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施耐德電氣開放自動化平台初體驗(5)

發布日期:2022-09-02 09:16:07   來源:行業動態   瀏覽量:

文章來源

本文轉載自CSDN 作者:姚家灣

 

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終於拿到(dào)了(le)施耐德(dé)電氣硬件PAC產品M251MDESE 。以前對EcoStruxure Automation Expert的測試都是基於軟件SoftDPAC的。總是有一種運行(háng)仿真軟(ruǎn)件的感覺,心中(zhōng)有點不踏實,現場還是要硬件設備解決問題。現在我終於見到能夠運行IEC61499 的硬件DPAC了。這是我第一次看見(jiàn)的能(néng)運行IEC61499的PAC。實際上它是在施耐德電氣成熟的PLC硬(yìng)件產品的基礎上(shàng),通過(guò)軟件升級成為(wéi)IEC61499 PAC。這意味著(zhe)它能夠在現場高可靠(kào)運行,而且具有更多的IO模塊可(kě)供選擇。施耐德電氣的(de)EcoStruxure Automation Expert 係統讓長期以來停留在學術領域的IEC61499標準有機會(huì)走向在自動控製領(lǐng)域實際應用。正因為如此,我特別也期待EAE的硬件產品的測試。

 

M251簡介

 

M251是施耐德電氣基(jī)於IEC61131-3的PLC產品(pǐn)。其中TM251MESE型號是雙口以太網的PLC產品。

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它的主要特點如下:

帶有2個端口的(de)以太網交換機接口(kǒu)(ethernet1_1 和(hé)ethernet1_2),100M速率,可以串聯成分布(bù)式(shì)網絡。

帶有另外一個以太網接口(ethernet 2),100M速(sù)率。可以連接現(xiàn)場總線。例如(rú)modbusTCP。

帶有一個串行口和一個(gè)SD卡座

一個USB插(chā)座,可以通過它更新固件和某些參數的設置。

可以(yǐ)擴展TM3/TM2係列的IO模塊(右(yòu)邊),也可以擴展TM4 IO模塊(左邊)

 

相比我們頭腦中傳統PLC的概念,M251這些特征透露出網絡時代新一代PLC的氣息。我拿到(dào)的型號是TM251MDESE,其中的D大概是代表dPAC吧?

 

測(cè)試目的和方案

 

我主要測試兩個方麵:

 

1.通過Ethernet 2連接一個modbusTCP控製器上,實現modbusTCP通信。

這非常重要,意味著可以接入各(gè)種第三方(fāng)遠程IO模(mó)塊,或者第(dì)三方的專用傳感器(qì),執行(háng)部件(jiàn)等(děng)。這(zhè)意味著M251將稱為(wéi)一個IEC61499網關,將無數(shù)非IEC61499的設備瞬間具有了IEC499的能力。這是一件令人興奮的事情。為此,我使(shǐ)用了一個(gè)自己原來研發的一個基於cortex-M處理器的控製器modular-2,它采用Arm公司的Mbed OS,具有一(yī)個Ethernet網口。我為此編寫了(le)一個modbusTCP server端程序(需要的讀者可以私信分享)。相(xiàng)信許多的國產遠(yuǎn)程IO模塊也能夠方便地接入。

 

2.增加一個TM3DM8R-G模塊。測試數字IO控製接口:

有了IO模塊才更像PLC。但是施耐德電氣(qì)提供給我的M251沒有帶任何IO模(mó)塊,於是我自己在淘(táo)寶上(shàng)買了一個TM3DM8R-G模塊,它(tā)具有4個24V的輸入,4個(gè)繼電器輸出。希望後麵能接一些燈和開(kāi)關,電機。構建一個應用場景。

 

測試(shì)床的框架(jià)如下圖所示:

圖片(piàn)

 

測試的(de)過程

 

設置IP地址

第一件事情(qíng)是要知道M251的IP地址,幾乎沒有地方能找到M251的IP出廠設置。我使用wireshark 軟(ruǎn)件檢測它的IP,具(jù)體的(de)做法是打開wireshark,選擇ethernet。然後插拔一下網線,M251會報一個IP地址(zhǐ)出(chū)來。經我們的測試,這台M251的以太(tài)網(wǎng)IP地址分別為:

