西門子6ES7194-3JA00-0AA0

PROFIBUS 是工業(yè)現(xiàn)場級的標(biāo)準(zhǔn) (IEC 61158/61784)。它是經(jīng)認(rèn)可的在加工制造和過程工業(yè)兩種領(lǐng)域均可進(jìn)行通訊的現(xiàn)場總線。

PROFIBUS 用于將現(xiàn)場設(shè)備（如分布式 I/O 設(shè)備或驅(qū)動器）連接到自動化系統(tǒng)（如 SIMATIC S7、SIMOTION、SINUMERIK 或 PC 機(jī)）。

PROFIBUS 是標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)場總線，符合 IEC 61158 規(guī)范，是功能強(qiáng)、開放式、堅固耐用、響應(yīng)時間短的現(xiàn)場總線系統(tǒng)。PROFIBUS 有多種規(guī)格，可

用于各種應(yīng)用環(huán)境。

PROFIBUS DP（分布式 I/O）

PROFIBUS DP 用于連接分布式現(xiàn)場設(shè)備（如SIMATIC ET 200）或響應(yīng)時間的驅(qū)動器。PROFIBUS DP 用在傳感器/執(zhí)行器分布在機(jī)器或廠房內(nèi)的

情況（如，現(xiàn)場級別）。

AS-Interface

AS-Interface 符合標(biāo)準(zhǔn) (IEC 62026/EN 50295)，可代替電纜束，只需一條雙股線即可極其經(jīng)濟(jì)可靠地將傳感器和執(zhí)行器連接起來。這條雙股

線還用于為各個工作站提供電力。這樣，AS-Interface 就成為 PROFIBUS DP 或 PROFINET 現(xiàn)場總線的理想接口。

IO-link

通過通信標(biāo)準(zhǔn) IO-link，可將傳感器和分?jǐn)嘌b置智能連接到控制層。IO-link 促進(jìn)了控制柜和現(xiàn)場層中了所有部件的集成，實現(xiàn)直至**終過程儀表

的較大集成度和無縫通信。

西門子的 IO-link 解決方案可確保任何生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)較高精度和經(jīng)濟(jì)實用性。IO-link 已*集成在全集成自動化 (TIA) 中，具有眾多優(yōu)點。

借助于開放式標(biāo)準(zhǔn)，可以將來自不同廠商的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)

ET 200iSP 是一種模塊化、本質(zhì)安全型 I/O 系統(tǒng)，防護(hù)等級為 IP30，可以在環(huán)境溫度范圍為 -20 至 +70 °C 的氣體和粉塵環(huán)境中運(yùn)行。

根據(jù) ATEX 指令 94/9/EC，可以將 ET200iSP 遠(yuǎn)程 I/O 站直接安裝在 Ex 區(qū)域 1、2、21 或 22 中以及非危險區(qū)域內(nèi)。必要時，還可以在zone0

或 20 中安裝本質(zhì)安全傳感器、執(zhí)行器和 HART 現(xiàn)場設(shè)備。

ET 200iSP 采用模塊化設(shè)計，可根據(jù)相應(yīng)的自動化任務(wù)，通過各種組態(tài)和靈活擴(kuò)展調(diào)整遠(yuǎn)程 I/O 站。為了提高工廠利用率，站的壓力封裝電源和

本質(zhì)安全型 PROFIBUS DP 連接 (RS 485-iS) 也可以采用冗余設(shè)計。

通過帶有獨立接線和自動插槽編碼功能的*結(jié)構(gòu)，可以在沒有消防證書的情況下，簡單而可靠地對每個模塊進(jìn)行熱插拔。

除了用于實現(xiàn)過程工藝（基本過程控制）自動化的模擬量和數(shù)字量 I/O 模塊之外，該系列電子模塊還包含用于實現(xiàn)安全應(yīng)用的安全有關(guān) F-I/O

