S系列I/O前端与组态王
- 关键词：s7-200,组态王,电机,流量计
S系列I/O前端是本公司基于多年制造经验与技术积累，充分考虑工业现场采集与控制的实际需要，采用最新微电子与微处理器技术研制生产的高性能I/O前端。S系列I/O前端具有模拟信号输入（AI）、模拟信号输出（AO）、开关量输入（DI）、开关量输出（DO）等功能，规格多样，RS485总线通讯接口，标准MODBUS协议，通用而非专用的驱动程序，设置测试简捷，使用方便，性价比优越，是各种工业现场信号数据进出计算机的快捷通道。且适配于国内外各种组态软件。
S系列I/O前端有以下型号：
S1104 4路混接（标准电压、标准电流、热阻、热偶）输入，工程量值，8路报警继电器输出。
S1108 8路混接（标准电压、标准电流、热阻、热偶）输入，工程量值，4路报警继电器输出。
S1116 16路混接（标准电压、标准电流、热阻、热偶）输入，工程量值。
S1204 4路两线制(4～20mA)变送器专用输入，直接挂接变送器，工程量值，8路报警继电器输出。
S1208 8路两线制(4～20mA)变送器专用输入，直接挂接变送器，工程量值，8路报警继电器输出。
S1216 16路两线制(4～20mA)变送器专用输入，直接挂接变送器，工程量值。
S1316 16路开关信号输入，8路开关量信号输出。
S1332 32路开关信号输入。
S1416 16路开关信号输出。
S1504 4路隔离模拟信号输出(4～20mA)，8路开关信号量输出。
组态王是北京亚控科技发展有限公司开发生产的常用组态软件，下面就S系列I/O前端与组态王的通讯连接介绍如下：
S系列I/O前端与组态王连接大致有两种方式，一种是直接连接方式，另一种是间接连接方式。
直接连接方式
直接连接方式是S系列I/O前端通过串行总线（RS485）、MODBUS 协议直接与组态王连接。
间接连接方式
间接连接方式是以PLC可编程控制器（例如西门子S7-200）为通讯管理器和控制CPU，S系列I/O前端为输入输出模块，间接与组态王连接。在间接连接方式时组态王软件不直接与S系列I/O前端打交道，而是与PLC的内存数据变量中的I/O数据映射区打交道。驱动程序使用PLC的驱动程序，即可在S系列I/O前端上完成相应的输入输出工作。此种方式的好处是可以减轻主机的通讯负担，并使整套系统可利用PLC的编程能力和可靠性使之具有某些脱离上位机运行的可能，避免或减轻因使用WINDOWS上位机平台较易出现死机和上位机崩溃的烦恼。间接连接的具体使用方法参见本公司的《S系列I/O前端与可编程控制器的连接》。
下面就S系列I/O前端与组态王的直接连接予以说明， S系列I/O前端与组态王的连接是一项不复杂的连接工作，基本上有如下几步：设置S系列I/O前端；在组态王的当前运行项目下定义计算机的通讯口；定义连接的外部设备（如S系列I/O前端的S1108）；定义每个I/O通道对应的变量地址及工况参数；变量的动画连接等工作。
连接要点及注意事项
● 运行组态王的计算机与S系列I/O前端的通讯连接方式为主从式，计算机为主，S系列I/O前端为从。
● 确定组态王与S系列I/O前端的通讯速率，例如9600bps。
● 普通PC机串行口为RS232，S系列I/O前端的通讯接口为RS485，因此在计算机侧应加装RS232/RS485转换器（如本公司的S9101）。
● 用户在连接之前，应使用S系列I/O前端设置测试程序《XMH_SIOSET》，将S系列I/O前端的站址设置好，并将通讯速率设置为约定好的通讯速率，通信协议为MODBUS。对于模拟量而言，整型请选择为MODBUS（I），浮点请选择为MODBUS（F1）或MODBUS（F2）。S系列I/O前端的其它参数，用户根据现场实际工况自行设置。
● 用户可使用S系列I/O前端设置测试程序《XMH_SIOSET》，对已连接完毕的系统硬件环境进行测试,以确定硬件连接无误,并可进行相应的功能和精度核查。
● 如有多个S系列I/O前端请用RS485总线(屏蔽双绞线)，将所有S系列I/O前端串接在一起，再与计算机侧的RS485接口相连。
● 计算机与S系列I/O前端的通讯电缆连接对应表（以S9101单路隔离RS232/RS485转换器为例）
RS232通讯线 计算机的COM 口（九芯） S9101的RS232侧
2 （RXD） -------------- 3 （TXD ）
3 （TXD） -------------- 2 （RXD）
5 （GND） -------------- 5 （GND）
RS485通讯线 S9101的RS485侧 S系列I/O前端的接线端子
1号站 2号站 N号站
1 （RS485 A ） --- 37 ----- 37 -------------- 37 （RS485 A ）
2 （RS485 B ） --- 36 ----- 36 -------------- 36 （RS485 B ）
3 （RS485 地） --- 35 ----- 35 -------------- 35 （RS485 地）
