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西门子S7-1200 紧凑型PLC在当前的市场中有着广泛的应用，作为经常与SENTRON PAC3200系列仪表共同使用的PLC，其Modbus通信协议的使用一直在市场上有着非常广泛的应用。本文将主要介绍如何使用Modbus 通信协议来实现S7-1200与SENTRON PAC3200仪表的通信。
1．西门子SENTRON PAC3200 仪表介绍
西门子的SENTRON PAC3200多功能电力仪表是一种用于面板安装的仪表，可用来计量、显示配电系统多达50个测量变量，例如电压、电流、功率、有功功率、频率以及***大值、***小值和平均值。中文大屏幕图形液晶显示使用户可远距离读表。PAC3200仪表如下图所示。
图1:仪表PAC3200 电 话：18221796961（同微信号）
1.1 SENTRON PAC3200 MODBUS RTU通信扩展模块介绍
PAC3200多功能仪表的本体没有MODBUS RTU通信的功能，如果希望将PAC3200作为从站连接到MODBUS RTU网络与主站进行数据交换必须选用外部扩展通信模块――SENTRON PAC RS485模块。(注意: PAC RS485 扩展模块使用错误的固件版本时将不能工作
SENTRON PAC3200 电力监测设备的固件版本***低应为FWV2.0X。 较早的版本不支持
PAC RS485 扩展模块。)该扩展模块具有下列性能特点：
? 可通过设备正面设置参数
? 即插即用
? 支持 4.8/9.6/19.2 以及 38.4 KBd 通信传输速率
? 通过6针螺钉端子接线
? 不需要外接辅助电源
? 通过模块上的 LED 显示状态
西门子S7-1200DI模块代理商西门子S7-1200DI模块代理商西门子S7-1200DI模块代理商
PAC3200 MODBUS RTU通信扩展模块如下图所示。
（1） 通信接线端子
（2） 安装螺钉
（3） 通风口
（4） LED
图2:PAC3200 MODBUS RTU 通信模块
1.2 SENTRON PAC3200 MODBUS RTU通信扩展模块的接线
SENTRON PAC3200 MODBUS RTU通信扩展模块的接线如下图所示
图3:PAC3200 MODBUS RTU 通信模块的接线图
1. 将电缆连接到端子排上相应的螺栓端子。
2. 将电缆屏蔽层的一端连接到保护性接地PE。
3. 将信号公共端连接到保护性接地。 这样也使得扩展模块接地。
4. 在*个和***后一个通信节点上，在号和负信号之间接入总线端接电阻器。 为
此，PAC RS485 扩展模块中集成了一个120 Ohm 的总线端接电阻器。 如果需要其它
电阻值，请使用外部总线端接电阻器。 将它连接到*个和***后一个通信节点。
下图是SENTRON PAC3200仪表与S7-1200进行MODBUS RTU 通信的接线图。
图4:S7-1200与PAC3200进行MODBUS RTU 进行通信的接线图
3．硬件需求
S7-1200 PLC目前有3种类型的CPU：
1）S7-1211C CPU。
2）S7-1212C CPU。
3）S7-1214C CPU。
这三种类型的CPU都可以使用MODBUS通信协议通过通信模块CM1241 RS485来实现S7-1200与PAC3200仪表的通信。
本例中使用的PLC硬件为：
1）PM1207电源 ( 6EP1 332-1SH71 )
2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )
3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0XB0 )
4) 模拟器 ( 6ES7 274 -1XH30 -0XA0 )
本例中使用的PAC3200仪表硬件为：
1） PAC3200 （7KM2112-0BA00-3AA0）
2） MODBUS RTU 模块 （7K***300-0AB00-0AA0）
3） MODBUS 通信电缆 ( 6XV1830-0EH10)
S7-1200 PLC作为MODUBUS 主站 与PAC3200 进行MODBUS RTU 通信的控制原理如下图所示：
图10：S7-1200 PLC作为MODUBUS 主站 与PAC3200 进行MODBUS RTU 通信原理
S7-1200 PLC还可以作为MODBUS子站与作为MODBUS主站之间的PLC进行MODBUS RTU通信，其控制原理如下图所示：
图11：S7-1200 PLC作为MODBUS子站与作为MODBUS主站之间的PLC进行MODBUS RTU的通信原理
每个S7-1200 CPU***多可带3个通信模块，而每个CM1241 RS485通信模块理论上***多支持247个MODBUS子站。但是在实际应用时需要考虑CPU的性能以及轮循MODBUS子站的时间。
6. 2 S7 1200 PLC与PAC3200通过MODBUS RTU通信的编程
S7-1200 提供一条长度为2.0m 的扩展电缆，用于连接安装在扩展机架上的*** 12XX IO 模块。一个S7-1200 CPU***多使用一根扩展电缆。
电缆订货号为： 6ES7 290-6AA30-0xA0
电缆长度：2.0m
描述：
本条目说明如何设置消息接收的结束条件，并适用于 S7-1200 和 S7-1500 的所有串口通信模块和通信板。
说明：
本说明描述了如何使用'Carriage Return' (16#0D) 和 'Line Feed' (16#0A) 字符结束消息。'Carriage Return' 和 'Line Feed' 在Microsoft Windows 中组合使用，用于结束一行。按下面步骤设置消息接收的结束条件：
- 打开配置模块的属性。
- 在 “ [协议] > 组态所接收的消息 > 消息结束 ” 处的***下面。
图. 01
- 可***多选择 5 个字符作为结束条件 。
例如：
若勾选上***后两个字符，字节为16#0D (Carriage Return, CR) 和 16#0A (Line Feed, LF) ，做如下设置：
图. 02
注意
大多数串口通信模块已经支持如3964(R) 或 ASCII这样的标准协议。此外，驱动程序可以被装载，以用于不同的串口通信模块。建议采用这种方法。
像3964(R)这样的协议具有一个 DLE (Data link Escape, 数据通信换码16#10), 结束字符后是ETX (End of Text, 文本结束 16#03). 协议由一个可变的校验和结束 (BCC).
