【正文】 2 (1612)，然后再分別對(duì)每個(gè)站進(jìn)行硬件配置，此處必須與實(shí)物對(duì)應(yīng)，包括具體的槽位、各組件的產(chǎn)品序列號(hào)等，當(dāng)配置PLC的CPU時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示網(wǎng)絡(luò)選擇。 CP1612網(wǎng)卡與以態(tài)網(wǎng)的連接IES7400 DPCP443OPC服務(wù)器以態(tài)網(wǎng)卡CP1612 網(wǎng)卡與以態(tài)網(wǎng)的連接圖 作用:,生成數(shù)據(jù)庫(kù) 2. 組態(tài)王的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行工業(yè)以態(tài)網(wǎng)的接口。工業(yè)以態(tài)網(wǎng)的接口。第5章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)由PLC控制系統(tǒng)硬件、監(jiān)視系統(tǒng)硬件以及其他輔助硬件設(shè)計(jì)組成。可靠性是控制系統(tǒng)的生命，系統(tǒng)不可靠，即使功能再完善，經(jīng)濟(jì)性再好也沒(méi)有用，可靠性不好的設(shè)備是沒(méi)有市場(chǎng)的。，考慮系統(tǒng)的先進(jìn)性和可擴(kuò)展性。（1）SIMATIC CPU將技術(shù)功能和運(yùn)動(dòng)控制集于一身，最大限度的減少成本。 （3）現(xiàn)有的S7程序可以再利用，減少編程的工作量。 （5）從驅(qū)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)控制再到PLC，一切盡在STEP 7 中完成。 （7）運(yùn)動(dòng)控制功能符合PLC open 標(biāo)準(zhǔn)，方便工程實(shí)施和服務(wù)。 （9）廣泛、全面的SIMATIC 產(chǎn)品線，包括多種集中式和分布式的模塊化擴(kuò)展方式。西門子工業(yè)以太網(wǎng)其本質(zhì)上與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)一樣，只是其硬件都是工業(yè)級(jí)專用，如網(wǎng)卡、網(wǎng)線、鏈路模塊（HUB）等；PLC連接以太網(wǎng)是通過(guò)以太網(wǎng)通訊模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP通訊協(xié)議，10M帶寬，西門子工業(yè)以太網(wǎng)的建立需要相應(yīng)的軟件支持，STEP7是西門子工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)軟件，該軟件為模塊化的軟件，在本體軟件的基礎(chǔ)上有很多可選軟件能和其實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，本系統(tǒng)選用的是西門子的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)軟件Soft Net，該軟件和STEP7配合能組建西門子的工業(yè)以太網(wǎng)、DP網(wǎng)和ASI網(wǎng)，并能對(duì)PLC編程。OPC基金會(huì)由自動(dòng)化行業(yè)中占主導(dǎo)地位的大型企業(yè)所支持的如FisherRosemount、Intuitive Technologies、OPTO2Intellution以及羅克威爾、西門子等，該標(biāo)準(zhǔn)基于Microsoft Windows，保證其一致性。通過(guò)OPC服務(wù)器，將所有的過(guò)程數(shù)據(jù)能應(yīng)用于其他程序（OPC客戶機(jī)），也就是說(shuō)通過(guò)OPC標(biāo)準(zhǔn)化后，使不同生產(chǎn)商之間的設(shè)備通訊成為可能，只要這兩者都支持OPC就行。 ProfibusDP現(xiàn)場(chǎng)總線DP是一種現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)，最先由西門子公司使用，由于其應(yīng)用廣泛，傳輸速度快（最大12M）、傳輸距離遠(yuǎn)（最遠(yuǎn)1KM左右）以及總線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（兩芯DP通訊電纜）、最多能掛126個(gè)站等優(yōu)點(diǎn)而在全球范圍內(nèi)普及開(kāi)來(lái)，被越來(lái)越多的生產(chǎn)廠商采用。