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西門子SM431模擬量模塊8輸入
西門子產(chǎn)品訂貨號(hào)：6ES7431-1KF00-0AB0

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西門子產(chǎn)品凈重：0.370 Kg

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概述

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族功能zui為強(qiáng)大的 PLC。它可以成功實(shí)現(xiàn)全集成自動(dòng)化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個(gè)用于制造業(yè)和過(guò)程工業(yè)系統(tǒng)解決方案的自動(dòng)化平臺(tái)，其主要特點(diǎn)是具有模塊化的結(jié)構(gòu)并擁有性能儲(chǔ)備。

S7-400

• 中端到性能范圍內(nèi)功能強(qiáng)大的 PLC
• 可滿足要求極為苛刻的任務(wù)的解決方案
• 模塊和各種性能等級(jí) CPU 可針對(duì)具體自動(dòng)化任務(wù)進(jìn)行調(diào)整
• 可實(shí)現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)，適用十分靈活
• 連接方便
• *通信和聯(lián)網(wǎng)功能
• 操作方便，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，不含風(fēng)扇
• 任務(wù)增加時(shí)可順利擴(kuò)展
• 多重計(jì)算：
  多個(gè) CPU 在一個(gè) S7-400 *控制器中同時(shí)運(yùn)行。
  多重計(jì)算功能可對(duì) S7-400 的總體性能進(jìn)行分配。例如，可將復(fù)雜的技術(shù)任務(wù)（如開(kāi)環(huán)控制、計(jì)算或通信）進(jìn)行拆分并分配給不同的 CPU?？梢詾槊總€(gè) CPU 分配自己的 I/O。
• 模塊化：
  通過(guò)功能強(qiáng)大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口，可實(shí)現(xiàn)許多大量通信線路的高性能操作。例如，這樣可以擁有一條用于 HMI 和編程任務(wù)的通信線路、一條用于高性能等距運(yùn)動(dòng)控制組件的通信線路和一條“正常”I/O 現(xiàn)場(chǎng)總線。另外，還可以實(shí)現(xiàn)額外需要的與 MES/ERP 系統(tǒng)或 Internet 的連接。
• 工程組態(tài)和診斷：
  結(jié)合使用 SIMATIC 工程組態(tài)工具，可極為高效地對(duì) S7-400 進(jìn)行組態(tài)和編程，尤其對(duì)于采用高性能工程組件的廣泛自動(dòng)化任務(wù)。為此，可以使用高級(jí)語(yǔ)言（如 SCL）以及用于順序控制、狀態(tài)圖和工藝圖的圖形化組態(tài)工具。

S7-400H

• 具有冗余設(shè)計(jì)的高可用性自動(dòng)化系統(tǒng)。
• 用于具有很高故障安全要求的應(yīng)用：
  重新啟動(dòng)成本很高、停產(chǎn)代價(jià)高昂、幾乎不需要監(jiān)視且維護(hù)選項(xiàng)較少的過(guò)程。
• 冗余設(shè)計(jì)的功能
• 提高 I/O 的可用性：切換式 I/O 配置
• 也可使用具有標(biāo)準(zhǔn)可用性的 I/O：?jiǎn)蝹?cè)配置
• 熱后備：發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切換到備用設(shè)備。
• 包含 2 個(gè)單獨(dú)機(jī)架或一個(gè)分隔式*機(jī)架的配置
• 通過(guò)冗余 PROFIBUS DP 或系統(tǒng)冗余 PROFINET I/O 來(lái)連接切換式 I/O。

S7-400F/FH

• 故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)，適用于具有很高安全要求的工廠
• 符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）
• 如果需要，也可通過(guò)冗余設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)
• 不對(duì)安全相關(guān) I/O 進(jìn)行額外接線
• 通過(guò)采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 實(shí)現(xiàn)安全通信
• 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
• 適用于非安全相關(guān)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)模塊也可以在自動(dòng)化系統(tǒng)中使用
• 隔離模塊用于在一個(gè) ET 200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標(biāo)準(zhǔn)模塊。

