一文解析 | S7-1200/1500 PLC與溫度傳感器的IO-Link通信

有一臺設(shè)備，控制器是西門子的S7-1200/1500 PLC，溫度傳感器是Pt100，適配器是0AC041，Pt100連接到0AC041，0AC041將溫度信號自動換換成IO-LINK通信的信號，傳送給CM 4×IO-Link模塊，PLC中實時顯示溫度數(shù)值。設(shè)計原理圖并編寫程序。

通過完成此任務(wù)，掌握西門子S7-1200/1500 PLC與溫度傳感器的IO-Link通信實施的全過程。

1.設(shè)計電氣原理圖

S7-1200 /1500 PLC與溫度傳感器的IO-Link通信有兩種常用的方案，方案1：采用S7-1200 /1500 PLC的擴展模塊做主站，適配器是0AC041（國產(chǎn)優(yōu)秀的工控產(chǎn)品，性能穩(wěn)定可靠），作為IO-LINK設(shè)備。原理圖如圖1所示。適配器0AC041的IO-LINK通信接口的針腳定義為：1為電源+24V，3為電源0V，即CM 4×IO-Link模塊向適配器模塊供電，4是信號線。適配器0AC041的傳感器接口是四線式接法，如傳感器是三線式的，則需要在4號針腳上增加一根短接線。

圖1?原理圖-方案1

方案2：S7-1200 /1500 PLC與IO-LINK主站模塊FNI PNT-509進行PROFINET通信，主站模塊與適配器0AC041進行IO-LINK通信，原理圖如圖2所示。方案1適合集中控制場合，方案2適合分布式控制場合。

圖2?原理圖-方案2

3.硬件組態(tài)

（1）方案1

1）新新建項目“IO-LINK”，添加CPU1512SP-1PN和CM 4×IO-Link模塊，如圖3所示，在設(shè)備概覽中可以查看到通道數(shù)據(jù)地址，第一通道的地址為IW0，第二通道的地址為IW2，以此類推。

圖3?新建項目（1）

2）導入IODD。如圖4-95所示，選中標記“2”處的CM 4×IO-Link模塊，右擊，在彈出的快捷菜單中，單擊“起動設(shè)備工具”菜單，彈出S7-PCT工具界面，如圖4所示。由于傳感器與通道1相連，因此將“1”處的IODD拖拽到“2”處，然后單擊“Load”按鈕，將配置下載到PLC中。

圖4?下載到PLC

（2）方案2

1）新建項目。新建項目“IO-LINK-1”，添加CPU1214C模塊，如圖5所示。

圖5 新建項目（2）

2）網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。如圖6所示，在網(wǎng)絡(luò)視圖中，將標記“2” 處的FNI PNT-509-105-M拖拽到標記“3”處釋放；將標記“4”處的綠色窗口拖拽到標記“5”處綠色窗口釋放，實際就是PROFINET網(wǎng)絡(luò)連接。雙擊“2”處的的FNI PNT-509-105-M模塊，彈出如圖7所示的界面。

圖6 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)

圖7?主站模塊組態(tài)

（3）主站模塊組態(tài)。如圖7所示，將標記“1” 處的2個輸入字節(jié)拖拽到標記“2”處釋放，這個地址IW68實際就是溫度數(shù)據(jù)的存儲地址；將標記“3” 處的傳感器短路狀態(tài)字到標記“4”處釋放，通過監(jiān)控這個字節(jié)IB2，即可監(jiān)控8個通道是否短路；將標記“5” 處的傳感器診斷狀態(tài)字到標記“6”處釋放，通過監(jiān)控這個字節(jié)IB3，即可監(jiān)控8個通道是否有故障。這里的地址在編程時都要用到。

4.編寫程序

（1）方案1的程序

先創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊，如圖2所示。

由于通道1的地址是IW0，IW0中采集到的數(shù)據(jù)是整數(shù)，是實際溫度數(shù)值乘100，取整數(shù)。所以要得到實際溫度數(shù)值，先將IW0轉(zhuǎn)換成浮點數(shù)，再除100.0，得到溫度的真實數(shù)值。程序如圖8所示。

圖8 數(shù)據(jù)塊DB1

圖9?方案1程序

（2）方案2的程序

IB2的8位，對應(yīng)8個通斷的短路，所以只要有1個通道短路，IB2大等于1，PLC上指示燈Q0.0報警，主站模塊上對應(yīng)的指示燈變?yōu)榧t色。IB3的8位，對應(yīng)8個通斷的故障，所以只要有1個通道有故障，IB3大等于1，PLC上指示燈Q0.1報警，主站模塊上對應(yīng)的指示燈變?yōu)榧t色。程序如圖10所示。

圖10?方案2程序

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撰? 稿? 人：楊健亭責任編輯： 李馨馨審? 核? 人：曹新宇