如果设置倒数第三个字节为16#10 (DLE)作为结束ID，且设置倒数第二个字节为16#03 (ETX)，但是***后一个字节作为变量，那么进行如下设置。
图 03
西门子S7-1200 紧凑型PLC在当前的市场中有着广泛的应用，由于其性价比高，所以常被用作小型自动化控制设备的控制器，这也使得它经常与Modbus仪表（扫描枪、打印机等设备进行通讯。因为没有第三方Modbus仪表，这里就以S7-200作为第三方的仪表为例介绍Modbus通讯。
1．控制系统原理
图1:通讯系统原理
2．硬件需求
S7-1200 PLC目前有3种类型的CPU：
1）S7-1211C CPU。
2）S7-1212C CPU。
3）S7-1214C CPU。
这三种类型的CPU***多都可以连接三个串口通信模版。
本例中使用的PLC硬件为：
1）PM1207电源 ( 6EP1 332-1SH71 )
2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0xB0 )
3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0xB0 )
4）CPU224XP （6ES7 214-2AD23-0xB0）
3．软件需求
1) 编程软件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)
2）编程软件 STEP 7 MicroWIN； Modbus库软件选项包
适用于非防爆应用的交叉管传感器 CD 6 和电缆
这种标准交叉管传感器由相同尺寸的***和检测器组成。***配有一个光缆连接器。激光通过此光缆进行传输。***包括一个光检测器和一个 PCB 板，并通过传感器电缆连接到检测器。
传感器安装在法兰上。避免冷凝和灰尘沉积到传感器窗口上的***容易方式是使用吹扫气，例如，利用仪表空气。必须根据具体应用来选择吹扫方式。因此，可根据相应情况来配置交叉管传感器。应用参考表给出了标准应用适宜吹扫建议。
若要对在吹扫介质中也存在可测量数量的组分进行测量（例如，氧气或水分），需要使用吹扫气体，如氮气、过热工艺蒸汽或类似气体。在这种情况下，由于必须将环境空气从激光光束通路置换出来，通常还需要吹扫传感器头。因此，工艺侧的吹扫与传感器侧的吹扫之间存在差异。
注：对于气体温度高于 600°C 时下的 O2 测量，由于能够补偿空气对测量的影响，因此可将空气作为吹扫介质。
含有氧气的应用（高压）
对于具有更高过程气压的氧气测量（1 到 5 bar），传感器 CD 6 可以使用高压窗口法兰过程连接件。此窗口法兰的标准规格为 DN 65/PN 6、DN 80/PN 16 或ANSI 4"/150 lbs。该过程的光学表面由硼硅玻璃制成。高压窗口法兰可配有窗口吹扫，但没有吹扫管。窗口法兰的可能吹扫模式为“A-C”（在工艺侧无吹扫或适度吹扫）。窗口法兰在交付前已使用过压进行泄漏测试，结果显示泄漏率低于 10-5 mbar·l/s。
如需订购此应用，必须选择***单元的 MLFB 代码和应用代码字母“P”。可通过在 MLFB 数字的第六个位置选择相应代码来选择适用于传感器的过程接口。
下面给出了主要传感器吹扫配置：
以适度流量在工艺侧进行吹扫
例如，选择用于纯气体应用、排放监测、惰性监测。使用针阀（在供货范围内），可在 0 和大约 120 l/min 之间调节吹扫气体流量。
在工艺侧进行适度吹扫
以较高流量在工艺侧进行吹扫
通过省略针阀。在颗粒浓度和/或冷凝物的量较高以及燃烧装置中产生未经净化的烟气的原煤气应用中，应选择这种吹扫。吹扫气体流量通常设置在 200 和 500 l/min 之间（每个传感器头），具体取决于吹扫介质的输入压力。
工艺侧的强力吹扫
以高流量吹扫工艺侧
通过使用鼓风机或干燥工艺蒸汽。供货范围内包括带软管接头的连接头。如果需要高流量蒸汽或仪表空气吹扫，则必须另行订购 Swagelok 接头（选件 A27）。在颗粒浓度和/或冷凝物的量很高的原煤气应用中（例如在燃烧装置的燃烧炉中），应选择这种吹扫。如果没有仪表空气，则可在要求较低的应用中使用鼓风机进行吹扫。在工艺侧，干燥蒸汽可代替氮气用作惰性吹扫气体 (Tmax. 240 °C)。根据吹扫鼓风机或蒸汽压力，每个传感头上的吹扫气流量会自动设置在 500 到 1000 l/min 之间。
