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品牌:西门子6ES7221-1BF22-0xA8
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信息标签:6ES7221-1BF22-0xA8西门子S7-200模块,供应,电子、电工,工控系统及装备

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本司专业经营西门子PLC

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上海西皇电气设备有限公司

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上海西皇电气设备有限公司本着“以人为本、科技先导、顾客满意、持续改进”的工作方针，致力于工业自动化控制领域的产品开发、工程配套和系统集成，拥有丰富的自动化产品的应用和实践经验以及雄厚的技术力量，尤其以 PLC复杂控制系统、传动技术应用、伺服控制系统、数控备品备件、人机界面及网络/软件应用为公司的技术特长，几年来，上海西皇公司在与德国 SIEMENS公司自动化与驱动部门的长期紧密合作过程中，建立了良好的相互协作关系，在可编程控制器、交直流传动装置方面的业务逐年成倍增长，为广大用户提供了SIEMENS的** 技术及自动控制的**解决方案。

目前国内的水电站从**初的"集中控制、功能分散方式"到当今流行的"全分层分布开放式运行方式"，已全部采用计算机控制系统取代过去以继电器常规控制方式，可实现"无人值班"(少人值守)，大大提高了水电站的自动化水平。一般整个水电站监控系统在物理上分为两层：电站控制层和现地控制层。电站控制层（或称上位机系统）主要用于监控系统的组态、维护，水电站运行的监视、操作、信息管理、远动和优化控制等。现地控制层按控制对象分散方式一般设置为机组现地控制单元（LCU）、开关站及公用现地控制单元（LCU）和闸门现地控制单元（LCU），现地控制单元（LCU）主要采用PLC完成控制对象的数据采集与处理、控制与调节、安全运行监视、事件顺序记录（SOE）、数据及网络通讯等。
2、项目简介
湖南铜信溪水电站装设三台10MW水轮发电机组，整个监控系统采用"全分层分布开放式运行方式"，上位机系统设置二套操作员工作站、一套工程师工作站和一套通讯工作站，现地控制层设置三套机组LCU、一套开关站及公用LCU和一套闸门LCU。LCU主要采用西门子S7-300集成PROFINET接口的CPU315-2PN/DP模块，通过编程实现Modbus/TCP协议与上位机系统通讯；同时配置相应的数字量输入/输出模块和模拟量输入模块，完成机组、开关站、公用和闸门等设备的控制与调节。具体网络结构如图1所示。

图1：湖南铜信溪水电站网络结构

　　3、CPU315-2PN/DP模块及Modbus/TCP协议
CPU315-2PN/DP是西门子2004年底推出的一款高性价比S7-300 CPU。通过集成的通信接口（MPI/DP，PN），该CPU可直接连接MPI网络、Profibus-DP网络、开放式工业以太网，以及基于工业以太网技术的新一代现场总线PROFINET。该CPU的推出，进一步增强了S7-300 PLC的通信功能，使S7-300连接以太网的成本大大降低，并为PROFINET技术的普及提供了强有力支持。集成的IE/PROFINET接口支持多种通讯服务：基于PROFINET的开放通讯 (PROFINET IO, PROFINET CBA)、S7 通讯、开放式IE通讯、SIMATIC NET OPC Server和PG/OP通讯。本项目就是采用开放式IE通讯编程实现Modbus/TCP协议与水电站上位机系统通讯。软硬件版本为V2.3.0 或更高、带有集成PROFINET接口的CPU，均支持开放式IE 通讯，其具有不占用CPU连接资源、**多可建立八个TCP/IP连接，完全基于开放式TCP/IP协议、可与第三方设备在以太网上进行通讯等优点。
Modbus/TCP协议是简单的、中立厂商的用于管理和控制自动化设备的Modbus系列通讯协议的派生产品。Modbus/TCP协议是一种面向TCP连接的协议，只有在建立了TCP连接后，才能以半双工的方式进行数据交换。Modbus/TCP协议结构要求请求和响应带有六个字节的前缀，具体结构如下：
byte 0: 事务处理标识符 -通常为 0
byte 1: 事务处理标识符 -通常为 0
byte 2: 协议标识符= 0
byte 3: 协议标识符= 0
byte 4: 长度字段 （上半部分字节） = 0 (所有的消息长度小于256)
byte 5: 长度字段 (下半部分字节) = 后面字节的数量
byte 6: 单元标识符 (原"从站地址")
byte 7: MODBUS 功能代码
byte 8:寄存器地址（高字节）
byte 9:寄存器地址（低字节）
byte 10:寄存器数量（高字节，固定为0）
byte 11:寄存器数量（低字节）
byte 12:后面数据字节数量-----写寄存器时有效
byte 13:寄数据1（高字节）-----写寄存器时有效
byte 14:寄数据1（低字节）-----写寄存器时有效
需要注意的是Modbus/TCP协议所有的请求都是通过端口号502发送的，而CPU315-2PN/DP模块的端口号只能设置为2000至5000。
4、软件实现
4.1编程指令说明

　　在CPU315-2PN/DP这一边，不是通过NetPro设置通讯连接，而是通过编写程序实现。为了能通过用户程序和其它与TCP/IP兼容的通讯伙伴通过开放式IE通讯实现交换数据，STEP7（V5.3+SP1或以上）提供了四个功能块（FB）和一个用户定义数据类型（UDT）用于组态连接和数据交换：
　　1)       FB63"TSEND"：用于发送数据
　　2)       FB64"TRCV"：用于接收数据
　　3)       FB65"TCON"：用于建立连接
　　4)       FB66"TDISCON"：用于断开连接
　　5)       UDT65"TCON_PAR"：包括组态连接属性的数据结构
　　以上功能块（FB）包含在Standard Library > Communication Blocks库中。
　　开放式IE通讯只能通过TCP/IP 建立以太网连接，通讯是面向连接的，只有与通讯伙伴建立了连接后才能传送数据。
　　要编程建立连接，需要创建一个包含UDT65"TCON_PAR"数据结构的数据快（DB）。该数据结构包含建立连接所需的所有参数，需要为每个连接创建一个这样的数据结构。一个连接建立之后，将受到 CPU 的监控，如果中间发生了中断，则自动尝试重新建立连接。
　　4.2    程序执行过程
　　整个以太网通讯程序分成以下五个部分：
　　1)       初始化
　　初始化程序在OB100中执行，主要设置连接ID、CPU315-2PN/DP端口号、上位机系统中操作员工作站IP地址和开始等待建立连接标志（FB65_REQ=1）。
　　2)       建立连接
　　由开始等待建立连接标志（FB65_REQ=1）调用FB65等待上位机系统中操作员工作站请求建立连接。如果上位机系统中操作员工作站请求建立了连接，且FB65被无错误执行建立了连接（FB65_DONE=1），设置开始接收数据标志（FB64_EN_R=1）和复位开始等待建立连接标志（FB65_REQ=0）。如果上位机系统中操作员工作站没有请求建立连接或请求建立了连接FB65执行后有错误发生，则程序不做任何处理，还是等待建立连接。