- 2024-12-27
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干自动化这么多年!!!还不知道PLC无线通讯模块的作用???
一、PLC无线通讯模块
DTD418MB 不仅能与 PLC、DCS、智能仪表及传感器等设备组成无线测控系统,同时能与组态软件、 人机界面、触摸屏、测控终端等工控产品实现点对点和点对多点的远程无线组网,将分散不便于挖沟布线的设备连接在一起,不需要编写程序,不需要布线,并且稳定可靠。
二、实现远程监测与控制
远程监测设备:通过无线通讯模块,用户可以在远离设备现场的地方,如调度室、中控室等,实时获取 PLC 所连接设备的运行状态、工艺参数等信息,如生产线上设备的温度、压力、运行状态等,以便及时发现异常情况并进行处理。
远程操作控制:可以远程对 PLC 发出控制指令,实现对设备的启停、参数调整等操作,无需人员到现场进行手动干预。
移动设备通信:在移动机器人、AGV(自动引导车)等自动化设备的应用中,PLC无线通讯模块可以确保设备在移动过程中保持与控制系统的通信。例如某汽车生产线喷涂车间由于油漆涂料具有腐蚀性,不方便布线。因此利用达泰PLC无线通讯模块DTD418MB,实现了车间控制台HMI与3台喷涂机械臂之间的无线通讯要求,从而提升了涂装的安全稳定性及生产效率。
三、增强系统灵活度与可扩展性
灵活部署:摆脱了有线连接的局限,使得 PLC 的安装位置不再受限于线缆的敷设范围,能够更加灵活地根据实际生产布局和需求进行部署,减少了布线成本和施工难度,在一些老旧设备改造或临时项目中优势明显。
方便扩展:当需要增加新的设备或对系统进行扩展时,只需添加相应的无线通讯设备并进行简单配置,即可实现与原有PLC无线通讯系统的无缝连接,轻松扩展系统的功能和规模,而无需重新铺设大量电缆。
四、数据采集与传输
数据采集:能够实时采集各种现场数据,包括传感器数据、仪表数据等,并将其远程传输至DCS或上位机系统等,为生产过程的监控、分析和优化提供准确、及时的数据支持。
可靠数据传输:达泰PLC无线通讯模块具备高抗干扰能力,确保数据在传输过程中的稳定性、可靠性、实时性。
五、实现设备间的互联互通
与不同设备集成:达泰4系PLC无线通讯模块使 PLC 能够与各种不同类型、不同品牌的设备进行无线连接和通信,如传感器、执行器、智能仪表、机器人等,实现了工业现场设备的互联互通,构建起更加智能化、自动化的生产系统。
六、降低成本与优化效率
节省布线成本:无需铺设大量的电缆,大大减少了线缆采购、敷设和维护的费用,特别是在长距离传输或复杂环境下,布线成本的降低更为显著。
缩短安装调试时间:无线通讯模块的安装和调试相比有线通讯系统,更加简便快捷,缩短项目的建设周期。
- 2024-12-26
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如何设置西门子S7-1200/1500 CPU的通讯负载率?
一、引言
在使用西门子PLC的时候,我们经常忽略一个重要的参数"通信负载"(也是“通讯负荷”)。在PLC与HMI连接 ,PLC与PLC进行通信等,博途(TIA Portal)软件监控、第三方软件通讯等都需要占用PLC通讯负载。
在进行PLC-Recorder的高速采集测试时发现:如果S7-1200的通讯负载率设置为20%,则没法保证4ms一次的UDP发送,调整到50%后,就正常了。
不合理的通讯负载会导致PLC出现各种各样的问题。随着PLC通讯功能越来越强大,通讯任务也在不断增加,“通讯负载”这个参数有时候也被迫进行修改,哪些通讯对其影响大呢?如果不注意,可能引起哪些问题呢?
二、异常举例
1.通讯负载设置过大,可能导致OB1超出最大循环时间。经常出现在PLC使用过多工艺对象,如工艺轴、过多的循环程序等情况下:
2.使用西门子触摸屏配方功能,经常出现触摸屏读取数据缓慢或者各种错误:
3.使用西门子WEB功能,读取变量或者修改变量,出现缓慢情况时,也需关注通讯负载:*
三、测试通讯负载
我们借助第三方软件PLC-Recorder,对于TIA Portal开发的PLC,进行各种变量组合读取测试,展示一下读取时间、通讯负荷变化等情况。
1.硬件准备
确保你有一个完整的S7-1200/1500系统,包括PLC、编程软件(如TIA Portal)、必要的通讯模块和连接电缆。
2.软件准备
确保编程软件安装正确,并且已经将PLC和通讯模块正确配置。
3.测试步骤
①通讯连接:使用编程软件连接到PLC,确保通讯正常。
②编写测试程序:在PLC的编程软件中,编写一个简单的程序,用于模拟通讯负载。这个程序可以包括:定时发送数据到从站或接收从站发送的数据;使用高速计数器或定时器产生大量数据;使用多个数据块(DB)和多个变量来增加负载;
③运行测试程序:将程序下载到PLC中,并开始运行。
④监控通讯:在编程软件中监控PLC的通讯状态,包括:PLC的CPU负载,通讯错误日志,通讯速率。
⑤性能测试:观察PLC在运行测试程序时的响应时间和稳定性。检查PLC在长时间运行高负载程序时的温度和稳定性。
⑥记录数据:记录在不同负载下的PLC性能数据,包括CPU占用率、通讯速率、错误率等。
⑦分析结果:根据记录的数据分析PLC的通讯负载能力,确定其在实际应用中的表现。
4.合理实践
①逐步增加:逐步增加通讯负载,并监控PLC的性能,直到达到应用的上限。
②留有冗余:即使PLC能够处理更高的负载,也要留有一定的冗余,以应对未来可能的负载增加或网络问题。
5.具体设定建议
①S7-1200:对于S7-1200,通常每个I/O点的通讯负载不应超过100字节/秒,总负载(包括程序块和其他通讯)不应超过CPU处理能力的50%。
②S7-1500:S7-1500具有更强大的处理能力,因此通讯负载可以设定得更高。但一般建议保持CPU负载不超过70-80%,通讯频率根据实际应用进行调整。
总之,没有固定的通讯负载设定,因为这需要根据具体的应用场景来调整。合适的方法是通过测试和监控来确定最适合你应用的通讯负载设定。
四、PLC通讯负载查看
1.查看PLC地址
2.浏览器这里输入https://192.168.0.1
3.选择"诊断"
4.选择"运行系统信息"
5.通信负载设置
"通信负载"用于设置CPU 总处理能力中可用于通信过程的百分比,如图所示。这部分 CPU 处理能力将始终用于通信,当通信不需要这部分处理能力时,它可用于程序执行。可设置的范围为15~50%,默认值为20%。占用"通信负载"的通信包括:博途(TIA Portal)软件监控,HMI连接及PLC间的S7 通信等。
CPU通信负载设置
五、实际应用展示
在实际应用中,从站数量、数据交换量、通讯速率、通讯周期和通讯协议等都会对通信负载率造成不等的影响;如以下某新型材料企业车间,需要实现4组环形轨道上共48个电动葫芦与两个地面控制柜之间的无线通讯,两个地面控制柜内装有8台S7-1200smart PLC,作为每组电葫芦的主控设备。
车间共计采用58台西门子S7-1200 SMART PLC,由于车间从站数量过多,会导致通信负载率上升,因此在设计工业控制系统时,需要仔细考虑网络架构、PLC性能和通讯协议,以确保系统稳定运行。
为了有效缓解通信负载问题,我们采取了1主6从的通讯架构,并构建了8条环形轨道,每条轨道形成一个独立的系统单元。为此,我们共计部署了56个达泰无线通讯模块,以实现生产车间地面控制柜与电葫芦PLC之间的无线数据交互。我们选择的通讯协议是Profinet,旨在进一步优化通信效率。
无线通讯网络图如下:
六、总结
通过上述对比测试,可以看出:
● 读取不同变量数量、不同数据类型变量,对西门子通讯负载会造成不同影响。
● 增大通讯负载设定,可以大大降低符号读取的周期时间。
但是,通讯负载也会对PLC循环周期产生影响,必须根据控制的需求和实际循环时间,进行合理设置(具体可参考西门子手册)。
通过降低通信负载,降低循环时间。
用户可以降低硬件配置中的通信负载设置。例如,如果通信负载设置为20%,而不是默认值50%,则循环时间为从2倍无通信负载时的循环时间降为1.25倍
对实际循环时间的影响
通信仅仅是造成循环时间延长的一个因素。各种循环时间延长设置都将导致在一个循环内发生更多的异步事件,进一步延长循环程序的执行时间。
延长的时间取决于循环程序中发生的事件数量以及执行这些事件所需的时间。
说明
检查参数变化
●检查在系统运行期间参数“因通信引起的循环负载"的值变化带来的影响。
●为了防止时间错误,在设置最大循环时间时,需考虑通信负载。
- 2024-12-24
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黄金搭档!RS485与Modbus还可以这样用?
