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施耐德M200 PLC借助于以太網(wǎng)通訊模塊與上位機(jī)通訊實(shí)現(xiàn)觸摸屏監(jiān)控的應(yīng)用配置案例

曹世寧 ? 來(lái)源:jf_04297805 ? 作者:jf_04297805 ? 2025-08-07 09:47 ? 次閱讀
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一、行業(yè)痛點(diǎn)

在鐵路信號(hào)所、牽引變電所或車站監(jiān)控改造項(xiàng)目中,設(shè)計(jì)單位往往選用經(jīng)濟(jì)可靠的施耐德M200系列PLC(如TM200C16R、TM200C40U等)作為現(xiàn)場(chǎng)控制核心。然而,該系列PLC本體只有RS-232/RS-485串行口,沒(méi)有以太網(wǎng)口。面對(duì)“綜合監(jiān)控、遠(yuǎn)程運(yùn)維、數(shù)據(jù)上云”等需求,傳統(tǒng)串口通訊暴露出三大痛點(diǎn):

帶寬低,難以承載大量I/O與故障錄波數(shù)據(jù);

距離受限,無(wú)法滿足站段之間光纖環(huán)網(wǎng)的拓?fù)湟螅?/p>

上位機(jī)、觸摸屏、第三方電能質(zhì)量?jī)x等多主站同時(shí)訪問(wèn)時(shí),串口沖突頻發(fā),維護(hù)困難。因此,為M200 PLC增加穩(wěn)定、高速的以太網(wǎng)接口成為項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵。

二、解決方案

經(jīng)過(guò)多方比選,項(xiàng)目最終采用捷米特JM-ETH-SC以太網(wǎng)通訊處理器為M200 PLC“續(xù)接網(wǎng)口”。該模塊具有以下特點(diǎn):
?適用機(jī)型:施耐德Quantumn、Premium、M200、M218、M221、M241、M238、M251等全系列PLC;
?協(xié)議轉(zhuǎn)換:內(nèi)置ModbusRTU?ModbusTCP協(xié)議棧,非透?jìng)?,效率高?br /> ?多主站:最多支持6臺(tái)上位機(jī)同時(shí)讀寫;
?雙接口:一端以太網(wǎng)(RJ45),另一端串口(RS-232或RS-485訂貨時(shí)選定);
?零編程:PLC側(cè)無(wú)需編寫通訊程序,地址自動(dòng)映射;
?易配置:支持Web頁(yè)面、專用配置工具兩種方式;
?不占用PLC編程口,調(diào)試與監(jiān)控可并行進(jìn)行。

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三、系統(tǒng)拓?fù)?/p>

現(xiàn)場(chǎng)層
?施耐德M200 PLC(型號(hào)TM200C40U)負(fù)責(zé)采集軌道電路狀態(tài)、道岔位置、溫濕度、煙霧等200余點(diǎn)I/O信號(hào)。
?JM-ETH-SC(RS-485版本)PLC以太網(wǎng)模塊通過(guò)9針D-Sub口與PLC編程口相連,波特率設(shè)為115200bps。

監(jiān)控層
?觸摸屏:威綸通MT8071iE,通過(guò)ModbusTCP讀取PLC數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)就地HMI。
?上位機(jī):兩臺(tái)研華工控機(jī)運(yùn)行組態(tài)王7.5,一臺(tái)用于調(diào)度室實(shí)時(shí)監(jiān)控,一臺(tái)用于工程師站歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

網(wǎng)絡(luò)層
?JM-ETH-SC以太網(wǎng)模塊的RJ45口接入車站千兆工業(yè)環(huán)網(wǎng)交換機(jī),環(huán)網(wǎng)采用RSTP冗余協(xié)議。
?調(diào)度中心通過(guò)既有MPLSVPN專線,與12個(gè)車站形成星-環(huán)混合拓?fù)洹?/p>

