù)據(jù)”對200PLC進行讀寫操作,點擊“歷史數(shù)據(jù)”查看設備定時存儲數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)報表,點擊“報警記錄”進入報警信息記錄報表頁面,顯示如下。
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在手機安裝《云聯(lián)物通》手機APP(可通過電腦網(wǎng)頁平臺登錄頁右上角的二維碼掃描下載,或各大應用商店下載),憑用戶名和密碼登錄,進入設備列表后點擊“西門子S7-200PLC”設備,直接進入的是實時數(shù)據(jù)列表頁面或組態(tài)畫面(組態(tài)展示方式下),點擊右上角菜單欄“三杠按鈕”,彈出功能菜單,在菜單中點擊“讀寫數(shù)據(jù)”對讀寫數(shù)據(jù)進行讀寫操作,點擊“歷史報表”查看設備的歷史存儲數(shù)據(jù)報表,點擊“歷史曲線”可查看各數(shù)據(jù)的歷史趨勢圖,點擊 “報警信息”查看該設備的報警記錄,點擊“設備詳情”查看設備的詳細信息或視頻畫面。
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