6es7431-7kf00-0ab0輸入模塊_漳州鼎晟達自動化設備有限公司

6es7431-7kf00-0ab0輸入模塊

1 引言

PLC因為穩定可靠、結構緊湊、簡單易學、功能強大和使用方便已經成為應用面廣、廣泛的通用工業控制裝置，成為現代工業自動化控制的主要支柱之一。而單片機因為成本低廉，使用靈活，功能多樣，在自動化領域應用及其廣泛，往往在一個控制係統中可能會出現單片機和PLC共存的情況，如果使二者互相聯係，互相通信，具有非常重要的現實意義。

2 硬件以及通訊原理分析

西門子S7-200係列PLC擁有RS-485串行口，所以要使MCS51單片機與S7-PLC進行通訊，可以採用幾種通訊方式。其中之一就是可以通過MCS-51的串行口與MAX485芯片相接，然後與S7-200 PLC的RS-485口進行通訊，其硬件連接如圖1所示。

S7-200 PLC是串行通訊方式為豐富的小型PLC，支持多種通信協議，如點對點接口協議（PPI協議）、多點接口協議（MPI協議）和PROFIBUS協議以及自由通信協議等。其中自由通信協議又叫用戶定義協議，利用自由端口模式，可以實現用戶定義的通信協議，連接多種智能設備，使用起來非常方便，在第三方工程接入中取得了巨大的成功。

在自由端口模式下，PLC的串行通信接口由用戶來控制，通過梯形圖程序以及和單片機的匯編語言進行配合，來使用完成中斷、字符接收中斷、發送完成中斷等，通信協議由用戶完全控制。這時單片機處於主機狀態，由單片機主動發送握手信號，PLC接到信號後被動反饋信息即可。

3 通信係統設計

3.1 通信協議設計

定義根據經驗和有關參考資料，定義協議結構和參數。

（1）通信波特率為9.6kbps，無校驗，8個數據位，1個可編程位，1位起始位，1位停止位。

（2）定義通信協議的數據流結構的格式為起始碼、命令碼、元件首址、字節數、數據塊、BCC校驗碼和結束碼。

● 起始碼：表示單片機與PLC開始發送數據，是數據流第一個字符，告訴PLC開始進行通信了，可以用00H表示

● 命令碼：表示單片機對PLC的各種操作：

40H：讀取目標元件 I、Q、V、M、SM、L、T、C等的數據或狀態；

41H：修改目標元件 I、Q、V、M、SM、L、T、C等的數據或狀態；

42H：強制目標單元為ON；

43H：強制目標單元為OFF；

● 元件首址：表示PLC內部的元件類型以及寄存器的地址（但不能表示一個位地址）。前兩個字節表示寄存器類型，後兩個字節表示寄存器號。00 00（H）：I寄存器區 01 00（H）：Q寄存器區。02 00（H）：M寄存器區 08 00（H）：V寄存器區；

● 字節數：從元件首地址起，讀取或寫入PLC元件的數據個數數據塊：準備讀取或者寫入PLC的數據或狀態；

● BCC校驗碼：在傳輸過程中，指令有可能受到任何的幹擾而使原來的數據信號發生扭曲，此時的指令當然是錯誤的，為了偵測指令在傳輸過程中發生的錯誤，接收方對指令作進一步的確認工作，以防止錯誤的指令被執行，簡單的方法就是使用校驗碼。BCC校驗碼的方法就是將要傳送的字符串的ASCII碼以字節為單位作異或和，並將此異或和作為指令的一部分傳送出去；同樣地，接收方在接到指令後，以相同的方式對接收到的字符串作異或和，並與傳送方所送過來的值作對比，若其值相等，則代表接收到的指令是正確的，反之則是錯誤的

● 結束碼：結束字符標志著指令的結束，在本例中被定義為FFH，不同的PLC從站可以定義不同的結束字符以接收針對該PLC的指令。

3.2 通信程序的實現

（1）單片機端程序的實現。單片機在主程序中初始化，採用串行口工作方式3[2]，波特率為9.6kbps，採用單片機作為主機，向PLC進行呼叫，定期讀取數據或者寫入數據，其程序流程圖參見圖2。

（2）PLC端程序流程圖的實現。PLC端作為從機，採用梯形圖或者STL編程，主要是先設置通訊協議，然後按照協議把採集到的數據進行處理，再發送給主機單片機，其具體的程序流程圖如圖3所示。

4 結束語

本文利用單片機與PLC的串行通信方法，成功的應用於多個項目中，實際表明該方法簡單可靠，成本低，而且易於擴充經濟實用的其它功能，如A/D、D/A等功能，取得了較好的社會效益和經濟效益。

中信重工寄望於憑借唐山開誠的現有優勢，使自身轉型成為國際的大型礦山智能成套裝備服務商。但唐山開誠的產品銷量較少，尚未體現盈利，市場前景存在較大不確定性。

機器人產業在中國的持續升溫，令大的礦山機械制造商也按耐不住了。

12月7日晚間，中信重工（601608.SH）發布公告稱，擬向唐山開誠電控設備集團有限公司（下稱唐山開誠）全體股東，以非公開發行股份和支付現金相結合的方式購買其持有的唐山開誠80%的股權，其中以現金支付的對價為5.3億元，非公開發行股份的方式支付3.18億元，合計8.48億元。

