6ES7340-1BH02-0AE0性能参数

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１　满足现代工业应用要求

　　目前的控制系统越来越难以满足现代化的工业应用所需要的更多功能要求。例如，典型的控制系统必须与来自简单的传感器和执行元件的信号接口，这一点是非常容易理解的。但是对于很多现代化的应用，这仅仅是开始。先进的控制特点、网络链接、设备互用、企业数据集成都是现代工业应用中所必须的功能。

　　这些功能要求远远超出了传统的、基于离散-逻辑控制的可编程控制器（PLC）所能提供的功能。多数的PLC都使用梯形图来编程，它起源于接线图，用于描述控制系统中简单的继电器和定时器的布置和连线。如果需要一些更高功能的应用，用梯形图编程非常困难。例如，要用复杂的数学公式建立数学模型，完成复杂PID回路计算，以及浮点运算。要完成这些，PLC必须用单独的并可以独立编程的硬件卡扩展卡。

使PLC更象PC

　　要想使PLC能满足现代化的应用要求，进行网络链接、设备互用和企业数据集成，这些类型的功能更适合于PC来实现。想要基于PLC的系统实现这些功能，必须用单独的处理器、网关或转换器、运行于独立PC的软件中间件以及企业系统级的专用软件进行综合系统集成。

使得PC更象PLC

　　另一方面，用于工业环境中的PC可以满足现代化工业应用中所提出的各项要求。特别是网络和数据通信方面的功能要求。

　　要想使PLC能实现PC类似的任务，或用PC实现PLC的任务，例如离散控制或过程控制，二者都需要扩充软件或硬件卡。例如，PC使用的操作系统对于高性能的、确定性的工业应用来说，可能不是好的。附加的I/O扩充卡或专用的扩展卡可能要集成到PC操作系统中，从而提供高性能的、确定性的或接近确定性的操作。

２　PAC介绍

　　随着工业控制设备需求的增长，为了满足现代工业应用所提出的各项要求，自动化制造商已经作出了积极的反应。将PLC型的确定性控制与基于PC系统的灵活组态和企业集成功能结合，形成了一种新型的控制系统：可编程自动化控制器，即PAC。

　　虽然以前也有将PLC和PC技术结合用于工业控制的尝试，但一般只通过之前说明的“扩展”方式来实现。其中，额外的中间件、处理器或两者都用于与一个或多个PLC相融合。然而，新型的PAC在其设计中内建了更多的功能。例如，执行更复杂计算、锁存、PID回路、数据采集和远程以太网传输。基于PLC的控制系统要实现这些功能需要额外的、价格不菲硬件，而PAC却直接提供了这些功能。

　　PAC以其模块化设计和制造而著称，以及开放式结构的应用，提供与其它设备和商业系统的扩展性和互联。特别的，PAC具有高效的处理能力和I/O扫描能力，可以通过多种方式同企业及商业系统集成。

　　PAC是多功能的控制系统，可以同时监控数字信号、模拟信号以及串行I/O信号。

2.1 PAC的特点

　　多数人都赞同工业分析师ARC咨询集团初命名的“PAC”概念。ARC提出这个概念基于两个原因：帮助自动户硬件用户更好的定义他们的应用要求；给自动化硬件供应商提出一个概念，更加清楚地表达产品的功能。

　　一般PAC都提供下列功能：

§ 在一个平台上实现多种功能，包括逻辑、运动、驱动和处理控制

§ 提供通用的多功能开发平台和单一的数据库，以满足多领域自动化系统设计和集成的需求。

§ 无缝集成的控制器硬件和软件

§ 使用软件工具可以进行统一编程，设计控制程序，支持“流过”多个机器或单元的流程

§ 使用开放的模块化架构以实现实现不同功能的自由组合和搭配，减少系统扩展升级时需要的成本。

§ 支持事实上的工业以太网标准，可以与工厂的MES\ERP系统轻易集成。

§ 提供有效的处理和I/O扫描

2.2 开发和功能的优势

　　从PAC的定义可以看出PAC具备的特性，可以完成复杂的功能。并且系统的硬件和软件无缝集成，提高了控制系统的性能。而要完成这些功能，PLC需要额外的扩展卡才能完成。

