西門子S7-300CPU317-2DP中央處理器原裝正品        西門子S7-300CPU317-2DP中央處理器原裝正品

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 二、Ethernet的擴(kuò)展與進(jìn)一步容納Web技術(shù)

    當(dāng)前，在所有過程控制領(lǐng)域，大的發(fā)展趨勢(shì)之一就是Ethernet技術(shù)的擴(kuò)展。PLC也例外，現(xiàn)在，越來越多的PLC供應(yīng)商開始提供Ethernet接口部件。在近的幾年間，我們已經(jīng)看到，發(fā)展比現(xiàn)有普通小快靈PLC更加強(qiáng)大的PLC是種趨勢(shì)。Ethernet將會(huì)成為PLC的通信標(biāo)準(zhǔn)嗎？也許終結(jié)果是這樣的，但現(xiàn)在還為時(shí)尚早。對(duì)于在PLC上提供Ethernet接口將能夠解決所有通信問題，人們普遍存在著誤解。Ethernet僅僅定義了OSI參考模型底部的幾層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，如果上層協(xié)議相互之間不能兼容，那么仍然不可能進(jìn)行相互之間的通信處理。打個(gè)比方，這如同一個(gè)不懂英語的中國(guó)人與一個(gè)不懂漢語的美國(guó)人之間是不能夠通過電話進(jìn)行對(duì)話一樣。因此，協(xié)議就是設(shè)備之間相互通信的語言。

    另一方面，前進(jìn)的步伐已經(jīng)邁出，我們只有迎著困難而上，為了將Ethernet技術(shù)應(yīng)用到工廠底層的現(xiàn)場(chǎng)過程控制設(shè)備中去，ODVA協(xié)會(huì)為此建立了一套性標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范，即Ethernet/IP標(biāo)準(zhǔn)，以便能夠解決在實(shí)際工作中所遇到的困難。

    向Ethernet靠近的一個(gè)目的在于通過Internet能夠連接到所希望的任何地方。實(shí)際上，在一些意想不到的地方，Web服務(wù)器正在顯露出其應(yīng)有的威力。幾年前，有一些PLC系統(tǒng)已經(jīng)內(nèi)藏了Web服務(wù)器，這無疑又為PLC系統(tǒng)增加了更多的特點(diǎn)。其他類型的控制設(shè)備也正在準(zhǔn)備進(jìn)一步集成Web服務(wù)器。例如，Square D公司已經(jīng)有一個(gè)具備Ethernet連接接口的發(fā)動(dòng)機(jī)控制中心，并正在準(zhǔn)備開發(fā)一種內(nèi)藏Web服務(wù)器連接接口的變速裝置。

    內(nèi)藏Web服務(wù)器所體一風(fēng)的益處包括開放網(wǎng)絡(luò)、商業(yè)工具的影響、客戶機(jī)/服務(wù)器關(guān)系。在過去，工業(yè)用戶可能會(huì)有代表性地詢問一些有關(guān)PLC方面的信息，但在現(xiàn)在，由于新技術(shù)的不斷誕生和發(fā)展，工業(yè)用戶很容易就可以得到有關(guān)這方面的信息。另一方面，隨著芯片和處理器大規(guī)模的生產(chǎn)，PLC生產(chǎn)制造商能夠生產(chǎn)并提供開放網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品，讓工業(yè)用戶花較少的費(fèi)用就能夠購(gòu)買到功能非常完善的PLC產(chǎn)品。

    在為將PLC連接到Ethernet和Web上提供技術(shù)支持方面，Schneider公司已經(jīng)成了者之一。近，該公司推出了一種運(yùn)行于Premium PLC平臺(tái)的新型快速Ethernet(100 Mb/s)模件。該模件為PLC能夠連接到TCP/IP的Ethernet提供了全雙工自適應(yīng)10/100Mb/s的連接速度，現(xiàn)場(chǎng)過程控制器之間可以共享實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)掃描Momentum I/O模件和其他任何基于Modbus通信協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，采用一個(gè)嵌入式Web服務(wù)器提供HTML通信服務(wù)，同時(shí)提供了SNMP用于標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通信管理。在一次展覽會(huì)上，Schneider公司還向工業(yè)用戶展示了他們有關(guān)透明工廠的觀念。

