西门子晋中授权代理商

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2023-03-09 13:55 浏览:53次

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应用

　　该 RS 485 总线连接器用于 PROFIBUS，可以用来将 PROFIBUS 节点或 PROFIBUS 网络组件连接至PROFIBUS的总线电缆。

　　设计

　　提供有各种类型的总线连接器，可优化用于连接的设备：

　　总线连接器具有轴向电缆引出线（180°），可用于如 PC 和 SIMATIC HMI OP，传输速率高达 12 Mbps，带集成的总线端接电阻

　　带垂直电缆引出线的总线连接器（90°）；

　　这种接头采用垂直电缆引出线（有或没有编程器接口），数据传输速率高达 12 Mbps，带集成的终端电阻。传输速率为 3、6 或 12 Mbps 时，在带编程器接口的总线接头和编程器之间，需要使用 SIMATIC S5/S7 连接电缆。

　　有 30°电缆引出线的总线接头（经济型），无编程器接口，数据传输速率为 1.5 Mbps，无集成的总线端接电阻。

　　PROFIBUS 快速连接 RS 485 总线接头（90°或 180°电缆引出线），传输速率为 12 Mbps，采用绝缘刺破技术可实现快速简单安装（用于硬线和软线）。

　功能

　　总线连接器可直接插入到 PROFIBUS 站或 PROFIBUS 网络组件的 PROFIBUS 接口（9 针 Sub-D 接口）中。

　　可使用 4 个端子在插头中连接进入和离开的 PROFIBUS 电缆。

　　通过从外部清晰可见的便于接触的开关，可以连接总线连接器中集成的总线端接器（不适用于 6ES7 972-0BA30-0XA0）。在此过程中，连接器中的进线和出线总线电缆是分开的（隔离功能）。