在工艺侧使用软管接头进行强力吹扫
传感器侧的吹扫
可在工艺侧与任何吹扫模式结合使用；可以始终在环境空气不能对测量造成影响的情况下选择这种吹扫。将使用不含 O2的气体（进行水分测量时，使用不含 H2O 的气体）连续吹扫传感头内的体积。
注
对于工艺侧的吹扫，可能需要使用单向阀，以确保在吹扫气源发生故障时，工艺气体不会进入吹扫气体管线。采用串级工艺和传感器吹扫时尤其是这种情况，在这两种情况下，不采取这种方式，腐蚀性工艺气体可能进入到传感器外壳内。
采用工艺侧强力吹扫的传感器配置，配有与蒸汽配套的 6 mm 接头以及用于在传感器侧进行吹扫的 N2。
工艺侧所使用的吹扫介质从吹扫气体管中流过，流到工艺气体流中。这些管会延伸到工艺区内几厘米，通常会从侧面接收工艺气体流。这会导致在吹扫气的入口处形成一个楔形区域。因此，工艺气体中的有效测量路径正好为两个吹扫气体入口管端部之间的距离。
交叉管传感器 CD 6选件和附件
传感器对齐套件
包括电池供电的可见光源、配有瞄准器的定心辅助工具以及两个用于打开传感器光路管的钩头扳手。
请注意：传感器对齐套件不是防爆型。
交叉管传感器 CD 6 的安装要求，尺寸单位为 mm
吹扫鼓风机
需要两个吹扫鼓风机来吹扫传感头。可以订购 230 V AC 和 115 V AC 型。
配有吹扫鼓风机的传感器配置
流通池（适用于特殊应用）
用于实现带旁路模式的测量配置。流通池包括一根不锈钢管，其内部表面涂有聚四氟乙烯 (PTFE) 以***大限度降低表面影响。有效测量路径为 1 m 时，内部体积仅为1.2 l，因此，可实现快速气体置换。由于使用相应的 6 mm 接头，样气流可从管末端或宗新流入。可订购以下四种配置的流通池：
- 未加热型，包括墙壁安装用组件
- 未加热型，包括墙壁安装用组件和 19" 外壳，配有输送速率***高为 30 l/min 的空气喷射泵。
- 如上，但可加热***高约 200°C。
- 同上，但是可以加热到约 200 °C 以及安装在带有轮子和集成 19" 框架的机架上
光学带通滤波器（仅限于 O2-CD 6）
用于防止传感器的***中的光敏检测器因红外背景辐射而饱和。用于高温工艺气体的测量 (T > 1000 °C)，或用于测量路径中无法避免地出现火焰的测量。
交叉管传感器 CD 6，中等吹扫（仪器气），订货号 7MB6122-**C1*-0***，尺寸 mm
交叉管传感器 CD 6，中等吹扫（仪器气），订货号 7MB6122-**E1*-0***，尺寸 mm
交叉管传感器 CD 6，吹扫鼓风机，订货号 7MB6122-**G1*-0***，尺寸 mm
交叉管传感器 CD 6，传感器和过程侧鼓风机，订货号 7MB6122-**H1*-0***-Z A27，尺寸 mm
交叉管传感器 CD 6，吹扫鼓风机，订货号 7MB6122-*WC14-2***，尺寸 mm
-
用于样气测量的 CD 6 高压传感器，尺寸 mm
MAXUM edition II 是一种适合具有各种分析可能性之灵活过程应用的通用过程气相色谱仪。MAXUM edition II将各种功能模块与一种灵活烤箱概念相结合，因此，也可以***优方式解决复杂应用。
MAXUM edition II用于化工、石化和炼油的所有门类。其可分析所有生产阶段中的气体和液体的化学成分。MAXUM edition II适合安装在靠近过程或靠近实验室的分析柜中。由于灵活的应用可能性，其可用于分析初始材料、***终产品以及副产品。MAXUM edition II 也可用于许多具有环境措施的应用。
MAXUM edition II 具有极其耐用、专门设计的硬件和软件。它可以自动从过程中提取样本，并注入到色谱分析填充柱中。
凭借其功能强大的软件和硬件，其可满足测量重复性的***高要求，并可在无需人工介入情况下长期运行。使用强大的通信工具，MAXUM（第 II 版）可以把结果发送到过程控制系统中。综合连网设施可用于让几个MAXUM edition II 色谱仪在一个大网络中一起使用。