通讯协议学习笔记
更新时间:2024-03-22 03:31:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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在 Unity Pro 中,800 系列 I/O 模块遵循平面地址映射系统。为确保正常工作,每个模块都需要确定位和(或)字的数量。IEC 寻址系统等效于 984LL 寄存器寻址。请按以下方式指定:
? ? ? ?
0x 现对应于 %Mx 1x 现对应于 %Ix 3x 现对应于 %IWx 4x 现对应于 %MWx
下表显示了 984LL 表示形式和 IEC 表示形式之间的关系。 输出和输入
984LL 表示形式 寄存器地址
输出 输入 输入 输出
0x 1x 3x 4x
IEC 表示形式 系统位和系统字 系统位 系统位 系统字 系统字
存储器地址 %Mx %Ix %IWx %MWx
I/O 地址 %Qx %Ix %IWx %QWx
示例
以下示例显示了 984LL 寄存器寻址与 IEC 寻址的关系: 000001 现对应于 %M1 100101 现对应于 %I101 301024 现对应于 %IW1024 400010 现对应于 %MW10
访问 I/O 数据值
可以使用拓扑寻址来访问 I/O 数据项。请使用下面的表示形式在 Unity Pro 中标识模块在 800 系列 I/O 模块中的拓扑位置:
%
? ? ? ? ?
b = 总线 e = 设备(子站) r = 机架 m = 模块插槽 c = 通道
注意: 寻址时,
1. 在本地机架中 [\\b.e\\] 缺省设置为 \\1.1\\,不需要指定。
2. rank(序号)是一个索引,用于标识具有相同数据类型的对象的不同属性(值、
警告级别、错误级别)。 3. 序号从零开始,如果序号为零,则忽略该项。
读取值:示例 读取
操作
从位于本地机架的插槽 6 中的模拟量模块的通道 7 中读取输入值(序输入
号 = 0):
%IW1.6.7[.0] 从位于 RIO 总线 2 的子站 3 中的模拟量模块的通道 7 中读取输入值输入 (序号 = 0):
%IW\\2.3\\1.6.7[.0] 从位于本地机架的插槽 6 中的模拟量模块的通道 7 中读取\超范围\值输入 (序号 = 1):
%I1.6.7.1[.0]
IODDT 寻址
IODDT 允许通过用户定义的变量来处理与通道相关的所有信息(位和寄存器)。此变量在 Unity Pro 数据编辑器中定义,方法是:为模块选择合适的 IODDT 作为数据类型,并使用以下语法指定模块的拓扑地址: %CH[\\b.e\\]r.m.c 其中:
? ? ? ? ?
b = 总线 e = 设备(子站) r = 机架 m = 模块插槽 c = 通道
下面是本地机架的插槽 4 中的热电偶输入模块的 IODDT 的一个示例:
I/O 模块的通道编号通常从 1 开始递增计数,直到达到所支持通道的最大数目为止。但是,该软件从 0 开始编号,对应于字中的最低有效位 (LSB)。Quantum I/O 模块将自己的最低通道映射到最高有效位 (MSB)。
下图显示 I/O 通道与字中的各位的映射关系:
字寻址与位寻址
大体上,离散 I/O 模块可以配置为使用字格式或位格式发送其 I/O 数据。这可以在配置时通过选择 %IW (%MW) 或 %I (%M) 来实现。如果需要从配置为使用 I/O 字的 I/O 模块访问单个位,则可以使用语法 %word.bit。下表提供了 I/O 点编号和以位以及字寻址表示的相关 I/O 地址之间的联系。
该表显示主机架中的一个 32 点输入模块,插槽 4 配置为起始地址 %I1 或 %IW1:
寻址模块状态数据
除了可能的与通道相关的诊断数据外,也可以使用与模块相关的状态字节。子站中所有模块的状态信息均由 %IW 字构成的表管理。该表的起始地址可以在子站的配置屏幕中输入。 此信息无法通过拓扑寻址访问。 简介
本部分提供下列 Quantum RIO 模块的信息: RIO 模块 140 CRA 931 00 140 CRA 932 00 140 CRP 931 00 140 CRP 932 00
远程 I/O 头单通道模块与系统控制 CPU 模块安装在同一背板中。RIO 头用于在 CPU 与 RIO 子站模块(安装在单独的背板中)之间双向传输数据。同轴电缆网络用于在 RIO 头模块与一个或多个 RIO 子站模块之间进行互连。
子站位置 远程(子站) 远程(子站) 本地(主站) 本地(主站)
通讯通道 1 2 1 2
总线电流要求 600 mA 750 mA 600 mA 750 mA
一般规格 一般规格 总线电流要求 功耗(典型值) 隔离
控制器支持的最大 CRP 数 子站类型
600 mA 3 W
500 VDC 同轴电缆中心导体接地 1 Quantum 200 系列 500 系列或
SY/MAX(任意混合)
子站数 字数/子站 ASCII
最大 31 64 In/64 Out
2 个端口/子站,最多 32 个端口(16 个子站) 需要在 RIO 子站上使用: AS-P892-000
注意: 光纤上节点之间的距离受限于端到端之间的最大允许功率损耗(3 千米,62.5 毫米光纤)。功率损耗包括光缆衰减、光纤接收器和发射器端口上的连接器损耗以及 3dB 的系统余量。
在此配置下,末端的 NOM 252 00 将使 FRNGoff LED 处于活动状态。它还会在梯形图逻辑的 MBPSTAT 中显示光缆 B 组帧错误。
树形配置
使用树型配置可以在 Modbus Plus 和 NOM 252 00 网络的布局方面获得更大的灵活性。下图为树型配置示例。为了延伸电气链路之间的通讯,可能需要连接其他中继器。