以组态王连接4个S系列I/O前端的某工程为例，S 系列I/O前端型号分别为S1104、S1108、S1316、S1504，对应站址为1、2、3、4，通讯协议对应为MODBUS（I）、MODBUS（F2）、MODBUS、MODBUS，通讯速率为9600 bps，连接于COM1口。
● 在组态王环境中，定义PC机与S系列I/O前端相连接的通讯口（以串口COM1为例）打开新建工程，出现工程浏览器画面，从左侧系统树中选择“设备”，处双击“COM1”，出现设置串口COM1画面（如图1），按照与S系列I/O前端约定的通讯速率，设置COM1口。设置如下：通讯速率为约定（例如9600bps）、无校验、8位数据位、1位停止位、RS485通讯方式。
● 在组态王环境中，定义PC机通讯口下的连接设备（以串口COM1为例）
S系列I/O前端的通讯协议为标准的莫迪康公司的MODBUS—RTU协议，协议的具体细节用户可忽略，确定各种输入输出信号对应的寄存器地址即可完成输入输出的管理。
定义外部设备步骤如下：
通讯口设置完成后，点击画面右侧的“新建”，出现设备配置向导（如图2）画面，按提示将COM1口连接设备设置为PLC的莫迪康MODBUS（RTU）的串行方式（S系列I/O前端的通讯协议为标准的莫迪康公司的MODBUS—RTU协议），命名第一个外部连接设备如“S1104A”，在设备地址中输入所要连接的S系列I/O前端的通讯站址（如所连接的S1104的通讯地址为01，则将连接设备“S1104”的设备地址中输入1），串行口连接为COM1，通信故障恢复参数可使用系统默认。重复以上操作对剩下的设备进行设置，外部连接设备命名可分别为“S1108A”、“S1316A”、“S1504A”，通讯站址分别对应为2、3、4。
● 通道参数定义 在工程浏览器的左侧树形结构中选择“数据库”中“数据词典”，右侧双击“新建”，弹出定义变量对话框（如图3）。因各种设备的信号输入、输出类型不同，现对各种类型输入、输出信号的参数定义分别说明：
整型模拟量输入
整型模拟量输入对应的寄存器地址为3xxxx，从30001开始，每个寄存器地址对应一个整型模拟量输入通道，N个通道占用N个寄存器，到30000+N为止。
以S1104为例，因为其通讯协议为MODBUS（I）。S1104要求定义4个变量，名称可分别设置为S1104-1、S1104-2、S1104-3、S1104-4；4个变量的变量类型全部设置为“I/O实数”；连接设备全部为“S1104A”；4个变量各占用1个寄存器，寄存器地址是连续的，地址分别为 30001、30002、30003、30004；数据类型全部为“INT”；读写属性为“只读”；按照实际的工程量标度设置变量的最大、最小值，工程单位、报警值、历史数据是否记录以及报警安全区、允许DDE数据交换等，将以上数据如实填写到需定义的变量中。（参见图3）。
浮点模拟量输入
浮点模拟量输入对应的寄存器地址为8xxxx，从80001开始，每两个寄存器地址对应一个浮点模拟量输入通道，N个通道占用2N个寄存器，到80000+2N为止。。
MODBUS（F1）：MODBUS（F1）为发送数据为浮点数的块传送MODBUS协议，每通道数据占用4字节（例0.41的浮点格式为0X3ED1EB85，发送顺序为0XEB，0X85，0X3E，0XD1）。
MODBUS（F2）：同MODBUS（F1），只是浮点数据发送顺序不同（例0.41的浮点格式为0X3ED1EB85，发送顺序为0X3E，0XD1，0XEB，0X85）。
以S1108为例，其通讯协议为MODBUS（F2）。S1108有8个模拟量输入通道，名称可分别设置为S1108-1、S1108-2、S1108-3、S1108-4、S1108-5、S1108-6、S1108-7、S1108-8；8个通道对应变量的变量类型设置全部为“I/O实数”；连接设备全部为“S1108A”；由于浮点数据要占用两个寄存器，所以8个变量的寄存器地址是间隔的，分别为 80001、80003、80005、80007、80009、80011、80013、80015；数据类型全部为“FLOAT”；读写属性为“只读”；按照实际的工程量标度设置变量的最大、最小值，工程单位、报警值、历史数据是否记录以及报警安全区、允许DDE数据交换等，将以上数据如实填写到需定义的变量中。
当通讯协议为MODBUS（F1）时，需另外设置一个I/O变量，寄存器为SWAP，数据类型为UINT，读写属性。
开关量输入
开关量输入对应的寄存器地址为1xxxx，从10001开始，每个寄存器地址对应一个开关量输入通道，N个通道占用N个寄存器，到10000+N为止。
以S1316为例（16个开关量输入信号），名称可分别设置为 S1316-1、S1316-2••••••S1316-16；变量类型全部设置为“I/O离散”；连接设备全部为“S1316A”；16个变量各占用1个寄存器，寄存器地址是连续的，地址分别为 10001、10002、••••••10016；数据类型为 “bit”；读写属性为“只读”；按<