S系列I/O前端與InTouch
概述
S系列I/O前端是本公司基于多年制造經驗與技術積累，充分考慮工業現場采集與控制的實際需要，采用最新微電子與微處理器技術研制生產的高性能I/O前端。S系列I/O前端具有模擬信號輸入（AI）、模擬信號輸出（AO）、開關量輸入（DI）、開關量輸出（DO）等功能，規格多樣，RS485總線通訊接口，標準MODBUS協議，通用而非專用的驅動程序，設置測試簡捷，使用方便，性價比優越，是各種工業現場信號數據進出計算機的快捷通道。且適配于國內外各種組態軟件。
S系列I/O前端有以下型號：
S1104 4路混接（標準電壓、標準電流、熱阻、熱偶）輸入，工程量值，8路報警繼電器輸出。
S1108 8路混接（標準電壓、標準電流、熱阻、熱偶）輸入，工程量值，4路報警繼電器輸出。
S1116 16路混接（標準電壓、標準電流、熱阻、熱偶）輸入，工程量值。
S1204 4路兩線制(4～20ma)變送器專用輸入，直接掛接變送器，工程量值，8路報警繼電器輸出。
S1208 8路兩線制(4～20ma)變送器專用輸入，直接掛接變送器，工程量值，8路報警繼電器輸出。
S1216 16路兩線制(4～20ma)變送器專用輸入，直接掛接變送器，工程量值。
S1316 16路開關信號輸入，8路開關量信號輸出。
S1332 32路開關信號輸入。
S1416 16路開關信號輸出。
S1504 4路隔離模擬信號輸出(4～20ma)，8路開關信號量輸出。
使用S系列I/O前端作為組態軟件的輸入輸出設備，相對于傳統使用PLC或工控板卡的方案而言，最顯著的優點表現在如下兩個方面：
（一）大量節省底層編程工作量，S系列I/O前端上都嵌入了微處理器，業已智能化、集約化并能自行工作。因此用戶在使用時，只需向S系列I/O前端發送輸入輸出指令及回收單元的指令響應，而無需具體操心或干預前端輸入輸出尤其是模擬量采集輸出的執行過程。這將在相當程度上降低了工控軟件底層編程工作量和方案實施工程師對硬件底層所需的熟悉程度。
（二）提供了一個很容易使用的測試環境，使用者在未連接組態軟件之前，就可以使用隨S系列I/O前端提供的《S系列與S3000系列設置測試軟件》的測試功能對所掛接的各個S系列I/O前端進行功能檢查和精度測試，確定硬件環境無誤后，再進行軟件組態工作，從而使用戶得以排除工控項目進行中經常碰到的軟硬件問題糾纏在一起的煩惱。
Intouch是美國Wonderware公司開發生產的常用組態軟件，下面就S系列I/O前端與組態軟件Intouch的通訊連接介紹如下：
S系列I/O前端與Intouch連接大致有以下三種方式，第一種是直接連接方式，第二種工業以太網方式，第三種是間接連接方式。
直接連接方式
直接連接方式是S系列I/O前端通過串行總線（RS485）、MODBUS-RTU 的（驅動程序名為MODBUS）協議直接與Intouch連接。
工業以太網方式
工業以太網方式通過MODBUS串口網關（如中科創新DNS-M-RS485、Moxa公司的Nprot6110）連接，將多個S系列I/O前端的RS485信號（MODBUS-RTU通訊協議）轉換為工業以太網方式，并以MODBUS-TCP（驅動程序名為Modbus Enthernet）通訊協議與Intouch連接。MODBUS串口網關的網口一端連接計算機的網卡，另一端通過RS485通訊線連接諸個S系列I/O前端。
間接連接方式
間接方式是以PLC可編程控制器（例如西門子S7-200，施耐德Twido）為通訊管理器和控制CPU，S系列I/O前端為輸入輸出點，間接與Intouch連接。在間接連接方式時Intouch軟件不直接與S系列I/O前端打交道，而是與PLC的內存數據變量中的I/O映射區打交道。驅動程序使用PLC的驅動程序，即可在S系列I/O前端上完成相應的輸入輸出工作。此種方式的好處是可以減輕主機的通訊負擔，并使整套系統可利用PLC的編程能力和可靠性使之具有某些脫離上位機運行的可能，避免或減輕因使用WINDOWS上位機平臺出現死機和上位機崩潰的煩惱。間接連接的具體使用方法參見本公司的《S系列I/O前端與可編程控制器的連接》。