自愈环配置
如果使用混合光纤/双绞线网络,则通过连接(直接连接或使用光纤中继器)第一个和最后一个 NOM 252 00 的未用光纤端口可实现此配置。此类型的连接具备上述配置的所有优点,除此之外,还具备内在的冗余性。如果自愈环中任意两个 Quantum 模块之间的连接断开,则网络会自动重新配置为总线网络,从而使通讯得以继续。
光缆
建议使用 62.5/125 毫米光缆(例如,AMP 503016-1、AMP 502986-1 或同等型号),光缆在大多数配置中的最大衰减为 3.5 dB/km。
注意: 对于 Modicon,建议使用 52-0370-000 光缆。 注意: 所有光缆在终结端的最大直径不得超过 3 毫米。
一般规格 一般规格 功耗 总线电流要求 外部电源 通讯端口 通讯端口 光端口 Modbus 端口 诊断 诊断 加电
RAM RAM 地址 执行校验和 处理器
运行时
RAM RAM 地址 执行校验和
光传送
2(包括光接收器和光发射器) 1 个 RJ45(耳机插孔型)连接器
4 W(典型值) 780 mA 不需要
光传送 接口
脉冲宽度失真和抖动 波长
功耗预算(包括 3 dB 系统余量)
ST 型连接器 5 纳秒或更低 820 纳米
50/125 微米光纤 -6.5 dB 62.5/125 微米光纤 -11 dB 100/140 微米光纤 -16.5 dB
点对点连接的最大距离
使用 50 微米光纤时,为 2 千米 使用 62.5 微米光纤时,为 3 千米 使用 100 微米光纤时,为 3 千米
自愈环配置中的最大系统长度 光发射器规格 光发射器规格
光功率(用 1 米测试光纤测量) 在 50/125 微米光缆中为 -12.8 ... -19.8 dBm 平均功率
在 62.5/125 微米光缆中为 -9.0 ... -16 dBm 平均功率 在 100/140 微米光缆中为 -3.5 ... -10.5 dBm 平均功率
上升/下降时间 无收发(\断\泄漏) 光接收器规格 光接收器规格 接收器灵敏度 动力范围 检测到无收发
-30 dBm 平均功率 -20 dB -36 dBm 20 纳秒或更低 -43 dBm
使用 62.5 微米光纤时,为 10 千米
1.1 140 NOE xxx xx:以太网模块概述
TCP/IP 以太网模块
使用 Quantum TCP/IP 以太网模块,Quantum 控制器可通过 TCP/IP(事实上的标准协议)与以太网上的设备通讯。可将以太网模块插入到现有 Quantum 系统,然后通过光纤或双绞电缆连接到现有以太网。 Sy/Max 以太网模块
Quantum Sy/Max 以太网模块是可以放置到 Quantum 背板中的接口,可将 Quantum 控制器连接到 Sy/Max 设备和应用程序。 主要以太网服务
140 NOE 771(-00、-01、-10、-11)和 140 NWM 100 00 型号的主要以太网服务如下所示: 服务 HTTP 服务器-00 X X
-01 X X X X X X
-10 X X X X X X
-11 X X X X X X
NWM X X X X X
FTP 服务器闪存文件系统BOOTP 客户端地址服务器
X X X
SNMP V2 代理(网络管理服务)X
Modbus 消息传递I/O 扫描器热备
X X
X X X X X X X X X X X
X X X X X
X X X X X X X X X X X X X X
X X X X X X
全局数据(发布/订阅)带宽监控
故障设备更换(服务器)增强的 Web 诊断
Schneider 专用 MIB
FactoryCast 应用程序用户编程网页 JAVA 虚拟机 光纤连接 RJ-45 连接 时间同步服务
X X
电子邮件通知服务
注意: 在详细描述主要功能时,只指出了 NOE 系列中的模块。根据上表中列出的属性,这些功能也可用于 140 NWM 100 00 模块。
注意: 在 Unity Pro 软件中,140 NWM 100 00 模块在 TCP/IP 常规网络系列中设置,尽管它属于 TCP/IP FactoryCast 网络系列。因此,该模块不支持上述服务(I/O 扫描、全局数据、地址服务器、带宽监控)。然而,可以在 Unity Pro 的 TCP/IP 常规网路配置中选择这些服务。(即使这些服务已经过配置,也无法与该模块配合使用)。 每个 CPU 的最大网络数量
下表总结了每个 CPU 的最大网络数量,这里的\网络\是指 NOE、MODBUS+ 及任何其他通讯模块的总和:
Modicon Quantum CPU 类型 140 CPU 311 10 140 CPU 434 12A 140 CPU 534 14A 140 CPU 651 50 140 CPU 651 60 140 CPU 671 60
支持的网络数量 2 6 6 6 6 6
140 CPU 672 61 前面板组件
6
以太网模块的前面板包含标识标记、颜色代码和 LED 显示屏。IP 地址的可写区域、全局地址标签和两个以太网电缆连接器位于前面板的可拆卸盖板后面。 下表说明了上图中显示的前面板组件: 组件
LED 指示灯面板IP 地址区域 全局地址标签 100 BASE-FX 连接器
描述
指示模块、模块连接的光纤或以太网通讯网络的状态。 提供可写区域,以记录分配给模块的 IP 地址。 指示出厂时分配给模块的全局以太网 MAC 地址。 提供 MT-RJ 插槽,用于连接 100 MB 光纤以太网电缆。
10/100 BASE-T 连接器 提供 RJ-45 插槽,用于连接以太网屏蔽双绞电缆。