　　编程时，集成的硬件和软件也是一个优势：用于PAC编程的集成开发环境（IDE）包括一个所有开发工具共享的标签名数据库。PAC使用同一个软件包来满足现有的和未来的自动化要求，而不是使用来自不同供应商的多个软件包。

　　PAC的另外一个优势是控制系统非常容易升级。可以替换模块化处理器，不需要拆除现有的处理器和执行器连线。

　　PAC 使用标准的网络技术和协议交换数据，例如以太网和TCP/IP。

　　使用现代的网络和通讯技术，PAC实时或接近实时的获取现场信息。反过来，这又使得收集的数据更加**、实时，对于商业应用来说更加有用。

2.3 费用上的优势

　　PAC可以提供很多费用上的优势。控制系统总的费用比较低，因为硬件比较便宜，并且需要较少的研发和集成时间。与将PLC扩展到相似性能相比，购买PAC要便宜的多。对于一个特定的自动化项目，资产回报率高、周期性花费少、总体拥有成本低。

　　后，提高了资本的流动速度：因为在初开发时仅需要购买当时需要模块，以后扩展根据需要可以随时添加，需要时再采购。这一切都是因为系统的模块化结构。

3 PAC在现代工业中的应用

　　让我们更深入的看一下PAC是怎样应用于现代工业的，请看以下工厂应用实例。

3.1 处理多种信号

　　工厂实例中的PAC处于多域运行状态，同时监测和管理一条生产线，一个测试台、和运输活动。要做到这些，PAC必须同时监控模拟量如温度和压力，数字开关状态量例如开关阀、开关和指示器以及来自物料跟踪和测试设备的串行数据。同时，PAC与OPC服务器、操作员界面、和SQL数据库进行数据交换。同时处理这些任务，不需要额外的处理器、网关或中间设备是PAC的优势。

3.2 支持标准通讯协议

　　在图1的工厂实例中，PAC、操作员和办公室工作站、测试设备、生产线和过程传感器和执行元件及条形码阅读器都安装在遍布厂房的标准10/100 Mbps 以太网内。在某些情况下，设备没有内置网络的链接，比如温度传感器，都连到位于中间的Ethernet-激发的I/O单元的I/O模块上，依次与PAC通讯。

　　使用以太网络，PAC与远程I/O模块的底板进行通讯，读/写模拟量、数字量和串行信号。网络也将PAC链接到OPC server, 操作员界面、及SQL数据库。无线网也是网络的一部分，所以PAC也可以与移动式设备通讯，例如叉车及临时的操作员工作站。

　　PAC可以控制、监测，并与这些不同的设备及系统交换数据，因为它们使用同样标准的网络技术和协议。实例包括有线的和无线的以太网络、Internet协议（IP）网络传输、OPC及SQL。在另外的控制条件下，可能会需要常用的协议例如Modbus、SNAP（简单网络管理协议）及通过modem的PPP协议。PAC也具有满足这些不同的通讯要求的能力。

　　PAC还同时处理控制、通讯、数据日志及其它任务。

3.3 与企业系统交换数据

　　在上述工厂实例中，PAC与企业SQL数据库交换制造、生产和库存实时数据。该数据库依次与多个关键的商业系统共享数据，包括企业资源计划（ERP）系统、操作的设备效率（OEE）系统以及供应链管理（SCM）系统。由于来自FactoryFloor的数据通过PAC及时、自动更新。所有的商业系统都能连续得到及时的、有价值的信息。

3.4 RTU、数据采集、PAC

　　远程终端单元（RTU）是类似控制器的设备。几十年来，RTU典型的用于作为监测控制和数据采集（SCADA）网络的前端部分，其中RTU向SCADA主机发送数据。RTU也接收从SCADA主机到远程现场操作设备的信息。

3.5 RTU和PLC比较

　　RTU主要是现场用来监控、采集和控制远程分散的设备，例如管线、井口、泵站或通讯设备。这些类型的应用所需要的通讯能力，传统的PLC并不具备。典型情况下，PLC也不能提供足够的强度来承受恶劣的环境条件，以及多数RTU应用所具有的灵活I/O配置能力。没有这些功能时，RTU在开发成专门集中在通讯能力，适用于恶劣的环境以及灵活I/O组态控制单元。