    另外，Schneider公司近還推出了基于Modicon公司的Momentum MIE系列處理器的適配器，該適配器提供了標(biāo)準(zhǔn)IEC程序控制性能，進(jìn)一步為e-制造提供了完美的解決方案。該適配器還提供了將智能化I/O系統(tǒng)和其他現(xiàn)場(chǎng)過程控制設(shè)備連接到Internet和Ethernet的能力，現(xiàn)場(chǎng)過程控制設(shè)備包括所有功能化實(shí)時(shí)過程控制器。

    幾年前，Rockwell自動(dòng)化公司也在其PLC產(chǎn)品中提供了Ethernet接口，而且正在堅(jiān)定不移地穩(wěn)步提高Ethernet的功能特性。該公司近已經(jīng)公布了一種柔性I/O模件解決方案，這種柔性I/O模件利用非版本的Ethernet技術(shù)能夠提供實(shí)時(shí)過程控制性能。A-B公司提供的1756型ControlLogix I/O也是基于標(biāo)準(zhǔn)Ethernet TCP/IP和UDP數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的組件，其應(yīng)用層使用了一種開放式、面向?qū)ο蟆⒒谏a(chǎn)者/ 消費(fèi)者的技術(shù)。這種技術(shù)在ControlNet、DeviceNet和FF現(xiàn)場(chǎng)總線H1網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中也能夠找到。

三、置位/復(fù)位指令型順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)法

    1．步進(jìn)階梯設(shè)計(jì)圖5a為用置位/復(fù)位指令設(shè)計(jì)的順序控制系統(tǒng)步進(jìn)階梯。其設(shè)計(jì)依據(jù)也是圖1所示的控制流程。該步進(jìn)階梯結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是每步的輔助繼電器都有一個(gè)置位線圈和一個(gè)復(fù)位線圈，二者編號(hào)相同。步1利用置位指令S使輔助繼電器M1置位（即M1線圈得電后內(nèi)部自鎖），建立步1程序，并為步2提供步進(jìn)條件信號(hào)。當(dāng)步2的轉(zhuǎn)步主令信號(hào)發(fā)出（X2閉合），指令S使M2置位，建立步2程序，同時(shí)復(fù)位指令R使M1復(fù)位，撤銷步1程序。同理可畫出后續(xù)各步繼電器置位/復(fù)位梯形圖。當(dāng)后一步完成并回到原位（X1閉合）時(shí)，指令R使M4復(fù)位，系統(tǒng)的工作循環(huán)結(jié)束。

    2．輸出階梯設(shè)計(jì)圖5b為輸出階梯結(jié)構(gòu)，與圖4b*相同，不再贅述。

    四、移位指令型順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    1．步進(jìn)階梯設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)依據(jù)如圖6所示。圖7a為按圖6所示要求采用移位指令設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)的順序控制系統(tǒng)步進(jìn)階梯，這種步進(jìn)階梯由一個(gè)8位移位寄存器（由移位指令定義輔助繼電器M20～M27而成）作為控制元件。該移位寄存器中的IN為移位數(shù)據(jù)輸入端，CP為移位脈沖輸入端，R為復(fù)位端。這三個(gè)輸入端的輸入信號(hào)均為脈沖上升沿有效。對(duì)順序控制系統(tǒng)來說，輸入IN的信號(hào)必須是一個(gè)單脈沖信號(hào)，即移位數(shù)據(jù)為“1"。起動(dòng)步1時(shí)，IN和CP同時(shí)輸入按鈕信號(hào)X0的脈沖上升沿后，在IN端生成的移位數(shù)據(jù)“1"便移入移位寄存器的M20位，此時(shí)該位有輸出（即輸出M20的常開觸點(diǎn)閉合信號(hào)），建立步1程序，并為步2提供步進(jìn)條件信號(hào)；M20的常閉觸點(diǎn)即時(shí)斷開IN輸入端和CP的步1輸入端，完成數(shù)據(jù)“1"輸入和移位脈沖輸入。從步2起，本步的轉(zhuǎn)步主令信號(hào)一發(fā)出（X2接通），便輸入一個(gè)移位脈沖上升沿，使原來移入M20位的數(shù)據(jù)“1"移入M21位，建立步2程序，并為步3提供步進(jìn)條件信號(hào)。移位后，M20位的狀態(tài)變?yōu)?，即其相應(yīng)的步1被撤銷，輸出為0。依此類推便可實(shí)現(xiàn)整個(gè)步進(jìn)階梯逐步得電和逐步失電。后一步完成并回到原位（X1接通）時(shí)，接通移位寄存器的復(fù)位端R，使移位寄存器復(fù)位清零，整個(gè)控制系統(tǒng)失電停止。