下面就S系列I/O前端與Intouch的直接連接與以說明，S系列I/O前端與Intouch的連接是一項不復雜的連接工作，基本上有如下幾步：設置S系列I/O前端；在Intouch的驅動程序下定義計算機的通訊口；定義連接的外部設備（如S系列I/O前端的S1108）；在Intouch的開發程序中定義每個I/O通道對應的變量地址及工況參數；變量的動畫連接等工作。
Intouch中關于MODBUS 的常用的通訊協議有兩種；一種為MODBUS-RTU 的（驅動程序名為MODBUS），一種為MODBUS-TCP的（驅動程序名為MODBUS ENTHERNET）（以太網方式與計算機通訊）。下面我們以Modbus協議（單臺計算機為主工作）為例說明S系列I/O前端與Intouch的連接要點。
連接要點及注意事項
●運行Intouch的計算機與S系列I/O前端的通訊連接方式為主從式，計算機為主，S系列I/O前端為從。
●確定Intouch與S系列I/O前端的通訊速率，例如9600bps。
●普通PC機串行口為RS232，S系列I/O前端的通訊接口為RS485，因此在計算機側應加裝RS232/RS485轉換器（如本公司的S9101）。
●用戶在連接之前，應使用S系列I/O前端設置測試程序《XMHSIO_SET》，將S系列I/O前端的站址設置好，并將通訊速率設置為約定好的通訊速率，通信協議為MODBUS。對于模擬量而言，整型請選擇為MODBUS（I），浮點請選擇為MODBUS（F1）。S系列I/O前端的其它參數，用戶根據現場實際工況自行設置。
●用戶可使用S系列I/O前端設置測試程序《XMH_SIOSET》，對已連接完畢的系統硬件環境進行測試,以確定硬件連接無誤,并可進行相應的功能和精度核查。
●如有多個S系列I/O前端請用RS485總線(屏蔽雙絞線)，將所有S系列I/O前端串接在一起，再與計算機側的RS485接口相連。
●計算機與S系列I/O前端的通訊電纜連接對應表（以S9101單路隔離RS232/RS485轉換器為例）
RS232通訊線 計算機的COM 口（九芯） S9101的RS232側
2 （RXD） -------------- 3 （TXD ）
3 （TXD） -------------- 2 （RXD）
5 （GND） -------------- 5 （GND）
RS485通訊線 S9101的RS485側 S系列I/O前端的接線端子
1號站 2號站 N號站
1 （RS485 + ） --- 37 ----- 37 -------------- 37（RS485 + ）
2 （RS485 - ） --- 36 ----- 36 -------------- 36（RS485 - ）
3 （RS485 地） --- 35 ----- 35 -------------- 35（RS485 地）
以Intouch連接4個S系列I/O前端的某工程為例，S系列I/O前端型號分別為S1104、S1108、S1316、S1504，對應站址為1、2、3、4，通訊協議對應為MODBUS（I）、MODBUS（F1）、MODBUS、MODBUS，通訊速率為9600 bps，連接于COM1口。
●在Intouch的驅程序（Wonderware Factory Suite的I/O Server中）中，定義Pc機與S系列I/O前端相連接的通訊口（以串口Com1為例）。在I/O驅動選擇Configure菜單下點擊Com Port Setting，出現Com Port Setting配置畫面（如圖1），將通訊接口設置為Com1，通訊速率為9600bps，8位數據位，1位停止位，無校驗，啟用串口通訊。
(圖 1)