在工业现场,Modbus设备与RS485的搭配无疑成为了自动化和通信领域的黄金搭档,两者相辅相成,成为业界公认的经典组合。这一“黄金组合”不仅广泛普及,而且相互强化,共同构筑了一个可靠、稳定且经济实惠的通信解决方案,为工业自动化带来了显著的便利和可靠性。
RS485(Recommended Standard 485)
RS485是一种差分信号传输标准,用于在多点网络中实现数据通信。它支持多主多从的通信模式,最多可以连接128个节点(可以使用中继器扩展到更多节点)。
特点:
1.差分信号:使用两根导线(A和B)传输信号,具有很强的抗干扰能力。
2.多点通信:支持多主多从的通信模式,适用于分布式系统。
3.长距离传输:传输距离可达1200米(取决于屏蔽双绞线和波特率)。
4.高速率:最高传输速率为10Mbps(取决于传输距离)。
5.低成本:硬件成本相对较低,适合大规模部署。
Modbus
Modbus是开放的通信协议,主要用于工业设备之间的通信。它支持两种传输模式:Modbus RTU(远程终端单元)和Modbus TCP(传输控制协议),工业现场使用RTU的较多。
特点:
1.简单易用:协议简单,容易实现和调试。
2.广泛应用:支持多种设备,如PLC、变频器、传感器、I/O模块等。
3.标准功能码:定义了多种标准功能码,如读取寄存器、写入寄存器、读取线圈状态等。
4.数据格式:支持多种数据格式,如16位寄存器、32位浮点数等。
5.可靠性:支持CRC校验,确保数据传输的完整性。
RS485和Modbus的黄金组合
优势:
1.可靠性:RS485的差分信号传输和Modbus的CRC校验共同确保了数据传输的可靠性。
2.长距离通信:RS485支持长距离传输,适用于分布式系统中的数据采集和控制。
3.多点通信:RS485的多点通信能力与Modbus的主从架构相结合,支持多个设备在同一网络中通信。
4.灵活性:Modbus支持多种功能码和数据格式,适用于各种应用场景。
5.经济性:RS485和Modbus的硬件和软件成本相对较低,适合大规模部署。
实际应用案例
方案一:以西门子S7-200SMART和三菱FX3U PLC为例,验证不同品牌PLC之间能否实现ModbusRTU协议下的无线485通讯。
主站:西门子S7-200Smart PLC
从站:三菱 FX5U PLC
通讯接口:Rs485接口
协议:Modbus RTU
方案二:基于 Modbus RTU 协议下实现的 1 主多从自组网无线通信形式,主站为威纶通触摸屏,DTD433H 和 DTD433F 分别作为从站。DTD433H 具备输入和输出开关量信号功能,DTD433F 具备输入和输出标准 4~20mA 模拟量信号功能。
主站:触摸屏
从站:开关量信号、模拟量信号
通信网络:RS485
协议:Modbus RTU
总结
在实际应用中,RS485和Modbus通常是结合使用的。RS485提供了可靠的物理层通信基础,而Modbus协议则在此基础上实现了数据的有效管理和交换。例如,在一个典型的工业自动化环境中,多个设备可以通过RS485接口连接起来,并采用Modbus RTU协议进行通信。
这种组合使用的方式允许主控制器(如PLC或PC)作为主站,通过发送包含特定功能码的消息来读取或写入从站(如传感器、执行器)的数据寄存器。从站设备则根据接收到的消息内容做出响应。
虽然RS485和Modbus分别关注于物理层和应用层的不同方面,但它们之间存在着紧密的联系。通过将两者有效地结合起来,可以构建出稳定、可靠的工业通信网络。
- 2024-12-23
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智慧工厂常见的PLC无线通讯模块有哪些特点?
PLC无线通讯模块通过无线通信技术为PLC提供远程访问和控制的能力,无需铺设物理电缆。实现前端采集信息的远程传送和后端控制指令的远程发出,提高了系统的便捷性和扩展性。
一、PLC无线通讯模块介绍
达泰PLC以太网无线通讯终端-DTD418M
达泰DTD418MB采用 2x2 两发两收无线架构,空中传输速率高达 300Mbps,兼容西门子S7协议、Profinet协议、Modbus TCP/IP等通讯协议,并采用 OFDM 调制及 MIMO 技术,使无线可靠传输距离达到1KM范围内均可使用。
不仅能与 PLC、DCS、智能仪表及传感器等设备组成无线测控系统,同时能与组态软件、 人机界面、触摸屏、测控终端等工控产品实现点对点和点对多点的远程无线组网,将分散不便于挖沟布线的设备连接在一起,不需要编写程序,不需要布线,并且稳定可靠。
达泰PLC RS485无线通讯终端-DTD434M
达泰4系PLC RS485无线通讯终端-DTD434M可以直接替代RS232/RS485等传统有线传输方式,无需编程,不需要二次开发的特点,为工厂解决布线的困扰。DTD434M能与PLC组成无线测控网络,无线可靠传输距离达到3公里以上。
内嵌RS232/RS485双接口,完全兼容并自适应西门子PPI协议、三菱N:N:协议、欧姆龙HOST Link协议,台达及永宏等Modbus RTU协议,也可以与组态王、力控、MCGS昆仑通态等主流组态软件通讯。DTD434M可以穿墙绕射,集成EMI抗干扰滤波单元,经过了八年以上工业现场运行考验,可确保工作于各种恶劣环境工业场合长期运行。
二、硬件相关特点
接口丰富:
通常具备多种接口,如 RS232、RS485、RS422、RJ45 网口等,可兼容不同接口类型的PLC,还能连接触摸屏、组态软件、传感器等多种设备,实现设备间的灵活组网通信。如达泰DTD434M系列,可通过 RS485/RS232接口,与西门子、三菱、汇川、台达等品牌PLC配套使用,实现RS485无线测控网络。
三、功能特点
多种通讯协议支持:能够兼容西门子PPI、三菱 N:N、欧姆龙 Host-Link、Modbus RTU、Profibus-DP等多种常见的485通讯协议;还支持多种以太网协议,如DTD418M系列兼容西门子S7协议、Profinet协议、Modbus TCP/IP 等高速通讯协议,可实现不同品牌、不同型号 PLC 之间以及 PLC 与其他工业自动化设备之间的无缝通信。
远程控制功能:借助无线通信技术,用户可通过电脑、触摸屏等终端,在远程对 PLC 进行监控、参数设置、故障诊断等操作,实现对工业现场设备的远程管理和控制。
四、性能特点
稳定性高:能够在复杂的工业环境中保持稳定的信号传输,确保数据的实时性和准确性,降低通信故障的发生率。
抗干扰能力强:无线模块具备良好的抗干扰性能,可以抵御工业现场中常见的电磁干扰、射频干扰等,防止信号失真和数据丢失,保证通信的可靠性和稳定性。
传输距离远:不同类型的PLC无线通讯模块传输距离有所不同,一些模块在空旷无干扰环境下传输距离可达数公里甚至数十公里,如达泰DTD433M系列传输距离可达 20km,能够满足工业现场中不同设备间的远距离通信需求。
低功耗运行:部分模块采用低功耗设计,平均工作电流较小,可适应多种电源供电方式,如直流 9~24V 宽电压供电,降低了设备的能耗和运行成本。
五、安全特点
数据加密:为保障数据传输的安全性,PLC无线通讯模块采用加密技术,如达泰的全数字加密无线传输方式,对传输的数据进行加密处理,防止数据被窃取或篡改,确保工业生产数据的保密性和完整性。
- 2024-12-16
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Modbus的双重角色,Modbus主站和从站的特点和区别
在MODBUS网络中,设备可以分为两种角色:主站(Master)和从站(Slave)。主站通常是控制系统的核心部分,负责发起通信请求,并管理与多个从站设备之间的通信。从站则是响应主站请求的设备,它们通常安装在现场,用于采集数据或控制过程设备。
主站设备通常是高级控制器或者上位机,如个人计算机、PLC或SCADA系统的一部分。它能够发送命令给从站,读取从站的数据,以及对从站进行配置和控制。主站还负责协调网络上的通信流量,确保数据的准确无误传输。
从站可以是智能仪表、逆变器、传感器模块、I/O模块等。
说主站和从站大家可能不容易理解,那么客户端和服务端就比较通俗易懂了,通常在Modbus协议中,主站对应客户端,从站对应服务端。
主站和从站的区别
1.通信发起方: 主站主动发起通信请求,从站响应请求。
2.控制权: 主站控制通信流程和数据传输顺序,从站被动等待主站请求。
3.设备类型: 主站是控制器或上位机,负责系统控制; 从站为传感器、执行器等实际设备。
4.数量限制: Modbus网络可有多个从站,但只一个主站。