　　然而，过去的RTU通讯能力通常也是过时的，因为它们是在专用无线电或专线网络时开发的。开放的、基于IP的有线的、无线的局域和广域网都非常的灵活并且不是特别昂贵。由于这样，将现有的RTU进行更新或使用过时的RTU技术进行新的应用并不具有很大的商业或技术意义。

　　相反，PAC提供了优异的通讯能力、多种的I/O选项、广泛的温度和震动规范并且使用当前的通信标准。这些特点使得PAC在现场非常适合替代遗留的RTU，特别是当较老的、专用的网络由于快速增长的维护费用或磨损而废弃时。

3.6 基于PC的数据采集

　　数据采集（DAQ）系统是基于PC的设备，提供了快速的信号采集、基本的信号调理、数据存储能力以及有限的网络传输能力。多数的DAQ系统是基于PC的，限制了它们在复杂的物理环境或远程位置的使用。因此多数的DAQ系统位于环境系统较好的实验室而不是现场的位置。

　　PAC提供了多样的、灵活的信号感测、调节以及多种传输能力。使用PAC强大的处理器和大容量的存储器，在发送到数据库或其他的应用程序之前，获得的原始数据可以合计、校对、或者特别处理（例如，将原始数据转换成工程单位）。另外，数据可以就地存储。因为PAC不是PC，并且不受PC的高价的限制，它的可靠性可以配置用于现场。

4 选择PAC

　　大量的工业自动化供应商现在提供PAC或类似PAC的产品。有些情况下，产品更像PLC，另外一些情况下，则更像工业PC，如之前所描述的，PAC集成了这两种设备的特点，所以强调PLC或PC的特点可能会，也可能不会满足你的应用要求。

4.1 选择PAC控制系统

　　当评价PAC或类似PAC的自动化控制器时，是否能满足您的要求，您是否需要增加额外的处理器、网络界面或者中间件给控制器更多PLC或PC类似的特点？如果是这样，看一下与列在图2和图3上与PAC特点更匹配的控制器。

4.2 参考生产商的背景

　　对于任何产品，有些生产商的生产时间很久。而很多的生产商近才引进他们新的PAC或类似PAC的产品，在产品本身进入主流多年之前，只有极少的公司具有提供PAC产品功能的成功记录。但Opto 22 早在多年以前就提供了具有PAC功能的产品。

Easypro 值编码器与 PLC 或单片机的连接
     plc 选什么样的值编码器方便连接？目前市场上的 PLC 几乎都有了 RS485 通讯接口，在此介 绍一种 RS485 通讯接口的值编码器。
Easypro 值编码器（单圈值编码器或多圈值编码器），具有 RS485 输出接口，可以与市场 上所有 PLC 的通讯 RS485 接口连接，读取编码器数据，而不再需要高速计数模块，也可以与单片机的 通讯连接直接读取编码器数据。目前 Easypro 有各种通讯规约，满足用户不同的需求。
一， Modbus rtu Easypro。符合的 Modbus RTU 通讯规约，与所有具有 modbus RTU 的 PLC 兼容。Easypro 编码器具有自有软件设置界面，可智能化可设定编码器的地址，波特率，以及 编码器分辨率与零点位置等，PLC 的 RS485 通讯接口可总线型连接 1—9 个分地址 Easypro 编码器。 目前很多 PLC 已经内置有 modbus RTU 编程协议。


二， Easypro 1.0。针对 modbus RTU 的寻址通讯较慢的问题，Easyro1.0 设置成编码器为通讯主机模 式，接收端（PLC 或单片机）为接收模式，这样无需寻址，可直接快速读取数据。Easypro 编码器 的软件界面中设置地址为 0，波特率和编码器分辨率都可按用户所需设置可调。简化的通讯协议： 数据格式：8 位（Bit）数据位，1 位停止位，无校验，
ASCⅡ编码方式:13 位（byte）数据，“=”起始，1 位（byte）符号，10 位码值；“↙”结束。 可连接 PLC 的 RS485 通讯接口。但由于接收端（如 PLC）为被动接受模式（编码器为主动模式）， 一个通讯接口仅可连接一个 Easypro1.0 编码器。 编码器主动发送模式下，接收端无需始终接收信号，而只在需要编码器数据的时候，CPU  扫描读 取此编码器发送的通讯，首先找到起始位，按通讯规约顺序读取数据并解码。
 