本系統(tǒng)的DP主要器件見(jiàn)表51：名稱型號(hào)備注地址PLCCPU4122DP自帶DP口2PLCCPU3152DP自帶DP口3網(wǎng)關(guān)IM153自帶DP口6DP InterfaceCP5613自帶DP口0OPMP270B自帶DP口1網(wǎng)關(guān)IM153自帶DP口6表51 系統(tǒng)DP主要器件 西門子S7400及相關(guān)模塊的選擇SIMATIC S7400是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。SIMATIC S7400的應(yīng)用領(lǐng)域包括：通用機(jī)械、汽車制造、立體倉(cāng)庫(kù)、機(jī)床與工具、過(guò)程控制、控制與裝置儀表、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、控制設(shè)備制造和專用機(jī)械。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或變得更加復(fù)雜時(shí)，不必投入很多費(fèi)用。SIMATIC S7400可編程序控制器采用模塊化設(shè)計(jì)，性能范圍寬廣的不同模板可靈活組合，擴(kuò)展十分方便。SIMATIC S7400還提供以下部件以滿足用戶的需要：接口模板（IM）、SIMATIC M7自動(dòng)化計(jì)算機(jī)和SIMATIC S5模板。 PS407電源（4A） 型號(hào)：6ES7 4070DA010AA0S7400需要24伏直流電源，而PS307負(fù)載電源模塊可將120/230伏交流電壓轉(zhuǎn)化為該單元的24伏直流工作電壓，這樣就可以使用線路電源來(lái)運(yùn)行SIMATIC S7400和過(guò)程傳感器及執(zhí)行元件了。使用冗余電源時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)和容錯(cuò)系統(tǒng)可作為無(wú)故障安全系統(tǒng)運(yùn)行。 CP4431以太網(wǎng)通訊處理器 型號(hào)：6GK7 4331EX110XE0CP4431將SIMATIC S7400連接到工業(yè)以太網(wǎng)，所具有的組合模式的通訊服務(wù)為SEND/RECEIVE和S7通訊。它具有自己的微處理器，因而能減輕CPU的通訊任務(wù)和進(jìn)一步擴(kuò)展連接。CP4431安裝在S7400的DIN導(dǎo)軌上，并經(jīng)過(guò)背板總線連接到鄰近的S7400模板，并且不存在槽位規(guī)則，所以安裝十分方便。該模塊的數(shù)據(jù)傳輸率為10Mbit/s，從5VDC的電流消耗約為1A，從24VDC的典型值為220mA，最大為450mA。它采用緊湊型、單寬度的模板格式。它的RAM是72K字節(jié)的，數(shù)據(jù)后備通過(guò)電源模板中的電池或在應(yīng)用時(shí)可以通過(guò)外部電池，它所使用的編程語(yǔ)言是STEP7，編程結(jié)構(gòu)是線性、結(jié)構(gòu)化的，它具有組織塊（OB）、功能塊（FB）、功能（FC）、數(shù)據(jù)塊（DB）、系統(tǒng)功能（SFC）、系統(tǒng)功能塊（SFB）六種塊的類型。系統(tǒng)功能包括中斷屏蔽、數(shù)據(jù)復(fù)制、始終功能、診斷功能、故障和出錯(cuò)處理、模板參數(shù)分配、運(yùn)行時(shí)間計(jì)數(shù)器、中斷和信號(hào)功能。在擴(kuò)展時(shí)需要接口模板（發(fā)送IM）和最多可接入6個(gè)接口模板。它能為模板提供機(jī)械支持，為模板提供電源，并通過(guò)背板總線將各個(gè)模板連接在一起。5 前連接器 型號(hào)：6ES7 4921AL000AA0前連接器能夠方便而又友好地連接傳感器和執(zhí)行器，在更換模板時(shí)只需取下前連接器，不再需要更換所有單個(gè)接線了。備用電池 型號(hào)：6ES7 9710BA0064K存儲(chǔ)器 型號(hào)：ES7 9520KF000AA0[8]SIMATIC S7300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，但它能滿足中等性能要求的應(yīng)用。它還有各種大范圍的功能模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動(dòng)控制任務(wù)，而且控制任務(wù)增加時(shí)，它可以使用附加模塊對(duì)PLC進(jìn)行擴(kuò)展。