西门子6ES7317-2FK14-0AB0性能参数

如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。PLC的发展趋势1．向高速度、大容量方向发展为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容。西门子小型机有S7-200:处理速度0.8~1.2ms,存贮器2k,数字量248点,模拟量35路，中型机:中型机的控制点一般不大于2048点,可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控。

三、控制功能的选择

该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。

(一)运算功能

简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他运算功能。随着开放系统的出现，目前在PLC中都已具有通信功能，有些产品具有与下位机的通信，有些产品具有与同位机或上位机的通信，有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功能。大多数应用场合，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和PID运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。

扩展单元，A/D转换单元，D/A转换单元及I/O链接单元安装在DIN导轨上，安装时安装单元与安装导轨槽对齐向下推压即可，将该单元从DIN导轨上拆下时，需用一字形的螺丝刀向下轻拉安装杆，2．PLC系统的接线PLC系统的接线主要包括电源接线。其输入/输出通道的范围是不一样的，应根据所选PLC型号，查阅相应的编程手册，决不可[张冠李戴"，必须参阅有关操作手册，(2)部辅助继电器内部辅助继电器不对外输出，不能直接连接外部器件，而是在控制其他继电器。

(二)控制功能

控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等。

主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。只读存储器ROM用以存放系统程序，可编程控制器在生产过程中将系统程序固化在ROM中。用户是不可改变的。用户程序和中间运算数据存放的随机存储器RAM中，RAM存储器是一种高密度、低功耗、价格便宜的半导体存储器，可用锂电池做备用电源。它存储的内容是易失的，掉电后内容丢失；当系统掉电时，用户程序可以保存在只读存储器EEPROM或由高能电池支持的RAM中。EEPROM兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取优点，用来存放需要*保存的重要数据。2.I/O单元及I/O扩展接口（1）I/O单元PLC内部输入电路作用是将PLC外部电路（如行程开关、按钮、传感器等）提供的符合PLC输入电路要求的电压信。
继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块。S7-300CPU模板的运行方式选择和状态指示灯的含义S7-300CPU模板的运行方式选择和状态指示（1）CPU模板的运行方式选择RUN-P：可编程运行方式。RUN：运行方式。STOP：停止方式。MRES：清除存储器，不能保持。（2）CPU的LED状态及故障指示灯SF（红色）：系统出错/故障指示灯。BATF（红色）：电池故障指示灯（只有CPU313和314配备）。DC5V（绿色）：＋5V电源指示灯。FRCE（黄色）：强制有效指示灯。RUN（绿色）：运行状态指示灯。STOP（黄色）：停止状态指示灯。（3）CPU315-2DPCPU的另外两个状态及故障指示灯BUSDF（BF）（红色）：总线出错指示灯（只适用于带有DP接口的CPU。

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自动化技术

1．SIMOTION工业以太网网络介质
西门子工业以太网网络通常使用的物理传输介质为屏蔽双绞线（FC TP）、工业屏蔽双绞线（ITP）和光纤。

1.1 屏蔽双绞线（Fast Connection Twist Pair）
FC TP快速连接双绞线用于将DTE快速连接到工业以太网上，配合西门子FC TP RJ45接头使用，连接方式如图1所示：

图1： FC TP电缆与TP RJ45接头

将双绞线按照TP RJ45接头标示的颜色插入连接孔中，快捷、方便地将DTE设备连接到工业以太网上。使用FC双绞线从DTE到交换机长通信距离为100米（DTE到DTE）。也可以使用普通RJ45接头，为了保证数据传输的可靠性，在无干扰情况下长通信距离为5米。
RJ－45连接有两种连接方式，交叉连接（如图2所示）和直通连接（如图3所示）。交叉连接用于网卡之间的连接或集线器之间的连接；直通线用于网卡与集线器之间或网卡与交换机之间的连接。Siemens交换机由于采用了自适应技术，可以自动检测线序，故通过交换机可以选择任意一种电缆进行连接。

图2 交叉线连接

图3 直通线连接

SIMOTION 带有RJ45接头，建议使用西门子FC TP和FC TP RJ45接头。

1.2 工业屏蔽双绞线（Industrial Twisted Pair）
屏蔽双绞线如图4所示，它有白/蓝和白/橙两对双绞屏蔽线。外部包有屏蔽层和绝缘层，用于连接有ITP端口的以太网设备。通过ITP电缆连接的两个设备的远距离为100米。

图4 ITP电缆结构图

连接ITP电缆的连接头有两种，即 9 针或 15 针的Sub－D 接头，如图所示5、6：

图5 Sub－D 9针接头图6 Sub－D 15针接头

使用Sub－D 接头进行连接的网络连接牢固，不易松动。其连线方法及9/15 接头的转换可以查阅西门子手册。同样ITP 电缆也会有交叉连接的情况，可以直接定购 ITP XP 标准电缆。
SIMOTION只有RJ45以太网接口，通常不使用工业双绞线ITP。