 

●ethernet 1 的IP地址:10.10.1.175

●ethernet 2的IP地址:10.11.1.176

 

ethernet 1和ethernet 2是隔離的,需要設置為兩個網段。下麵我們會介紹通過EAE軟件也可以修改設(shè)備的Ethernet 1的IP地址,而ethernet2的IP地址則(zé)需要通過Automation Device Maintenance 軟件才能(néng)夠(gòu)修改。這個軟件可以在施耐德電氣官網上免費下載(zǎi)。設置(zhì)IP地址折騰了我一段時間(jiān),後來(lái)還是在施耐德電氣(qì)工程師幫助下得以完全解決。

 

新(xīn)建一個項目mtest

這個過程在我前麵(miàn)的博文中都有詳細的描述,這裏就不再絮叨(dāo)。應用程序依然是最簡單的(de)功能塊網絡-一個計數器(qì)。

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係統的拓撲圖({physical Topology)

 

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係統由交換機,M251和一個通用以太網現場設(shè)備 Generic Ethernet field device構成,其中的通用以太網現(xiàn)場設備是一台基於低成本cortex-M Arm芯片的控製器,它運行Arm公司的Mbed OS,我們在它上麵編寫了一個modbusTCP的測試程序。你也(yě)可以連接一台(tái)PC機,運行modbusTCP server程(chéng)序來測試(shì)。

 

下麵是M251的IP地址的配置:

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在這裏我們修改了(le)Ethernet的IP地址為192.168.31.175.這要與M251內(nèi)部的IP地址一致(zhì)。

注意:M251設備中的IP地址要(yào)通過EAE軟件來設置,具體的做法如下:

鼠(shǔ)標點到左邊Ethernet 1的位(wèi)置後擊右鍵。彈出下麵的子(zǐ)菜單:

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選擇Set IP Address。然後會(huì)彈出:

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這時你可以修改IPv4 address。然後按Apply。修改IP地址之後,機器重新上電。

 

Ethernet 2的地址可(kě)以使用Automation Device Maintenance軟件。這是(shì)一個(gè)設備維護軟件,用來下載硬件的固件和修改某些參數。你可以使用它修改modbus TCP 的IP地址。這裏就不多描述。

 

添加modbus

和TM3DM8R-G的硬件配置

 

添加modbus的Hardware CAT

 

在《施耐德電氣開放自動(dòng)化平台初體驗(3)》已經有了描述。讀者可以參考。再次提醒下麵幾(jǐ)點:

 

MODBUSGENTCPS的屬性中的IP地址修改為外接modbusTCP設備(bèi)的IP地址10.11.1.100。

 

VAL_IN1_MODBUSGENTCPS和VAL_IN1_MODBUSGENTCPS的ioevent隻(zhī)能修(xiū)改為cycle。不能是requestread(我不知道這是為什麽,按(àn)理說request read是需要(yào)的,為什麽不行呢?要進一步測試)

 

添加TM3DM8R-G模塊 的Hardware CAT

 

打開HW_Configuration,點擊窗口上方的第一個圖(tú)標Add new master hardware CAT ,然後彈出下麵的窗口:

圖片(piàn)

選擇ST_IoTMx.BMTM3,在產(chǎn)生的項目上右鍵Add ,出(chū)現:

圖(tú)片

選擇:SE.IoTMx。TM3DM8R-G模塊。於是,HW_Configuration的窗口變成為:

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在(zài)這個(gè)窗口中要(yào)填入“PLC_1"和”DOUT“。雖然它稱為Value實際上是一個符號連接(symbol link ),它是為這個硬件輸出引腳定(dìng)義了一(yī)個符號(名稱)。

 

App中(zhōng)變量連接到硬件CAT 的符號連接

 

BMTM3 CAT不會像modbus那樣通過mapping在RES中自動產生(shēng)對應的SYMLINKMULTIVARSSRC功能塊,需要手動地在App中添加。

 