5.功能差异: 主站功能更多,如数据处理、远程配置; 从站主要提供数据访问和响应。
Modbus主站的特点和功能
1.通信请求发起: 主站主动向从站发送读取或写入数据的请求,并等待从站响应。
2.数据流向:主站发送请求到从站,接收从站的响应。
3.地址分配:参考客户端,通常没有固定地址,前提是从站不设置白名单。
4.控制通信流程: 管理通信流程和数据传输顺序。
5.管理从站: 监控所有连接的从站,配置和控制从站。
6.多从站支持: 可以同时与多个从站通信,实现多站点数据交换。
7.数据处理功能: 对从站返回的数据进行解析,以满足应用需求。
8.通信协议:
①.Modbus RTU:主站为串口通信,发送请求帧,等待从站响应。
②.Modbus TCP:主站为TCP通信,建立TCP连接,发送请求报文,等待从站响应。
Modbus从站的特点和功能
1. 响应主站请求: 被动接收主站请求并提供数据。
2. 数据流向;从站接收主站的请求,回复响应到主站。
3.地址分配:每个从站都有一个唯一的地址(1-247),用于识别和区分不同的从站设备。
4.数据访问接口: 提供数据访问接口,允许主站读取或写入数据。
5.数据存储管理: 管理自身数据存储和寄存器,包括读取、写入和更新操作。
6.多数据类型支持: 可处理不同类型的数据,如线圈、寄存器等。
7.状态监测: 实时监测状态,报告任何异常情况。
8.通信协议:
①:Modbus RTU:从站接收请求帧,解析命令,执行相应操作,发送响应帧。
②:Modbus TCP:从站监听TCP端口,接收请求报文,解析命令,执行相应操作,发送响应报文。
实际应用示例
Modbus RTU
主站:PLC
功能:发起请求,读取从站的传感器数据,控制从站的继电器和泵阀开关。
从站:传感器
功能:响应主站的请求,提供液位数据。
Modbus TCP
主站:上位机
功能:通过以太网连接,读取从站的数据,显示在监测界面上。
从站:PLC
功能:响应主站的请求,提供运行状态和控制参数。
总结
我们可以把主站理解为客户端,从站理解成服务端;主站就是我们要做的软件系统如监控系统等,而从站则是指那些具体的设备,比如智能仪表、传感器、变频器等;在这种架构中,主站和从站之间可以形成一对多的关系,即一个主站可以连接多个从站,反之,一个从站也可以响应多个主站的查询。然而,鉴于485通信的特定性质,我们建议您尽量避免多个主站同时向同一个从站发起询问,以确保通信的效率和稳定性。
- 2024-12-13
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现场案例分享,plc远程通讯模块在智慧水务中的应用案例
本次无线技改项目位于山西孝义市的一个煤矿厂区。其中涉及到四个水池的液位监测,包括矿井水池、高山水池、消防水池和洗煤厂浓缩池。矿井水池和洗煤厂浓缩池需要处理工业废水,以减少对环境的污染;消防水池则直接关系到公共安全;高山水池则可用于补充消防水池、洗煤厂浓缩池或灌溉用水等其他用途。通过水资源的合理利用,既保护了当地的水源,同时满足我国的标准。
水池分布情况如下图所示 ▼
实时监测四个水池液位流量是确保水资源优化管理、保护环境、维护公共安全和提高系统运行效率的关键措施。技改前,该厂区一贯采用人工检测、对讲机通讯的方式来调整补水或排水的频率和量,由于人工操作需要花费大量时间进行巡检、记录和报告,效率低下,尤其是在需要多点监测的情况下,易出现读数误差、视觉误差等,导致数据不准确。且数据可能存在延迟,无法实时反映液位和流量的变化,可能导致响应和调整的延误,中控室也无法直观的监测到液位的变化;由于液位监测的误差或延迟,操作人员可能无法准确判断水位,从而错误地打开补水阀,导致过多的水溢出,长此以往,易造成水资源浪费。
为了克服这些弊端,该企业正在转向自动化和智能化的液位和流量无线监测系统,这些无线监测系统可以提供实时、准确和可靠的数据,同时降低成本及提高了效率。无线通讯在山区的应用因其灵活、快速部署、多功能性和成本效益而具有显著优势。
因高山水池、矿井水池、消防水池、洗煤厂浓缩池均配有1台液位传感器,1台水泵,距离中控室均大于1KM;水池液位监测系统设计示意图如下 ▼
由于煤矿工厂覆盖面积大,各类水池分布分散,距离中控室较远,且中间有房屋遮挡,环境复杂,有线方案不仅成本高,而且实施困难,因此选用无线的方式实现项目技改需求,无线通讯设备的选择上更需要格外注意稳定性与抗干扰性。
考虑上述因素,达泰PLC无线通讯专家决定采用达泰工业级无线通讯装置-DTD433MUY、达泰无线Modbus混合信号测控装置DTD433FHUY来实现客户提出的技改需求。
无线通讯方案示意图 ▼
1)在厂区办公楼中控室电脑端安装一台达泰工业级无线通信数据装置DTD433MUY,RS485接口,作为主站;
2)将高山水池、矿井水池、消防水池、洗煤厂浓缩池传感器和水泵分别连接至一台达泰无线Modbus混合信号测控装置DTD433FHUY,I/O接口,作为从站一、从站二、从站三、从站四;
至此,搭建了1主4从的无线自组通讯网络,实时采集各个水池的液位无线传输到中控室监测,并随时接收中控室发来的启停泵指令,同时具备报警机制。实现厂区水池供水的无线监测及远程控制功能。保障了生产用水的同时,也大大提高了工厂安全生产效率。
无线方案的好处:
1. 节省改造周期及维护成本,提高生产效率
免除布线维护困扰,操作安全性、连贯性及开采效率大幅度提高。
2.数据传输可靠,全数字无线加密传输,抗干扰性强
此套无线传输系统横跨郊区与市区,通讯环境繁杂的情况下,依旧可稳定传输20公里,将分散于3处的调节阀数据以及涡街流量计数据发送至污水处理厂中控室。
3. 实现供水资源集中管理,推动可持续利用,化解缺水危机
中水回用,不仅减轻城市供水压力,改善城市环境,还推动水资源可持续利用。
4. 安装简便,接线即用
通电接线即可使用,不需要编程,电工就可以安装。
5. 独立组网,无运行费用
该设备采用的是达泰全数字无线加密传输方式,不依赖云平台或厂区局域网搭建,属于无线自组网通讯方式,后期无运行费用。
6. 完备的售后服务
具有20年工业现场调试经验的无线通讯专家团队,为产品提供可靠的技术支持与售后服务。
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知识科普:信号隔离器的正确打开方式
引言
在这篇文章中,我们将深入探讨信号隔离器的概念、工作原理、优点、缺点以及其在各种应用中的角色。信号隔离器是一种特别重要的电子设备,它在现代工业和电子系统中发挥着不可或缺的作用。
一、信号隔离的重要性
信号隔离在工业和电子系统中扮演着关键的角色,它主要用于消除操作过程中的各种干扰。无论是传感器、变送器的信号传输,还是数据采集系统、PLC 和 DCS 系统的信号传输,信号隔离都起到了至关重要的作用。通过在电路的两个部分之间提供电气隔离,信号隔离器有效地避免了信号干扰。如下图无线通讯装置中安装的信号隔离器,通过采用信号隔离器,大大降低了现场的电磁干扰情况,这对于保证电子设备的稳定运行和防止误动作非常重要。
二、信号隔离器的种类
(1)电阻输入隔离器
电阻输入隔离器主要用于温度、压力和应变等测量。这些测量值通常被转换为电阻值,然后传输到控制系统。在此过程中,电阻输入信号隔离器在保持信号精度和降低噪声方面发挥着重要作用。它们为各种测量设备提供了一个稳定、可靠的数据传输平台。
(2)电流隔离器
电流隔离器在输入和输出电流信号之间提供电气隔离。它们在输出侧保持与输入电流成正比的特定电流水平,同时隔离两侧以防止任何不必要的相互作用。这对于保证电流信号的准确传输和防止电流泄漏等问题非常重要。
(3)毫伏隔离器
毫伏隔离器通常用于各种应用,在这些应用中,精确测量和信号完整性至关重要。这些隔离器可以处理毫伏范围内的低电平电压信号,并保持输入和输出电路之间的分离,防止接地环路和干扰。这对于精密仪器的数据采集和处理具有极高的价值。
三、信号隔离器的类型
(1)有源隔离器
有源隔离器是一种电子设备,它使用放大器、运算放大器或其他有源电路等有源元件在两个电路之间提供隔离。它包括一个用于操作的电源。有源隔离器可以主动操纵输入和输出之间的信号,从而允许根据需要进行信号调理、放大或反转。这使得有源隔离器在各种复杂的电子系统中具有广泛的应用。
(2)无源隔离器
无源隔离器不需要外部电源或电源即可工作。它完全依靠电阻器、电容器、变压器和光耦合器等无源电子元件在两个电路之间提供隔离。虽然它们不会主动放大或操纵信号,但仍能为人机应用提供有效的隔离。这使得无源隔离器在需要保证电路安全和稳定的场合中具有重要的应用价值。
四、信号隔离器的现场应用
