Блок контроля дискретных сигналов MDI8 (стр. 1 из 4)
Введение
Сенсорные панели оператора SIMATIC TP170A/TP170B предназначены для построения профессиональных систем человеко-машинного интерфейса в системах управления на основе программируемых контроллеров SIMATIC S7. Они способны поддерживать функции мониторинга и оперативного управления, позволяют решать задачи визуализации, обеспечивают поддержку динамических полей ввода-вывода, использования сенсорной клавиатуры, масштабируемых шрифтов и других сервисных возможностей, предоставляемых операционной системой Windows CE.
Обе панели легко конфигурируются и имеют преемственность: проекты, созданные для SIMATIC TP170A, могут быть легко переведены на SIMATIC TP170B и дополнены возможностями, предоставляемыми этой панелью
Встроенный интерфейс RS 485 может быть использован для включения панелей в сети MPI или протокола MODBUSRTU. Для загрузки параметров конфигурации панели снабжены встроенным интерфейсом RS 232. Этот же интерфейс может использоваться для подключения панели к контроллерам других производителей.
Во второй части данной курсовой работы рассмотрен интерфейс передачи данных RS-485. Рассмотрены базовые понятия и способ работы.
В третий части рассмотрен протокол передачи данных для данного устройства ModbusRTU. Также рассмотрены базовые понятия и способ передачи данных.
1. Сенсорные панели оператора SIMATIC TP170A/TP170B
Конструкция
Панели SIMATIC TP170A и SIMATIC TP170B характеризуются следующими показателями:
• Фронтальная панель размерами 212х156 мм, монтажный проем размерами 198х142х42 мм.
• Прочный пластиковый корпус. Степень защиты фронтальной панели IP 65, остальной части корпуса. IP 20.
• Опциональная защитная крышка для обеспечения степени защиты NEMA4.
• Пассивный STN CCFL (Cold Cathode Fluorescence Lamps) дисплей голубого свечения. Наработка на отказ 50000 часов (6 лет непрерывной работы).
• Графическое разрешение 320х240 точек.
• Сенсорная аналоговая резистивная клавиатура.
• 32-разрядный микропроцессор с RISC архитектурой, 66МГц.
• Алфавитная клавиатура (от ProTool V5.2 SP2).
• Цифровая клавиатура, поддерживающая выполнение операций в десятичной, двоичной или шестнадцатеричной системах счисления.
• Встроенные интерфейсы RS485 и RS 232.
• Организация связи через MPI или протокола MODBUSRTU. В сети протокола MODBUSRTUскорость передачи данных может достигать 1.5 Мбит/с для панели TP170A и 12 Мбит/с для панели TP170B.
• Терминалы для подключения питания =24В.
Дополнительные особенности SIMATIC TP 170B:
• Последовательный интерфейс RS 232 для подключения принтера.
• Разъем для установки Flash карты.
• Обмен данными через MPI со скоростью до 12 Мбит/с.
Связь
Панели SIMATIC TP 170 могут подключаться:
• К программируемым контроллерам SIMATIC S7–200/-300/-400.
• К системам компьютерного управления SIMATIC WinAC V3.0 или выше.
• К программируемым контроллерам SIMATIC S5/505.
• К системам управления SINUMERIK и SIMOTION (только TP 170B).
• К программируемым контроллерам Allen Bradley, Mitsubishi, Telemecanique, Modicon, Lucky Goldstar GLOFA, GE Fanuc, OMRON.
Функции SIMATIC TP 170A/TP 170B:
• Поля ввода-вывода для отображения и модификации значений параметров.
• Кнопки: для непосредственного вызова функций или активизации определенных действий. Допускается конфигурирование до 16 одновременно выполняемых функций.
• Графика: использование графики в качестве фоновых изображений, а также иконок для маркировки кнопок. Наличие библиотек графических объектов в инструментальных средствах конфигурирования панели. Использование графических редакторов Windows с OLE интерфейсом (Paint-Shop, Designer, Corel Draw и т.д.).
• Фиксированные тексты: для маркировки клавиш, формирования наименований диаграмм и значений переменных. Надписи могут выводиться шрифтом любого размера. Максимальная высота символов может достигать 2.4 см.
• Построение бар-графиков динамически изменяющихся параметров.
• Выбор отображаемой информации, хранящейся в памяти программируемого контроллера.
• Использование стандартных библиотек графических объектов и кнопок пакета ProTool.
• Выбор языка для вывода сообщений. Для вывода сообщений выбирается один из 21 языка. Обеспечивается поддержка русского и азиатских языков. В TP 170A поддерживается один, в TP 170B. 5 интерактивных языков (от ProTool V6.0 и выше).
• Парольная защита доступа: в TP 170A. 2-уровневая, в TP 170B. 10-уровневая.
• Обслуживание статусных и системных сообщений.
• Тексты подсказок для диаграмм, сообщений и переменных.
• Математические функции.
• Мониторинг граничных значений переменных.
• Индикация состояний автоматизируемого оборудования.
• Загрузка драйверов других производителей (от ProTool V6.0 и выше).