1.3光纤
按光在光纤中的传输模式不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。
多模光纤：中心玻璃芯较粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。
单模光纤：中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。
光纤技术只允许点对点的连接，即一个发送装置只对应一个接收装置。因而两个站点之间需要有发送和接收两根光纤进行连接。所有SIMATIC NET 标准的光缆都是两根光纤。光纤的连接头有很多种如图7所示：

图7 光纤的连接头

其中各种连接头都有各自的优点，例如：ST 连接头安装简易，比较适合于现场连接，（西门子BFOC接头就是ST 接头）；FC 接头有一个不固定的套环，可以提供较好的机械的隔离；SC 连接头适合紧密连接，其推拉设计可以避免在安装过程中的光纤平面受损，应用比较普遍。在西门子的网络设备中，大多光纤链路设备使用BFOC接头。
光纤通讯应用于工业以太网的优点：
隔离电气的站点或网段
没有电气的接地问题
没有屏蔽电流
数据传输不受外界电磁干扰
不受雷电的影响
不会产生电磁干扰
重量轻
根据光纤的类型不同，长距离的通讯依然可以保持高的通讯波特率
带有RJ45接头的SIMOTION 可以直接连接到交换机的电气接口上，交换机之间可以通过光纤连接，增加通信距离和抗干扰性

网络结构配置与建立网络的目的、网络结构以及通信方式有关，但任何网络，其结构配置都包括硬件和软件两个方面。

1．硬件配置

硬件配置主要考虑两个问题：一是通信介质，以此构成信道。常用的通信介质有多股屏蔽电缆、双绞线、同轴电缆及光缆。此外，还可以通过电磁波实现无线通信。二是通信接口，包括RS-232C、RS-422A和RS-485三种。

1)RS-232C

RS-232C是美国EIC(电子工业联合会)在1969年公布的通信协议，至今仍在计算机和可编程序控制器中广泛使用。

RS-232C采用负逻辑，用-5～-15 V表示逻辑状态“1”，用+5～+15 V表示逻辑状态“0”。RS-232C的大通信距离为15 m，高传输速率为20 kb/s，只能进行一对一的通信。RS-232C可使用9针或25针的D型连接器，可编程序控制器一般使用9针的连接器，距离较近时只需要3根线（见图1，GND为信号地）。RS-232C使用单端驱动、单端接收的电路(见图2)，容易受到公共地线上的电位差和外部引入的干扰信号的影响。

RS-232C的信号线连接

图1 RS-232C的信号线连接

单端驱动单端接收

图2 单端驱动单端接收

2)RS-422A

美国的EIC于1977年制定了串行通信标准RS-499，对RS-232C的电气特性作了改进，RS-422A是RS-499的子集。RS-422A采用平衡驱动、差分接收电路(见图3)，从根本上取消了信号地线。平衡驱动器相当于两个单端驱动器，其输入信号相同，两个输出信号互为反相信号，图中的小圆圈表示反相。外部输入的干扰信号是以共模方式出现的，两根传输线上的共模干扰信号相同，因接收器是差分输入，共模信号可以互相抵消。只要接收器有足够的抗共模干扰能力，就能从干扰信号中识别出驱动器输出的有用信号，从而克服外部干扰的影响。RS-422A在大传输速率(10 Mb/s)时，允许的大通信距离为12 m，传输速率为100 kb/s时，大通信距离为1200 m。一台驱动器可以连接10台接收器。RS-422接口属于全双工通信方式，在工业计算机上配备得较多。

平衡驱动差分接收

图3 平衡驱动差分接收

3)RS-485

RS-485是RS-422A的变形。RS-422A是全双工，两对平衡差分信号线分别用于发送和接收。RS-485为半双工，只有一对平衡差分信号线，不能同时发送和接收。

使用RS-485通信接口和双绞线可组成串行通信网络(见图4)，构成分布式系统，系统中多可有32个站，新的接口件已允许连接128个站。RS-485接口多用双绞线实现连接。个人计算机一般不配RS-485接口，但工业计算机配备RS-485接口较多。plc的不少通信模块也配用RS-485接口。如西门子公司的S7系列CPU均配置了RS-485接口。

RS-485网络

图4 RS-485网络

2．软件配置

要实现PLC的联网控制，就必须遵循一些网络协议。不同公司的机型，通信软件各不相同。软件一般分为两类：一类是系统编程软件，用以实现计算机编程，并把程序下载到PLC，且监控PLC的工作状态，如西门子公司的STEP7-Micro/Win软件；另一类为应用软件，即各用户根据不同的开发环境和具体要求，用不同的编程语言编写的通信程序。