　　必须在 PROFIBUS 网段的两端进行这种连接。

　　总线系统

　　用于带有少数工作站且带有现场设备的蜂窝网络的过程和现场通讯

　　用于符合 IEC 61 158/EN 50 170 规范的数据通讯

　　开放性，可连接标准化非西门子部件

　　PROFIBUS – 用于生产和过程工程领域的现场总线标准，包括：

　　用于总线以及访问程序的物理特性的标准规范

　　用户协议和用户接口规范

　　过程或现场通讯

　　PROFIBUS DP，用于和现场设备间的快速、循环数据交换

　　PROFIBUS-PA，应用于过程自动化和本安应用领域

　　数据通讯

　　PROFIBUS FMS，用于不同制造商 PLC 之间的数据通讯

PROFIBUS 和全集成自动化

　　优势

　　PROFIBUS 是一种功能强大、开放、坚固耐用的总线系统，能保证无缝的通讯。

　　该系统采用了标准化设计，从而实现它可以与各种生产厂家提供的标准化部件进行连接。

　　可从网络上的任何地点进行组态、调试和故障排查。从而使用户定义的通讯关系不但通用，而且易于实施，更改简便。

　　使用快速连接（FastConnect）布线系统，可在现场快速装配和调试。

　　采用简单、有效的信令概念，持续监控网络部件

　　由于现有网络易于扩展，且不具有任何不利影响，因此可确保投资安全

　　OLM 环冗余性，可用性高。

虽然不同PLC使用的编程不同，但编程步骤大致一样。就是进行硬件组态，根据实际PLC的类型建立硬件配置及相应的通讯配置。硬件组态完成后，将之前在纸上记录下来的I/O地址写在的符号表中。不同对于符号表的定义可能不同，但一般都有该功能，保符号表填写的准确性是至关重要的。在编写符号表时，不仅要把设备输入输出的地址写正确，再给每个地址命名并添加注释，这对后面的编程会非常方便。不需要在编程时每次都查询地址，只要填写命名好的名称即可。
第四步：写出程序流程图
在编程之前，一定要在草稿上写出程序的流程图。一个完整的程序，应该包括主程序、停止程序、急停程序、复位程序等部分。如果允许，应该将各个程序按“块”的形式编写，即一个程序是一个块，终将每个块按需求来调用即可。PLC擅长的就是处理顺序控制程序，在顺序控制中主流程是核心，一定要确保流程的正确性，要在草稿上仔细检查。如果主流程存在问题，当程序被PLC执行后，很可能发生撞击，损坏设备或对人身造成危险。
第五步：在中编写程序
确保主流程没有问题后，便可以在中编写程序了。此外，还要注意停止、急停和复位程序的正确性，尤其是停止和急停程序，这是关系到人身和设备的程序，万万不可小视。一定要保无论在任何情况下，只要执行停止或急停程序，设备不会对人身造成伤害。还有一个小细节，有经验的师傅在处理急停按钮时，程序中都用常闭点，这点要注意。
第六步：调试程序
在调试程序这一步中，可以分成两个方面。
1．如果条件允许，或是你的逻辑能力，可以先用的功能做测试，但是很多繁琐的程序很难用看出程序是否正确。
2．将程序下传到PLC中进行在线的调试。如果设备不动或运行中出现异常情况，先不要去修改程序，很可能是传感器没有调试到位，如果确保传感器无误，再去修改程序。

用于将 PROFIBUS 节点连接到 PROFIBUS 总线电缆

安装方便

FastConnect 插头采用绝缘刺破连接技术，可确保极短的组装时间

集成端接电阻 (��不具有)

通过带 Sub-D 接口的连接器可以连接编程器，无需额外安装网络节点

Area of application

用于 PROFIBUS 的 RS485 总线连接器，可用于连接 PROFIBUS 节点或 PROFIBUS 网络部件到 PROFIBUS 总线电缆。

Design

提供有各种类型的总线连接器，可优化用于连接的设备：

总线连接器具有轴向电缆引出线（180），可用于如 PC 和 SIMATIC HMI OP，传输速率高达 12 Mbit/s，带集成的总线端接电阻

带垂直电缆引出线的总线连接器（90）；

这种接头采用垂直电缆引出线（有或没有编程器接口），数据传输速率高达 12 Mbit/s，带集成的终端电阻。传输速率为 3、6 或12 Mbit/s 时，在带编程器接口的总线接头和编程器之间，需要使用 SIMATIC S5/S7 连接电缆。

有 30电缆引出线的总线接头（经济型），无编程器接口，数据传输速率大为 1.5 Mbit/s，无集成的总线端接电阻。

PROFIBUS 快速连接 RS485 总线接头（90或 180电缆引出线），传输速率大为 12Mbit/s，采用绝缘刺破技术可实现快速简单安装（用于硬线和软线）。

Functions

总线连接器可直接插入到 PROFIBUS 站或 PROFIBUS 网络组件的 PROFIBUS 接口（9 针 Sub-D 接口）中。

可使用 4 个端子在插头中连接进入和离开的 PROFIBUS 电缆。

通过从外部清晰可见的便于接触的开关，可以连接总线连接器中集成的总线端接器（不适用于 �。在此过程中，连接器中的进线和出线总线电缆是分开的（隔离功能）。

必须在 PROFIBUS 网段的两端进行这种连接。

Integration

总线接头

r />r />/p>

电缆引出线90 电缆出线35 电缆出线30 电缆出线用于 PLC S® 3)带有 CM 1241、CM 1242-5 的 S7-1200；CM 1243-5 带有 CP 5603 的 S7-mECC7-633 DP, C7-634 DP, C7-635, C至 S��备 ET 200M/ET 200B/ET 200L/ET 200S编程器 PG C/PG 740/PG 760 接口 IM 308-CCP 5431 FMS/DPCP 342-5/CP 343-5/CP CP 5511/CP 5512/CP 5711/CP 5603CP 561x/CP 562x SIMATIC OP OLM/OBT RS 485 中继器诊断中继器