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四、實(shí)施過(guò)程

硬件安裝
a.斷電后,將JM-ETH-SC施耐德以太網(wǎng)模塊卡扣在DIN導(dǎo)軌上,RS-485端子對(duì)應(yīng)PLC編程口(COM1)A、B、SG。
b.以太網(wǎng)口通過(guò)超五類屏蔽網(wǎng)線接入交換機(jī),指示燈LINK常亮、ACT閃爍表示物理連接正常。

參數(shù)配置
a.在瀏覽器輸入模塊默認(rèn)IP192.168.1.254,進(jìn)入Web配置界面;
b.設(shè)置模塊IP為192.168.100.20/24,網(wǎng)關(guān)指向車站三層交換機(jī);
c.在“串口參數(shù)”頁(yè)選擇ModbusRTU,從站地址1,波特率115200,8E1;
d.在“Modbus映射”頁(yè)確認(rèn):
?Q區(qū)→線圈00001起
?I區(qū)→離散輸入10001起
?MW區(qū)→輸入寄存器30001起
?VW區(qū)→保持寄存器40001起;
e.保存并重啟模塊。

PLC側(cè)設(shè)置
?在SoMachineBasic中,只需在“通訊”選項(xiàng)里啟用ModbusRTUSlave,地址1,其他參數(shù)與模塊一致。
?變量表直接使用%M、%MW等內(nèi)部地址,無(wú)需額外通訊程序。

觸摸屏配置
?在EasyBuilderPro中添加ModbusTCP驅(qū)動(dòng),IP填192.168.100.20,端口502;
?讀取道岔狀態(tài):40001.0(對(duì)應(yīng)VW0),寫入風(fēng)機(jī)啟停:00010(對(duì)應(yīng)Q0.7)。

上位機(jī)組態(tài)
?組態(tài)王設(shè)備向?qū)е羞x擇“ModbusTCP”,填入IP與端口;
?通過(guò)批量導(dǎo)入標(biāo)簽,將300余個(gè)I/O點(diǎn)一次性映射完成;
?啟用“斷線緩存”功能,網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)PLC數(shù)據(jù)先寫入本地SQLite,恢復(fù)后自動(dòng)補(bǔ)傳。

五、運(yùn)行效果

通訊速率:以太網(wǎng)端實(shí)測(cè)吞吐8.7MB/s,比原115200bps串口快700倍,刷新2000點(diǎn)變量?jī)H需200ms。

多主站:調(diào)度室、工程師站、觸摸屏三臺(tái)設(shè)備同時(shí)在線,連續(xù)72h壓力測(cè)試無(wú)丟包。

易維護(hù):模塊支持Web遠(yuǎn)程升級(jí),現(xiàn)場(chǎng)人員無(wú)需拆機(jī)即可更新固件;PLC程序在線修改時(shí),監(jiān)控畫面不中斷。

擴(kuò)展性:后續(xù)若接入電能質(zhì)量?jī)x、煙感主機(jī),只需在環(huán)網(wǎng)內(nèi)新增節(jié)點(diǎn),無(wú)需改動(dòng)PLC程序。

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六、總結(jié)
通過(guò)捷米特JM-ETH-SC施耐德以太網(wǎng)通訊模塊,施耐德M200 PLC在不增加任何編程工作量的前提下,實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)高速通訊、多主站并發(fā)訪問(wèn)和遠(yuǎn)程維護(hù)功能,徹底解決了鐵路監(jiān)控系統(tǒng)“無(wú)網(wǎng)口、難擴(kuò)展、難運(yùn)維”的痛點(diǎn)。該方案已在本線12個(gè)車站批量復(fù)制,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,為后續(xù)智慧車站、能源管理等信息化項(xiàng)目奠定了堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

(具體內(nèi)容配置過(guò)程及其他相關(guān)咨詢可聯(lián)系楊工。)

審核編輯 黃宇

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    <b class='flag-5'>施耐德</b> <b class='flag-5'>PLC</b> 轉(zhuǎn)<b class='flag-5'>以太網(wǎng)</b>:案例展示與經(jīng)驗(yàn)交流