西門子S7-1200模塊6ES7231-5QD32-0XB0
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SIMATIC S7-1200,模擬輸入, SM 1231 TC,熱電偶 4 模擬輸入
微電子技術(shù)、計算機技術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)展使工業(yè)自動化領(lǐng)域的控制模式發(fā)生了根本性的改變,從基于模擬信號傳輸?shù)募⒖刂葡到y(tǒng)(DCS),到數(shù)字化、智能化、全分散的現(xiàn)場總線,再到近年來出現(xiàn)并得到迅速發(fā)展的工業(yè)以太網(wǎng),信息交換覆蓋已能夠從工廠的現(xiàn)場設(shè)備層到控制管理的各個層次,形成了現(xiàn)代工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)正是工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中的兩個典型代表。
工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)有別于商業(yè)信息網(wǎng)絡(luò),具有如下特點:
1)實時性好。這表示在工業(yè)控制中不僅要求信息傳輸速度快,而且還要求響應(yīng)速度快。
2)可靠性高。由于直接面向生產(chǎn)過程,在傳輸檢測與控制信息、產(chǎn)生或引發(fā)機構(gòu)運動和能量轉(zhuǎn)換的同時,能夠耐受惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境,在出現(xiàn)故障的情況下,具有保證整個系統(tǒng)安全的能力。
3)簡潔。降低設(shè)備成本,提高系統(tǒng)的健壯性。
4)開放性好。各廠商之間的產(chǎn)品可以相互兼容。
5)增加用戶層。信息網(wǎng)絡(luò)通常采用標(biāo)準(zhǔn)化組織的開放系統(tǒng)互連參考模型(ISO/OSI)的七層結(jié)構(gòu),工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)需要在七層之上增加用戶層。
現(xiàn)場總線
現(xiàn)場總線概念起源于歐洲,隨后發(fā)展至北美,自誕生至今發(fā)展迅速,被譽為自動化領(lǐng)域的現(xiàn)場局域網(wǎng)。
進入20世紀(jì)80年代,企業(yè)綜合自動化的需求(開放性、通用性、可靠性)日益急迫,人們對傳統(tǒng)的模擬儀表和控制系統(tǒng)要求變革的呼聲也越來越高,隨著微處理器與計算機功能的增強和價格的降低,計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得到迅速發(fā)展,而處于生產(chǎn)過程底層的自動化測控系統(tǒng)仍選用一對一連線,用電壓、電流的模擬信號進行測量和控制,難以實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間以及系統(tǒng)與外界之間的信息交換,使自動化系統(tǒng)成為“信息孤島”。要實現(xiàn)整個企業(yè)的信息集成和綜合自動化,就必須設(shè)計出一種能在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境運行的、性能可靠的、造價低廉的通信系統(tǒng),形成現(xiàn)場的底層網(wǎng)絡(luò),完成現(xiàn)場自動化設(shè)備之間的多點數(shù)字通信,實現(xiàn)底層設(shè)備之間以及生產(chǎn)現(xiàn)場與外界之間的信息交換?,F(xiàn)場總線就是在這種實際需要的驅(qū)動下應(yīng)運而生的,智能儀表也為現(xiàn)場總線的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。
現(xiàn)場總線是應(yīng)用在工業(yè)控制領(lǐng)域的一系列實時通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。電工**(International Electrotechnical Commission,IEC)對現(xiàn)場總線的定義為現(xiàn)場總線是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場,在現(xiàn)場設(shè)備之間、現(xiàn)場設(shè)備與控制裝置之間實行雙向、串行、多節(jié)點數(shù)字通信的技術(shù)。它的關(guān)鍵標(biāo)志是能支持雙向、多節(jié)點、總線式的全數(shù)字通信。