模塊。各種類型的電子模塊可以在站內(nèi)混合布置。

ET 200iSP 分布式 I/O 系統(tǒng)的主要部件：

端子擴(kuò)展模塊

安裝在 S7?300 導(dǎo)軌上；以用于連接電源、接口、電子器件、監(jiān)測模塊和備用模塊并用于預(yù)布線

帶適用于危險環(huán)境中的藍(lán)色螺旋型或彈簧承載型端子

帶適用于非危險環(huán)境中的黑色螺旋型端子

電源裝置

1 個或 2 個（冗余）電源模塊 PS，帶有用于 24 V 直流和 120/230 V 交流供電的正壓外殼。

接口模塊

1 個或 2 個（冗余）IM 152 接口模塊，用于將站連接到 PROFIBUS DP

電子模塊（2 個/4 個/8 個通道）：**多 32 個（任何組合）

數(shù)字量電子模塊 (DI，DO)

模擬量電子模塊 (AI，AO)

安全相關(guān)電子模塊（F-DI、F-DO 和 F-AI）

看門狗模塊

附件

占位模塊，用于為任意電子模塊預(yù)留插槽

端子模塊（包含在 PROFIBUS 接口的端子模塊的供貨范圍內(nèi)）

帶有可打印標(biāo)簽帶的標(biāo)簽紙

用于插槽編號的標(biāo)簽

裝配

組裝快速而簡單：

將終端模板卡到 S7?300 導(dǎo)軌上

使用彈簧型端子或螺釘型端子將過程信號電纜預(yù)接到端子模塊上

插入電源、接口和電子模塊，無需使用附加工具

擴(kuò)展限制

在帶有 32 個電子模塊的較大組態(tài)中，站寬度為 107 cm。

每個站可用電子模塊的較大數(shù)目是有限的，具體取決于完成自動化任務(wù)所需的模塊的電流消耗。但是，在不受限制的情況下，**多可使用16個電子

模板。不銹鋼外殼

如果將 ET 200iSP 在危險區(qū)域中使用，則必須將其安裝在防爆外殼中，其防護(hù)等級至少為 IP54。在“不銹鋼外殼”一節(jié)中介紹了防護(hù)等級為 IP65

的外殼。

出色的設(shè)計特色

可以不使用電子模塊，事先安裝和測試接線（獨立接線）

借助機(jī)械和電子系統(tǒng)的隔離以及獨立的過程連線，可以快速、輕松地更換電子模塊

*將電子模塊插入到端子模塊中時進(jìn)行機(jī)械編碼，可防止替換模塊連接錯誤

可以在沒有消防證書的情況下，對電源模板和電子模板進(jìn)行熱插拔

Integration

分布式 ET 200iSP 站通過 PROFIBUS DP 連接到 SIMATIC PCS 7 自動化站（控制器），到 Ex zone 1 的連線中使用了一個隔離變壓器（RS485?iS

耦合器）以保持本質(zhì)安全性。數(shù)據(jù)傳輸速度較高可達(dá)到 1.5 Mbit/s。

ET 200iSP 通過標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動程序塊集成到 SIMATIC PCS 7 中。因此，您可以非常簡單地使用 HW Config 在工程組態(tài)系統(tǒng)的 SIMATIC Manager 中

組態(tài) ET 200iSP。此外也支持系統(tǒng)功能 CiR（運(yùn)行中組態(tài)）。

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PLC順序控制系統(tǒng)的幾種簡易設(shè)計方法

引言

    在生產(chǎn)機(jī)械的自動控制領(lǐng)域，PLC順序控制系統(tǒng)的應(yīng)用量大面廣。然而，工藝不同的生產(chǎn)機(jī)械要求設(shè)計不同的控制系統(tǒng)梯形圖。目前，不少電氣設(shè)計人員仍然采用經(jīng)驗設(shè)計法來設(shè)計PLC順序控制系統(tǒng)，不僅設(shè)計效率低，容易出差錯，而且設(shè)計階段難以發(fā)現(xiàn)錯誤，需要多次調(diào)試、修改才符合設(shè)計要。本文提出的4種簡易設(shè)計方法，能快速地一次設(shè)計成功PLC順序控制系統(tǒng)。