●在Intouch的驅動程序（Wonderware Factory Suite的I/O Server中）中，定義與PC機連接的S系列I/O前端的通訊地址。在I/O驅動程序的Configure菜單下點擊Topic Definition，出現圖2畫面，定義所連接的設備。將Topic命名為“S1104A”，進入設備編輯。其中Com Port中選擇COM1口，在Slave ID中輸入所要連接的S系列I/O前端的通訊站址（如所連接的S1104的通訊地址為01，則將連接設備“S1104A”的設備地址中輸入1），在Slave Device Type中選擇584/984 PLC（如圖2）。重復以上操作對剩下的設備進行Topic設置，外部連接設備命名可分別為“S1108A”、“S1316A”、“S1504A”，通訊站址（Slave ID）分別對應為2、3、4。
（圖 2）
●在Wonderware的Intouch工作環境中，定義S系列I/O前端的設備名稱。進入Intouch開發系統從左側系統樹里選擇訪問名進入訪問名組態畫面（如圖3），首先定義訪問名，即設備名，在應用程序名中輸入所用驅動程序如MODBUS，在主題名中輸入在I/O驅動中定義的TOPIC名，如S1104A。建議訪問名與TOPIC名相同，以免造成混亂。
（圖 3）
●數據塊參數定義
在Wonderware的Intouch工作環境中，定義S系列I/O前端的通道。在左側系統樹里選擇標記名字典，在畫面點擊“新建”，點擊出現定義畫面（如圖4）。
（圖 4）
• 輸入標記名
• 類型ID 選擇為I/O整數
• 輸入工程單位，工程量的上、下標度
• 報警，在“報警”畫面輸入工程量的報警值。
• 開關量輸入輸出需在標注中填入開關量的狀態
• 點擊訪問名，從列表中選擇所連接設備的訪問
名，如S1108A。
• 在項目名中輸入設備各通道所對應的寄存器地址，現對各種類型輸入、輸出信號的寄存器地址分別說明：
整型模擬量輸入
整型模擬量輸入對應的寄存器地址為3xxxx，從30001開始，每個寄存器地址對應一個整型模擬量輸入通道，N個通道占用N個寄存器，到30000+N為止。
浮點模擬量輸入
浮點模擬量輸入對應的寄存器地址為3xxxx，從30001開始，每兩個寄存器地址對應一個浮點模擬量輸入通道，N個通道占用2N個寄存器，到30000+2N為止。
當通訊協議為MODBUS（F2）時，S系列I/O前端與Intouch通信不正常。
開關量輸入
開關量輸入對應的寄存器地址為1xxxx，從10001開始，每個寄存器地址對應一個開關量輸入通道，N個通道占用N個寄存器，到10000+N為止。
開關量輸出
開關量輸出對應的寄存器地址為0xxxx，從00001開始，每個寄存器地址對應一個開關量輸出通道，N個通道占用N個寄存器，到00000+N為止。
模擬量輸出
模擬量輸出對應的寄存器地址為4xxxx，從40001開始，每個寄存器地址對應一個模擬量輸入通道，N個通道占用N個寄存器，到40000+N為止。
完成以上步驟后，即完成了Intouch與S系列I/O前端的設備定義和通訊連接準備工作，其它進行動畫連接及完成Intouch的更高級功能，請參見美國Intellution公司的《Intouch使用手冊》。
附注：
工業以太網方式通過MODBUS串口網關連接，將多個S系列I/O前端的RS485信號轉換為工業以太網方式，通過MODBUS-TCP的（驅動程序名為MODBUS ETHERNET）通訊協議與Intouch連接，硬件連接時需對網關進行IP地址和通訊速率（與S系列I/O前端的通訊速率相同）設置（具體設置方法見串口網關使用說明）。MODBUS ETHERNET 驅動程序在使用方面與MB1基本相同，不同的是網卡配置和設備地址定義。下面就設備地址定義說明如下：
設備定義
在定義好的網關下，點擊添加設備，將連接設備名稱命名為“S1104A”，在設備IP Address中輸入所連接網關的IP地址（如DNS-M-RS485的IP地址為192.168.0.111，則將連接設備“S1104A”的設備IP地址中輸入168.192.0.111，在Dest_index or Unit ID中輸入所連接的S系列I/O前端的通訊站址01；……S1504A設備的IP地址為192.68. 0.111，Dest_index or Unit ID為04），在slave Device Type中選擇584/984 PLC,啟用新設備通訊。