信号隔离器广泛应用于工业环境中的过程控制,以将控制电路与测量电路分开,以及各类工业环境中的安全电气隔离等领域。例如以下厂区中的无线通讯装置在通讯过程中就采用了信号隔离器,由于厂区需要将各类工业废气、废水的流量则需要实时监测,汇总到工厂的DCS系统中进行综合决策处理,所以采用无线的方式将流量计所采集到的工业废水/气数据传输到DCS系统监测。在此过程中,信号隔离器不仅可以提高设备的运行效率和稳定性,还可以有效地保护操作人员和设备的安全。
六、信号隔离器的优点与缺点
信号隔离器的主要优点包括提供电气隔离以防止接地回路,降低电压尖峰或瞬变造成的损坏风险,保持信号完整性,确保准确的测量,消除电磁干扰 (EMI),提高工业应用中的安全性等。
然而,由于隔离元件的存在,信号可能会出现衰减。这是设计者在使用信号隔离器时需要考虑的一个重要因素。
总结
信号隔离器在现代工业和电子系统中起着至关重要的作用。信号隔离器的种类和类型多样,包括电阻输入隔离器、电流或电压隔离器、毫伏隔离器,以及有源隔离器和无源隔离器等。这些不同的隔离器都具有各自的特点和优势,适用于不同的应用场景。
它们确保了各种信号在复杂环境中的准确传输,同时也提供了有效的电气隔离以防止干扰和保护设备。虽然存在一些可能导致信号衰减的问题,但信号隔离器的优点明显超过了其缺点。它们在工业过程控制,甚至医疗化工等环境中的应用都得到了广泛的认可。
- 2024-12-09
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煤矿厂多个分散的水池液位信号应该如何进行无线采集汇总?
一、应用背景
我国煤矿行业发展迅速,煤炭作为能源领域的重要支柱,其生产加工流程是一项既复杂又精细的系统工程,涵盖了从开采到筛选、拣矸、破碎、选煤、成型、制浆直至转化的多个环节。
煤炭生产的各个环节都需要用到水或者对产生的排放水进行处理、循环再利用。矿井水是矿井开采过程中产生的地下涌水,受到粉尘和岩尘的污染,这部分废水经过处理后,可作为生产、生活和灌溉用水。消防用水则是为了应对可能发生的火灾事故,确保在紧急情况下能够迅速扑来火源,保护人员和设备的安全。洗煤浓缩池则是为了减少环境污染,对洗煤水进行浓缩、煤泥沉淀实现水资源的回收利用等。
因此对煤炭生产过程中的每个水应用、水处理环节的监测管理至关重要。不仅关系到生产的安全和效率,还关乎环保保护和企业的可持续发展。需要不断完善生产用水的在线监测制度和技术,为煤炭生产的稳定和可持续发展提供有力保障。
二、工厂现状
本次无线技改项目位于山西孝义市的一个煤矿厂区。其中涉及到四个水池的液位监测,包括矿井水池、高山水池、消防水池和洗煤厂浓缩池。矿井水池和洗煤厂浓缩池需要处理工业废水,以减少对环境的污染;消防水池则直接关系到公共安全;高山水池则可用于补充消防水池、洗煤厂浓缩池或灌溉用水等其他用途。通过水资源的合理利用,既保护了当地的水源,同时满足我国的标准。
水池分布情况如下图所示 ▼
实时监测四个水池液位流量是确保水资源优化管理、保护环境、维护公共安全和提高系统运行效率的关键措施。技改前,该厂区一贯采用人工检测、对讲机通讯的方式来调整补水或排水的频率和量,由于人工操作需要花费大量时间进行巡检、记录和报告,效率低下,尤其是在需要多点监测的情况下,易出现读数误差、视觉误差等,导致数据不准确。且数据可能存在延迟,无法实时反映液位和流量的变化,可能导致响应和调整的延误,中控室也无法直观的监测到液位的变化;由于液位监测的误差或延迟,操作人员可能无法准确判断水位,从而错误地打开补水阀,导致过多的水溢出,长此以往,易造成水资源浪费。
三、技改需求
为了克服这些弊端,该企业正在转向自动化和智能化的液位和流量无线监测系统,这些无线监测系统可以提供实时、准确和可靠的数据,同时降低成本及提高了效率。无线通讯在山区的应用因其灵活、快速部署、多功能性和成本效益而具有显著优势。
因高山水池、矿井水池、消防水池、洗煤厂浓缩池均配有1台液位传感器,1台水泵,距离中控室均大于1KM;水池液位监测系统设计示意图如下 ▼
四、无线解决方案
由于煤矿工厂覆盖面积大,各类水池分布分散,距离中控室较远,且中间有房屋遮挡,环境复杂,有线方案不仅成本高,而且实施困难,因此选用无线的方式实现项目技改需求,无线通讯设备的选择上更需要格外注意稳定性与抗干扰性。
考虑上述因素,达泰PLC无线通讯专家决定采用达泰工业级无线通讯装置-DTD433MUY、达泰无线Modbus混合信号测控装置DTD433FHUY来实现客户提出的技改需求。
无线通讯方案示意图 ▼
1)在厂区办公楼中控室电脑端安装一台达泰工业级无线通信数据装置DTD433MUY,RS485接口,作为主站;
2)将高山水池、矿井水池、消防水池、洗煤厂浓缩池传感器和水泵分别连接至一台达泰无线Modbus混合信号测控装置DTD433FHUY,I/O接口,作为从站一、从站二、从站三、从站四;
至此,搭建了1主4从的无线自组通讯网络,实时采集各个水池的液位无线传输到中控室监测,并随时接收中控室发来的启停泵指令,同时具备报警机制。实现厂区水池供水的无线监测及远程控制功能。保障了生产用水的同时,也大大提高了工厂安全生产效率。
- 2024-11-29
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硬件知识:一文带大家了解MODBUS地址如何换算
MODBUS地址的换算主要涉及到功能代码、寄存器类型和地址格式等方面。MODBUS是一种通信协议,广泛应用于工业自动化和数据采集。以下是MODBUS地址换算的一些基本知识和步骤:
MODBUS地址的基本格式
寄存器类型:
离散输入(Discrete Input):地址范围从 1 到 2000。
线圈(Coil):地址范围从 1 到 2000。
保持寄存器(Holding Register):地址范围从 1 到 125。
输入寄存器(Input Register):地址范围从 1 到 125。
地址表示:
MODBUS使用1-based index(从1开始),这意味着设备的地址通常是从1到N的整数。
但在编程或设备通讯中,常常需要将其转换为0-based index(从0开始),即使用寄存器的实际物理地址时,需减去1。
地址换算示例
1. 从设备到MODBUS注册表的转换:
对于离散输入或线圈的地址可以直接使用其物理地址,比如:
线圈地址 1 在MODBUS中表示为 0x0000(0-based),对应于一个寄存器数据。
如果你有一个线圈地址为 5,可以直接使用它:
在MODBUS中应该使用 4(因为减去1,0-based)。
2. 从MODBUS地址到应用程序地址的转换:
假设要访问保持寄存器的地址 100,实际在通信中会用99表示:
在MODBUS中读取保持寄存器100,通常需要发送“03”功能码,地址99。
地址换算的注意事项
功能码:根据操作类型(如读取、写入等)来选择合适的功能码。
寄存器类型:要明确所访问的寄存器类型,以保证使用正确的地址范围。
通信协议:根据所使用的MODBUS变种(如RTU或TCP)来进行可能的额外转换。
MODBUS RTU是莫迪康开发的通用标准协议,在小型项目中应用很普遍;是一种开放式串口协议,已成为一种工业标准。目前很多变频器、PLC、仪表都集成有MODBUS功能。S7-200SMART提供了MODBUS RTU通信库功能,使得MODBUS通信变得简单,我们只需要调用库指令,填写相关参数即可,但是在指令里需把从站存储器地址换算成MODBUS地址。
因为MODBUS并不是为某一个公司或某一个产品开发的,所以它在开发地址的时候就设计好了,把一部分地址分配给输出的位使用,一部分地址分配给输入的位使用,一部分地址分配给模拟量输入,一部分地址分配给保持性寄存器。他们之间的换算关系如下:
MODBUS地址与西门子PLC地址映射:
00001 ~00256输出,对应于Q0.0 ~Q31.7。
10001 ~10256输入,对应于I0.0 ~I31.7。
30001 ~30056为模拟量寄存器,对应于AIW0 ~AIW110。
40001 ~49999为保持寄存器,对应于V区。当地址转换超过49999时,则用400001~4XXXXX表示。
综上所述,MODBUS地址的换算需要根据具体的设备和通讯协议设置进行。在进行换算时,需要了解设备的内部存储区地址、起始地址、寄存器宽度以及位偏移量等信息,并参考设备手册和协议文档进行具体的换算。
- 2024-11-26
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工控绕不开的难题:不同协议的PLC如何实现无线通讯?