适用于以下应用：

1) 适用于宽温度范围（-25 C 至 +60 C）并具有优异防恶劣环境性能（覆膜涂层）的 SIPLUS 模块

2) 不能将柔性总线电缆与此连接器结合使用，大 1.5 Mbps

3) S7-400
当 DP 接口占用时，不能使用 MPI/DP 接口；
在分配了 IFM2 接口时，不能与 IFM1 接口结合使用

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p>电缆引出线90 电缆出线35 电缆出线180 电缆出线180 电缆出线用于 PLC S 带有 CM 1241、CM 1242-5 的 S7-1200；CM 1243-5 带有 CP 5603 的 S7-mECC7-633 DP, C7-634 DP, C7-635, C7-636 S5-115U 至 S5-155U I/O 设备 ET 200M/ET 200B/ET 200L/ET 200S 编程器 PG C/PG 740/PG 760 接口 IM 308-C CP 543

1 引言
可编程序控制器(Programmable Logic Controller)简称为plc，它具有可靠性高、抗干扰能力强等突出优点，因而广泛应用于工业控制领域，已经成为现代工业自动化的主要支柱之一。在PLC控制系统的设计中，经常会遇到I/O点资源紧张以及性价比矛盾的问题。有些被控设备需要具有手动、自动的工作方式，且手动部分控制按钮较多;有些自动生产线中，进行位置检测的行程开关或者用于系统工作状态指示的输出比较多，都会使占用的I/O点大为增加。一般通过增加扩展模块来解决，但PLC的I/O点价格昂贵，且还有扩展模块数目和I/O点数目的限制，如SIEMENS的CPU 226大扩展模块数目为7，大扩展168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。若此时再增加CPU，势必使得系统性价比大为降低，在这种情况下，扩展I/O点数具有较大的实际意义。本文以SIEMENS的S7-200 PLC为例，探讨如何扩展PLC控制系统中I/O点数的方法。

2 硬件电路I/O点扩展方法
2.1 分时分组输入
对于既有手动方式又有自动方式，而二者不可能同时执行的PLC工作方式，不同工作方式的输入可以共用一个PLC的输入点。分时分组输入扩展I／O点数接线图如图l所示。I1.0用来输入自动/手动命令信号，供自动和手动程序切换用;二极管用来切断寄生电路，避免错误信号的产生;SA用来切换自动和手动操作方式。

图1 分时分组输入接线图

2.2 共用输出触点
对于通断状态完全相同的负载，在输出点功率允许的情况下，可以并联于同一输出点上，即用一个输出点带动多个负载，需特别注意的是不能超出每个输出点的允许负载能力。接线方式如图2所示。

图2 共用输出点接线图

2.3 合并输入触点
对于一个由如图3所示的按钮和接触器实现的电动机多点起动、停止的控制要求，例如可在三处实现启动和停止，其中，SB1、SB2、SB3为起动按钮，SB11、SB12、SB13为停止按钮。可以将每个按钮接PLC的一个输入点，很容易便可实现。若PLC的输入点较为紧张，则可以用图4所示的方式接线，与每个按钮占用一个输入点的方式相比，该方法的软件编程更为简单。

