WB系列智能電量傳感器在西門子PLC系統(tǒng)上的應(yīng)用

摘要：WB系列智能電量傳感器可以對(duì)各種交、直流電量參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集計(jì)算、分析,它具有RS485智能端口，可以同PLC、工控機(jī)進(jìn)行通訊，也可以多個(gè)WB智能傳感器組成RS485網(wǎng)。本文將詳細(xì)介紹WB智能電量傳感器與西門子PLC S7-200 CPU的通訊方法，包括硬件的連接和軟件的編程。

WB智能電量傳感器是由綿陽(yáng)市維博電子有限公司在傳統(tǒng)傳感器的基礎(chǔ)上推出的新型系列產(chǎn)品。該傳感器采用高性能MCU ，綜合運(yùn)用DSP技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)、集成IC技術(shù)、貼片安裝工藝等一系列先進(jìn)技術(shù)和工藝。該系列產(chǎn)品采用全隔離、高度數(shù)字化、智能化設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品具有工作可靠、精度高、頻響寬、溫度特性好、抗干擾能力強(qiáng)、接口方式簡(jiǎn)單、體積小、功耗低等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)，鐵路系統(tǒng)，通信系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等等領(lǐng)域。WB智能傳感器可以完成各種交、直流電量參數(shù)的實(shí)時(shí)采集計(jì)算、分析,它具有RS485智能端口，可以同PLC、工控機(jī)進(jìn)行通訊。下面詳細(xì)介紹WB智能電量傳感器在西門子PLC S7-200上的應(yīng)用。

一． 硬件的連接
1. S7-200 通訊口引腳分配定義: 見(jiàn)S7-200 通訊口引腳分配定義表。
S7-200 通訊口引腳分配定義表
引腳 端口0
1 邏輯地
2 邏輯地
3 RS-485信號(hào)B
4 RTS（TTL）
5 邏輯地
6 ＋5V 100Ω串連電阻
7 ＋24V
8 RS-485信號(hào)A
9 10-位 協(xié)議選擇（輸入）
連接器外殼 機(jī)殼接地
2.WB智能傳感器接線端子排分配：見(jiàn)WB智能傳感器接線端子排分配定義表
WB智能傳感器接線端子排分配定義表
端子
JK1 1
2
3
4 交流V+
5
6 交流V-
JK2 1 ＋E（12V/24V）
2
3 GND（公共地）
4 RS-485信號(hào)A
5
6 RS-485信號(hào)B
S7-200 CPU通訊口是9針頭，用RS-485方式與WB智能傳感器通訊，接線方式是將S7-200 CPU通訊口8腳接WB智能傳感器JK2端子4, 將S7-200 CPU通訊口3腳接WB智能傳感器JK2端子6。如果連接線距離過(guò)長(zhǎng)，可以用西門子連接器或加中繼器。

二． 軟件的設(shè)計(jì)
1. WB智能傳感器通訊協(xié)議
串行通信口RS485； 信息傳輸方式為異步，起始位1位，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位，無(wú)校驗(yàn)；數(shù)據(jù)傳輸速率 38.4KBPS，19.2KBPS，9600BPS，4800BPS，2400BPS，1200BPS。

協(xié)議的基本格式見(jiàn)協(xié)議基本格式表。
協(xié)議基本格式表
序號(hào) 名稱 備注
1 同步碼（SOI,START OF INFORMATION） 1BYTE(7EH)
2 變送器地址（ADDR,ADDRESS） 1BYTE
3 變送器地址補(bǔ)碼 1BYTE
4 命令（CMD,COMMAND） 1BYTE
5 數(shù)據(jù)（DATA） XBYTE
6 幀校驗(yàn)（CHECKSUM） 1BYTE
7 結(jié)束碼（EOI,END OF INFORMATION） 1BYTE (0DH)