跨网段的PLC通讯技术列举
实现不同网段的PLC通讯,需要依赖于先进的通讯技术,主要包括:
1.以太网技术:作为现代工业通讯的基础,以太网提供了高速数据传输的能力。
2.工业通讯协议:如Modbus TCP/IP、Profinet、EtherNET等,这些协议定义了数据在不同网络环境下的传输规则。
3.VPN技术:虚拟私人网络(VPN)可以为不同网段的PLC提供安全的通讯隧道。对于远程或分布式系统,VPN可以提供一个安全的连接,使不同网段上的PLC能够通信。
4.网关和路由器:这些设备可以在不同网络段之间转发数据,实现通讯。如下图所示:
PLC之间的无线跨网段通讯
如果有多台PLC分别属于不同网络,拥有不同网段的地址,并且还有数据通讯的需求,就可以使用增加无线通讯模块的方式来实现两个设备的通讯,每一个PLC端连接达泰无线通讯模块DTD418MB配合达泰PLC通讯转换器-DT500L,即可轻松实现多个设备间的通讯。
无线通讯架构的典型方案示意图 ▼
PLC跨网段无线通讯的现场应用:
以某电厂现场应用为例,该厂区存在多台PLC跨网段通讯的需求,需将位于煤棚、翻车机室、1#锅炉房、2#锅炉房及料仓控制室这四个监测点的10台处于不同网段的PLC数据通过无线通讯设备传输至DCS系统中,完成集中监测和远程控制功能。
难点在于每个从站的PLC设备各处于不同的网段,在经过对现场的考察和每处PLC的网段、通讯协议以及通讯接口的整理后,设计了如下无线方案。
- 2024-11-25
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电磁干扰要不要处理?电磁干扰来自哪里?
你是否曾遇到过这样的情况?
家里的电视机突然出现雪花屏,手机信号莫名其妙变差,电脑莫名其妙死机,通信总线突然异常,风速信号、转速信号等数据异常波动等……这些现象都可能是由电磁干扰引起的。
电磁干扰是由电磁波引起的干扰。它就像电磁波世界里的“噪音”,会干扰电子设备的正常工作。电磁干扰来源有电源、元件、导线、头散热风扇、日灯、雷电和静电放电等。
电磁干扰可以由自然现象和人为活动产生。自然现象包括闪电、太阳活动等。人为活动包括:1.电力系统: 变压器、电机、开关等设备都会产生电磁干扰。2.电子设备: 计算机、手机、电视等电子设备都会产生电磁干扰。3.工业设备: 变频器、电焊机、感应加热器等工业设备都会产生电磁干扰。
较常发生的电磁干扰范围在10MHz到100MHz之间,该频率的电磁干扰经过电源将电磁干扰EMI传送到室外的输配电线路上。
如果在自动化电气设备的附近正好有使用交换式电源的机器在工作,哪么它所产生的电磁扰将很容易借着电线传导,是因电源线靠在一起面产生藕合进入自动化电气设备当两两电线靠在一起时,也易感应某些电压出现串音现象,一般导线的感应电压在0.25V,这样就足以会造成导线传输数据时发生错误。
所有物体,包括人体本身都具有一定的电容量0.1uF的电容量有可能在自动化电气设备里产生5V的电压脉冲。在碾碎机、电锯、冷风机、洗衣机等耗电量大的电器周或其他电源线上都存在着大的电磁场,这些电源线的干扰往往很容易越过电源的保护上限进入自动化电气设备的电路中,例如继电器或者电动机,它们在开、关时都会产生高电压的暂态反应,甚至于当电缆经过强烈的磁场地区,因固定不良而摇晃或振动都可以使自动化电气设备机系统出现故障。
数字电路使用的脉冲信号,会从导线或接头放出辐射干扰。自动化电气设备一般在4-66MH的频率下工作,如果自动化电气设备设计得不好,很容易干扰到附近地区的无线电视和收音机,
防治电磁、射频干扰的措施
在工业场合中,通过使用具有抗干扰元器件的设备,也能达到理想的防磁效果,特别是在PLC的通讯场景中,可以采用内部集成工业级高抗干扰EMI单元的无线数据通信终端来进行通讯,例如以下厂区就存在高电磁干扰的情况,由于现场存在对讲机系统、行车操作室手持无线遥控器系统、驾驶室高频语音对讲系统、行车/电动葫芦移动频繁的工作情况,易受周围敷设的高压缆线以及码头高架结构等影响,现场环境复杂,电磁干扰严重,厂区最后决定采用内部集成工业级高抗干扰EMI单元的无线通讯终端来进行通讯,实现就驾驶室与行车/电动葫芦端限位器的无线通讯。
在日常的生活和工作中,大多数的电磁干扰是可以避免的。尽管仍有一部分是无法完全控制,但是可以采取一些有效的措施来降低电磁干扰可能造成的危害。一般采用以下几种方法:滤波、屏蔽,限制电磁干扰的来源、改良布线方式、改良元器设计等,虽然滤波和屏蔽是较常采用的方法,但在实际应用中通常是几种方法同时使用,以便将电磁干扰减小到最低程度。
- 2024-11-22
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多台PLC设备之间如何实现跨网段互通?
PLC通常通过以太网或其他工业网络协议(如PROFINET、Modbus TCP等)进行通信。当PLC位于不同的网段时,它们不能直接通信,需要特殊的配置或设备来实现通信,不同网段的PLC通讯变得尤为重要。
随着工业网络的发展和工业4.0概念的推广,工厂内部通常会构建多层次的网络架构,包括设备层、控制层和管理层等多个层级。为了确保整个系统的智能协同运行,不同层级之间需要进行信息交换。此时两个不同网段的PLC并不能相互通信,但同样需要实现外网访问局域网设备,该如何处理呢?
