臺達RTU-PD01在西門子300PLC中的應用

■王力朝 賈旭飛

〔邯鄲金獅棉機有限公司，河北邯鄲 056046〕

一、系統簡介

邯鄲金獅棉機有限公司為中國供銷集團控股企業，主要生產軋花、剝絨、籽棉清理、皮棉清理、高密度打包、棉種處理設備、籽棉貨場設備七大系列60多個品種規格的棉機產品及機采棉清理加工成套設備,主導產品達到了國內領先水平。因此作為生產廠家，選擇一個高精度、高穩定性的控制系統則顯得至關重要。經過近些年的努力，金獅棉機機采棉清理加工生產線管控系統已多次更新換代，現今選定以S7-300為主站，研華工控機為上位機，MGCS人機界面為熱備上位機，通過PROFIBUS總線將現場分布式I/O設備和主站進行通訊，以及控制柜和操作臺組成的控制系統。經長期使用，此控制系統簡單、穩定、可靠，正在繼續為客戶創造更多的效益。

二、系統的簡要工藝

金獅棉機機采棉清理加工成套設備工藝主要由散裝籽棉喂料系統、棉花異性纖維清理系統、一級烘干及清理系統、二級烘干及清理系統、軋花機組、集棉皮棉加濕及打包系統系統、自動稱重及輸包系統組成。

機械采摘的棉花經散裝籽棉喂料系統均勻連續的打散后，由風力輸送管道吸至外吸棉卸料器后落入異性纖維清理機，該設備能有效地清理出籽棉中混有的棉葉、塵土以及毛發、編織袋絲、塑料地膜碎片等異性纖維，減少籽棉中雜質含量。籽棉經異性纖維清理機處理后，可根據籽棉的回潮率確定是否需要經烘干塔進行烘干處理，如不需要，由風力輸送管道吸至內吸棉卸料器直接經一級清理、二級清理設備再次清理雜質后，落至配棉絞龍輸送到軋花機儲棉箱，通過軋花機鋸片的鉤拉作用將籽棉中纖維拉下產生皮棉，再經皮清機對皮棉清理雜質后，由風力輸送管道吸至打包機經過壓縮打包成標準重量的棉包。

三、系統構成及RTU-PD001在系統中的應用

整個控制系統主要以西門子300 CPU315-2DP為主站，以工控機和人機界面為上位機，臺達RTUPD01作為分布式I/O設備，通過PROFIBUS現場總線和主站通訊。

圖1 控制系統簡圖

在系統中，為達到節能目的，大功率風機均由變頻器拖動，管路需要的風量可由上位機調節變頻器頻率輸出控制，同時為了整個系統的信息化、自動化，也采用了多種多種傳感器進行檢測，如接近開關、漫反射光電開關、火星傳感器、PT100等。控制系統中西門子產品不做過多介紹，如果想要了解更多，可參閱相關專業文章或書籍資料。現在重點介紹臺達RTU-PD01模塊內容，RTU-PD01定義為PROFIBUS DP從站通訊模塊，用于將臺達Slim系列特殊輸入/輸出模塊、數字量輸入/輸出模塊及標準Modbus設備連接至PROFIBUS DP網絡。

四、產品特色

（一）支持PROFIBUS DP周期性數據傳輸

自動偵測通訊速率最高支持12 Mbps。

（二）自診斷功能

RTU-PD01右側最多可接8臺Slim系列特殊輸入／輸出模塊，及16臺數字量輸入／輸出模塊（數字輸入和輸出點總和最多可達256點）。

RTU-PD01的RS-485通訊口最多可以接16臺標準的Modbus從站。

IO數據最大支持100個字節輸出，100個字節輸入。

RTU-PD01供電電源為直流24 V,PROFIBUS DP通訊接口為西門子標準的DB9接頭，使用時西門子PROFIBUS DP總線連接器可以直接插入，

圖2

（三）傳輸電纜為西門子PROFIBUS總線電纜

RTU-PD01地址設定開關用于設置RTU-PD01模塊在PROFIBUS DP網絡的節點地址。地址設定開關由兩個可旋轉的旋鈕組成，每個旋鈕的可旋轉范圍為0～F。

圖3

但要注意RTU-PD01須在斷電情況下設置節點地址，完成節點地址設置后，RTU-PD01模塊重新上電，RTU-PD01運行時，變更地址設定開關的設定值無效。

硬件配置完成后，還需要在STEP 7編程軟件中安裝臺達RTU-PD01 GSD文件，GSD文件導入后，STEP 7的硬件配置內會顯示出RTU-PD01及其配置選項。臺達GSD文件包含了在標準PROFIBUS DP主站上配置一個從站所必須的數據信息，包含有供應商的資料、支持的傳輸速率、以及可使用的I/O信息。

RTU-PD01右側可以接臺達Slim系列特殊輸入／輸出模塊、數字量輸入／輸出模塊，其RS-485通訊口可以接標準Modbus設備，這樣Modbus設備可以方便地接入PROFIBUS DP網絡。RTU-PD01有許多選項可供用戶選擇，大大提高了RTU-PD01使用的靈活性。

本控制系統中，其中的一個分布式I/O從站如圖4所示,2個32位數字量輸入模塊，1個8輸入8輸出混合模塊，3個32位數字量輸出模塊，RS-485通訊口接有3個Modbus從站。

圖4

該分布式I/O從站，在STEP 7的硬件配置中生成的地址如下：

圖5

其它分布式I/O從站與其相似，只是模塊數量、種類不同，不再列舉。

五、應用體會

通過對RTU-PD01從站通訊模塊的使用，使筆者對臺達工業自動化產品有了深刻的認識和體會，數字量模塊、模擬量模塊都達到了控制要求，驗證了其在工業現場的可靠性，靈活性以及方便易用性。尤其是RS-485通訊口可以連接標準的Modbus從站設備進行通訊，現在好多變頻器和檢測儀表都是用modbus協議通信的，控制總線卻是profibus協議，這樣的情況下兩者就不能正常通訊了。而RTU-PD01就很好地解決了這個問題，不用再增加其他的硬件成本，實現了降本增效。