串行通讯作为一种新型集中分散电梯控制系统,在国内已经得到广泛应用,较以往集中统一控制系统而言各分控器可完成一些诸如呼梯、指令、显示等工作,极大减轻了主控器的负担,主控器效率明显提高。
----串行通讯明显减少了PLC过程控制器的输入、输出点。控制柜内PLC的点数不会随层站增加而改变,使控制柜标准化成为可能。串行通讯也使井道电缆的数量减少,使安装接线、维修等简单方便,故障点大大减少,提高了控制系统的可靠性。
----目前在电梯串行通讯技术中占主导地位的是主从结构的BIBUS网络系统,它采用RS-485总线,通讯结构为命令响应式,其潜在的危险就是采用了集中控制方式,一旦主接点出现故障整个系统将瘫痪。在硬件系统中,硬件电路板的制作,每个组件不可能保证严格的准确,在组件使用前进行老化处理不仅费时、麻烦,也很难保证合格,这样的电路板也很难保证质量,用在串行系统中就是故障隐患。另一种为各接点自主通讯方式如CAN总线,NEWLIFT以及LONWORKS总线。总之这些串行通讯都存在一个问题就是一旦哪一层出现问题查起来很不方便,需要每层都查一遍,而我们要用的西门子AS-I就能很好的解决这个问题。它的主站能独立显示每个从站的信息。
----AS-i(Actuator-Sensor-Interface传感器-执行器-接口)是为低层现场自动化而设计的网络,是使用于双工位的执行器和传感器的网络。AS-I是基于主-从原理进行工作的。在中心控制器PLC上有一个主站模块。通过AS-interface电缆连接起来的传感器/执行器作为从站模块由主站模块操纵。
----AS-i在电梯中的具体应用如图
AS-i在电梯串行通讯中的几大优点:
1、节省了按钮、指示灯、层显等信号与PLC的电缆布线
----AS-i模块可直接装在呼梯盒和轿箱操纵盘内,使呼梯按钮、指令按钮、信号灯等,直接接到AS-i上,无须和PLC连线,而所有这些信号即这些AS-i从站只通过一条黄色双芯电缆和控制柜内AS-i主站模块相连,这大大减少了井道内电缆布线
2、节省了PLC的I/O点
----因为所有呼梯信号、指令信号、指示灯、层显等,无须直接和PLC相连,这使的PLC的点数大大降低。
3、编程调试简单
----ASI与并列的I/O没有任何区别,AS-i与现有的系统相连接只需对控制程序进行略微修改,整个系统可以在无须了解ASI内部功能和附加软件的情况下进行调试。
4、通讯准确及时
----AS-i是一个"单主站系统",即每个网络只有一台用于数据交换控制的主站,它顺序地访问每个从站并且等候其响应。AS-i使用一个固定的传输模式,能够满足复杂过程的控制传输或区别数据类型的要求。
----由于使用了固定的传输模式,主站可以访问所有与之相连的从站,并且在5毫秒内更新所有的I/O信息。
5、一个主站可带31个从站,一根电缆连接多至248个I/O
----每个AS-interface从站模块可分为4个双态组件提供地址,不论是作为输入还是输出。在完全配置为31个从站模块这一情况下,可以为多达124个(31X4)的双态组件提供地址,依靠使用双向从站模块,可以连接的双态组件的数目可以加倍,达到多每个主站模块248个。
6、双芯电缆传输数据和电源
----在数据交换的AS-i电缆为按钮、指示灯供电(30VDC)电源取自AS-i电源,无须另接电源。通过绝缘穿刺接点实现从站的快速连接。
7、防止反极性接线的快速连接
----电缆的特殊造型使接线快速而简单,避免接错。
8、可靠、灵活的操作方式
----通讯方式提供了很高的操作可靠性,主站检查网络电压和传输的数据,它能识别传输错误和从站的故障,并且向控制器报告这些事件,用户可以决定系统对他们该做怎样的处理,在对系统中其它站点通讯不影响的情况下对从站进行更换和添加。
----一个重要的优点在于AS-i主站无须调试,无须应用软件和通讯软件包,ASI电缆上所接从站模块工作的ASI主站自动通过ASI电缆进行通讯。
9、成本分析
冗余系统拥有两条DP总线,如果需要将一个单DP接口的从站连接到冗余系统下,需要借助于Ylink接口模块。Ylink可以在两条总线中实现自动的切换,无需编程。本文件将主要介绍S7-300从站通过扩展的CP342-5DP接口连接在Ylink后的组态步骤。