图3 电动机电气控制原理图

图4 电动机PLC控制接线图

3 软件编程I/O点扩展方法
    软件扩展的基本思想是一点两用或轮序复用。即当按钮初次按下时，输出要求为高;当按钮再次按下时，输出要求为低;再按下时又为高，依此类推。这样就可以节省一个输入点，当系统有较多开关量控制时可节省较多输入点，如主机ON和主机OFF，纸料座上和纸料座下，都可以只用一个输入点来控制。实现“一点两用”的编程方法较多，如利用内部辅助继电器、定时器、计数器、移位指令等，本文仅介绍几种简便方法。
3.1 利用边沿检测、输出指令
    若按钮SB连到I0.0上，输出控制Q0.0，利用边沿检测和输出指令实现“一点两用”，用STEP7 V5.3编制的STL程序如下。
    A     I0.0
    FP    M0.0
    =     M0.1
    A     M0.1
    A     Q0.0
    =     M0.2
    A(
    O     M0.1
    O     Q0.0
    )
    AN   M0.2
    =     Q0.0
    程序说明:当第1次按下按钮SB时，I0.0的常开触点闭合，在RLO边沿检测指令FP的作用下，辅助继电器M0.1接通一个扫描周期，从而输出继电器Q0.0的线圈得电，且Q0.0构成自锁(保持)电路，同时Q0.0另一对常开触点闭合，为M0.2接通做准备;当第2次按下按钮SB时，在FP指令的作用下，M0.1的常开触点接通M0.2的线圈回路，M0.2的常闭触点切断了PLC的输出，从而实现一点两用。
3.2 利用边沿检测、跳转指令
    若利用边沿检测和跳转指令，实现起来较为简便，其STL程序如下。
    A  I0.0
    FP M0.0
    JNB OUT
    AN Q0.0
    =  Q0.0
    OUT: NOP0
    程序说明:第4、5个语句的功能是实现Q0.0的自取反，但若没有前面的跳转指令，则程序每个扫描周期都会将Q0.0的状态取反一次;第1、2句的作用是限定只有当I0.0的上升沿到时取反一次，否则跳出取反程序段，从而实现一点两用。
3.3 利用边沿检测、异或指令
    若利用边沿检测和异或指令实现起来更为简便，程序如下。
    A     I 0.0
    FP    M0.0
    X     Q0.0
    =     Q0.0
    程序说明:当第1次检测到I0.0的上升沿，此时Q0.0为0，所以异或后输出Q0.0为1，第2个扫描周期来时，已经不是I0.0的上升沿了，因此为0，然而此时Q0.0确为1，所以异或后保持结果仍为1;第2次检测到上升沿时，Q0.0为1，异或后输出Q0.0的结果为0，等到下一个扫描周期到时，已经不是上升沿了，而此时Q0.0还是为0，因此异或保持输出仍为0。

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4 硬件和软件结合I/O点扩展方法
4.1 硬件编码和软件译码，扩展输入点
在控制系统输入信号较多的情况下，可以利用编码器对输入信号编码，然后引到PLC的输入端，再通过PLC内部程序配合进行译码，对各个输入信号加以识别，可以大大减少对输入点的占用。PLC的外部接线如图5所示。由于普通编码器在有多个信号同时输入时会出现乱码，故可采用8线-3线优先编码器74LS148，设定好信号的优先权，有时还要将编码器的选通输出端和扩展端也接入PLC中，配合程序减少误判断。另外，还要注意的是电平的匹配问题(信号电路的＋5V和PLC的＋24V之间)以及PLC的输入口对信号识别所要求的技术规范(驱动电流和电压能识别的范围)，有时还需增加适当的信号放大和隔离电路。

图5 硬件编码接线图

    下面以按钮SB2按下为例，说明PLC内部软件译码的程序识别方法。由74LS148的功能表可知，该芯片低电平有效，因此图5中用3个非门将输出电平转换成正逻辑。若SB2按下，无论SB0和SB1是否按下，但SB3～SB7均未按下;此时，ABC的输出为101，经过非门后I0.0，I0.1，I0.2的状态分别为0，1，0;对应的STL译码程序如下。
    LDN I0.0
    A  I0.1
    AN I0.2
    =  M0.2
    这样，笔者在程序里用M0.2的常开触点代替了按钮SB2。即当按钮SB2按下，M0.2为1;SB2弹起，M0.2又为0，从而实现了软件译码的功能。另外需要指出，该方法在PLC的每一个扫描周期只能读入8个输入中的一个输入状态，若有2个以上开关闭合，PLC只能检测出优先权高的那个信号。
4.2 软件编码和硬件译码，扩展输出点
    在控制系统输出信号较多的情况下，可以通过PLC的内部程序对输出信号进行编码，然后通过硬件译码器