1.2 140 NOE 211 x0:TCP/IP 10Base-T 以太网模块
规格表 功耗
总线电流要求 协议
端口
数据传输频率
与 Quantum 控制器的兼容性
出厂时固定
5 W 1 A
以太网端口可传送和接收封装在 TCP/IP 协议中的 Modbus 命令。
一个 10BASE-T 以太网 (RJ-45) 端口。 10 Mbps
所有,至少 V2.0 仅限 140 NOE 211 10
1.3 140 NOE 251 x0:TCP/IP 10Base-FL 以太网模块
光缆
1.4 140 NOE 311 00:SY/MAX 10Base-T 以太网模块
Quantum SY/MAX 以太网模块用于双绞电缆连接,它为 Quantum 自动化系列系统提供通过以太网连接到 SY/MAX 设备的接口。
SY/MAX 寻址
确保在配置过程中为该模块分配了唯一的 SY/MAX 子站编号
1.5 140 NOE 351 00:SY/MAX 10Base-FL 以太网模块 1.6 140 NOE 771 00:TCP/IP 10/100 以太网模块
功能
Quantum 140 NOE 771 00,10/100 以太网模块是 Quantum 以太网 TCP/IP 模块系列中的最新型号,其作用是使 Quantum 可编程逻辑控制器 (PLC) 能够通过以太网与设备通讯。
1.7 140 NWM 100 00:TCP/IP 10/100 以太网模块
规格表 功耗
总线电流要求 协议
4.5 W 900 毫安
以太网端口可传送和接收封装在 TCP/IP 协议中的 Modbus 命令。
端口 一个 100 BASE-FX 光纤 (MT-RJ) 端口。
一个 10/100BASE-T (RJ-45) 端口。
与 Quantum 控制器的所有,至少 V2.0 兼容性
出厂时固定 是 I/O 扫描器 否
1.8 140 EIA 921 00:AS-i 主站通讯模块
功能
Quantum AS-i 主模块在总线主模块与传感器/执行器从站之间提供 AS-i 通讯。一个主模块可控制 31 个从站。在单个控制系统中可使用多个主模块。 这些传感器/执行器可以位于本地 CPU、RIO 或 DIO 子站适配器中。 注意: 不能通过此模块来直接使用 AS-i 总线上的模拟量从站(配置文件 7.1、7.2、7.3 和 7.4)。
140 EIA 921 00 AS-i 模块的规格:
配 Concept 性能 (0xC00) 到 4992 (0x1380) 动态分配端口 状态显示在模块编辑器的\扫描\选项卡中 ProWORX 重复速率显示 Unity 使用 GUI 检查状态 I/O 扫描器参数 I/O 扫描器的功能。 参数 最大设备数 值 64: 140 NOE 771 00(2.2 版或更低) 128: 仅限 140 NOE 771 00(3.0 版或更高)、140 NOE 771 01 和 140 NOE 771 11 128: HE CPU 651 x0 最大输入字数 最大输出字数 运行状况超时值 上次值(输入) IP 地址 4000 4000 用户配置的值:1...65535 毫秒,增量为 1 毫秒 用户配置的值(零或保留) 用户配置的值 扫描设备的 IP 地址(从站 IP) 本地和远程寄存器用户配置的值 引用 重复速率 用户配置的值:0...65535,为以下各值的倍数: ? ? 16 毫秒,对应于 140 NOE 771 x1 10 毫秒,对应于 140 CPU 651 x0 单元 ID 用户配置的值 如果使用桥接器,则仅配置 ID 通过桥接器操作 Modbus 桥接器:支持 Modbus Plus 桥接器:支持 \扫描器概念\主题说明如何配置 I/O 扫描器。
1.10.5 全局数据
概述
全局数据服务是一种实时发布/订阅机制,它提供最有效的数据交换以进行 PLC 应用程序协调。
支持全局数据的设备排列在一个分发组中,以便应用程序进行变量交换和同步。每个全局数据设备最多可以发布一个网络(应用程序)变量,最多可以订阅 64 个网络(应用程序)变量。
Quantum NOE 模块的内嵌\全局数据配置\页提供了一个配置屏幕,以确定使用此服务进行交换的应用程序变量以及交换的变量数。配置完成后,属于同一分发组的所有工作站之间的交换会自动完成。
全局数据服务使用 %MW 字(4x 寄存器)进行全局数据交换。 全局数据的关键功能 全局数据的主要功能包括:
? ? ? ? ? ? ? ? ?
一个发布方和多个订阅方
一个设备可以发布一个最多 512 %MW 字(4x 寄存器)的网络变量 一个设备可以订阅多个网络变量,每个最多 2048 %MW 字(4x 寄存器) 设备订阅完整的网络变量 每个网络 IP 地址有一个分发组 由应用程序定义发布速率
最多 64 个全局数据网络变量(编号从 1 到 64)可以是数据分发组的组成部分 NOE 模块只有一个多点传送地址,因此它只能在一个组内发布和订阅 设备可以通过在一个机架中使用多个 NOE 通讯模块参与到几个分发组中
全局数据的发布/订阅机制允许多个订阅方接收一个数据传输。这是比客户端/服务器服务优越的地方,后者需要多次传输到特定目标。有两个直接好处:
? ?
降低网络总通讯量 加强多个订阅者之间的同步
1.10.6 时间同步
总则
时间服务通过因特网同步计算机时钟。例如,一个客户端的时间与另一个服务器同步,或者与参考时间源(如无线广播或卫星接收器)同步。
典型的时间服务配置利用多个冗余服务器和不同的网络路径来获得高准确性和可靠性。时间服务准确度在 LAN 上可以达到一毫秒以内,在 WAN 上最多达到几十分之一毫秒。 时间服务适用于:
? ? ?
