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西門子CPU313C模塊

安裝電路選一個參考點(diǎn)(0V)，這些不同的參考點(diǎn)可能會連在一起，這種連接可能會導(dǎo)致預(yù)想不到的電流，它們會導(dǎo)致邏輯錯誤或損壞電路。產(chǎn)生不同參考電勢的原因，能常是由于接地點(diǎn)在物理區(qū)域上被分隔的太遠(yuǎn)。當(dāng)相距很遠(yuǎn)的設(shè)備被通訊電纜或傳感器連接起來的時候，由電纜線和地之間產(chǎn)生的電流就會流經(jīng)整個電路。即使在很短的距離內(nèi)，人型設(shè)備的負(fù)載電流也可以在其與地電勢之間產(chǎn)生變化，或者通過電磁作用直接產(chǎn)生不可預(yù)知的電流。那些不正確選定參考點(diǎn)的電源，互相之間的電路中有可能產(chǎn)生毀滅性的電流，以致破壞設(shè)備。
2. 當(dāng)把幾個具有不同地電位的CPU連到一個PPI網(wǎng)絡(luò)時，應(yīng)該采用隔離的RS-485中繼器。
3. s7-200產(chǎn)品已在特定點(diǎn)上安裝了隔離元件，以防止安裝中所不期望的電。當(dāng)你打算安裝時，應(yīng)考慮到哪些地方有這些隔離元件，哪些地方?jīng)]有。同時你也應(yīng)考慮到相關(guān)電源之間的隔離以及其它設(shè)備的隔離，還有相關(guān)電源的參考點(diǎn)都在什么地方。
4. 你好選擇一個接地參考點(diǎn)，并且用隔離元件來破壞可能產(chǎn)生不可預(yù)知電流的無用的電流回路。請記住在暫時先連接中可能引入新的電路參考點(diǎn)，比如說變成設(shè)備與CPU連接的時候。
5. 在現(xiàn)場接地時，一定要隨時注意接地的安全性，并且要正確地操作隔離保護(hù)設(shè)備。
6. 在大部分的安裝中，如果把傳感器的供電M端子接到地上可以獲得佳的噪聲抑制。

西門子DP通訊電纜6XV1830-OEH10列是AC交流接線安裝時的一般性指南。文中括弧編號請參見圖36。
【a】用一個單刀切斷開關(guān)將電源與CPU、所有的輸入電路和輸出（負(fù)載）電路隔離開。
【b】用一臺過流保護(hù)設(shè)備以保護(hù)CPU的電源、輸出點(diǎn)以及輸入點(diǎn)。你也可以為每個輸出點(diǎn)加上保險絲進(jìn)行范圍更廣的保護(hù)。
【c】當(dāng)你使用Micro PLC 24V DC傳感器電源時，可以取消輸入點(diǎn)的外部過流保護(hù)，因為該傳感器電源具有短路保護(hù)功能。西門子DP通訊電纜6XV1830-OEH10
【d】將s7-200的所有地線端子同近接地點(diǎn)相連接，以獲得好的抗*力。建議所有的接地端子都使用14AWG或1.5mm2的電線連接到獨(dú)立導(dǎo)電點(diǎn)上（亦稱一點(diǎn)接地）。
【e】本機(jī)單元的直流傳感器電源可用來為本機(jī)單元的輸入。
【f】擴(kuò)展DC輸入以及【g】擴(kuò)展繼電器線圈供電，這一傳感器電源具有短路保護(hù)功能。
【h】在大部分的安裝中，如果把傳感器的供電M端子接到地上可以獲得佳的噪聲抑制。

【s7-200plc直流安裝指南】下列是DC隔離安裝接線的一般性指南。文中括弧編號請參見圖37。
【a】用一個單刀切斷開關(guān)(a)將電源同CPU、所有的輸入電路和輸出（負(fù)載）電路隔離開。
【b】用過流保護(hù)設(shè)備以及保護(hù)CPU電源，【c】輸出點(diǎn)，以及【d】輸入點(diǎn)。你也可以在每個輸出點(diǎn)加上保險絲進(jìn)行過流防護(hù)。當(dāng)你使用Micro 24V DC傳感器電源時，可以取消輸入點(diǎn)的外部過流保護(hù)，因為傳感器電源內(nèi)部具有限流功能。
【e】確保DC電源有足夠的抗沖擊能力，以保證在負(fù)載突變時，可以維持一個未定的電壓，這時需要一個外部電容。西門子PLC繼電器模塊CPU221
【f】在大部分的應(yīng)用中，把所有的DC電源接到地可以得到佳的噪聲抑制。在未接地DC電源的公共端與保護(hù)地直接并聯(lián)電阻與電容(g)。電阻提供了靜電釋放通路，電容提供高頻噪聲通路，它們的典型值是1M?和4700pf。
【h】將s7-200所有的接地端子同近接地點(diǎn)(h)連接，以獲得好的抗*力。建議所有的接地端子都使用14AWG或1.5mm2的電線連接到獨(dú)立導(dǎo)電點(diǎn)上（亦稱一點(diǎn)接地）。24V DC電源回路與設(shè)備之間，以及120/230V AC電源與危險環(huán)境之間，必須提供安全電氣隔離。

節(jié) PLC概念
1、PLC的基本概念
可編程控制器(Programmable Controller)是計算機(jī)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)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天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(jī)(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(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機(jī)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系統(tǒng)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(yùn)行時，首先它以掃描的方式接收現(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(yùn)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，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(yùn)行，直到停止運(yùn)行。
為了進(jìn)一步提高PLC的可*性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。
b、存儲器
存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。
存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。
C、電源 
PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可*得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。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(yùn)行后，其工作過程一般分為三個階段，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(yùn)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以掃描方式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，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號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)行階段西門子PLC繼電器模塊CPU221
在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總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，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)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(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)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)行過程中，只有輸入點(diǎn)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(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)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(jìn)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*一樣，但在PLC中執(zhí)行的過程卻不一樣。
※ 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(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)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(yùn)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總和。
二. PLC的I/O響應(yīng)時間
為了增強(qiáng)PLC的抗*力，提高其可*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(jī)的運(yùn)行方式(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(jī)構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)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的某一輸入信號變化開始到系統(tǒng)有關(guān)輸出端信號的改變所需的時間。其短的I/O響應(yīng)時間與長的I/O響應(yīng)時間如圖所示： 
第(n-1)個
掃描周期
短I/O響應(yīng)時間：
長I/O響應(yīng)時間
SIEMENS PLC在中國的產(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系統(tǒng)，它多可有7個模塊的擴(kuò)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(kuò)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(dá)248個設(shè)備，這樣就可以顯著的擴(kuò)展西門子CPU313C模塊