中信重工是中信集團旗下子公司，是中國大的重型機械制造商之一，亦是大的礦山機械和水泥設備制造商，主要從事建材、煤炭、礦山、冶金、電力以及節能環保等行業的大型成套技術設備及大型鑄鍛件的開發、研制及銷售。

在經濟增長動力不足，中國經濟增速放緩的新常態下，工程機械行業已進入連年下滑軌道，部分企業陷入嚴重虧損。中信重工亦未能獨善其身。今年前三季度，中信重工實現凈利潤1.85億元，同比下滑近五成。

智能化轉型成為中信重工眼下正在謀求的出路。今年4月中旬，中信重工投建的目前亞洲大的“電液智能控制產業基地”宣布投產。項目總8.98億元，這也是中信重工投產的上市募投項目。

此次中信重工則瞄準了機器人產業。公告顯示，唐山開誠是國內煤礦智能裝備的企業，亦是取得煤礦生產和救援用機器人係列產品生產資質的國家高新技術企業。中信重工寄望於憑借唐山開誠的現有優勢，使自身轉型成為國際的大型礦山智能成套裝備服務商。

中信重工稱，本次交易完成後，將進入國內井下防爆、提升、控制、救援等係列裝備領域，建設中國的無人礦山和智能礦山，並期望快速實現基於礦山高危環境使用的工業機器人的係統化、產業化。

此外，中信重工還希望利用唐山開誠在礦用變頻器、傳感器、控制係統及信號、通訊、監控係統的產品優勢，延伸中信重工礦山自動化產業鏈條，將綜合自動化、智能化係統，從煤炭礦山擴展至黑色、有色、化工礦山。

成立於2008年5月的唐山開誠，位於河北省唐山市國家高新技術產業園區，擁有唐山開誠航徵自動化設備制造有限公司、通遼韋爾自動化設備科技有限公司，和唐山開誠機器人制造有限公司等3家全資子公司。今年上半年，這三家子公司合計盈利27.9萬元。以2014年12曰31日為評估基準日，唐山開誠賬面凈值2.9億元，估值10.7億元，評估增值率為263.98%。

唐山開誠現有200多種產品，主要包括機器人本體、礦用本安型機器人、礦用災區偵測機器人、礦用隔爆兼本安型水下機器人、礦用井下機器人等。目前主要應用於煤礦領域，覆蓋煤礦提升、運輸、通風、排水、掘進、綜採等各個生產環節和應急救援領域。

不過，唐山開誠目前尚未體現盈利。公告顯示，截至目前唐山開誠已簽訂相關機器人產品合同訂單69套（目前已交付3套），銷量較少。中信重工解釋稱，機器人產品屬於市場新產品，正處於市場培育階段，客戶接受該產品需要一段時間，因此產品銷售和利潤尚未體現。

唐山開誠的主要銷售客戶為煤炭生產型企業。2014年唐山開誠營業收入較上年下降，主要原因在於近幾年宏觀經濟環境下行壓力較大，煤炭行業景氣度下降較快，導致煤炭生產企業資本開支有所影響。而煤炭行業的持續低迷將令唐山開誠的市場需求在短期內難見好轉。

中信重工此次為落實交易，擬募集配套資金8.48億元，除5.3億元用於支付本次資產收購的現金對價，另外3.18億元將用於補充唐山開誠的營運資金。

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【主營產品】

1：Invensys Foxboro（福克斯波羅）：I/A Series係統，FBM（現場輸入/輸出模塊）順序控制、梯形邏輯控制、事故追憶處理、數模轉換、輸入/輸出信號處理、數據通信及處理等。

2：Invensys Triconex: 冗餘容錯控制係統、基於三重模件冗餘（TMR）結構的現代化的容錯控制器。

3：Westinghouse（西屋）： OVATION係統、WDPF係統、WEStation係統備件。

4：Rockwell Allen-Bradley: Reliance瑞恩、SLC500/1747/1746、

MicroLogix/1761/1763/1762/1766/1764、CompactLogix/1769/1768、

Logix5000/1756/1789/1794/1760/1788、PLC-5/1771/1785等。

5：Schneider Modicon（施耐德莫迪康）：Quantum 140係列處理器、控制卡、電源模塊等。

6：ABB：工業機器人備件DSQC係列、Bailey INFI 90等。

7：Siemens(西門子)：Siemens MOORE， Siemens Simatic C1，Siemens數控係統等。

8：Motorola（摩托羅拉）：MVME 162、MVME 167、MVME1772、MVME177等係列。

9：XYCOM：I/O 、VME板和處理器等。

10：GE FANUC(GE發那科)：模塊、卡件、驅動器等各類備件。

11：Yaskawa（安川）：伺服控制器、伺服馬達、伺服驅動器。

12：Bosch Rexroth（博世力士樂）：Indramat，I/O模塊,PLC控制器,驅動模塊等。

13：Woodward（伍德沃德）：SPC閥位控制器、PEAK150數字控制器。

14:工業機器人係統備件。

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