台达RTU-PD01在西门子300PLC中的应用

■王力朝 贾旭飞

〔邯郸金狮棉机有限公司，河北邯郸 056046〕

一、系统简介

邯郸金狮棉机有限公司为中国供销集团控股企业，主要生产轧花、剥绒、籽棉清理、皮棉清理、高密度打包、棉种处理设备、籽棉货场设备七大系列60多个品种规格的棉机产品及机采棉清理加工成套设备,主导产品达到了国内领先水平。因此作为生产厂家，选择一个高精度、高稳定性的控制系统则显得至关重要。经过近些年的努力，金狮棉机机采棉清理加工生产线管控系统已多次更新换代，现今选定以S7-300为主站，研华工控机为上位机，MGCS人机界面为热备上位机，通过PROFIBUS总线将现场分布式I/O设备和主站进行通讯，以及控制柜和操作台组成的控制系统。经长期使用，此控制系统简单、稳定、可靠，正在继续为客户创造更多的效益。

二、系统的简要工艺

金狮棉机机采棉清理加工成套设备工艺主要由散装籽棉喂料系统、棉花异性纤维清理系统、一级烘干及清理系统、二级烘干及清理系统、轧花机组、集棉皮棉加湿及打包系统系统、自动称重及输包系统组成。

机械采摘的棉花经散装籽棉喂料系统均匀连续的打散后，由风力输送管道吸至外吸棉卸料器后落入异性纤维清理机，该设备能有效地清理出籽棉中混有的棉叶、尘土以及毛发、编织袋丝、塑料地膜碎片等异性纤维，减少籽棉中杂质含量。籽棉经异性纤维清理机处理后，可根据籽棉的回潮率确定是否需要经烘干塔进行烘干处理，如不需要，由风力输送管道吸至内吸棉卸料器直接经一级清理、二级清理设备再次清理杂质后，落至配棉绞龙输送到轧花机储棉箱，通过轧花机锯片的钩拉作用将籽棉中纤维拉下产生皮棉，再经皮清机对皮棉清理杂质后，由风力输送管道吸至打包机经过压缩打包成标准重量的棉包。

三、系统构成及RTU-PD001在系统中的应用

整个控制系统主要以西门子300 CPU315-2DP为主站，以工控机和人机界面为上位机，台达RTUPD01作为分布式I/O设备，通过PROFIBUS现场总线和主站通讯。

图1 控制系统简图

在系统中，为达到节能目的，大功率风机均由变频器拖动，管路需要的风量可由上位机调节变频器频率输出控制，同时为了整个系统的信息化、自动化，也采用了多种多种传感器进行检测，如接近开关、漫反射光电开关、火星传感器、PT100等。控制系统中西门子产品不做过多介绍，如果想要了解更多，可参阅相关专业文章或书籍资料。现在重点介绍台达RTU-PD01模块内容，RTU-PD01定义为PROFIBUS DP从站通讯模块，用于将台达Slim系列特殊输入/输出模块、数字量输入/输出模块及标准Modbus设备连接至PROFIBUS DP网络。

四、产品特色

（一）支持PROFIBUS DP周期性数据传输

自动侦测通讯速率最高支持12 Mbps。

（二）自诊断功能

RTU-PD01右侧最多可接8台Slim系列特殊输入／输出模块，及16台数字量输入／输出模块（数字输入和输出点总和最多可达256点）。

RTU-PD01的RS-485通讯口最多可以接16台标准的Modbus从站。

IO数据最大支持100个字节输出，100个字节输入。

RTU-PD01供电电源为直流24 V,PROFIBUS DP通讯接口为西门子标准的DB9接头，使用时西门子PROFIBUS DP总线连接器可以直接插入，

图2

（三）传输电缆为西门子PROFIBUS总线电缆

RTU-PD01地址设定开关用于设置RTU-PD01模块在PROFIBUS DP网络的节点地址。地址设定开关由两个可旋转的旋钮组成，每个旋钮的可旋转范围为0～F。

图3

但要注意RTU-PD01须在断电情况下设置节点地址，完成节点地址设置后，RTU-PD01模块重新上电，RTU-PD01运行时，变更地址设定开关的设定值无效。

硬件配置完成后，还需要在STEP 7编程软件中安装台达RTU-PD01 GSD文件，GSD文件导入后，STEP 7的硬件配置内会显示出RTU-PD01及其配置选项。台达GSD文件包含了在标准PROFIBUS DP主站上配置一个从站所必须的数据信息，包含有供应商的资料、支持的传输速率、以及可使用的I/O信息。

RTU-PD01右侧可以接台达Slim系列特殊输入／输出模块、数字量输入／输出模块，其RS-485通讯口可以接标准Modbus设备，这样Modbus设备可以方便地接入PROFIBUS DP网络。RTU-PD01有许多选项可供用户选择，大大提高了RTU-PD01使用的灵活性。

本控制系统中，其中的一个分布式I/O从站如图4所示,2个32位数字量输入模块，1个8输入8输出混合模块，3个32位数字量输出模块，RS-485通讯口接有3个Modbus从站。

图4

该分布式I/O从站，在STEP 7的硬件配置中生成的地址如下：

图5

其它分布式I/O从站与其相似，只是模块数量、种类不同，不再列举。

五、应用体会

通过对RTU-PD01从站通讯模块的使用，使笔者对台达工业自动化产品有了深刻的认识和体会，数字量模块、模拟量模块都达到了控制要求，验证了其在工业现场的可靠性，灵活性以及方便易用性。尤其是RS-485通讯口可以连接标准的Modbus从站设备进行通讯，现在好多变频器和检测仪表都是用modbus协议通信的，控制总线却是profibus协议，这样的情况下两者就不能正常通讯了。而RTU-PD01就很好地解决了这个问题，不用再增加其他的硬件成本，实现了降本增效。