現(xiàn)場總線的誕生與發(fā)展可視為自動控制領(lǐng)域的一次,這是因為現(xiàn)場總線不僅是一種通信技術(shù)、重要的是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(Fieldbus Control System,F(xiàn)CS)的出現(xiàn)引發(fā)了傳統(tǒng)的PLC 控制系統(tǒng)和集散控制系統(tǒng)(Distributed Control System,DCS)基本結(jié)構(gòu)的根本性變化?,F(xiàn)場總線系統(tǒng)技術(shù)大地簡化了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)繁瑣且技術(shù)含量較低的布線工作量,使其系統(tǒng)檢測和控制單元的分布趨合理,使得從原來的面向設(shè)備選擇控制和通信設(shè)備轉(zhuǎn)變成為基于網(wǎng)絡(luò)選擇設(shè)備。尤其是20世紀(jì)90年代現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)技術(shù)逐漸進入中國以來,結(jié)合因特網(wǎng)和內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展,現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)技術(shù)越來越顯示出其傳統(tǒng)控制系統(tǒng)**的優(yōu)越性??梢哉f,現(xiàn)場總線作為工業(yè)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),是IT技術(shù)在自動控制領(lǐng)域的延伸,是自動化儀表發(fā)展的必然趨勢,同時也將企業(yè)內(nèi)部信息網(wǎng)絡(luò)延伸至生產(chǎn)現(xiàn)場與控制網(wǎng)絡(luò)相連,適應(yīng)了企業(yè)信息集成系統(tǒng)、管理控制一體化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢與需要,并且能夠與互聯(lián)網(wǎng)相連形成新的企業(yè)管控一體化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?,F(xiàn)場總線與一般通信技術(shù)的區(qū)別在于,一般通信技術(shù)只能實現(xiàn)信息的傳輸,而現(xiàn)場總線是一種控制系統(tǒng)框架,現(xiàn)場總線內(nèi)的所有設(shè)備能夠進行信息互訪與互換,現(xiàn)場總線上的設(shè)備之間能夠進行互操作和系統(tǒng)集成。
可編程控制器的工作過程分以下三個階段:
( 1 ) 輸入處理
程序執(zhí)行前,可編程控制器的全部輸入端子的通/斷狀態(tài)讀入輸入映像寄存器。在程序執(zhí)行中,即使輸入狀態(tài)變化,輸入映像寄存器的內(nèi)容也不變。直到下一掃描周期的輸入處理階段才讀入這變化。另外,輸入觸點從通( ON )→斷( OFF )或從斷( OFF )→通( ON )變化到處于確定狀態(tài)止,輸入濾波器還有一響應(yīng)延遲時間(約 10ms )。
( 2 ) 程序處理
對應(yīng)用戶程序存儲器所存的指令,從輸入映像寄存器和其它軟元件的映像寄存器中將有關(guān)軟元件的通/斷狀態(tài)讀出,從 0 步開始順序運算,每次結(jié)果都寫入有關(guān)的映像寄存器,因此,各軟元件( X 除外)的映像寄存器的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行在不斷變化。
輸出繼電器的內(nèi)部觸點的動作由輸出映像寄存器的內(nèi)容決定。
( 3 )輸出處理
全部指令執(zhí)行完畢,將輸出映象寄存器的通/斷狀態(tài)向輸出鎖存寄存器傳送,成為可編程控制器的實際輸出。
可編程控制器的外部輸出觸點對輸出軟元件的動作有一個響應(yīng)時間,即要有一個延遲才動作
詞條
詞條說明
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西門子冗余模塊代理商PLC邏輯梯形圖編程梯形圖編程語言是從“繼電器-接觸器”控制線路圖上發(fā)展起來的一種編程語言,兩者的結(jié)構(gòu)非常類似,但其程序執(zhí)行過程卻存在著本質(zhì)的區(qū)別。因此,同樣作為"繼電器-接觸器"控制系統(tǒng)與梯形圖的基本組成3要素——觸點、線圈、連線,兩者卻有著本質(zhì)的不同。①觸點的性質(zhì)與特點梯形圖中所使用的輸入、輸出、內(nèi)部繼電器等編程元件的"常開”、“常閉”觸點,其本質(zhì)是PLC內(nèi)部某一存儲器的數(shù)
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