    設(shè)計(jì)這種步進(jìn)階梯時(shí)要注意以下問題：（1）在一個(gè)自動(dòng)工作循環(huán)內(nèi)，移位寄存器的移位數(shù)據(jù)輸入端IN只允許起動(dòng)時(shí)輸入一個(gè)單脈沖信號(hào)。也就是說起動(dòng)時(shí)只能輸入移位數(shù)據(jù)“1"。步進(jìn)階梯的工作原理就是根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)“1"，在移位寄存器中逐步向高位移位來實(shí)現(xiàn)逐步得電和逐步失電。所以輸入端IN要串聯(lián)每個(gè)移位輸出位的常閉觸點(diǎn)；（2）移位寄存器對(duì)移位脈沖輸入端開關(guān)的抖動(dòng)非常敏感。若開關(guān)抖動(dòng)一次，相當(dāng)于多輸入了一個(gè)移位脈沖，移位數(shù)據(jù)“1"隨之多移了一位。由于接點(diǎn)式開關(guān)被觸發(fā)時(shí)難免產(chǎn)生抖動(dòng)。為消除這種影響，在移位脈沖輸入端的步1輸入回路，必須串聯(lián)移位寄存器0位（本例為M20）的常閉觸點(diǎn)，一旦移位數(shù)據(jù)移入M20位，便斷開步1的輸入回路；而從步2開始，每步的輸入回路也要串聯(lián)上一位的常開觸點(diǎn)。例如步2的輸入回路要串聯(lián)上一位M20的常開觸點(diǎn)。這樣，當(dāng)移位到步2轉(zhuǎn)步主令信號(hào)對(duì)應(yīng)的M21位時(shí)，便立即斷開步2的輸入回路。采用這樣的移位脈沖輸入回路結(jié)構(gòu)，可確保每步的轉(zhuǎn)步輸入信號(hào)持續(xù)時(shí)間只有PLC的一個(gè)掃描周期（一般只有幾Mｓ），因開關(guān)的抖動(dòng)時(shí)間遠(yuǎn)大于PLC的一個(gè)掃描周期。所以可有效地消除開關(guān)抖動(dòng)的影響。

    2．輸出階梯設(shè)計(jì)圖7b為輸出階梯，其結(jié)構(gòu)與圖4b相同，只是輔助繼電器編號(hào)不同而已。

    結(jié)束語

    上述4種PLC順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的共同特點(diǎn)是：

    （1）由輸入繼電器控制輔助繼電器（包括由置位/復(fù)位指令和移位指令定義的輔助繼電器），按此構(gòu)成步進(jìn)階梯；

    （2）由輔助繼電器控制輸出繼電器，以此構(gòu)成輸出階梯；

    （3）無論步進(jìn)階梯還是輸出階梯，都是很有規(guī)律的回路結(jié)構(gòu)。不管要設(shè)計(jì)的順序控制系統(tǒng)有多少步，也不管其輸入輸出點(diǎn)數(shù)有多少，只要弄清各種設(shè)計(jì)方法所設(shè)計(jì)的步進(jìn)階梯和輸出階梯的回路結(jié)構(gòu)的規(guī)律性，根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)，套用其中任一種設(shè)計(jì)方法的回路結(jié)構(gòu)，就能快速地一次成功設(shè)計(jì)出較復(fù)雜的PLC順序控制系統(tǒng)。

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