记录事件:顺序事件 同步事件:同时触发多个事件 报警和同步 I/O:时标报警
时间同步和时标
在以太网网络上,所有控制器都应与同一时钟时间(由 NTP 服务器提供)同步。在每个应用程序中,可以使用应用程序堆栈为事件或应用程序数据(如 I/O 值)制作时标。 Modicon Quantum 以太网接口模块 (NOE) 连接到 NTP 时间服务器,并提供源时间同步信号,该信号发送到 CPU。
要读取时钟,在控制器的项目(应用程序)中使用一个功能块:
1.10.7 电子邮件通知
总则
使用电子邮件通知服务可以让基于控制器的项目报警或报告事件。自动控制器监控系统,并可以使用数据、报警和/或事件自动创建电子邮件。邮件收件人可以在本地,也可以位于远程位置。
? ?
根据预定义的事件或条件,使用 MBP_STR 功能块创建邮件。
电子邮件是利用预定义的标题以及变量和文本(最多 238 个字节)构造的。此邮件将从自动系统直接发送到本地电子邮件服务器。
邮件标头包含常见的预定义项 - 收件人列表、发件人名称和主题。这几项可以由授权管理员更新。
?
邮件服务客户端
NOE 通讯模块和 140 CPU 651 x0 模块包括 SMTP 客户端。当模块从控制器收到特定请求时,它将一封电子邮件发送到邮件服务器。
1.10.8 带宽监控
概述
通过带宽监控,用户可以访问和监控以下每项服务占用 NOE 模块的 CPU 的情况:
? ? ?
全局数据 I/O 扫描 Modbus 消息传递
带宽监控服务检索工作负载数据并返回以下两条信息之一:模块是否有可用资源或模块的容量是否达到饱和。了解资源分配信息有助于您:
? ?
访问资源分配情况
确定系统中所需的 NOE 数
注意: 要使用带宽监控服务的用户不必自己开发一组新的访问函数。每秒将计算一次实际的 NOE CPU 负载。 带宽监控负载率
带宽监控服务每秒检查一次并计算专用数据中的四个值。这些值将作为 NOE 的 CPU 分配给以下各项的百分比返回:
? ? ? ?
全局数据 I/O 扫描器 Modbus 消息传递 其他服务和空闲
其他服务中消耗的 CPU 时间显示为\其他\或\空闲\。带宽监控使用的功能与 SNMP 使用的功能相同。
使用以下公式计算全局数据、I/O 扫描器和消息传递这三种服务的负载率: (当前负载 * 100)/最大负载
下表显示 NOE 模块的动态计算的最大负载率: 诊断服务 全局数据 I/O 扫描器 消息传递 返回的工作负载数据 每秒的发布变量数 每秒的事务数 每秒处理的消息数 最大负载 800 4200 410 注意: 负载取决于控制器扫描时间。每个应用程序都有预期的扫描时间。因此,计算负载时,应确保将控制器扫描时间设置为所建模的应用程序的预期扫描时间。
1.10.9 内嵌网页 — HTTP 服务器、Web 配置和诊断
HTTP 服务器
一旦模块收到 IP 地址时,Modicon Quantum Unity 以太网模块的超文本传输协议 (HTTP) 服务器将立即可用。
使用 HTTP 服务器执行以下操作: 1. 查看 . . .
? ? ? ?
模块的以太网统计信息 控制器和 I/O 信息
服务器信息 (BOOTP/DHCP/FDR) 一些以太网服务的诊断信息
2. 配置模块的以太网服务。
使用 Internet Explorer 4.0 版或更高版本。要查看服务的完整列表,请参见\主要功能\表。 HTTP 服务器受缺省用户名和密码保护。 缺省用户名 USER 区分大小写 缺省密码 USER 区分大小写 通过以太网模块的内嵌网页的配置页可以更改用户名或密码。
对于 NOE 771 11 模块,可以通过 FactoryCast 配置器更改用户名和密码。 注意: 连接
NOE 771 xx 和 CPU 651 xx 最多同时支持 32 个 HTTP 连接。 浏览器可以打开数个连接,因此 32 个 HTTP 连接并不表示同时有 32 个用户。
注意: 已下载网页
NOE 771 00 和 NOE 771 01 模块不支持用户下载的网页。为支持用户下载的网页,您需要购买 NOE 771 10、NOE 771 11 或 NWM 100 00 模块。 Web 诊断
内嵌式 Web 服务器提供网页来诊断以下透明工厂/实时服务。 诊断服务 全局数据描述 ? ? ? 所有全局数据服务的状态 所有订阅变量和发布变量的状态 发布/订阅速率 所有 I/O 扫描服务的状态 个别扫描设备的状态 实际的 I/O 扫描速率 I/O 扫描? ? ?
消息传递? ? ? ? 端口 502 消息传递的诊断信息 客户端以及服务器链路的状态 日期和时间 夏令时 (DST) 选项的状态 SMTP 服务器的状态 跟踪已发送和接收的消息 跟踪错误 NOE 按服务的吞吐量测量 时间同步电子邮件通知? ? ? 带宽监控? 注意: 所有这些页面受常规 HTTP 密码的保护。
1.10.10 其他以太网服务
热备
以太网热备系统由两个完全相同的 Modicon Quantum 系统组成。每个 Quantum 系统包含:
? ? ? ?
一个 Modicon Quantum Unity 热备系统控制器 (140 CPU 671 xx0) 一个远程 I/O 主站
数个 NOE 771 xx 模块(不超过 6 个) 一个电源
热备模块通过光缆相互连接。两个远程 I/O 主站都连接到远程 I/O 网络,并相互连接。 Schneider Electric 建议:
1. 远程 I/O 网络使用冗余电缆(子站不冗余)
2. 使用交换机将 NOE 连接到网络。可用的交换机包括:
? ?