    順序控制系統(tǒng)的特點及設(shè)計思路

    1．特點順序控制系統(tǒng)是指按照預(yù)定的受控執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作順序及相應(yīng)的轉(zhuǎn)步條件，一步一步進(jìn)行的自動控制系統(tǒng)。其受控設(shè)備通常是動作順序不變或相對固定的生產(chǎn)機(jī)械。這種控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)步主令信號大多數(shù)是行程開關(guān)（包括有觸點或無觸點行程開關(guān)、光電開關(guān)、干簧管開關(guān)、霍爾元件開關(guān)等位置檢測開關(guān)），有時也采用壓力繼電器、時間繼電器之類的信號轉(zhuǎn)換元件作為某些步的轉(zhuǎn)步主令信號。

    為了使順序控制系統(tǒng)工作可靠，通常采用步進(jìn)式順序控制電路結(jié)構(gòu)。所謂步進(jìn)式順序控制，是指控制系統(tǒng)的任一程序步（以下簡稱步）的得電必須以前一步的得電并且本步的轉(zhuǎn)步主令信號已發(fā)出為條件。對生產(chǎn)機(jī)械而言，受控設(shè)備任一步的機(jī)械動作是否執(zhí)行，取決于控制系統(tǒng)前一步是否已有輸出信號及其受控機(jī)械動作是否已完成。若前一步的動作未完成，則后一步的動作無法執(zhí)行。這種控制系統(tǒng)的互鎖嚴(yán)密，即便轉(zhuǎn)步主令信號元件失靈或出現(xiàn)誤操作，亦不會導(dǎo)致動作順序錯亂。

    2．設(shè)計思路本文提出的4種簡易設(shè)計方法都是先設(shè)計步進(jìn)階梯，在步進(jìn)階梯實現(xiàn)由轉(zhuǎn)步主令信號控制輔助繼電器得失電；然后根據(jù)步進(jìn)階梯設(shè)計輸出階梯，在輸出階梯實現(xiàn)由輔助繼電器控制輸出繼電器得失電。這4種設(shè)計法所設(shè)計的梯形圖電路結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的指令應(yīng)適用于大多數(shù)PLC機(jī)型，具有通用性。

    由于各種PLC機(jī)型的編程元件代號及其編號不盡相同，為便于闡述，本文約定：所有梯形圖中的輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器（又稱內(nèi)部繼電器）的代號分別為：X、Y、M。設(shè)計中所用到的某些功能指令，如置位指令約定為S×，復(fù)位指令為R×；移位指指令為SR×。其中的“×”表示編程元件的編號，用十進(jìn)制數(shù)表示。用這些方法設(shè)計實際的控制系統(tǒng)時，應(yīng)將編程元件代號和編號變換成所選用的PLC機(jī)型對應(yīng)的代號和編號。

圖1 順序控制流程

    下面分別介紹各種設(shè)計方法。其中，前3種方法的設(shè)計依據(jù)都是圖1所示的順序控制流程。圖中，步1的轉(zhuǎn)步主令信號X0為連接啟動按鈕的輸入繼電器（為簡明起見，后述的轉(zhuǎn)步主令信號均省去“輸入繼電器”幾個字，只提輸入信號），X1為原位開關(guān)信號，X2、X3、X4分別為步2、3、4的轉(zhuǎn)步主令開關(guān)信號。M1～M5分別為各步的受控輔助繼電器。Y1～Y4分別為各步受控的輸出繼電器。

    一、逐步得電同步失電型步進(jìn)順序控制系統(tǒng)設(shè)計法

    如圖2所示，這種設(shè)計方法是根據(jù)“與”、“或”、“非”的基本邏輯關(guān)系，設(shè)計成串聯(lián)、并聯(lián)或串、并聯(lián)復(fù)合的電路結(jié)構(gòu)。

圖2 逐步得電同步失電步進(jìn)順控梯形圖

    1．步進(jìn)階梯的設(shè)計步進(jìn)階梯的結(jié)構(gòu)