它多種的性能遞增的CPU和豐富的而且?guī)в性S多方便功能的我/O擴(kuò)展模塊使得用戶可以完全根據(jù)實(shí)際應(yīng)用來(lái)選擇合適的模塊。PS307的起動(dòng)電流（在25℃時(shí)）為55A，輸出電流為10A，輸出電壓為24V（直流），并且具有電子式非鎖定短路保護(hù)和開(kāi)路保護(hù)，還具有可靠的隔離特性，輸入功率為270W，功率損耗大約為30W，效率可達(dá)89%。其斷路器指標(biāo)應(yīng)為：230VAC時(shí)額定電流：16A跳閘類型：B或CPS307電壓模板（10A）的技術(shù)特性如下表：尺寸及重量尺寸（W*H*D） 200*125*120mm重量 輸入額定值輸入電壓 額定值 120/230VAC系統(tǒng)頻率 額定值 50~60Hz 容許范圍 47~63Hz額定輸入電流 230V時(shí) 120V時(shí) 起動(dòng)電流（在25度時(shí)） 55AIt（在起動(dòng)電流時(shí)） 9As 輸出額定值輸出電壓 額定值 24VDC 允許范圍 24V+5%，防開(kāi)路保護(hù) 上升時(shí)間 輸出電流 額定值 10A，不能以并聯(lián)的方式連接短路保護(hù) 電子式，~殘余紋波 最大150mVss 其他參數(shù)按照IEC536（DIN VDE0106， 有保護(hù)性接地導(dǎo)體Part1）保護(hù)等級(jí)隔離隔離 額定隔離電平 250VAC （24V時(shí)對(duì)L1） 測(cè)試 2800VDC可靠的隔離 接DIN VDE0106， Part101電源鼓掌的過(guò)度 最少20ms（在93V或/和187V時(shí)） 重復(fù)率 最少1s 效率 89%輸入功率 270W功率消耗 典型值30W 診斷輸出電壓有效時(shí)指示燈 有，綠色LEDCPU3152DP，64K內(nèi)存 CPU封裝在一個(gè)牢固而緊湊的塑料機(jī)殼內(nèi)，面板上有狀態(tài)和故障指示燈、方式選擇鑰匙開(kāi)關(guān)、MPI接口。CPU以梯形圖少年、功能塊FBD或語(yǔ)句表STL進(jìn)行編程，同時(shí)可以采用工程工具如S7GRAPH、S7HiGraph、SCL、CFC或SFC。CPU3152DP的內(nèi)置為96K字節(jié)公羊，其插入式存儲(chǔ)卡最大為512K字節(jié)FEPROM。模塊通過(guò)固定的、1米長(zhǎng)的連接電纜連接。為此，總線站（CP和FM）必須不插入嗯中。IM365的結(jié)構(gòu)比較緊湊，在牢固的塑料機(jī)殼中裝有連接電纜的接口，它的組裝也很簡(jiǎn)單，接口模塊安裝在喧囂標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上，通過(guò)總線連接器連接到我/O模塊。IM365是由兩個(gè)機(jī)架（收到和發(fā)送）預(yù)先組合好的配對(duì)模板，第一個(gè)機(jī)架只能安裝信號(hào)模板。通過(guò)這些模塊，可將數(shù)字傳感器和執(zhí)行元件與SIMATIC S7300相連。數(shù)字I/O模塊的結(jié)構(gòu)比較緊湊，它的牢固的塑料機(jī)殼中包括用來(lái)顯示輸入/輸出端的信號(hào)狀態(tài)的綠色領(lǐng)導(dǎo)、由前蓋保護(hù)的前連接器、前蓋上的標(biāo)簽區(qū)。沒(méi)有插槽的輸入地址由插槽決定。第一次插入連接器時(shí)，有一個(gè)編碼元件與之嚙合，這樣該連接器就只能插入同樣類型的模塊中。輸入模塊的輸入點(diǎn)數(shù)為16，其額定負(fù)載電壓為24VDC，在通信與背板總線之間和每組通道之間有光電隔離，從背板總線和負(fù)載電壓的輸出電流不得超過(guò)25mA。為信號(hào)“1”時(shí)輸入電流約為7mA。其執(zhí)行器信號(hào)“1”，允許范圍為5mA～；信號(hào)“0”時(shí)。它的輸出短路保護(hù)為電子式。當(dāng)該模板用于高速計(jì)數(shù)器時(shí)，必須考慮這一點(diǎn)。FM355的控制器結(jié)構(gòu)可用于固定設(shè)定點(diǎn)控制、串聯(lián)控制、比例控制和3分量控制；根據(jù)鎖選擇的控制器結(jié)構(gòu)，幾個(gè)控制器還可以結(jié)合到一個(gè)結(jié)構(gòu)中。其采樣時(shí)間根據(jù)模擬輸入端和補(bǔ)償輸入端的分辨率而定：12位的為20ms～100ms，14位的為100ms～500ms。當(dāng)CPU故障或CPU停止時(shí)，控制器可獨(dú)立地繼續(xù)控制。