跨网段的PLC通讯技术列举
实现不同网段的PLC通讯,需要依赖于先进的通讯技术,主要包括:
1.以太网技术:作为现代工业通讯的基础,以太网提供了高速数据传输的能力。
2.工业通讯协议:如Modbus TCP/IP、Profinet、EtherNET等,这些协议定义了数据在不同网络环境下的传输规则。
3.VPN技术:虚拟私人网络(VPN)可以为不同网段的PLC提供安全的通讯隧道。对于远程或分布式系统,VPN可以提供一个安全的连接,使不同网段上的PLC能够通信。
4.网关和路由器:这些设备可以在不同网络段之间转发数据,实现通讯。如下图所示:
PLC之间的无线跨网段通讯
如果有多台PLC分别属于不同网络,拥有不同网段的地址,并且还有数据通讯的需求,就可以使用增加无线通讯模块的方式来实现两个设备的通讯,每一个PLC端连接达泰无线通讯模块DTD418MB配合达泰PLC通讯转换器-DT500L,即可轻松实现多个设备间的通讯。
无线通讯架构的典型方案示意图 ▼
PLC跨网段无线通讯的现场应用:
以某电厂现场应用为例,该厂区存在多台PLC跨网段通讯的需求,需将位于煤棚、翻车机室、1#锅炉房、2#锅炉房及料仓控制室这四个监测点的10台处于不同网段的PLC数据通过无线通讯设备传输至DCS系统中,完成集中监测和远程控制功能。
难点在于每个从站的PLC设备各处于不同的网段,在经过对现场的考察和每处PLC的网段、通讯协议以及通讯接口的整理后,设计了如下无线方案。
达泰DTD418MB采用 2x2 两发两收无线架构,空中传输速率高达 300Mbps,兼容西门子S7协议、Profinet协议、Modbus TCP/IP等通讯协议,并采用 OFDM 调制及 MINO 技术,使无线可靠传输距离达到1KM范围内均可使用。
DTD418MB 不仅能与 PLC、DCS、智能仪表及传感器等设备组成无线测控系统,同时能与组态软件、 人机界面、触摸屏、测控终端等工控产品实现点对点和点对多点的远程无线组网,将分散不便于挖沟布线的设备连接在一起,不需要编写程序,不需要布线,并且稳定可靠。
主 要 特 征:
◆ 配套达泰PLC通讯转换器-DT500L,实现PLC不同的通讯协议和接口无线组网通讯;
◆ 可以直接代替有线以太网线,实现无线组网;
◆ 支持西门子S7协议、PROFINET协议、MODBUS TCP/IP协议等;
◆ 全数字无线加密传输方式,不插卡无运行费用;
◆ 无需更改程序,即插即用,自适应接口协议。
- 2024-11-15
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必须知道的HMI常识,人机界面与“触摸屏”的区别
触摸屏是人机界面,但触摸屏幕只是人机界面中的一种。人机界面还包括非触摸屏的,例如上位机,上位机可以通过对传感器、执行器、机器人等设备的实时监控和控制,提高生产效率,降低生产成本,确保产品质量。例如在工厂承接的绿化灌溉项目中,这一功能显得尤为重要,因为需要将厂内净化处理过的中水经由20公里的绿化管道沿途输送到城市内绿化灌溉区、泵房及消防水鹤,工厂提出要在主控室上位机端同时控制这几个分散地点的阀门并监测流量数据,以确保灌溉系统的稳定和可靠的运行。
连接PLC是人机界面的一个功能,能实现人机交互的操作界面就是人机界面。
人机界面是指人操作PLC的一个平台。该平台提供了一个程序与人的接口,是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口,是计算机系统的重要组成部分。它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换,凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。
触摸屏是人机界面,但触摸屏幕只是人机界面中的一种。人通过触摸屏幕上的按钮等就可以调整参数或监视参数。但人机界面不一定全部是触摸屏的,有的是在操作面板上安装了若干个按钮,人通过按钮来监控PLC运行。这种界面的屏幕只是用来观察参数,没有触摸操作功能。
严格意义上来说,“触摸屏”是具有触摸操作功能人机界面的一种输入设备而已,在工厂里具有触摸输入功能的人机界面被习惯称为“触摸屏”。
- 2024-11-13
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Modbus波特率调大还是调小?看完这篇就懂了
Modbus协议标准定义了一些常见的波特率,如2400、4800、9600、19200、38400、57600和115200 bps,这个波特率的单位(bps)是bit/s,比如我们常用的波特率9600,意思就是设备一秒钟可以往外发送9600个0或1。
波特率在串口通信中起着至关重要的作用。它决定了数据传输的速度和通信效率。具体而言,波特率越高,数据传输速度越快,通信效率也就越高。然而在实际应用中并不是越大越好,选择合适的波特率也并非一成不变,需要根据具体的应用场景和硬件设备进行调整来选择合适的波特率。
下面列出影响选择Modbus通信波特率的关键因素:
1. 通信距离
长距离通信:波特率越高,信号在传输过程中衰减的可能性越大,因此在长距离通信时,波特率不宜过高。在这种情况下,选择较低的波特率(如最常用的9600bps)可以提高通信的稳定性和抗干扰能力。
短距离通信:在较短的通信距离下,可以选择较高的波特率(如19200bps或115200bps),以提高数据传输速度,我们平时用的Modbus设备配置工具,使用115200bps较多。
2. 通信介质
不同的通信介质有不同的信号衰减和噪声特性,这些都会影响波特率的选择。
RS-485:常见的最高波特率可达115200bps,但是9600bps使用的还是最多。RS-485是一种差分信号传输标准,具有较强的抗干扰能力,支持较长的通信距离和较高的波特率。
例如下图中的方案,以西门子S7-200SMART和三菱FX3U PLC为例,这个方案正是利用了RS-485的这些优势,验证了不同品牌PLC之间能否实现Modbus RTU协议下的无线485通讯。
RS-232:RS-232是一种单端信号传输标准,抗干扰能力相对较弱,适合较短的通信距离。但是最高波特率也可以达到115200bps,但实际应用中往往选择较低的波特率以保证可靠性。
3. 系统负载
低负载:如果系统中需要传输的数据量较少,选择较低的波特率可以满足需求,同时降低功耗和减少电磁干扰。
高负载:如果系统中需要频繁传输大量数据,选择较高的波特率可以提高数据传输效率,减少通信延迟。
4. 通信设备的兼容性
设备限制:不同的设备可能支持的波特率范围不同。选择波特率时需要确保所有通信设备都能支持所选的波特率。如果设备处理速度慢,可能无法支持高波特率的数据传输。
标准推荐:一些工业标准和设备手册中会推荐特定的波特率,以确保最佳的通信性能和兼容性,比如电表推荐的波特率是2400bps,逆变器常用9600bps。
通信设备的处理速度也是选择波特率的一个因素,波特率增加,通信速度会提高,但同时也会增加信号传输的复杂性,对设备的处理能力和传输介质的品质要求更高,过高的波特率可能会导致设备处理不过来。
5. 抗干扰能力
电磁干扰:在存在较强电磁干扰的环境中,选择较低的波特率可以提高通信的抗干扰能力。
噪声:波特率越高,对干扰和噪声的敏感性也越高,而较高的波特率可能会导致误码率增加,因此在高噪声环境中,,选择较低的波特率可以减少误码率。
6. 实际应用需求
根据实际应用的需求来选择合适的波特率,例如某些应用可能对实时性有较高要求,可能需要选择较高的波特率。
实时性要求:如果实际应用对实时性要求较高,可以选择较高的波特率以减少数据传输延迟。
可靠性要求:如果对可靠性要求较高,可以选择较低的波特率以确保数据传输的稳定性。
7.协议类型
Modbus协议有不同的子类型,如Modbus RTU、Modbus ASCII和Modbus TCP等,它们的波特率选择范围可能不同。
通过综合考虑这些因素,可以选择出最适合当前应用场景的波特率,从而确保Modbus通信的可靠性、稳定性和效率。
常见的Modbus波特率
1200:红外通信,红外通信信号相对485线较弱,使用1200更稳定。
2400:电表采集,电表的485通信接口要求的波特率通常是2400bps。
9600:广泛应用于各种工业设备,具有较好的稳定性和抗干扰能力。
115200:适用于对数据传输速率有极高要求并且距离较短的场合,通常应用在使用485转USB配置Modbus设备的情况。
如何选择合适的波特率?
