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西門子PLC的兩種網(wǎng)絡連接器介紹 上海詩幕自動化設備y

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



 ，可以連接網(wǎng)絡的輸入和輸出。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)絡連接器還有網(wǎng)絡偏置和終端偏置的選擇開關，該">開關在ON位置時的內部接線圖，在OFF位置 



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



 圖1網(wǎng)絡連接器 



 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)絡中，而不用改動現(xiàn)有的網(wǎng)絡連接。 

 型號參數(shù)選擇： 



 中 央 處 理 單 元 CPU 



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



 6ES7312-5BE03-0AB0 CPU312C，32K工作內存，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)控制應用而設計制造的。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的基本結構 
PLC實質是一種于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構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)運算的結果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內。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)或輸出寄存器內的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，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計和制造也十分。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內，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
當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)中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執(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成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應位的狀態(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備在I/O映象區(qū)或RAM存儲區(qū)內的狀態(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
當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅動相應的外設。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)行的結果也不同。另外，也可以看到：采用掃描用戶程序的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結果有所區(qū)別。當然，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響應時間
為了增強PLC的抗能力，其可*性，PLC的每個開關量輸入端都采用光電隔離等技術。
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)。
以上兩個主要原因，使得PLC得I/O響應比一般微型計算機構成的工業(yè)控制滿的多，其響應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響應時間指從PLC的某一輸入變化開始到有關輸出端的改變所需的時間。其總線短的I/O響應時間與總線長的I/O響應時間如圖所示： 
第(n-1)個
掃描周期
總線短I/O響應時間：
總線長I/O響應時間
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）及控調技術融為一體。



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



 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技術內核，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、產(chǎn)品規(guī)模、市場和網(wǎng)絡發(fā)展來分析）
 21世紀，PLC會有更大的發(fā)展。
      從技術上看，計算機技術的新成果會更多地應用于可編程控制器的設計和制造上，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、完備的通信設備會更好地適應各種工業(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)構成大型的控制是可編程控制器技術的發(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用。伴隨著計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡和通用網(wǎng)絡的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領域發(fā)揮越來越大的作用。
上的臺PLC是1969年美國數(shù)字設備公司（DEC）研制的。限于當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為微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產(chǎn)物。
20世紀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80年代初，可編程控制器在工業(yè)中已廣泛應用。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。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。
20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(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，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易。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)等領域的應用都了長足的發(fā)展。
我國可編程控制器的引進、應用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。初是在引進設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)設備及產(chǎn)品中不斷擴大了PLC的應用。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?？梢灶A期，隨著我國現(xiàn)代化的深入，PLC在我國將有更廣闊的應用天地。