S系列I/O前端是本公司基于多年制造經驗與技術積累，充分考慮工業現場采集與控制的實際需要，采用最新微電子與微處理器技術研制生產的高性能I/O前端。S系列I/O前端具有模擬信號輸入（AI）、模擬信號輸出（AO）、開關量輸入（DI）、開關量輸出（DO）等功能，規格多樣，RS485總線通訊接口，標準MODBUS協議，通用而非專用的驅動程序，設置測試簡捷，使用方便，性價比優越，是各種工業現場信號數據進出計算機的快捷通道。且適配于國內外各種組態軟件。
S系列I/O前端有以下型號：
S1104 4路混接（標準電壓、標準電流、熱阻、熱偶）輸入，工程量值，8路報警繼電器輸出。
S1108 8路混接（標準電壓、標準電流、熱阻、熱偶）輸入，工程量值，4路報警繼電器輸出。
S1116 16路混接（標準電壓、標準電流、熱阻、熱偶）輸入，工程量值。
S1204 4路兩線制(4～20ma)變送器專用輸入，直接掛接變送器，工程量值，8路報警繼電器輸出。
S1208 8路兩線制(4～20ma)變送器專用輸入，直接掛接變送器，工程量值，8路報警繼電器輸出。
S1216 16路兩線制(4～20ma)變送器專用輸入，直接掛接變送器，工程量值。
S1316 16路開關信號輸入，8路開關量信號輸出。
S1332 32路開關信號輸入。
S1416 16路開關信號輸出。
S1504 4路隔離模擬信號輸出(4～20ma)，8路開關信號量輸出。
使用S系列I/O前端作為組態軟件的輸入輸出設備，相對于傳統使用PLC或工控板卡的方案而言，最顯著的優點表現在如下兩個方面：
（一）大量節省底層編程工作量，S系列I/O前端上都嵌入了微處理器，業已智能化、集約化并能自行工作。因此用戶在使用時，只需向S系列I/O前端發送輸入輸出指令及回收單元的指令響應，而無需具體操心或干預前端輸入輸出尤其是模擬量采集輸出的執行過程。這將在相當程度上降低了工控軟件底層編程工作量和方案實施工程師對硬件底層所需的熟悉程度。
（二）提供了一個很容易使用的測試環境，使用者在未連接組態軟件之前，就可以使用隨S系列I/O前端提供的《S系列與S3000系列設置測試軟件》的測試功能對所掛接的各個S系列I/O前端進行功能檢查和精度測試，確定硬件環境無誤后，再進行軟件組態工作，從而使用戶得以排除工控項目進行中經常碰到的軟硬件問題糾纏在一起的煩惱。
Intouch是美國Wonderware公司開發生產的常用組態軟件，下面就S系列I/O前端與組態軟件Intouch的通訊連接介紹如下：
S系列I/O前端與Intouch連接大致有以下三種方式，第一種是直接連接方式，第二種工業以太網方式，第三種是間接連接方式。
直接連接方式
直接連接方式是S系列I/O前端通過串行總線（RS485）、MODBUS-RTU 的（驅動程序名為MODBUS）協議直接與Intouch連接。
工業以太網方式
工業以太網方式通過MODBUS串口網關（如中科創新DNS-M-RS485、Moxa公司的Nprot6110）連接，將多個S系列I/O前端的RS485信號（MODBUS-RTU通訊協議）轉換為工業以太網方式，并以MODBUS-TCP（驅動程序名為Modbus Enthernet）通訊協議與Intouch連接。MODBUS串口網關的網口一端連接計算機的網卡，另一端通過RS485通訊線連接諸個S系列I/O前端。
間接連接方式
間接方式是以PLC可編程控制器（例如西門子S7-200，施耐德Twido）為通訊管理器和控制CPU，S系列I/O前端為輸入輸出點，間接與Intouch連接。在間接連接方式時Intouch軟件不直接與S系列I/O前端打交道，而是與PLC的內存數據變量中的I/O映射區打交道。驅動程序使用PLC的驅動程序，即可在S系列I/O前端上完成相應的輸入輸出工作。此種方式的好處是可以減輕主機的通訊負擔，并使整套系統可利用PLC的編程能力和可靠性使之具有某些脫離上位機運行的可能，避免或減輕因使用WINDOWS上位機平臺出現死機和上位機崩潰的煩惱。間接連接的具體使用方法參見本公司的《S系列I/O前端與可編程控制器的連接》。