在應用中,要使用一個符號連接多變量源功(gōng)能塊(kuài)(SYMLINKMULTIVARSSRC)或者符(fú)號連接多變量目標(biāo)功能塊(SYMLINKMULTIVARSDSR)來建立功能塊網絡中的數據與symbol link的連接。這兩個功能塊在runtime.System庫中。在App中(zhōng)添(tiān)加了這個功能(néng)塊後發現Value帶一個小紅的x

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這是因為(wéi)VALUE的類型為ANY,可以通過interface編(biān)輯(jí),修改它的類型和(hé)數量。方法是擊右鍵

圖(tú)片

選擇interface edit。這時會(huì)出現(xiàn)下列對話框:

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第一行是Value的數量,可以(yǐ)增加,也可以將Any 改為UINT。這個功能還是比較貼心的。減少了IEC61499功能(néng)塊類型轉換的(de)麻煩(4diac就是如此(cǐ))。

適當的連線。

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添(tiān)加DPAC_FULLINIT功能塊

 

完成了上麵的功(gōng)能塊網絡(luò)後,將應(yīng)用(yòng)部署到M251 中運行,發現程序運行正常,觀察(watch)有關的數據也都能夠(gòu)看到正確的數據,但是令人遺憾的是M251的硬件沒有任(rèn)何反應(yīng),Ethernet 2沒有發送(sòng)ModbusTCP數據幀,TIM3DM8R-G也沒有(yǒu)繼電(diàn)器的開關和信號(hào)燈(dēng)閃(shǎn)爍。反複搞了很長時間,結果還是在施耐德電氣上海的工程師給我了幫助,他提醒(xǐng)我(wǒ)要放置一個DPAC_FULLINIT功能塊。這個功能塊在SE>DPAC庫(kù)中。放上去以後,隻要(yào)連一個INIT。

 

OC_RETRIGGER可以不用連接事件。然後下載下去後,modbusTCP和TM3DM8R-G都工作了(le)。

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使用中的一些小技巧

 

在使用中也發現(xiàn)一些奇(qí)奇怪怪的事情,比如在RES 中無法刪除額外的連線。後來我就不使用HW_Configuration邊上的Mapping,盡量在App 中放(fàng)置所有的功能塊,在本(běn)項目中,App最後改為(wéi):

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自動上電運行(háng)

 

測試完(wán)成後發現(xiàn),M251關(guān)電之後重新上電(diàn),PLC 不會自動運行重新,需(xū)要在EAE中login而(ér)後device run。如何做到自動上電運行(háng)呢?做(zuò)法如下:

 

1.在logical device 中選中M251,右邊的runtime Configuration中有一個boot選項(xiàng)修改為overwrite 。

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2.部署界麵擊右鍵選擇(zé)deploy device configuration

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3.重新部署App。

4.OK

 

結束語

 

整整花了兩天的時間,在施耐德電氣工程師的指導下初步完成了EcoStruxure Automation Expert 硬件M251 PLC 應用測試。感謝(xiè)施耐德電氣的技(jì)術工程師們的幫助。他們(men)總是能夠在我山窮水盡時帶來柳暗花明。

 

通過這個測試,我們更加能夠體會到施耐德電氣EcoStruxure Automation Expert的魅力。在未來的工(gōng)程(chéng)中,隻要使用像M251這樣成熟硬件的小(xiǎo)型PLC就可以實(shí)現一(yī)個IEC61499分布式控製係統,由於采用了開放型現場控製協議,第三方的傳感器(qì),執行部件和遠程IO模塊也可以輕鬆地(dì)連接到IEC61499網絡中。EcoStruxure Automation Expert使一(yī)個長期徘徊在實際應用係(xì)統之(zhī)外的,孤(gū)芳自傲的IEC61499標準走到了自動控製係統(tǒng)的現場(chǎng)。當然軟件的(de)逐(zhú)步完善,文檔,應用指南以(yǐ)及社區交流都非(fēi)常重(chóng)要。

 

下麵我還將進一步地做細節的測試。也希望(wàng)與正在測試(shì)EAE軟件的朋友做交流。

 
 

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