1. 确定通信需求
首先,我们需要明确通信的需求。例如,是需要高速传输大量数据,还是只需要低速传输少量数据?根据具体需求,我们可以确定波特率的范围。
2. 考虑硬件限制
不同的硬件设备对波特率有一定的限制。因此,在选择波特率时,需要考虑硬件设备的最大传输速率,并确保选择的波特率不超过设备的限制。
3. 考虑传输距离
传输距离也是选择波特率的一个重要因素。通常情况下,较长的传输距离需要较低的波特率,以保证数据的可靠传输。
4. 考虑误码率
高波特率下,由于传输速度较快,容易产生误码。因此,在选择波特率时,还需要考虑误码率,并选择一个合适的波特率以降低误码率。
5. 进行实验和测试
在确定一定范围的波特率后,可以进行实验和测试,以找到最佳的波特率。通过比较不同波特率下的通信效果和传输速度,选择最适合的波特率。
总结
波特率是串口通信中最基本且最重要的参数之一。它决定了数据传输的速度和通信效率。选择合适的波特率需要考虑通信需求、硬件限制、传输距离、误码率等因素,并通过实验和测试找到最佳的波特率。
只有合理选择波特率,才能实现可靠的数据传输和高效的串口通信。
- 2024-11-12
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手把手教你实现汇川PLC之间 EtherNET/IP无线以太网通信方案
本方案以汇川H5U PLC为例,验证测试两台汇川PLC之间在EtherNET/IP通讯协议下,快速实现自组网无线通讯的解决方案。在本方案中采用了达泰日系PLC无线通讯终端——DTD419MB,作为实现无线通讯的硬件设备。
无线方案示意图 ▼
测试设备与参数
l 汇川PLC型号:H5U × 2台
l 达泰日系PLC无线通讯终端(网口版)——DTD419MB × 2块
l 主从关系:1主1从
l 通讯接口:Rj45接口
l 供电:12-24VDC
l 通讯协议:EtherNET/IP
l 传输距离:100米,1KM
接线方式
1.汇川H5U PLC与达泰DTD419MB接线
用一根通讯线,一端接入DTD419MB的RJ45接口,另一端接入H5U的RJ45接口。
主站PLC程序配置
程序源代码在文件夹中,可通过达泰技术人员索要学习交流
1.打开汇川PLC编程软件Autoshop v4.8.2.4版本
2. 新建工程
3. 新建工程名称
编辑器选择梯形图,在把当前汇川PLC的型号做选型,这里用的是汇川H5U序列A8型号。如下图所示:
4. 修改当前PLC的IP地址
选择Ethernet/IP添加从机PLC的IP地址,并配置主站PLC的IP,点击“工具”下面的“通讯设置”然后点击“搜索”,读取出当前PLC的IP地址,将主站地址修改为192.168.1.41.(主站)。按照同样的方式将从站的IP改成192.168.88
5. 编辑画面
进入编辑画面,选择EtherNet/IP传输,并添加IP地址
配置画面如下:
6. I/O映射设置
7.主站程序编辑
8.下载程序
以上是主站的配置,完成之后将工程下载到主站PLC上,点击软件下载按钮。如下图:
从站PLC程序配置
从站程序,只需配置PLC的型号然后在程序中设置好寄存器对应的PLC的输入和输出即可
测试方法
1.用主站H5U的输入X14、X15、X16、X17来控制从站的Y12、Y13、Y14、Y15输出。
2. 用从站H5U的输入X14、X15、X16、X17来控制主站的Y12、Y13、Y14、Y15输出。
本方案例程源代码在《汇川H5U PLC无线EtherNETIP通讯例程》文件内。
- 2024-11-08
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原创教程,两台汇川PLC之间无线以太网通信方案
在工业生产车间内,PLC被广泛应用于自动化控制的各个环节。随着智能化工厂的建设,许多PLC仍处于信息孤岛状态,现要将厂区内分散的PLC都建立通讯,如果重新布线工厂量大且不美观,此时就需要用到工业PLC无线通讯设备来解决该问题。本方案以汇川H5U PLC为例,验证测试两台汇川PLC之间在EtherNET/IP通讯协议下,快速实现自组网无线通讯的解决方案。在本方案中采用了达泰日系PLC无线通讯终端——DTD419MB,作为实现无线通讯的硬件设备。
一、方案概述
无线方案示意图 ▼
二、测试设备与参数
l 汇川PLC型号:H5U × 2台
l 达泰日系PLC无线通讯终端(网口版)——DTD419MB × 2块
l 主从关系:1主1从
l 通讯接口:Rj45接口
l 供电:12-24VDC
l 通讯协议:EtherNET/IP
l 传输距离:100米,1KM
三、接线方式
1.汇川H5U PLC与达泰DTD419MB接线
用一根通讯线,一端接入DTD419MB的RJ45接口,另一端接入H5U的RJ45接口。
四、主站PLC程序配置
程序源代码在文件夹中,可通过达泰技术人员索要学习交流
1.打开汇川PLC编程软件Autoshop v4.8.2.4版本
2. 新建工程
3. 新建工程名称
编辑器选择梯形图,在把当前汇川PLC的型号做选型,这里用的是汇川H5U序列A8型号。如下图所示:
4. 修改当前PLC的IP地址
选择Ethernet/IP添加从机PLC的IP地址,并配置主站PLC的IP,点击“工具”下面的“通讯设置”然后点击“搜索”,读取出当前PLC的IP地址,将主站地址修改为192.168.1.41.(主站)。按照同样的方式将从站的IP改成192.168.88
5. 编辑画面
进入编辑画面,选择EtherNet/IP传输,并添加IP地址
配置画面如下:
6. I/O映射设置
7.主站程序编辑
8.下载程序
以上是主站的配置,完成之后将工程下载到主站PLC上,点击软件下载按钮。如下图:
五、从站PLC程序配置
从站程序,只需配置PLC的型号然后在程序中设置好寄存器对应的PLC的输入和输出即可
六、测试方法
1.用主站H5U的输入X14、X15、X16、X17来控制从站的Y12、Y13、Y14、Y15输出。
2. 用从站H5U的输入X14、X15、X16、X17来控制主站的Y12、Y13、Y14、Y15输出。
本方案例程源代码在《汇川H5U PLC无线EtherNETIP通讯例程》文件内。
也可私信领取~
- 2024-10-31
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干货分享 | PLC跨网段通讯怎么办?4种方法教你解决!
一、PLC通讯要跨网段吗?
PLC通常通过以太网或其他工业网络协议(如PROFINET、Modbus TCP等)进行通信。当PLC位于不同的网段时,它们不能直接通信,需要特殊的配置或设备来实现通信,不同网段的PLC通讯变得尤为重要。
随着工业网络的发展和工业4.0概念的推广,工厂内部通常会构建多层次的网络架构,包括设备层、控制层和管理层等多个层级。为了确保整个系统的高效运行,不同层级之间需要进行信息交换。此时两个不同网段的PLC并不能相互通信,但同样需要实现外网访问局域网设备,该如何处理呢?
二、跨网段的PLC通讯技术
实现不同网段的PLC通讯,需要依赖于先进的通讯技术,主要包括:
1.以太网技术:作为现代工业通讯的基础,以太网提供了高速数据传输的能力。
2.工业通讯协议:如Modbus TCP/IP、Profinet、EtherCAT等,这些协议定义了数据在不同网络环境下的传输规则。
3.VPN技术:虚拟私人网络(VPN)可以为不同网段的PLC提供安全的通讯隧道。对于远程或分布式系统,VPN可以提供一个安全的连接,使不同网段上的PLC能够通信。
4.网关和路由器
①路由模式:如果两台PLC分别属于不同网段,并且还有数据通讯的需求,那么最典型的应用就是通过路由的模式来实现。在PLC侧需要使能“使用路由器”功能,并填写对应的网关地址,然后去调用相应的功能块进行通讯,如在S7-1500中调用 TSEND_C和TRCV_C去实现TCP通讯;当然在两台PLC间需要有支持路由功能的交换机来支持,如scalance xc208。这种通讯架构的典型使用方式如下图所示:
②网关模式:如果两台PLC分别属于不同网段,并且还有实时通讯的需求,那么这时可以考虑Profinet通讯方式,通过PN/PN Coupler网关来实现实时的数据交换功能。PN/PN Coupler具有两个Profinet接口,每个接口作为一个Profinet的Io Device链接到了各自的Profinet系统中,互连了两个PROFINET子网,实现了实时数据交互。这种通讯架构的典型使用方式如下图所示:
除上述四种方法外,使用附加通讯模块如无线通讯设备,也可以实现PLC之间的无线跨网段通讯。
如果有多台PLC分别属于不同网络,拥有不同网段的地址,并且还有数据通讯的需求,就可以使用增加无线通讯模块的方式来实现两个设备的通讯,每一个PLC端连接无线通讯装端,即可轻松实现多个设备间的通讯.