下面就S系列I/O前端與Intouch的直接連接與以說明，S系列I/O前端與Intouch的連接是一項不復雜的連接工作，基本上有如下幾步：設置S系列I/O前端；在Intouch的驅動程序下定義計算機的通訊口；定義連接的外部設備（如S系列I/O前端的S1108）；在Intouch的開發程序中定義每個I/O通道對應的變量地址及工況參數；變量的動畫連接等工作。
Intouch中關于MODBUS 的常用的通訊協議有兩種；一種為MODBUS-RTU 的（驅動程序名為MODBUS），一種為MODBUS-TCP的（驅動程序名為MODBUS ENTHERNET）（以太網方式與計算機通訊）。下面我們以Modbus協議（單臺計算機為主工作）為例說明S系列I/O前端與Intouch的連接要點。
連接要點及注意事項
●運行Intouch的計算機與S系列I/O前端的通訊連接方式為主從式，計算機為主，S系列I/O前端為從。
●確定Intouch與S系列I/O前端的通訊速率，例如9600bps。
●普通PC機串行口為RS232，S系列I/O前端的通訊接口為RS485，因此在計算機側應加裝RS232/RS485轉換器（如本公司的S9101）。
●用戶在連接之前，應使用S系列I/O前端設置測試程序《XMHSIO_SET》，將S系列I/O前端的站址設置好，并將通訊速率設置為約定好的通訊速率，通信協議為MODBUS。對于模擬量而言，整型請選擇為MODBUS（I），浮點請選擇為MODBUS（F1）。S系列I/O前端的其它參數，用戶根據現場實際工況自行設置。
●用戶可使用S系列I/O前端設置測試程序《XMH_SIOSET》，對已連接完畢的系統硬件環境進行測試,以確定硬件連接無誤,并可進行相應的功能和精度核查。
●如有多個S系列I/O前端請用RS485總線(屏蔽雙絞線)，將所有S系列I/O前端串接在一起，再與計算機側的RS485接口相連。
●計算機與S系列I/O前端的通訊電纜連接對應表（以S9101單路隔離RS232/RS485轉換器為例）
RS232通訊線 計算機的COM 口（九芯） S9101的RS232側
2 （RXD） -------------- 3 （TXD ）
3 （TXD） -------------- 2 （RXD）
5 （GND） -------------- 5 （GND）
RS485通訊線 S9101的RS485側 S系列I/O前端的接線端子
1號站 2號站 N號站
1 （RS485 + ） --- 37 ----- 37 -------------- 37（RS485 + ）
2 （RS485 - ） --- 36 ----- 36 -------------- 36（RS485 - ）
3 （RS485 地） --- 35 ----- 35 -------------- 35（RS485 地）
以Intouch連接4個S系列I/O前端的某工程為例，S系列I/O前端型號分別為S1104、S1108、S1316、S1504，對應站址為1、2、3、4，通訊協議對應為MODBUS（I）、MODBUS（F1）、MODBUS、MODBUS，通訊速率為9600 bps，連接于COM1口。
●在Intouch的驅程序（Wonderware Factory Suite的I/O Server中）中，定義Pc機與S系列I/O前端相連接的通訊口（以串口Com1為例）。在I/O驅動選擇Configure菜單下點擊Com Port Setting，出現Com Port Setting配置畫面（如圖1），將通訊接口設置為Com1，通訊速率為9600bps，8位數據位，1位停止位，無校驗，啟用串口通訊。
(圖 1)
●在Intouch的驅動程序（Wonderware Factory Suite的I/O Server中）中，定義與PC機連接的S系列I/O前端的通訊地址。在I/O驅動程序的Configure菜單下點擊Topic Definition，出現圖2畫面，定義所連接的設備。將Topic命名為“S1104A”，進入設備編輯。其中Com Port中選擇COM1口，在Slave ID中輸入所要連接的S系列I/O前端的通訊站址（如所連接的S1104的通訊地址為01，則將連接設備“S1104A”的設備地址中輸入1），在Slave Device Type中選擇584/984 PLC（如圖2）。重復以上操作對剩下的設備進行Topic設置，外部連接設備命名可分別為“S1108A”、“S1316A”、“S1504A”，通訊站址（Slave ID）分別對應為2、3、4。
