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西门子模拟量输入输出模块6ES7334-0CE01-0AA0
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通常情况下，要实现HMI设备与V20变频器的通讯，需要一个支持USS通讯或MODBUS通讯的PLC，比如S7-200系列PLC。其通讯电缆连接如图1所示。PLC的一个通讯端口与触摸屏连接，可以采用PPI协议通讯。PLC的另一个通讯端口与V20的RS485通讯端口连接，采用MODBUS协议通讯，PLC上编写MODBUS主站程序，V20为从站。
图1 触摸屏通过PLC与V20变频器通讯
图2 触摸屏直接与V20变频器通讯
下面用一个实例来介绍Smart Line触摸屏与一台V20变频器通过MODBUS通讯的实现方法。该例子中用到的主要硬件设备如表1所示，触摸屏组态软件为WinCC Flexible 2008 SP4 China。
1）将变频器、电机、触摸屏固定在安装工位上。
2）连接变频器到电机的动力电缆和接地电缆。
3）连接供电电源到变频器的动力电缆和接地电缆。
4）连接变频器和触摸屏的RS485通讯电缆。触摸屏RS485的9针接口与 V20端子对应关系：3对应P+，8对应N-。
5）连接24V直流电源的交流进线电缆和到触摸屏的直流供电电缆。
V20变频器要采用MODBUS通讯，可以做如下设置：
P2014[0]=0 不监控报文间隔时间，否则可能会报F72故障
P2021[0]=3 MODBUS设备地址为3（与触摸屏组态软件中设置的从站地址一致）
在WinCC Flexible 2008 SP4 China软件中组态Smart 1000 IE触摸屏。详细步骤如下：
1）创建项目。
创建一个空项目，如图3所示。
图3 创建空项目
图4 选择Smart 1000 IE触摸屏
在连接画面中新建一个连接，相关参数设置如下：
通讯驱动程序：Modicon
连接设置如图5所示。
图5 连接设置
添加与变频器监控相关的10个变量，如表3所示。
图6 添加变量
图7 速度设定值变量线性转换
图8 速度设定值变量限制值
图9 速度反馈值变量线性转换
项目生成时已经有一个模板和一个画面，此例仅用到一个画面。修改画面的名字为V20_Monitor，如图10所示。
图10 编辑之前的画面V20_
模板中的对象在选择使用模板的画面中会显示出来，此处把西门子的LOGO和退出Runtime的按钮放置在模板中，如图11所示。
图11 编辑模板
图12 退出运行画面按钮事件设置
在V20_Monitor画面中放置IO域、文本域、按钮、棒图、圆形等对象。在文本域中输入相应的文本，设置字号、颜色等，将相关对象分类排列整齐，完成后的V20_Monitor画面如图13所示。
图13编辑完成的画面V20_
图14 控制字1对应IO域常规设置
图15 实际转速对应IO域常规设置
图16 输出电流对应IO域常规设置
图17 编辑完成的棒图外观
图18 棒图常规属性设置
图19 棒图外观属性设置
图20 棒图刻度属性设置
图21 运行指示及其外观动画设置
图22 反转指示及其外观动画设置
图23 故障指示及其外观动画设置
启动按钮：添加SetValue函数，变量为CtrlWord1，值为1150（16进制047E）。再添加SetBitInTag函数，变量仍为CtrlWord1，位为0，如图24所示。每次按下启动按钮，触摸屏将先发送047E，再发送047F给V20变频器，实现启动功能。
图24 启动按钮事件设置bOU
图25 停止按钮事件设置bOU
图26 反向按钮事件设置
图27 故障确认按钮事件设置
完成上述步骤之后，下载组态程序至触摸屏中。实际运行效果证明：SMART LINE触摸屏与V20变频器通讯正常，触摸屏可以通过四个按钮控制变频器运行、停止、反向以及故障确认；变频器相关变量和状态可以在触摸屏上正确显示。变频器运行时触摸屏显示画面如图28所示
图28 变频器运行时触摸屏显示画面
编程功能
离线编程方式：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。
五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准（IEC6113123），同时，还应支持多种语言编程形式，如C，Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求。
(五)诊断功能
PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。
| 定货号 | 注释 |
| CPU | |
| 6ES7211-0AA23-0xB0 | CPU221 DC/DC/DC,6输入/4输出[1] |
| 6ES7211-0BA23-0xB0 | CPU221 继电器输出,6输入/4输出[2] |
| 6ES7212-1AB23-0xB8 | CPU222 DC/DC/DC,8输入/6输出[3] |
| 6ES7212-1BB23-0xB8 | CPU222 继电器输出,8输入/6输出[4] |
| 6ES7214-1AD23-0xB8 | CPU224 DC/DC/DC,14输入/10输出[5] |
| 6ES7214-1BD23-0xB8 | CPU224 继电器输出,14输入/10输出[6] |