499NES17100 499NOS17100
FactoryCast 和用户可自定义的网页
FactoryCast 是一个软件包,用于在内嵌 Web 服务器模块上自定义网站。可以通过浏览器访问该网站,以从 Modicon Quantum Unity 控制器 (PLC) 查看和修改数据。
FactoryCast 提供了从控制器查看运行时数据所需的所有网页和 Java 小程序。您只需配置模块并使用浏览器通过企业内部网访问 FactoryCast 缺省网站,即可使用该网站。 使用 FactoryCast 在站点上添加自定义网页的模块包括:
? ? ?
NOE 771 10 NOE 771 11 140 NWM 100 00
闪存文件系统
NOE 771 xx 模块配备了闪存文件系统,该系统可以通过上载来更改或更新可执行文件、内核和网站文件。
1.11 数据和通讯之间的链路
网络变量和变量组
以太网网络变量组在以太网网络通讯文件夹中创建。IP 域决定组。在 Unity Pro 中,一个网络只能支持一个组。
\数据编辑器\中提供了所有当前组的列表,以便选择每个以太网网络变量包含在哪一组中。不过,组字段也是一个自由输入的编辑框,以便输入尚未在通讯文件夹中定义的组名。生成步骤中会检查此链路。
下图显示了通讯配置和\数据编辑器\中的对应字段:
1.12 Quantum NOE 以太网消息传递配置
简介
以太网消息传递功能使用户能够发送和接收以太网消息。数据通讯量由客户端/服务器过程处理。 参数说明: 设置 说明
连接配激活常规数据传输。 置
访问 激活特定节点之间的数据传输。
IP 地址 定义处理以太网消息传递过程的节点。
访问控激活或取消激活对试图打开与模块之间的 TCP 连接的远程设备的控制 制。 消息传递选项卡
以下过程显示如何访问消息传递页面: 步操作 骤
1 在 Unity Pro 项目浏览器中,转到结构视图。展开 (+) 通讯文件夹,直到定位到与该模块关联的以太网逻辑网络名。 2 右键单击以太网逻辑网络并选择打开。 结果:显示模块配置屏幕。
3 选择消息传递选项卡。(请参见下图。) 消息传递选项卡如下所示。
可在\消息传递\选项卡屏幕的两个区域内访问配置参数:
? ?
连接配置区域 访问控制区域
连接配置区域 连接配置区域用于:
? ?
激活访问控制实用程序
根据通讯协议列出可连接至模块的远程设备
访问控制
访问控制框用于激活或取消激活对试图打开与模块之间的 TCP 连接的远程设备的控制。此
功能取决于是否选中\访问控制\框:
?
选中:将激活访问控制管理,并且表中的访问权限列将处于活动状态(不再灰显)。
o 此模块只能与在从站 IP 地址列中 128 个可用空格中输入的地址进行通讯。 o 模块处于客户端模式时,只能连接到连接配置表中的访问权限列所选择的远
程设备。
?
取消选中:访问控制管理将不能工作,并且表中的访问权限列将处于非活动状态(灰显)。
o 如果模块处于服务器模式下,远程第三方设备不必在表中声明即可作为客户
端连接(与模块进行通讯之前)。
注意: 访问控制仅适用于 TCP/IP 配置文件,并可协助模块在服务器模式和客户端模
式下操作。
1.13 Modicon Quantum Unity 以太网控制器消息传递配
置
简介
通过以太网发送和接收消息。数据通讯量由客户端/服务器过程处理。 下图显示了\以太网消息传递\对话框。
参数描述 设置 说明 连接配置 激活常规数据传输。 访问 激活特定节点之间的数据传输。 IP 地址 定义处理以太网消息传递过程的节点。 访问控制 激活或取消激活对尝试打开与模块之间的 TCP 连接的远程设备的控制。 1.14 使用 Modicon Quantum Unity 以太网服务
1.14.1 使用通讯功能块传输数据
本章描述如何使用通讯功能块与 TCP/IP 网络上的节点来回传输数据。可使用特殊 MBP_MSTR 指令或 IEC 逻辑功能传输数据。其中包括用于读写控制器信息的操作统计信息和错误代码。
概述
如果使用 NOE771xx 在 100Mb/s 以太网中运行并且网络发生持久过载,则 NOE771 可能会进入内核模式。这可能会导致主 CPU 停止。 示例
网络持久过载的一个例子就是在同一个以太网交换机的两个端口彼此链接时。在所有以太网节点都连接到子网时可能出现上述情况并导致网络严重过载 - 而这不应在正确配置的网络上发生。
注意: 广播(特别是 ARP)是标准以太网通讯量的一部分,对于 NOE 没有任何负面作用。甚至\小\电暴(在从几秒到 2-3 分钟的短期内占用基本网络通讯量的 5%)也不会令 NOE 过载。只有严重和持久的网络过载(例如环路网络电缆导致的过载)才可能导致 HSBY 系统出现与 NOE 有关的问题。 对 CPU 的影响
为了对背板通讯提供服务,NOE 能够直接访问 (DMA) CPU 模块的存储器。因此,如果 NOE 在访问 CPU 时进入内核模式,则可能会对 CPU 的行为造成影响。在极少情况下,这甚至可能会导致主 CPU 停止。此时,备用 CPU 将替代主 CPU 执行任务。 推荐操作
采取以下步骤可以避免过多的广播通讯量导致的意外结果: 步操作 骤
1 将分配用于与各个 NOE 通讯的端口速度从 100Mb/s 降低到 10Mb/s。
2 通过使用适当的 ConneXium 交换机组过滤出过载的网络,限制过载网络对 NOE 的潜
在影响,限制为每秒 500 个包。
(Schneider Electric 提供一套能够限制广播的可配置 ConneXium 交换机。)
3 如果以太网交换机的速度必须设置在 100Mb/s,则会将警戒时钟定时器设置为 1.5 秒(与 NOE 的数量无关)。否则,如果警戒时钟定时器设置得过低,则在网络发生持久过载时,其余系统也可能停止工作。
1.14.2 CREAD_REG
功能描述
CREAD_REG 功能块通过 TCP/IP 以太网从所寻址的节点连续读取寄存器数据。 EN 和 ENO 可以映射作为附加参数。 注意: 关于该功能块:
? ?