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基于臺(tái)達(dá)EX型PLC的X光機(jī)自動(dòng)化

　1　引言

　　*是X光射線機(jī)核心單元?？蒲蠿光射線機(jī)*由三相工頻供電。三相工頻電源通過(guò)橋式整流、高頻逆變、變壓器升壓，得到150KV的30KHz高頻高壓。高頻高壓經(jīng)過(guò)第二次(高壓)整流，成為X光射線管直流高壓激發(fā)電源。通過(guò)不同的激發(fā)電壓、電流的設(shè)定值，產(chǎn)生不同強(qiáng)度的X光用于和拍片等醫(yī)學(xué)檢測(cè)。穩(wěn)定的高壓恒直流電源對(duì)于確保拍片成像質(zhì)量、特別是控制X射線生物輻射危害的重要基礎(chǔ)。隨著電子電路的發(fā)展，X光機(jī)產(chǎn)生X光的電源也從原來(lái)的工頻電路發(fā)展成現(xiàn)在的通過(guò)數(shù)字化技術(shù)控制逆變電路?；颊邫z測(cè)床臺(tái)是X光機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制單元。出于避免和減少患者檢測(cè)過(guò)程的移動(dòng)，X光機(jī)配置有X光機(jī)隨動(dòng)控制檢測(cè)床臺(tái)。檢測(cè)床臺(tái)與X光機(jī)配合實(shí)現(xiàn)患者特定部位的精確成像檢測(cè)。

　　本文在介紹基于PLC自動(dòng)化技術(shù)的新型X光機(jī)一體化解決方案的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)論述臺(tái)達(dá)EX系列PLC系統(tǒng)通訊設(shè)計(jì)技術(shù)。

　　2 技術(shù)方案

　　項(xiàng)目選用臺(tái)達(dá)DVP-20EX做PLC主機(jī)，通過(guò)RS485通訊接口和X光射線機(jī)*進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。PLC輸入出點(diǎn)用來(lái)控制床升降、旋轉(zhuǎn)等各種機(jī)構(gòu)的控制，彩色觸摸屏和PLC進(jìn)行連接作為HMI輸入和顯示數(shù)據(jù)，從而展示了一個(gè)全新的X光機(jī)電路控制系統(tǒng)。其中重點(diǎn)是利用PLC的通訊功能和RS指令的使用，實(shí)現(xiàn)了PLC和X光射線機(jī)*之間的數(shù)據(jù)交換，讓X光射線機(jī)*的使用更加豐富多彩。

　　基于PLC的X光機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)控制原理：翻譯指令;存入寄存器;RS指令發(fā)送、接收;判斷接收指令;輸出信號(hào)。

　　由于X光射線機(jī)高頻發(fā)生系統(tǒng)指令為ASCII字符指令。一條指令由換行符開(kāi)始，回車符結(jié)束。一條指令完整包含換行符、指令助記符、參數(shù)、回車符。被控機(jī)接到一句有效指令，執(zhí)行后必做回答。例如：LF KVN75 CR意思是設(shè)置管電壓為75KV，被控機(jī)在接到此指令后回答LF KVN75 CR表示收到該指令。

　　3 系統(tǒng)通訊與RS指令應(yīng)用

　　利用臺(tái)達(dá)PLC中的RS串列資料傳輸指令，把編譯好的指令根據(jù)需要從PLC逐條發(fā)出。PLC每發(fā)送一條指令，發(fā)生器就回答一句指令。這些指令主要分兩種：一種是不帶數(shù)據(jù)的控制指令，例如：LF PI CR(接通系統(tǒng)功率電源)，反饋一條相同的指令;一種是包含數(shù)據(jù)的指令用于設(shè)定數(shù)據(jù)，例如：LF KVN75 CR設(shè)置射線管電壓75KV，反饋一條相同的指令LF KVN75 CR。這些指令需要變成ASCII碼，對(duì)于換行符、回車符有現(xiàn)成的SACII碼，而指令助記符和數(shù)值則需要逐個(gè)字母翻譯成ASCII碼，根據(jù)指令要求把這些語(yǔ)句通過(guò)RS(串列資料傳輸)的功能傳送給X光射線機(jī)*，X光射線機(jī)*就會(huì)按照這些指令去工作。工作流程是：

