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西門子PLC的兩種網(wǎng)絡(luò)連接器介紹 上海詩幕自動化設(shè)備y

 利用西門子提供的兩種網(wǎng)絡(luò)連接器可以把多個設(shè)備很容易的連到網(wǎng)絡(luò)中。兩種連接器都有兩組螺釘端子 



 ，可以連接網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出。一種連接器僅提供連接到CPU的接口，而另一種連接器了一個編程接 



 口。兩種網(wǎng)絡(luò)連接器還有網(wǎng)絡(luò)偏置和終端偏置的選擇開關(guān)，該">開關(guān)在ON位置時的內(nèi)部接線圖，在OFF位置 



 時未接終端電阻。接在網(wǎng)絡(luò)端部的連接器上的開關(guān)應(yīng)ON位置。如下圖所示： 



 圖1網(wǎng)絡(luò)連接器 



 帶有編程器接口的連接器可以把SIMATIC編程器或操作員面板接到網(wǎng)絡(luò)中，而不用改動現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)連接。 

 型號參數(shù)選擇： 



 中 央 處 理 單 元 CPU 



 6ES7312-1AE13-0AB0 CPU312，32K工作內(nèi)存，位操作時間0.2μs，DI/DO***256點，AI/AO***64點 



 6ES7312-5BE03-0AB0 CPU312C，32K工作內(nèi)存，位操作時間0.2μs，集成10DI/6DO,2通道高速計數(shù)，2通 



 道PWM輸出，2通道測量，PID調(diào)節(jié)；DI/DO***256點，AI/AO***64點，1個40針前連接器（另購） 



 6ES7313-5BF03-0AB0 CPU313C，64K工作內(nèi)存，位操作時間0.1μs，集成24DI/16DO，4AI/2AO,3通道高速 



 計數(shù)，2通道PWM輸出，2通道測量，PID調(diào)節(jié)；DI/DO***1016/1008點，AI/AO***253/250點，2個40針 



 前連接器（另購） 



 6ES7313-6BF03-0AB0 CPU313C-2PtP，64K工作內(nèi)存，位操作時間0.1μs，RS485點對點接口，集成 



 16DI/16DO，3通道高速計數(shù)，2通道PWM輸出，2通道測量，PID調(diào)節(jié)；DI/DO***1008點，AI/AO***248 



 點，1個40針前連接器（另購） 



 6ES7313-6CF03-0AB0 CPU313C-2DP，64K工作內(nèi)存，位操作時間0.1μs，PROFIBUS-DP主/從接口，集成 



 16DI/16DO，3通道高速計數(shù)，2通道PWM輸出，2通道測量，PID調(diào)節(jié)；DI/DO***1008點，AI/AO***248 



 點，1個40針前連接器（另購） 



 6ES7314-1AG13-0AB0 CPU314，96K工作內(nèi)存，位操作時間0.1μs，DI/DO***1024點，AI/AO***256點 



 6ES7314-6BG03-0AB0 CPU314C-2PtP，96K工作內(nèi)存，位操作時間0.1μs，RS485點對點接口，集成 



 24DI/16DO，4AI/2AO，4通道高速計數(shù)，4通道PWM輸出，4通道測量，PID調(diào)節(jié)，一軸定位功能； 



 DI/DO***1016/1008點，AI/AO***253/250點，2個40針前連接器（另購） 



 6ES7314-6CG03-0AB0 CPU314C-2DP, 96K工作內(nèi)存，位操作時間0.1μs，PROFIBUS-DP主/從接口，集成 



 24DI/16DO，4AI/2AO,4通道高速計數(shù)，4通道PWM輸出，4通道測量，PID調(diào)節(jié)，一軸定位功能； 



 DI/DO***1016/1008點，AI/AO***253/250點，2個40針前連接器（另購） 



 6ES7315-2AG10-0AB0 CPU315-2DP, 128K工作內(nèi)存，位操作時間0.1μs，PROFIBUS-DP主/從接 



 口,DI/DO***16384點(集中式1024點)，AI/AO***1024點（集中式256點） 



 6ES7315-2EH13-0AB0 CPU315-2PN/DP， 256K工作內(nèi)存，位操作時間0.1μs，PROFIBUS-DP主/從接 



 口,PROFINET接口 DI/DO***16384點(集中式1024點)，AI/AO***1024點（集中式256點） 



 6ES7317-2AJ10-0AB0 CPU317-2DP，512K工作內(nèi)存，位操作時間0.05μs，PROFIBUS-DP主/從接 



 口,DI/DO***65536點(集中式1024點)，AI/AO***4096點（集中式256點） 



 6ES7317-2EK13-0AB0 CPU317-2PN/DP，512K工作內(nèi)存，位操作時間0.05μs，PROFIBUS-DP主/從接 



 口,PROFINET接口DI/DO***65536點(集中式1024點)，AI/AO***4096點（集中式256點）  



 S7-300系列主機包括CPU312、CPU313、CPU314、CPU315-2DP等，價格低，交貨速度快 

 

  