在对该功能编程时,必须熟悉网络所使用的路由过程。 出于技术原因,该功能块不允许使用 ST 和 IL 编程语言。
示意图
功能块表示形式:
参数描述 参数描述: 参数 数据类型 含义 要读取的从站中第一个 %MW 字(4x 寄存器)的偏移地址 要从从站读取的寄存器数 SLAVEREG DINT NO_REG AddrFld INT WordArr5 描述 TCI/IP 地址的数据结构 用于读取值的第一个 %MW 字(4x 寄存器) 错误代码 REG_READ WORD STATUS WORD 对使用 TCP/IP 以太网的 WordArr5 的基本介绍 对使用 TCP/IP 以太网的 WordArr5 的基本介绍: 元素 数据类型 含义 低值字节:MBP on Ethernet Transporter (MET) 映射索引 高值字节:NOE 模块的插槽 WordArr5[2] WORD WordArr5[3] WORD WordArr5[4] WORD WordArr5[5] WORD 32 位目标 IP 地址的第 4 个字节 (MSB) 32 位目标 IP 地址的第 3 个字节 32 位目标 IP 地址的第 2 个字节 32 位目标 IP 地址的第 1 个字节 (LSB) WordArr5[1] WORD CREAD_REG 块的功能模式
尽管可对大量 CREAD_REG 功能块编程,但只能有 16 个读取操作同时处于活动状态。在这种情况下,这些操作是该功能块还是其他功能块(例如,MBP_MSTR、READ_REG)的结果并不重要。所有功能块都使用一个数据事务路径,并且需要经过多个循环才能完成一项作业。
注意: 仅当在每个循环中执行一个读取或写入作业时,在 Quantum PLC (NOE 771 ??) 和 Momentum PLC(所有 TCP/IP CPU 和所有 TCP/IP I/O 模块)之间才能进行 TCP/IP 通信。如果每个 PLC 循环发送几个作业,通讯就会停止,并且不会在功能块的状态寄存器中生成错误消息。
注意: 仅当在每个循环中执行一个读取或写入作业时,在 Quantum PLC (NOE 211 00) 和 Momentum PLC(所有 TCP/IP CPU 和所有 TCP/IP I/O 模块)之间才能进行 TCP/IP 通信。如果每个 PLC 循环都发送几个作业,通讯就会停止,并且不会在功能块的状态寄存器中生成错误消息。
全部路由信息都包含在输入 AddrFld 的数据结构 WordArr5 中。与此输入连接的功能块的类型以及数据结构的内容取决于使用的网络。 请使用:
?
TCP/IP 以太网:功能块 TCP_IP_ADDR
注意: 对于专业人士:WordArr5 数据结构可与常量一起使用。
注意: 此功能块给网络产生很大的负载,因此必须仔细监控网络负载。如果网络负载量太大,应重新组织程序逻辑以使用 READ_REG 功能块,该功能块是 CREAD_REG 功能块的另一种形式,不能以连续模式工作,但可在命令控制下工作。 SLAVEREG
SLAVEREG 是已确定地址的从站中区域的开始位置,将从此处读取源数据。源区域始终驻留在 %MW 字(4x 寄存器)区域内。SLAVEREG 需要作为该区域中偏移的源参考位置。(在 4x 寄存器中,前\个必须省略。例如,\(变量内容或数值)= 40059)。 此参数可指定为直接地址、定位变量、非定位变量或数值。 NO_REG
NO_REG 是要从已确定地址的从站读取的寄存器数目 (1 ...100). 该参数可作为直接地址、定位变量、非定位变量或数值输入。 REG_READ
REG_READ 字参数在一系列被用作目标数据区、接连列出的 NO_REG 寄存器中对第一个寄存器进行寻址。该参数必须作为直接地址或定位变量输入。 STATUS
错误代码,请参见\运行时错误\。
STATUS 参数可指定为直接地址、定位变量或非定位变量。
1.14.3 CWRITE_REG
功能描述
CWRITE_REG 功能块可以将数据连续写入寄存器区域,同时通过 TCP/IP 以太网从 PLC 向已确定地址的从站传输数据。 可以将 EN 和 ENO 配置为附加参数。 注意: 关于该功能块:
? ?
在对该功能编程时,必须熟悉网络所使用的路由过程。 出于技术原因,该功能块不允许使用 ST 和 IL 编程语言。
符号
功能块表示形式:
参数描述 参数描述: 参数
数据类型 含义
从站中要写入的第一个 %MW 字(4x 寄存器)的偏移地址 要写入从站的寄存器数
源数据区的第一个 %MW 字(4x 寄存器)
SLAVEREG DINT NO_REG
INT
REG_WRIT WORD AddrFld STATUS
WordArr5 用于传输 TCP/IP 地址的数据结构 WORD
MBP_MSTR 错误代码
1.14.4 READ_REG
功能描述
在收到请求时,READ_REG 功能块将对寄存器区域执行一次读取操作(REQ 输入的上升沿)。它借助 TCP/IP 以太网从已确定地址的从站读取数据。 EN 和 ENO 可以映射作为附加参数。 注意: 关于该功能块:
? ?