校驗(yàn)為協(xié)議基本格式表中的前2-5項(xiàng)逐字節(jié)作無(wú)符號(hào)加法，模256取反加1；編碼方式是16進(jìn)制碼方式。
2. S7-200 CPU編程說(shuō)明
梯形圖程序流程：PLC端口初始化-->發(fā)送讀數(shù)據(jù)命令-->適當(dāng)延時(shí)-->讀端口返回?cái)?shù)據(jù)-->(如果需要確認(rèn)，則發(fā)送確認(rèn)幀命令-->)進(jìn)入下一輪發(fā)命令及讀數(shù)據(jù)循環(huán)。
①初始化:SM0.0始終為1。MOV_B指令把16#09賦值給SMB30，SM30控制自由端口0，16#09表示把PLC端口初始化不校驗(yàn)、8位數(shù)據(jù)、9600波特率和自由口協(xié)議。MOV_B指令把16#B0賦值給SMB87,SMB87是信息接收控制字節(jié)。ATCH語(yǔ)句將INI_0中斷子程序與 端口0接收字符中斷(中斷8)關(guān)聯(lián)。VB600為接收起始地址。見(jiàn)圖1。

②讀數(shù)據(jù)命令：VB51-VB57為XMT命令的TBL參數(shù)。VB51為命令幀字節(jié)個(gè)數(shù)，VB52為同步碼，VB53為變送器地址，VB54為變送器地址補(bǔ)碼，VB55為命令，VB56為幀校驗(yàn)，VB57為結(jié)束碼。見(jiàn)圖2。


③向WB智能傳感器發(fā)讀數(shù)據(jù)命令： SM4.5為1時(shí)表示自由口0發(fā)送空閑，SM4.5提供了一個(gè)時(shí)間為1秒的延遲。XMT指令為發(fā)送指令，PORT參數(shù)取0表示端口0，TBL參數(shù)表示發(fā)送的數(shù)據(jù)起始地址。見(jiàn)圖3。


④中斷8端口0字符接收程序：MOV_B指令將緩沖區(qū)SMB2接收WB智能傳感器傳來(lái)的數(shù)據(jù)放到以VB600開(kāi)始的區(qū)域。INC_DW指令將指針VD680值加1, 指針VD680指向下一個(gè)字節(jié)。如果緩沖區(qū)SMB2的內(nèi)容等于16#0D，表示數(shù)據(jù)接收結(jié)束，用MOV_DW指令將指針VD680重新賦值為&VB600(VB600的地址)。見(jiàn)圖4。


⑤讀端口返回?cái)?shù)據(jù)及處理：若收到某字節(jié)數(shù)據(jù)為05H，則緊接其后收到的一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)應(yīng)與05H合為一個(gè)字節(jié); 若收到某字節(jié)數(shù)據(jù)為0DH,表示結(jié)束。組合參數(shù)變送器輸出數(shù)據(jù)的順序如下： E、R、P 、Q、C、F、V1、V2、V3、I1、I2、I3（不同變送器輸出內(nèi)容不同，因此輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度各異，但其順序同前，各參數(shù)均為2字節(jié)）。M2.0為筆者自行設(shè)置的數(shù)據(jù)處理控制位，見(jiàn)圖5。

三． 應(yīng)用介紹
我所研制的空調(diào)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)用WB智能電量傳感器檢測(cè)待檢空調(diào)機(jī)的啟動(dòng)電流，制熱和制冷狀態(tài)下的電壓、電流和功率，該空調(diào)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)出口俄羅斯，于2001年5月投入運(yùn)行。據(jù)俄羅斯方反映，這一年多時(shí)間，空調(diào)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行情況良好， WB智能電量傳感器工作穩(wěn)定可靠，檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

四． 總結(jié)
以上方法僅僅是S7-200 PLC與一只WB智能傳感器通訊的應(yīng)用，RS485智能口可以組成RS485網(wǎng)絡(luò)，編程方法與上述相同。需要WB智能傳感器設(shè)置地址0-63，在步驟②讀數(shù)據(jù)命令表中對(duì)VB51-VB57為XMT命令的TBL參數(shù)修改，將VB53變送器地址更改，就可以與RS485網(wǎng)絡(luò)上的不同WB智能傳感器通訊。