 
三， Easypro 1.1。Easyro 编码器地址设定为 1-9，编码器为总线型通讯被动模式，接收端（PLC 或 单片机）为总线主机模式。Easypro 编码器的设置地址为 1-9 的其中一个，可便于 PLC 主机根据地 址读取数据，波特率和编码器分辨率都可按用户所需设置可调。该版本与 modbusRTU 比较，简单 省时。缺点是总线型连接仅能连接 9 个编码器。
数据格式：8 位（Bit）数据位，1 位停止位，无校验，
ASCⅡ编码方式:13 位（byte）数据，“=”起始，1 位（byte）符号，10 位码值；“↙”结束。 可连接 PLC 的 RS485 通讯接口。PLC 接收端为主机模式（编码器为寻址被动模式），一个通讯接
口可连接 1 至 9 个 Easypro1.1 编码器。注意，连接编码器越多，寻址循环读取的时间周期就越长。 大部分情况下每个编码器读取数据所预留的时间为 50ms.
  
四， Easypro 2.1。此为更简单易解的 RS485 通讯，含有校验码，错码率极低，抗干扰能力强，适合 所有 PLC 自由通讯协议，也适合用户自主单片机开发。
Easypro2.1 值编码器（单圈值或多圈值）为主动广播型发送模式（可多接收端接收，
例如两个以上的 PLC 接收作为同步对比），19200 波特率，8ms 一次间隔发送，16 位纯二进制码， 含和校验和异或校验码，解码容易，错码校验剔除。
可连接 PLC 的 RS485 通讯接口。由于接收端为被动接受模式（编码器为主动广播发送模式），一 个 PLC 通讯接口仅可连接一个 Easypro2.1 编码器。但一个 Easypro2.1 编码器的通讯发送可有多个 接收端接收（PLC 或单片机，工控机或 RS 仪表），可实现近地远地双控双显，或自控+物联网. 编码器主动发送模式下，接收端无需始终接收此广播信号，而只在需要编码器数据的时候，CPU 扫描读取此编码器发送的广播通讯，首先找到数据起始位，按通讯规约顺序读取数据。
五， Easypro2.1K，此为 Easypro2.1 版本的快速版，波特率为 115200，广播间隔时间周期为 2ms。 六， Easypro2.2。在 Easypro2.1 的版本内，仅提供了一组编码器数据，而在 Easypro2.2 版本中提供
了多组数据，可包括值单圈编码器自带增加的电子计圈数值，或者转速值，编码器的预设地址
编码，或者是全行程机械齿轮箱式的值多圈编码器值(多至 32 位)。其余内容与 Easypro2.1
相似。
七， Easypro2.2K，此为 Easypro2.1 的加速版，每次广播间隔周期为 2ms，波特率为 115200。 八， Easyrpo 通讯与各种 PLC 的连接：
Easypro 通讯 RS485 型编码器已经有 8 年大量的与各种 PLC 连接应用的历史，包括西门子 200、西 门子 1200PLC，施耐德 PLC、欧姆龙 PLC、美国浩那尔 PLC、台达 PLC，以及国产的深圳矩形 PLC、 新捷 PLC 等等，尤其是打破了过去上值多圈编码器仅有 profibus-DP 和 SSI 可选的格局， 为经济型 PLC 连接使用值编码器带来了极大的方便性。
1，Modbus RTU Easypro 的典型应用：水闸组网信息自控，各类 PLC，尤其是施耐德、欧姆龙 PLC
应用较多。
2，Easypro1.0 的典型应用：包装机械，印刷机械的对位同步，进口经济型 PLC 与国产 PLC 有较多 应用。
3，Easypro1.1 的典型应用：2-3 个编码器总线型组网控制应用，例如通讯天线和太阳能发电的转角 与仰角控制，其中配套欧姆龙 PLC 的项目已经批量出口。
4，Easypro2.1 以后的版本，此为更加简洁快速的通讯编码器，尤其是广播式多接收设备同步接收， 特别适合于多机同步的控制，几乎所有 PLC 的 RS485 通讯接口自由协议的都兼容，例如可用于多个变 频电机控制同步。
5，更快的通讯编码器有没有？更快的通讯要求，建议选用 SSI 的同步串行通讯值编码器，