| 6ES7214-2AD23-0xB8 | CPU224XP DC/DC/DC,14DI/10DO,2AI/1AO[7] |
| 6ES7214-2BD23-0xB8 | CPU224XP 继电器输出,14DI/10DO,2AI/1AO[8] |
| 6ES7216-2AD23-0xB8 | CPU226 DC/DC/DC,24输入/16输出[9] |
| 6ES7216-2BD23-0xB8 | CPU226 继电器输出,24输入/16输出[10] |
| 扩展模块 | |
| 6ES7221-1BH22-0xA8 | EM221 16入 24VDC，开关量[11] |
| 6ES7221-1BF22-0xA8 | EM221 8入 24VDC，开关量[12] |
| 6ES7221-1EF22-0xA0 | EM221 8入 120/230VAC，开关量[13] |
| 6ES7222-1BF22-0xA8 | EM222 8出 24VDC，开关量[14] |
| 6ES7222-1EF22-0xA0 | EM222 8出 120V/230VAC，0.5A 开关量[15] |
| 6ES7222-1HF22-0xA8 | EM222 8出 继电器[16] |
| 6ES7222-1BD22-0xA0 | EM222 4出 24VDC 固态－MOSFET[17] |
| 6ES7222-1HD22-0xA0 | EM222 4出 继电器 干触点[18] |
| 6ES7223-1BF22-0xA8 | EM223 4入/4出 24VDC，开关量[19] |
| 6ES7223-1HF22-0xA8 | EM223 4入 24VDC/4出 继电器[20] |
| 6ES7223-1BH22-0xA8 | EM223 8入/8出 24VDC，开关量[21] |
| 6ES7223-1PH22-0xA8 | EM223 8入 24VDC/8出 继电器[22] |
| 6ES7223-1BL22-0xA8 | EM223 16入/16出 24VDC，开关量[23] |
| 6ES7223-1PL22-0xA8 | EM223 16入 24VDC/16出 继电器[24] |
| 6ES7223-1BM22-0xA8 | EM223 32入/32出 24VDC，开关量 |
| 6ES7223-1PM22-0xA8 | EM223 32入 24VDC/32出 继电器 |
| 6ES7231-0HC22-0xA8 | EM231 4入*12位精度，模拟量[25] |
| 6ES7231-7PB22-0xA8 | EM231 2入*热电阻，模拟量[26] |
| 6ES7231-7PD22-0xA8 | EM231 4入*热电偶，模拟量[27] |
| 6ES7232-0HB22-0xA8 | EM232 2出*12位精度，模拟量[28] |
| 6ES7235-0KD22-0xA8 | EM235 4入/1出*12位精度，模拟量[29] |
| 6ES7277-0AA22-0xA0 | EM277 PROFIBUS-DP接口模块[30] |
| 6GK7243-2AX01-0xA0 | CP243-2 AS-i接口模块[31] |
| 6ES7253-1AA22-0xA0 | EM253 位控模块[32] |
| 6ES7241-1AA22-0xA0 | EM241 调制解调器模块 |
| 6GK7243-1EX01-0xE0 | CP243-1 工业以太网模块 |
| 6GK7243-1GX00-0xE0 | CP243-1IT 工业以太网模块[33] |
| 附件 | |
| 6ES7291-8GF23-0xA0 | MC291,新CPU22x存储器盒,64K |
| 6ES7297-1AA23-0xA0 | CC292,CPU22x时钟/日期电池盒 |
| 6ES7291-8BA20-0xA0 | BC293,CPU22x电池盒 |
| 6ES7290-6AA20-0xA0 | 扩展电缆,I/O扩展,0.8米,CPU22x/EM |
| 6ES7901-3CB30-0xA0 | 编程/通讯电缆,PC/PPI,带光电隔离,5-开关,5m |
| 6ES7901-3DB30-0xA0 | 编程/通讯电缆,PC/PPI,带光电隔离,USB接口，5-开关 |
| 6ES7292-1AD20-0AA0 | CPU22x/EM端子连接器块,7个端子,可拆卸 |
| 6ES7292-1AE20-0AA0 | CPU22x/EM端子连接器块,12个端子,可拆卸 |
| 6ES7292-1AG20-0AA0 | CPU22x/EM连接器块,18个端子,可拆卸 |
| 6AV6640-0AA00-0AX0 | TD400C文本显示器[34] |
| 6EP1332-1SH31 | 专为S7－200 设计电源,24V/3.5A 可并联5个 |
| 6ES7272-0AA30-0YA0 | TD200文本显示器 |
| 6XV1830-0EH10 | 网络总线 |
| 6ES7972-0BB12-0xA0 | 网络总线连结器，带编程口，垂直电缆出线 |
| 6ES7972-0BA12-0xA0 | 网络总线连结器，不带编程口，垂直电缆出线 |
| 6ES7972-0BA41-0xA0 | 网络总线连结器，不带编程口，35度垂直电缆出线 |
| 6ES7972-0BB41-0xA0 | 网络总线连结器，带编程口，35度垂直电缆出线 |
| 6ES7901-0BF00-0AA0 | PLC跟屏通讯电缆 |