    如圖2a所示。步1的M1得電條件是受控機(jī)械原位開關(guān)X1處于壓合狀態(tài)（若受控機(jī)械有多個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，則要求每個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原位開關(guān)均處于壓合狀態(tài)），滿足原位條件后按起動按鈕X0才能得電。M1得電后自鎖，并為步2提供步進(jìn)條件信號（M1的常開觸點）。步1的執(zhí)行動作完成時觸發(fā)的行程開關(guān)信號X2作為步2的轉(zhuǎn)步條件信號。步2的M2的輸入滿足其步進(jìn)條件和轉(zhuǎn)步條件后得電自鎖，并為步3提供步進(jìn)條件信號。按此規(guī)律即可實現(xiàn)后續(xù)每一工作步輔助繼電器的得電和自鎖。停止步M5的步進(jìn)條件信號和轉(zhuǎn)步條件信號分別為：**后一個工作步M4發(fā)出的步進(jìn)條件信號（M4的常開觸點）和該步動作完成時所觸發(fā)的轉(zhuǎn)步信號X1。由于M5的得電信號令控制系統(tǒng)失電，所以M5的回路不自鎖，而且要將其常閉觸點串聯(lián)在步1回路的**左端。從步2起后續(xù)各個步的回路構(gòu)成分支回路。一旦M5得電便使整個系統(tǒng)失電。如不用分支回路的結(jié)構(gòu)，也可采用圖3所示的回路。即把M5常閉觸點分別串聯(lián)在每步輔助繼電器的回路上。應(yīng)該注意的是：無論工作步還是停止步，如果某步的轉(zhuǎn)步主令信號有多個，則應(yīng)將多個轉(zhuǎn)步主令信號互相串聯(lián)。

圖3 逐步得電同步失電梯形圖

    2．輸出階梯的設(shè)計輸出階梯

    如圖2b所示。其設(shè)計方法是：（1）在控制流程圖中，找出某輸出繼電器M在哪一步開始得電和在哪一步開始失電，以此確定其得電信號（步進(jìn)階梯中使M開始得電的輔助繼電器常開觸點）和失電信號（步進(jìn)階梯中使M開始失電的輔助繼電器常閉觸點）；（2）將得電信號、失電信號和受控輸出繼電器線圈串聯(lián)。如果某個輸出繼電器在一個工作循環(huán)中多次得電失電，則將每次得失電的串聯(lián)信號互相并聯(lián)即可。例如，圖1中輸出繼電器Y1要求在步1和步3得電，在其余步失電。在圖2b畫其控制回路時，將圖1所示的**次得電信號M1和**次失電信號M2串聯(lián)，第二次得電信號M4和第二次失電信號串聯(lián)，然后將二者并聯(lián)起來，再與Y1的線圈串聯(lián)便構(gòu)成Y1的控制回路。其余依此類推。

    二、逐步得電逐步失電型步進(jìn)順序控制系統(tǒng)設(shè)計法

    1．步進(jìn)階梯設(shè)計

    按圖1所示的控制流程，采用逐步得電逐步失電型順序控制系統(tǒng)設(shè)計法設(shè)計的步進(jìn)階梯如圖4a所示，其電路結(jié)構(gòu)與圖3的不同點之一是每步的失電由下一步輔助繼電器的常閉接點控制；之二是步1回路必須串聯(lián)步2至**后工作步4的輔助繼電器常閉觸點。以防電路工作時，因誤操作再次起動而導(dǎo)致控制順序錯亂。其余的電路結(jié)與圖3相同。

    2．輸出階梯設(shè)計輸出階梯如圖4b所示，輸出繼電器的控制回路根據(jù)控制流程直觀確定。例如，輸出繼電器Y1要求在步1、3得電，則將步1、3的輔助繼電器M1、M3的常開觸點并聯(lián)，再與Y1的線圈串聯(lián)即可。其余輸出繼電器的控制回路構(gòu)成方法與此相同。

圖4 逐步得電逐步失電型順控系統(tǒng)梯形圖

PLC技術(shù)展的**終趨勢仍然是人們所爭論的焦點之一。大多數(shù)人認(rèn)為，PLC將會繼續(xù)失去*；更有甚者認(rèn)為，在工業(yè)PC面前，PLC將會一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為PLC提供一定的*。本文從11方面介紹了PLC在其上的應(yīng)用趨勢。