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  SIEMENS 可編程控制器 



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 節(jié) PLC概念
1、PLC的基本概念
可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大過了邏輯控制的范圍，因此，這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC 
2、PLC的基本結(jié)構(gòu) 
PLC實質(zhì)是一種于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，如圖所示：
a. 處理單元(CPU)
處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)PLC投入運行時，首先它以掃描的接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，總線后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。
為了進一步PLC的可*性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余，或采用三CPU的表決式。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個仍能正常運行。
b、存儲器
存放的存儲器稱為程序存儲器。
存放應(yīng)用的存儲器稱為用戶程序存儲器。
C、電源 
PLC的電源在整個中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可*得電源是無常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。
3、PLC的工作原理
一. 掃描技術(shù)
當(dāng)PLC投入運行后，其工作一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。
(一) 輸入采樣階段
在輸入采樣階段，PLC以掃描依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖，則該脈沖的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
(二) 用戶程序執(zhí)行階段
在用戶程序執(zhí)行階段，PLC是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。
即，在用戶程序執(zhí)行中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。
(三) 輸出刷新階段
當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是PLC的真正輸出。
比較下二個程序的異同：
程序1：
程序2：
這兩段程序執(zhí)行的結(jié)果完全一樣，但在PLC中執(zhí)行的卻不一樣。
※ 程序1只用一次掃描周期，就可完成對%M4的刷新；
※ 程序2要用四次掃描周期，才能完成對%M4的刷新。
這兩個例子說明：同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，也可以看到：采用掃描用戶程序的運行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。
一般來說，PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時間的和。
二. PLC的I/O響應(yīng)時間
為了增強PLC的抗能力，其可*性，PLC的每個開關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù)。
為了能實現(xiàn)繼電器控制線路的硬邏輯并行控制，PLC采用了不同于一般微型計算機的運行(掃描技術(shù))。
以上兩個主要原因，使得PLC得I/O響應(yīng)比一般微型計算機構(gòu)成的工業(yè)控制滿的多，其響應(yīng)時間至少等于一個掃描周期，一般均大于一個掃描周期甚至更長。
所謂I/O響應(yīng)時間指從PLC的某一輸入變化開始到有關(guān)輸出端的改變所需的時間。其總線短的I/O響應(yīng)時間與總線長的I/O響應(yīng)時間如圖所示： 
第(n-1)個
掃描周期
總線短I/O響應(yīng)時間：
總線長I/O響應(yīng)時間
SIEMENS PLC在的產(chǎn)品，根據(jù)規(guī)模和性能的大小，主要有 S7-200 S7-300 和S7-400三種，下面就簡單介紹一下該三種產(chǎn)品的一些特性。
S7-200
針對低性能要求的摸塊化小控制，它總線多可有7個模塊的擴展能力，在模塊中集成背板總線，它的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接有RS-485通訊接口和Profibus兩種，可通過編程器PG訪問所有模塊，帶有電源、CPU和I/O的一體化單元設(shè)備。
其中的擴展模塊（EM）有以下幾種：數(shù)字量輸入模塊（DI）——24VDC 和 120/230VAC；數(shù)字量輸出（DO）——24VDC 和 繼電器；模擬量輸入模塊（AI）——電壓、電流、電阻和熱電偶；模擬量輸出模塊——電壓和電流。  還有一個比較特殊的模塊-通訊處理器（CP）——該塊的功能是可以把S7-200作為主站連接到AS-接口（傳感器和執(zhí)行器接口），通過AS-接口的從站可以控制多達248個設(shè)備，這樣就可以顯著的擴展S7-200的輸入和輸出點數(shù)。



  



  



 西門子SIMATIC系列PLC，誕生于1958年，經(jīng)歷了C3,S3,S5,S7系列，已成為應(yīng)用非常廣泛的可編程控制器。



 西門子（SIMATIC）PLC的6代西門子（SIMATIC）PLC的6代



 1、西門子公司的產(chǎn)品總線早是1975年投放市場的SIMATIC S3，它實際上是帶有簡單操作接口的二進制控制器。



 2、1979年，S3被SIMATIC S5所取代，該廣泛地使用了微處理器。



 3、20世紀(jì)80年代初，S5進一步升級——U系列PLC，較常用機型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。



 4、1994年4月，S7系列誕生，它具有更化、更高性能等級、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢，其機型為：S7-200、300、400。



 5、1996年，在控制領(lǐng)域，西門子公司又提出PCS7（控制7）的概念，將其優(yōu)勢的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工業(yè)現(xiàn)場總線）、COROS（監(jiān)控）、SINEC（西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)）及控調(diào)技術(shù)融為一體。



 6、西門子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自動化，將PLC技術(shù)溶于全部自動化領(lǐng)域。



 由總線初發(fā)展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市場，停止生產(chǎn)，而S7系列PLC發(fā)展成為了西門子自動化的控制核心，而TDC沿用SIMADYN D技術(shù)內(nèi)核，是對S7系列產(chǎn)品的進一步升級，它是西門子自動化總線，功能總線強的可編程控制器。



  


PLC的未來（從技術(shù)、產(chǎn)品規(guī)模、市場和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展來分析）
 21世紀(jì)，PLC會有更大的發(fā)展。
      從技術(shù)上看，計算機技術(shù)的新成果會更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；
      從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向小型及大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，的人機界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制的需求；
      從市場上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著競爭的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)幾個壟斷市場的局面，會出現(xiàn)通用的編程語言；
      從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計算機集散控制DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。
上的臺PLC是1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制的。限于當(dāng)時的元器件條件及計算機發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數(shù)功能。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、器的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。此時的PLC為微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。
20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術(shù)已引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、小型體積、更可靠的工業(yè)抗設(shè)計、模擬量運算、PID功能及極高的奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在工業(yè)中已廣泛應(yīng)用。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個階段的另一個特點是上生產(chǎn)可編程控制器的日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。
20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都了長足的發(fā)展。
我國可編程控制器的引進、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。初是在引進設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴大了PLC的應(yīng)用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計算機廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中了應(yīng)用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較的PLC生產(chǎn)廠家。可以預(yù)期，隨著我國現(xiàn)代化的深入，PLC在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。