他的前饋控制可選擇模擬輸入端用語(yǔ)前饋控制和獲取實(shí)際值。該模塊有4個(gè)控制器數(shù)量，到背板之間有電位隔離，而每組通道之間沒(méi)有。FM355C有8個(gè)數(shù)字輸入端；輸入電壓額定值為24VDC，信號(hào)“1”時(shí)為13～30V，輸入電流為7mA；信號(hào)“0”時(shí)為3～5V；它還有8個(gè)數(shù)字輸出端，輸出電流為信號(hào)“1”時(shí)，允許范圍為5～150mA，信號(hào)“0”。 PLC的基本組成與各部分的作用 PLC的基本組成PLC是一種通用的工業(yè)控制裝置，其組成與一般的微機(jī)系統(tǒng)基本相同。整體式PLC是將中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體，構(gòu)成主機(jī)。主機(jī)中，CPU是PLC的核心，工/0單元是連接CPU與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的接口電路，通信接口用于PLC與編程器和上位機(jī)等外部設(shè)備的連接。裝有CPU單元的底板稱為CPU底板，其它稱為擴(kuò)展底板。無(wú)論哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都可以根據(jù)需要進(jìn)行配置與組合。它按照系統(tǒng)程序所斌予的功能，完成以下任務(wù):(1) 接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)；(2) 診 斷 電源、PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程的語(yǔ)法錯(cuò)誤；(3) 用 掃 描的方式接收輸入信號(hào)，送入PLC的數(shù)據(jù)寄存器保存起來(lái)；(4) PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，根據(jù)存放的先后順序逐條讀取用戶程序，進(jìn)行解釋和執(zhí)行，完成用戶程序中規(guī)定的各種操作；(5) 將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出端。通用微處理器的價(jià)格便宜，通用性強(qiáng)，還可以借用微機(jī)成熟的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、豐富的軟硬件資源。單片機(jī)由于集成度高、體積小、價(jià)格低和可擴(kuò)充性好，很適合在小型PLC上使用，也廣泛地用于PLC的智能UO模塊。位片式微處理器是獨(dú)立于微型機(jī)的另一分支。用幾個(gè)位片級(jí)聯(lián)，可以組成任意字長(zhǎng)的微處理器二改變程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容，可以改變計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。這種高運(yùn)算速度與可以適應(yīng)用戶需要的指令系統(tǒng)相結(jié)合，很適合于以順序掃描方式工作的PLC使用。系統(tǒng)程序是不能山用戶更改的，故所使用的存儲(chǔ)器為只讀存儲(chǔ)器ROM或EPROM。由于用戶程序需要經(jīng)常改動(dòng)、調(diào)試，故用戶程序存儲(chǔ)器多為可隨時(shí)讀寫的RAM。當(dāng)用戶程序調(diào)試修改完畢，不希望被隨意改動(dòng)時(shí)，可將用戶程序?qū)懭隕PROM。(3) 工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器:工作數(shù)據(jù)是經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。在PLC的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，開(kāi)辟有元件映像寄存器和數(shù)據(jù)表。數(shù)據(jù)表用來(lái)存放各種數(shù)據(jù)，它的標(biāo)準(zhǔn)格式是每一個(gè)數(shù)據(jù)占一個(gè)字。它還用來(lái)存放A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字和數(shù)學(xué)運(yùn)算的結(jié)果等。3. I/0單元I/0單元也稱為I/0模塊。輸出單元將CPU送出的弱電控制信號(hào)通過(guò)輸出電路的光電隔離和功率