进行译码，驱动负载工作，这可以大大的减少对输出点的占用。PLC的外部接线如图6所示，采用3线-8线译码器74LS138。此时，同样存在电平匹配的问题，即PLC的直流模块典型输出为＋24V，而信号电路的工作电压一般为＋5V，因此，有时同样需要增加信号电路以及功率放大电路以驱动负载工作。

图6 PLC接线图

    下面以如何让Q2为1为例，说明PLC内部软件的编码方法。由74LS138的功能表可知，若要使输出Q2为1，应该使Y2输出为0;即对应的ABC应该为010，从而得到只要让PLC的Q0.0，Q0.1，Q0.2分别为0，1，0即可;对应的STL编码程序如下，其中M1.2为置位输出Q2的条件。
    LD     M1.2
    S      Q0.0, 1
    R      Q0.1, 1
    S      Q0.2, 1
    这样，只需对Q0.0，Q0.1，Q0.2进行组合就可以实现对输出Q0～Q7分别置为1。本方法存在一个明显的缺点，即每一个扫描周期只能输出八种状态中的一种，若要同时置位输出Q0和Q1是不能实现的。
4.3 用N个输入点识别N×(N＋1)/2个输入信号
    若我们将输入信号接成图7的形式，再配合以软件编程便可以实现用3个输入点识别3×(3＋1)/2＝6个输入信号。其基本思想是:当SB1按下时，PLC只检测到了I0.0为“1”，此时I0.1和I0.2的状态均为“0”，那么在程序里就将I0.0的常开触点和I0.1、I0.2的常闭触点相与来识别SB1的状态;若SB2按下时，I0.0和I0.1均为“1”，I0.2为“0”，此时识别程序应该为I0.0和I0.1的常开触点与上I0.2的常闭触点;其它点的情况类似，输入信号SB1和SB2的STL识别程序如下，其中，M2.1、M2.2的状态就代表了信号SB1、SB2的状态。
    LD     I0.0
    AN     I0.1
    AN     I0.2
    =      M2.1
    //信号SB1的识别
    LDN    I0.0
    A      I0.1
    A      I0.2
    =      M2.2
    //信号SB2的识别
    需要指出:这种方法不能识别2个及2个以上的信号同时为1的情况，如SB1和SB3同时接通，程序会把它当成SB2接通的情况识别。图7中二极管的作用是为了隔断寄生电流形成通路。其实，用3个输入点多可以7个信号的识别，如果在图7中再加一个SB7，用3个二极管连到I0.0、I0.1、I0.2上，则可以通过将3个点的常开触点相与来识别SB7，但这样过于繁琐，因此一般不采用。

图7 硬件接线图

4.4 用输入/输出口组成矩阵式键盘
若控制系统需要设计键盘，常规的思路是每个按键接一个输入口。然而，当键数增加时，极为浪费输入点，因此仿照微机系统中制作矩阵式键盘的思路，在PLC系统中利用I/O点组成矩阵式键盘，如图8所示为3×3键盘结构图。编程思路:首先，判断整个键盘上有无键按下，方法是将行全输出为1，然后读入列的状态，如果列读入的状态全为0，则无键按下，不全为0则有键按下;其次，逐列扫描，方法是依次将行线送1，检查对应列线的状态，若列线全为0，则按键不在此行;若不全为0，则按键必在此行，且是与1电平列线相交的那个键。由此可见，对应的软件编程比较复杂，但是在有些小型的控制系统中可以避免增加操作屏或触摸屏，从而提高系统性价比。若需要详细的硬件设计图和软件程序可与作者联系。

图8 3×3键盘结构图

5 结束语
本文从硬件设计、软件编程以及硬件软件结合三个方面探讨了扩展PLC I/O点的方法。在具体应用时，还需考虑每种扩展方法的一些优缺点以及抗干扰能力等问题。若能合理的利用这些方法，必能有效的节省PLC的I/O点数，降低系统成本，提供性价比，更为充分的发挥PLC的优势