　　3.1 輸入固定的通訊指令

　　輸入固定的通訊指令的流程如圖1所示。

　　圖1 輸入固定的通訊指令
 

　3.2 順序處理、發(fā)送、接受數(shù)據(jù)

　　順序處理、發(fā)送、接受數(shù)據(jù)流程如圖2所示。

　　(1)首先翻譯助記符，助記符分兩類，一類是計(jì)算機(jī)常用的，比如換行符LF，有固定的十六位數(shù)值0A，回車符CR，有固定的十六位數(shù)值是0D，這些數(shù)值不需要翻譯直接用MOV指令把數(shù)值轉(zhuǎn)移到相應(yīng)寄存器中即可;另一類助記符不是計(jì)算機(jī)固定使用的助記符，這些助記符是沒(méi)有固定數(shù)值，比如：接通電源指令的助記符是PI，于是就要分別把代表P的數(shù)值H50和代表I的數(shù)值H49用MOV指令轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的寄存器當(dāng)中;數(shù)字0~9也分別變換成相應(yīng)的十六制數(shù)值，轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的寄存器當(dāng)中。

　　(2)其次，通過(guò)程序固定的通訊格式進(jìn)行連接，通過(guò)使用RS串列資料傳輸指令，把命令和數(shù)值發(fā)送給被控機(jī)。例如：開(kāi)機(jī)指令：LF PI CR

　　LDP M100

　　SET M1122 //送信要求

　　MOV 0A D200 // LF換行符

　　MOV H50 D201 // P

　　MOV H49 D202 // I

　　MOV 0D D203 // CR回車符

　　LD M100 //發(fā)送啟動(dòng)

　　LDP M0

　　RS D200 K4 D206 K4

　　3.3 EX通訊指令深入研討

　　通常，被控機(jī)在接受到正確指令后就會(huì)按照事先頂好的指令進(jìn)行回答，對(duì)于回答的這些指令需要首*行判斷是否正確，比如上述例子，D206對(duì)應(yīng)是LF，D207對(duì)應(yīng)是P，D208對(duì)應(yīng)是I，D209對(duì)應(yīng)是CR，正確處理這些指令和數(shù)值，產(chǎn)生的結(jié)果可以通過(guò)內(nèi)部中間繼電器和寄存器表現(xiàn)出來(lái)，使之通過(guò)RS232通訊到觸摸屏讓醫(yī)生得到正確的判斷，知道被控機(jī)現(xiàn)在的狀態(tài)，然后進(jìn)行下一步的工作;如果數(shù)據(jù)不正確，進(jìn)行相應(yīng)的提示，通過(guò)提示目錄知道機(jī)器的不良狀態(tài)，同樣方便醫(yī)生做出下一步判斷。

　　X光射線機(jī)*的通訊指令有很多條，可以全部使用，也可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。這是因?yàn)橛行┲噶钍钦Ｖ委熤谐Ｓ玫?，這類指令一般要被經(jīng)常用到;有些指令是調(diào)試機(jī)器使用的，這些指令單獨(dú)制作一臺(tái)調(diào)試儀，只在調(diào)試機(jī)器時(shí)使用，一般不提供給醫(yī)生平時(shí)使用;有些指令是使用鍵盤輸入時(shí)用到的，比如：增加或減少鍵，由于使用觸摸屏可以直接輸入?yún)?shù)就不需要了，等等這些，把需要處理的指令助記符按上述方法進(jìn)行整理后，基本上就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的操作了。