（圖 2）
●在Wonderware的Intouch工作環境中，定義S系列I/O前端的設備名稱。進入Intouch開發系統從左側系統樹里選擇訪問名進入訪問名組態畫面（如圖3），首先定義訪問名，即設備名，在應用程序名中輸入所用驅動程序如MODBUS，在主題名中輸入在I/O驅動中定義的TOPIC名，如S1104A。建議訪問名與TOPIC名相同，以免造成混亂。
（圖 3）
●數據塊參數定義
在Wonderware的Intouch工作環境中，定義S系列I/O前端的通道。在左側系統樹里選擇標記名字典，在畫面點擊“新建”，點擊出現定義畫面（如圖4）。
（圖 4）
• 輸入標記名
• 類型ID 選擇為I/O整數
• 輸入工程單位，工程量的上、下標度
• 報警，在“報警”畫面輸入工程量的報警值。
• 開關量輸入輸出需在標注中填入開關量的狀態
• 點擊訪問名，從列表中選擇所連接設備的訪問
名，如S1108A。
• 在項目名中輸入設備各通道所對應的寄存器地址，現對各種類型輸入、輸出信號的寄存器地址分別說明：
整型模擬量輸入
整型模擬量輸入對應的寄存器地址為3xxxx，從30001開始，每個寄存器地址對應一個整型模擬量輸入通道，N個通道占用N個寄存器，到30000+N為止。
浮點模擬量輸入
浮點模擬量輸入對應的寄存器地址為3xxxx，從30001開始，每兩個寄存器地址對應一個浮點模擬量輸入通道，N個通道占用2N個寄存器，到30000+2N為止。
當通訊協議為MODBUS（F2）時，S系列I/O前端與Intouch通信不正常。
開關量輸入
開關量輸入對應的寄存器地址為1xxxx，從10001開始，每個寄存器地址對應一個開關量輸入通道，N個通道占用N個寄存器，到10000+N為止。
開關量輸出
開關量輸出對應的寄存器地址為0xxxx，從00001開始，每個寄存器地址對應一個開關量輸出通道，N個通道占用N個寄存器，到00000+N為止。
模擬量輸出
模擬量輸出對應的寄存器地址為4xxxx，從40001開始，每個寄存器地址對應一個模擬量輸入通道，N個通道占用N個寄存器，到40000+N為止。
完成以上步驟后，即完成了Intouch與S系列I/O前端的設備定義和通訊連接準備工作，其它進行動畫連接及完成Intouch的更高級功能，請參見美國Intellution公司的《Intouch使用手冊》。
附注：
工業以太網方式通過MODBUS串口網關連接，將多個S系列I/O前端的RS485信號轉換為工業以太網方式，通過MODBUS-TCP的（驅動程序名為MODBUS ETHERNET）通訊協議與Intouch連接，硬件連接時需對網關進行IP地址和通訊速率（與S系列I/O前端的通訊速率相同）設置（具體設置方法見串口網關使用說明）。MODBUS ETHERNET 驅動程序在使用方面與MB1基本相同，不同的是網卡配置和設備地址定義。下面就設備地址定義說明如下：
設備定義
在定義好的網關下，點擊添加設備，將連接設備名稱命名為“S1104A”，在設備IP Address中輸入所連接網關的IP地址（如DNS-M-RS485的IP地址為192.168.0.111，則將連接設備“S1104A”的設備IP地址中輸入168.192.0.111，在Dest_index or Unit ID中輸入所連接的S系列I/O前端的通訊站址01；……S1504A設備的IP地址為192.68. 0.111，Dest_index or Unit ID為04），在slave Device Type中選擇584/984 PLC,啟用新設備通訊。
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