時間:2016-08-30 17:52:19來源:潘佩華,李方園
摘要:物聯(lián)網(wǎng)目前已經(jīng)成為現(xiàn)代設(shè)備發(fā)展的一種趨勢,ZigBee是其中的一種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。本文介紹了一種基于順舟ZigBee產(chǎn)品的西門子S7-200 PLC應(yīng)用案例。
**本項目為2015年浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新項目立項。
1 前言
物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分,也是“信息化”時代的重要發(fā)展階段。其英文名稱是:“Internetofthings(IoT)”。顧名思義,物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術(shù)與普適計算等通信感知技術(shù),廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中,也因此被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。
在物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲中,ZigBee技術(shù)是一種便宜、低功耗、高可靠性的近距離無線組網(wǎng)通信技術(shù),是一個由可多達65000個無線數(shù)傳模塊組成的無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺。在整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi),每個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不僅本身可以作為監(jiān)控對象,例如網(wǎng)絡(luò)中所連接的傳感器可直接進行數(shù)據(jù)采集和控制,還可以自動中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點傳過來的數(shù)據(jù)資料。除此之外,每一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點還可在自己的信號覆蓋范圍內(nèi),和多個不承擔網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點進行無線連接。
本文主要介紹了一種基于順舟ZigBee產(chǎn)品的西門子S7-200PLC應(yīng)用案例。
2 ZigBee無線組網(wǎng)策略分析
ZigBee無線組網(wǎng)到底應(yīng)采用ZigBee芯片,還是用采用現(xiàn)成的ZigBee模塊,是每個開發(fā)者首先需要決定的問題。采用ZigBee芯片,價格比較便宜,但需要較高的硬件設(shè)計、軟件設(shè)計能力。還要掌握ZigBee網(wǎng)絡(luò)原理、協(xié)議棧調(diào)用、IAR軟件集成開發(fā)環(huán)境應(yīng)用等一系列技術(shù),開發(fā)周期很長,一般需要一個團隊來做。
圖1順舟ZigBee網(wǎng)絡(luò)典型應(yīng)用
若采用ZigBee模塊組網(wǎng)(圖1),問題就簡單多了,只要學(xué)習(xí)一下模塊的使用方法,掌握模塊參數(shù)的設(shè)置方法,就像配置PC機網(wǎng)卡那樣簡單就把無線網(wǎng)絡(luò)組建完成了。這樣就能把主要精力放在應(yīng)用開發(fā)上,把組網(wǎng)工作交給專業(yè)公司去做,縮短的開發(fā)周期,提高了工作效率,也提高了作品或工程的可靠性。
綜上所述,大多數(shù)工程技術(shù)人員應(yīng)采用ZigBee模塊解決ZigBee無線組網(wǎng)問題,就像PC機聯(lián)網(wǎng)買一塊網(wǎng)卡實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)一樣,很少有人自己去做一塊網(wǎng)卡,這樣既費時,又不可靠。網(wǎng)卡應(yīng)由專業(yè)公司來生產(chǎn)提供,大批量生產(chǎn),價廉物美,這也是社會分工的必然趨勢。
3 西門子S7-200與順舟ZigBee物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的聯(lián)機案例
因為要連接工業(yè)設(shè)備(這里為西門子S7-200PLC),采用上海順舟科技的SZ05系列嵌入式模塊,規(guī)格是SZ05-ADV-1,最大可視傳輸距離2000米。接口板采用ZIGBEE評估板-RS485(接PLC端)和ZIGBEE評估板-USB(接PC端)。如圖2所示,評估板RS485的A、B連接PLC接口A、B2根線即可。
圖2無線通信模塊與PLC接線
將PLC485接口插入PORT0口(圖3所示)。
圖3485接口插入PLC的PORT0口
PC端插入USB接口評估板接線(圖4)。
圖4PC端USB接口評估板連線
硬件連線問題解決了,還需要確定無線傳輸模塊的參數(shù)。為了使用方便,以下將無線模塊參數(shù)的發(fā)送方式設(shè)置為固定目標發(fā)送模式,即節(jié)點1固定地發(fā)送到節(jié)點2,反之,節(jié)點2固定地發(fā)送到節(jié)點1,數(shù)據(jù)源地址不輸出。
看一下節(jié)點1的配置參數(shù):
節(jié)點地址:00000001
節(jié)點類型:中繼路由
網(wǎng)絡(luò)類型:星型網(wǎng)
網(wǎng)絡(luò)ID:FFFF
無線頻點:09
數(shù)據(jù)編碼:ASCII
發(fā)送模式:固定目標00000002
波特率:9600
校驗:None
數(shù)據(jù)位:8+0+1
數(shù)據(jù)源址:不輸出
發(fā)射功率:最大
休眠控制:IO控制
休眠時間:2
工作時間:0
主動上報:無
IO功能:無定義
量程模式:真實值
這樣,準備工作就做完了。打開PLC電源,打開串口調(diào)試軟件,串口參數(shù)與有線連接相同,但COM口可能會不同,需要用設(shè)備管理器查看確認。
4 西門子PLC自由口接收實例
打開西門子的PLCSTEP7MicroWIN編程軟件,新建一個項目“自由口接收”,程序代碼如下(STL格式):
網(wǎng)絡(luò)1初始化:SMB30設(shè)置為自由口,SMB87存放控制字,SMW90空閑檢測時間,SMW92超時檢測時間,SMW94最大接收字符數(shù)
LDSM0.1
MOVB9,SMB30
MOVB156,SMB87
MOVW0,SMW90
MOVW200,SMW92
MOVB200,SMB94
網(wǎng)絡(luò)2接收信息狀態(tài)字(SMB86))不等于0執(zhí)行接收,VB0為接受緩沖區(qū),接收端口0,接收的第1個字節(jié)送QB0顯示
LDB<>SMB86,0
RCVVB0,0
MOVBVB1,QB0
接下去是連接編程電纜,下載程序至PLC,運行程序。將無線通信模塊接在PORT0口,另一個無線通信模塊插入電腦USB端口,打開串口調(diào)試軟件。
在串口調(diào)試軟件的發(fā)送區(qū)輸入“11“,用16進制發(fā)送(圖5)。圖6所示為PLC接收信息并在QB0顯示。
圖5PC端向PLC發(fā)送信息
圖6PLC接收信息并在QB0顯示
5 結(jié)束語
在操作時會發(fā)現(xiàn),PC端向PLC發(fā)送數(shù)據(jù)不是很順暢,這是因為自由口是半雙工工作的,在程序中只能設(shè)置成一半時間用于接收(每秒下降沿),另一半時間用于發(fā)送(上升沿)。因此,PC端發(fā)送的信息可能由于時間段沒有合上而接受不到,需要多次發(fā)送才收到的情況。
PC端也可以采用比較小巧的USB無線通信模塊,同樣可以實現(xiàn)與PLC通信與控制,只是通信距離要短一些(100米),配置方法與上述相同。
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