在对该功能编程时,必须熟悉网络所使用的路由过程。 出于技术原因,该功能块不允许使用 ST 和 IL 编程语言。
符号
功能块表示形式:
参数描述 功能块参数描述: 参数 REQ
数据类型 含义 BOOL
启动一次读取操作
要读取的从站中第一个 %MW 字(4x 寄存器)的偏移地址 要从从站读取的寄存器数
SLAVEREG DINT NO_REG AddrFld NDR ERROR STATUS
INT
WordArr5 描述 TCP/IP 地址的数据结构 BOOL BOOL WORD
读取新数据后,将一个循环的该值设置为\如果出现错误,将一个循环的该值设置为 1 错误代码
用于读取值的第一个 %MW 字(4x 寄存器)
REG_READ WORD
1.14.5 WRITE_REG
功能描述
在收到请求时,WRITE_REG 功能块将对寄存器区域执行一次写入操作(REQ 输入的上升沿)。它通过 TCP/IP 以太网将数据从 PLC 传输到已确定地址的从站。 可以将 EN 和 ENO 配置为附加参数。 注意: 关于该功能块:
? ?
在对该功能编程时,必须熟悉网络所使用的路由过程。 出于技术原因,该功能块不允许使用 ST 和 IL 编程语言。
符号
功能块表示形式:
参数描述 参数描述: 参数 REQ
数据类型 含义 BOOL
启动一次写操作
从站中要写入的第一个 %MW 字(4x 寄存器)的偏移地址 要从从站写入的寄存器数
SLAVEREG DINT NO_REG AddrFld
INT
WordArr5 传输 TCP/IP 地址的数据结构
源数据区的第一个 %MW 字(4x 寄存器) 设置为\,以便在写完数据后进行一次扫描 设置为\,以便在出现错误时进行一次扫描 错误代码
REG_WRIT WORD DONE ERROR STATUS
BOOL BOOL WORD
1.14.6 MBP_MSTR
功能描述
通过使用 MBP_MSTR 功能块,可选择 14 种可用的网络通讯操作之一。 根据所用的通讯协议,最多可有 16 个 MBP_MSTR 功能块同时处于活动状态。
? ?
Modbus Plus 同时支持最多 4 个功能块 TCP/IP 以太网同时支持最多 16 个功能块
所有功能块都使用一条数据事务路径,并且需要经过多个循环才能完成一项操作。 可以将 EN 和 ENO 配置为附加参数。
注意: 当对 MBP_MSTR 功能块编程时,必须熟悉网络的路由过程。Modbus Plus 网络计划和安装指南详细说明了 Modbus Plus 路由路径结构。如果实现了 TCP/IP 或 SY/MAX 以太网路由,则必须使用标准以太网 IP 路由器产品。Quantum with Unity Pro TCP/IP 配置用户指南中提供了对 TCP/IP 路由的完整描述。
注意: 在 FBD 和 LD 段中,该功能块只能在程序级别使用,且只能用于导出的功能块 (DFB)。使用 DFB 时,必须直接将参数 CONTROL 和 DATABUF 与 DFB 的 I/O 引脚连接。
注意: 只有当每个循环中仅执行一个读/写作业时,才有可能在 Quantum PLC 和 Momentum PLC 之间实现 TCP/IP 通讯。如果每个 PLC 循环都发送几个作业,通讯就会停止,并且不会在功能块的状态寄存器中生成错误消息。 示例:
?
您可以发送 MBP_MSTR.Enable:=(HSBY_NOEPLCMSTR_ON) AND (%SW61.1) AND NOT (%SW61.0)
或
?
您可以创建一个布尔变量 primary_state:=(%SW61.1) AND NOT (%SW61.0),然后插入该变量以便执行该段
注意: 为了禁止先前的备用 CPU(已切换为离线运行状态)执行通讯功能,您必须在状态位上添加一个条件以便禁用该功能(如果 CPU 处于离线状态)。 注意: 可以在程序中使用此功能块的多个副本。但是,不能使用这些副本的多个实例。
输入参数 参数 数据类型 说明 为 ON 时,启用在 CONTROL 寄存器的第一个元素中指定的操作。 为 ON 时,中止当前活动的操作。 ENABLE BOOL ABORT BOOL 输出参数 参数 数据类说明 型 ACTIVE BOOL 当操作为活动状态时为 ON。 ERROR BOOL 当操作未成功而中止时为 ON。 SUCCESS BOOL 当操作成功完成时为 ON。 CONTROL WORD 此字段包含控制功能块。第一个元素 CONTROL[1] 包含要执行的操作的操作代码的编号。序列寄存器的内容由操作确定。 该数据字段必须声明为定位变量。 控制块的结构因所用的网络而异。 DATABUF WORD 对于提供数据的操作(如写入操作),该数据字段为数据源。对于接收数据的操作(如读取操作),该数据字段是数据目标。 对于以太网 CTE 读取和写入操作,该数据字段保留以太网配置扩展表的内容。在这种情况下,DATABUF 必须定义为至少含有 10 个元素的数组。 该数据字段必须声明为定位变量。 有效的 MBP_MSTR 功能代码
使用 MBP_MSTR 块,可通过网络触发 14 种可用网络通讯操作之一。每种操作都分配有一个功能代码。特定操作的可用性取决于网络类型和您所使用的模块类型。 功能代码 操作 1 2 3 4 7 8 10 11 12 13 23 其中:
写入数据读取数据Modbus Plus TCP/IP 以太网 SY/MAX 以太网 X X X X X X X X X X X X X X X - - - - X X X - - 获取本地统计信息清除本地统计信息获取远程统计信息清除远程统计信息复位可选模块X X X X - 读取 CTE(配置扩展)写入 CTE(配置扩展)- - - - 发送电子邮件读/写数据? ?