这种无线通讯架构的典型使用方式如下图所示:
三、跨网段通讯实施步骤:
1.网络架构设计:首先,需要设计一个合理的网络架构,确保不同网段的PLC可以有效地连接和通讯。
2.IP地址规划:为每个PLC分配合适的IP地址,确保它们在网络中的唯一性和可达性。
3.配置路由器和交换机:使用这些网络设备来连接不同的网络段,并确保数据包能够正确地在它们之间转发。
4.选择和配置通讯协议:根据系统需求选择合适的通讯协议,并在PLC上进行相应的配置。
5.安全措施:实施必要的网络安全措施,如使用VPN和防火墙,以保护通讯过程的安全。
6.测试和优化:在系统部署后,进行充分的测试,确保通讯的稳定性和效率,并根据测试结果进行优化。
结论
在实现不同网段PLC通信时,安全性是一个重要的考虑因素。确保使用加密技术、VPN和其他安全措施来保护通信。此外,遵循最佳实践,如定期更新设备软件、限制不必要的网络访问等,也是非常重要的。
不同网段的PLC通讯是实现工业自动化系统高效运作的关键。通过采用合适的通讯技术和策略,不仅可以提高生产效率和系统灵活性,还可以增强数据的安全性。随着工业4.0的推进,不同网段的PLC通讯技术将不断发展,为智能制造提供更加坚实的基础。
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自动化工厂必备工控产品--PLC无线通信终端(内嵌PLC专用协议)
PLC无线通讯一般有以下几个应用场景:
【应用一】PLC与PLC之间无线通讯
支持点对点及点对多点,多台PLC之间以太网无线通讯
【应用二】组态软件与PLC之间无线通讯
组态王、力控、Wincc等主流组态软件与1台或多台PLC之间无线通讯
【应用三】触摸屏与PLC之间无线通讯
人机界面触摸屏与1台或多台PLC之间无线通讯
【应用四】工业交换机之间无线通讯
工业交换机下搭载多个自动化控制设备参与有逻辑的无线通讯
【应用五】摄像头视频信号的无线传输
在带宽满足的情况下,可以实现摄像头、PLC等工控设备信号同步无线传输
在这几个应用场景中,要想成功实现设备间的无线通讯都需借助无线通讯终端,以DTD418M为例 ,DTD418M 不仅能与 PLC、DCS、智能仪表、传感器及摄像头等设备组成无线测控系统,同时能与组态软件、人机界面、触摸屏、工业交换机、测控终端等工控产品实现点对点( PTP)和点对多点( PTMP )的远程无线组网,将分散不便于挖沟布线的设备连接在一起,不需要编写程序,不需要布线,并且稳定可靠。相较于传统无线网关设备,DTD418MC内部集成PLC专用通讯协议和信号调制技术,无需额外配置,使无线传输链路更加稳定安全;
应用领域
● 智能泊车系统PLC、触摸屏、上位机软件之间的无线通讯
● 焦化厂除尘系统无线应用
● 电葫芦无线控制系统
● 立体仓库物料运输系统
● 砂芯库桁架机器人自动入库码垛
● AGV/RGV小车无线控制系统
● 汽车厂,焦化厂、钢铁厂、新材料厂等自动化控制应用
- 2024-10-29
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图文详解PLC无线模块通讯全过程,支持多种PLC通讯协议
DTD418M 不仅能与 PLC、DCS、智能仪表、传感器及摄像头等设备组成无线测控系统,同时能与组态软件、人机界面、触摸屏、工业交换机、测控终端等工控产品实现点对点( PTP)和点对多点( PTMP )的远程无线组网,将分散不便于挖沟布线的设备连接在一起,不需要编写程序,不需要布线,并且稳定可靠。相较于传统无线网关设备,DTD418MC内部集成PLC专用通讯协议和信号调制技术,无需额外配置,使无线传输链路更加稳定安全;
应用领域
● 智能泊车系统PLC、触摸屏、上位机软件之间的无线通讯
● 焦化厂除尘系统无线应用
● 电葫芦无线控制系统
● 立体仓库物料运输系统
● 砂芯库桁架机器人自动入库码垛
● AGV/RGV小车无线控制系统
● 汽车厂,焦化厂、钢铁厂、新材料厂等自动化控制应用
应用场景
【应用一】PLC与PLC之间无线通讯
支持点对点及点对多点,多台PLC之间以太网无线通讯
【应用二】组态软件与PLC之间无线通讯
组态王、力控、Wincc等主流组态软件与1台或多台PLC之间无线通讯
【应用三】触摸屏与PLC之间无线通讯
人机界面触摸屏与1台或多台PLC之间无线通讯
【应用四】工业交换机之间无线通讯
工业交换机下搭载多个自动化控制设备参与有逻辑的无线通讯
【应用五】摄像头视频信号的无线传输
在带宽满足的情况下,可以实现摄像头、PLC等工控设备信号同步无线传输
- 2024-10-26
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两根485线究竟支持多少通信协议?
关于RS485
RS-485是一种标准通讯接口,RS(Recommended Standard)推荐标准的意思,485是标识号。
使用485通信,一般只需要两根线,A,B 或者+,-两根线。这属于一种差分信号电平通信。
总线的接线方式,广泛应用于数据采集和工业控制,它的主要优点之一是它允许将多个RS485设备放在同一条总线上,可以方便地实现多点数据传输和控制。在不使用中继器的情况下,也可以实现较长的通信距离。
下面是常见的支持RS485的物理接头。
RS485通信特性
挂接设备
一条RS485总线上可以挂载多少个RS485设备,这个问题会经常被问到。具体的数量由RS485转换器的负载能力决定,正常来说,RS485芯片的负载能力有三个级别,这三个级别依次可以挂载32台、128台和256台。通常,我们使用的RS485转换器负载能力是32台,而且也不建议在一条RS485总线上挂载太多,挂载越多,出现问题处理越麻烦。如果设备确实很多,可以通过扩展RS485总线的数量来分担负载压力,比如100台RS485设备,分4个RS485总线,每个总线挂载25台。
传输距离:RS485理论上最远通讯距离是1200米,如果距离超过1200米,可以使用485中继器(延长器)来延长,理论上最远可延长到3000米。
高速率:RS485的数据传输速率可以达到10Mbps,但如果是在长距离传输时会降低速率以保证信号质量。
一主多从:Modbus协议在报文层设计了设备地址,这样就可以配合RS485实现一主多从,一主多从可以简化布线、易于管理、节约成本。可能很多人是因为一主多从轮询,认为ModbusRTU通信速度慢。在通信要求不高的情况,使用一主多从是一个非常好的方案,一主多从轮询机制必然会带来通信效率的降低。
通信模式:485是半双工通讯,半双工就是设备在同一时刻要么处于收数据状态,要么处于发数据状态,不允许同时收发数据,如RS-485是一种通讯接口标准果你连的设备很多,每台设备的寄存器地址也很多,那么这个通讯周期就会很长。
差分信号传输:RS485使用差分信号进行数据传输(A和B两条双绞线来传输信号),这样可以有效抑制共模干扰,提高抗噪能力。
支持的协议
Modbus RTU:Modbus是一种广泛使用的工业通信协议,Modbus协议简单、易于实现,多用于工业设备间进行数据采集和控制。
Profibus-DP:是一种用于工业自动化的总线系统,比较适合高速、实时控制的应用。支持多种设备连接,常用在复杂的工业自动化环境。
CANopen:是一种基于CAN(Controller Area Network)总线的应用层协议,某些情况下也可以通过RS485实现。支持分布式实时控制应用,汽车领域使用较多。DeviceNet:是一种用在自动化领域的现场总线标准,Allen-Bradley公司开发,在美国市场占用率较高。DeviceNet协议支持多种设备类型,包括传感器、执行器和控制器。
Ethernet/IP:工业以太网协议,名称中的IP是Industrial Protocol(工业协议)的简称,不是网际协议。提供了高速的数据传输能力,并且支持多种工业设备之间的通信。
DNP3:专为电力系统设计的通信协议,DNP3协议支持多种通信介质,包括RS485,适用于安全和高可靠性的电力自动化和远程监控系统。
DLT645:DLT645协议主要用于电能表的数据采集,也是电表采集最常用最简单的通信协议,可参考DLT645协议-光伏电表数据采集
CC-Link:一种开放的现场总线网络协议,支持多种工业设备,可以使用RS485接口。
简而言之,PLC 的通讯方式多种多样,每种协议都有其独特的特点和适用场景。基于总线的协议如 Modbus RTU、Profibus、CANopen 等,通常用于相对简单或特定需求的系统;而基于以太网的协议如 Ethernet/IP、Profinet、EtherCAT 等,则适用于要求更高的复杂自动化系统。
选择合适的通讯协议需要综合考虑系统的实时性要求、数据传输速率、安装和维护成本以及现有的基础设施。通过合理选择和配置通讯协议,可以有效提升自动化系统的性能和可靠性。
应用场景
工业自动化:在工厂自动化系统中,用于连接各种传感器、执行器、PLC(可编程逻辑控制器)等。
楼宇自动化:在智能建筑中,用于监控和控制照明、安全、空调系统等。
其他应用:包括数据采集、远程监控、POS系统等。
RS485通信线缆因其可靠性和灵活性,在工业通信领域得到了广泛应用。