1. 下载并安装GSD文件
通常情况下在STEP 7的硬件组态中无法把在PROFIBUS-DP 目录下的300系列模块连接至Ylink的DPMASTER段。S7-300作为从站连接至Ylink的唯一办法是通过GSD文件。通过如下链接下载相应的CPU的GSD文件。
注意:不同的CP342-5,其GSD文件有不同的版本,请选择合适的序列号。有时候下载后的GSD文件的文件名的格式为:siem80ee.gse.txt。请删除.txt 后缀。
得到GSD文件以后,应把它导入STEP 7的硬件组态目录中。见Pic1所示。
Pic1. 导入新的GSD文件
2. 系统的硬件组态
2.1 S7 300组态
在项目中加入Simatic 300 Station,进行相应组态插入相应的300CPU,其硬件组态见Pic2。
Pic2. CP342-5的硬件组态
注意:记住CP342-5的I/Q映射区地址,后面编程需用到。
双击CP342-5,设置为DP Slave模式,见Pic3所示。
Pic3.CP342-5的组态
为了使CP342-5能够与H系统进行通讯,应在CP342-5内组态相应的与H系统的通讯区域。与链接集成DP组态不同的是,CP342-5是通过编程来实现的,硬件组态中毋需配置接口。
2.2 冗余系统组态
H系统中插入IM157时,请选择“Interface module for PROFIBUS-DP”选项,如下图Pic4所示。
Pic4. IM157 总线系统选择
如下图Pic5所示,加入CP342-5从站站点。
Pic5. 加入CP342-5从站
类似于为普通的ET200M从站组态插槽,为相应的cp342-5站点组态接口数据,将如下图Pic6中的模块拖拽到相应的CP342-5站点的插槽中。终配置如下图Pic7所示。
Pic6. 作为DP-Slave 的CP342-5中可插入的模块
Pic7. H系统中CP342-5中的模块
3. S7-300和冗余系统下的编程
3.1 冗余系统下的编程
实际进行通讯时,H系统下毋需编写任何程序,通讯数据通过上面配置的输入/输出接口区进行自动的读写。控制程序如果需要读取这些通讯数据,只需要通过Pic8中配置的相应地址直接读取即可。
3.2 CP342-5下的编程
这里需要注意一个概念:CP342-5的DP I/O区是虚拟I/O区(Pic2所示),它与300CPU的过程映像区是不同的。用户无法从HWCONFIG 中直接访问342-5的I/O区,S7300中如果不编写任何程序,系统不能正常工作。通讯时Y-LINK和CP342-5的SF及BF指示灯会闪烁。解决此问题需要在300CPU中调用相应的功能块。FC1“DP_SEND”和FC2“DP_RECV”分别向CP342-5发送和接受数据,如下Pic8所示。
Pic8. 地址对应图
与342-5的通讯需要用户自己编程完成,Pic9是在CPU315-2DP的OB1中的示例。这两个功能块的参数基本相同,个参数:CPLADDR须填写CP342-5的起始地制,可以参见Pic2。示例代码中使用的是十六进制的地址。第二个参数是接受或发送的数据的地址。这一参数有两部分组成:前一部分是起始地址,后一部分是偏移量。注意,偏移量的选取应该与S7-400中CP342-5的地址长度相对应。S7-400中CP342-5的I区表示来自S7-300系统的数据,而Q区表示S7-400发送至S7-300的数据。
Pic9. S7 300中编程示例
注1:在调用FC1/FC2时,CPLADDR后面的地址必须是硬件组态中342-5的起始地址,当然FC1用I起始地址,FC2用Q起始地址。请合理设置FC1::RECV和FC2::SEND的参数以保证覆盖需要通讯的区域。在硬件组态时,请尽量连续使用地址。
注2:通过Ylink和S7 300等从站通讯, Ylink后组态的所有从站通讯字节总和不能超过244 byteInput/244 byte output。