X 表示是 - 表示否
1.14.7 全局数据(发布/订阅)实用程序
简介
本节材料介绍以下模块中可用的全局数据(发布/订阅)实用程序。
? ? ?
140 NOE 771 01 140 NOE 771 11 HE CPU 651 x0
概述
全局数据服务是一种实时发布/订阅机制,它提供最有效的数据交换以进行 PLC 应用程序协调。
支持全局数据的设备排列在一个分发组中,以便应用程序进行变量交换和同步。每个全局数据设备最多可发布到一个网络(应用程序)变量,且最多可订阅 64 个网络(应用程序)变量。
Quantum NOE 的内嵌全局数据配置网页提供一个配置屏幕,以确定使用该服务交换的应用程序变量以及交换的变量数。配置完成后,属于同一分发组的所有工作站之间的交换会自动完成。
全局数据服务使用 %MW(4x 寄存器)或非定位变量进行全局数据交换。 全局数据的关键功能 全局数据的主要功能包括:
? ?
一个发布方和多个订阅方
一个设备可以发布一个最多 512 %MW 字(4x 寄存器)的网络变量或多个非定位变量
一个设备可以订阅最多 64 个网络变量或非定位变量,每个网络变量最多 2048 %MW 字(4x 寄存器) 设备订阅完整的网络变量 每个网络 IP 地址有一个分发组 由应用程序定义的发布率
最多 64 个全局数据网络变量(编号从 1 到 64)可以是数据分发组的组成部分 一个 NOE 只有一个多播地址。因此,它只能在组内发布和订阅 设备可以通过在一个机架中使用多个 NOE 参与到几个分发组中
?
? ? ? ? ? ?
当一个以上订阅方接收相同的数据时,由于所有订阅方接收该数据只需一个事务,所以,全局数据相对于客户端/服务器服务更具优势。有两个好处:
? ?
降低网络总通讯量 加强多个订阅方之间的同步
规划系统配置
全局数据(发布/订阅)实用程序是集成到 NOE 产品线的一个强大功能。实施全局数据需要在整个系统中跨越多个 PLC 进行配置。因此,建议在实施前预先规划安装。预先规划具有以下优点,从而节省时间和成本:
? ?
减少错误,可以摆脱调试工作 确保系统一致
将注意力转移到计算机前的纸张。
我们提供下表来协助系统规划。以下的全局数据计划电子表格使用图形方式表示我们推荐的系统计划配置表。您可以使用以下格式创建自己的表格,也可以下载 Microsoft Excel TM 电子表格模板(可以从 Schneider 公共网站下载)。 此处即为全局数据计划电子表格的图示: 参数检查 变量 ID 符号* 长度(寄存设备编号 器) 20 10 50 1 2 ... 3 变量发布状态 成功 1 2 ... 64 VALVE_STATUS VALVE_CONTROL PUMP_CONTROL PUB SUB 无 SUB 无 PUB 成功 成功 SUB PUB 无 设备发布状态: 每个节点的发布总大小: 每个节点的订阅总大小: 组 IP 地址 启用多播过滤 239.255.255.0 关 成功 成功 成功 20 60 50 20 10 0 缺省运行状况 %MW %MW100 地址 分发周期 运行状况超时 数据区 10 1000 %MW200 *各项或对符号(描述)的更改不会影响或更改变量或系统。Quantum 产品线中使用的符号与 Concept/Unity 产品线符号无关。 全局数据限制表: 参数 每个设备的最大发布变量数 发布变量的最大大小 每个设备的最大订阅变量数 每个设备的订阅变量最大大小 注意: 建议您在计划时考虑如下因素。 ? ? 限制 1 512 寄存器 = 512 字(16 位)= 1024 字节 64(如果该设备正在发布,则为 63) 2048 寄存器 = 2048 字(16 位)= 4096 字节 允许任何变量 10% 到 20% 的增长。 在配置结束时添加变量,这样不至于影响现有的应用程序地址。因此,您可以不必在配置中改变现有地址,这样可以节省时间。 全局数据计划电子表格表 参数 参数检查 变量 ID 符号 长度字(寄存器) 设备数量 变量发布状态 说明 保留 表示 NOE 的全局数据配置网页上的数据 ID 全局数据交换的符号名称。 全局数据信息长度。%MW 字(4x 寄存器)或非定位变量的数量。 全局数据网络的设备数量(最多 64)。 全局数据网络的正确发布状态的自动信息。仅使用 Microsoft Excel TM 电子表格。每符号信息。 全局数据网络的正确发布状态的自动信息。仅使用 Microsoft Excel TM 电子表格。每设备信息。 设备发布状态 每个节点的发布总大特定节点的发布大小。每个节点的最大发布大小是 512 字(寄存小 器) 每个节点的订阅总大特定节点的订阅大小。每个节点的最大订阅大小是 2048 字(寄存小 器) 启用组 IP 地址 多播网络的 IP 地址。标识工作站分发组。地址范围从 224.0.0.0 到 239.255.255.255 用于支持多播过滤的以太网交换机的复选框。 启用多播过滤 运行状况 %MW(4x 运行状况位的 %MW(4x 寄存器)地址。这是存储器区,其中存寄存器)的缺省地址 储运行状况位。它大小为 4 字(寄存器)。 分发周期 运行状况超时 是在更新发生前控制器扫描次数的最小值。 是在订阅被声明为不正常(错误)前接收的两个订阅之间的最大时
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