• Функции обслуживания и конфигурирования:
– создание резервных копий и восстановление параметров конфигурации, операционной системы, данных и микропрограмм на компьютере с использованием программного обеспечения ProSave или в CF-карте (только для TP 170B);
- загрузка / считывание параметров конфигурации через MPI/ PROFIBUS-DP/ RS 232;
- автоматическая настройка на прием параметров конфигурации;
- регулировка контрастности изображения и калибровка экрана;
- очистка экрана;
- имитационная проверка конфигурации на компьютере с программным обеспечением конфигурирования;
- упрощение обслуживания за счет отсутствия буферной батареи.
Дополнительные возможности панели SIMATIC TP 170B:
• Векторная графика: использование для оформления экрана различных геометрических фигур (линий, прямоугольников, окружностей, эллипсов и т.д.).
• Построение графиков кривых.
• Обслуживание рецептов:
– сохранение рецептурных данных и параметров настройки в CF карте;
- интерактивное/ автономное редактирование рецептур;
- сохранение рецептурных данных в стандартном Windows-формате CSV;
- внешняя обработка данных средствами Excel и Access.
• Интервальный таймер для циклического выполнения различных функций.
• Встроенный порт для подключения принтера.
• Динамическое перемещение объектов, отображение/ скрытие объектов.
• Перманентные окна, присутствующие на различных экранных изображениях.
• Поддержка сообщений помощи и информационных сообщений для переменных, диаграмм и передаваемых сообщений.
Конфигурирование
Для конфигурирования панелей SIMATIC TP 170A/TP 170B может использоваться программное обеспечение SIMATIC ProTool/Lite, SIMATIC ProTool или SIMATIC ProTool/Pro от V5.2 и выше (для панели TP 170B. от V5.2 SP2 и выше).
1.1 Общее описание интерфейса RS-485
Интерфейс RS-485 (другое название – EIA/TIA-485) – один из наиболее распространенных стандартов физического уровня связи. Физический уровень – это канал связи и способ передачи сигнала (1 уровень модели взаимосвязи открытых систем OSI).
Базовые рекомендации по выбору схемы соединений для сетей на основе RS-485. Спецификация RS-485 (официальное название TIA/EIA-485-A) не дает конкретных пояснений по поводу того, как должна осуществляться разводка сетей RS-485. Однако она предоставляет некоторые рекомендации. Эти рекомендации и инженерная практика в области обработки звука положены в основу этой статьи. Однако представленные здесь советы ни в коем случае не охватывают всего разнообразия возможных вариантов построения сетей. Сеть, построенная на интерфейсе RS-485, представляет собой приемопередатчики, соединенные при помощи витой пары – двух скрученных проводов. В основе интерфейса RS-485 лежит принцип дифференциальной (балансной) передачи данных. Суть его заключается в передаче одного сигнала по двум проводам. Причем по одному проводу (условно A) идет оригинальный сигнал, а по другому (условно B) – его инверсная копия. Другими словами, если на одном проводе «1», то на другом «0» и наоборот. Таким образом, между двумя проводами витой пары всегда есть разность потенциалов: при «1» она положительна, при «0» – отрицательна.
Рисунок 1.1 – Устройство передачи сигнала
Именно этой разностью потенциалов и передается сигнал. Такой способ передачи обеспечивает высокую устойчивость к синфазной помехе. Синфазной называют помеху, действующую на оба провода линии одинаково. К примеру, электромагнитная волна, проходя через участок линии связи, наводит в обоих проводах потенциал. Если сигнал передается потенциалом в одном проводе относительно общего, как в RS-232, то наводка на этот провод может исказить сигнал относительно хорошо поглощающего наводки общего («земли»). Кроме того, на сопротивлении длинного общего провода будет падать разность потенциалов земель – дополнительный источник искажений. А при дифференциальной передаче искажения не происходит. В самом деле, если два провода пролегают близко друг к другу, да еще перевиты, то наводка на оба провода одинакова. Потенциал в обоих одинаково нагруженных проводах изменяется одинаково, при этом информативная разность потенциалов остается без изменений.
Аппаратная реализация интерфейса – микросхемы приемопередатчиков с дифференциальными входами / выходами (к линии) и цифровыми портами (к портам UART контроллера). Существуют два варианта такого интерфейса: RS-422 и RS-485.
RS-422 – полнодуплексный интерфейс. Прием и передача идут по двум отдельным парам проводов. На каждой паре проводов может быть только по одному передатчику.
RS-485 – полудуплексный интерфейс. Прием и передача идут по одной паре проводов с разделением по времени. В сети может быть много передатчиков, так как они могут отключаются в режиме приема.
Остановимся поподробнее на приемопередатчике RS-485. Цифровой выход приемника (RO) подключается к порту приемника UART (RX). Цифровой вход передатчика (DI) к порту передатчика UART (TX). Поскольку на дифференциальной стороне приемник и передатчик соединены, то во время приема нужно отключать передатчик, а во время передачи – приемник. Для этого служат управляющие входы – разрешение приемника (RE) и разрешения передатчика (DE). Так как вход RE инверсный, то его можно соединить с DE и переключать приемник и передатчик одним сигналом с любого порта контроллера. При уровне «0» – работа на прием, при «1» – на передачу.