西门子PLC主机CPU313C

和所有网络一样，电缆的优劣直接影响工业以太网的优劣。而且除了高电磁干扰（EMI），工业环境中还经常有某种等级的温度、粉尘、湿度以及其他在家庭
和办公环境中不常见的影响因素。所以，如何选择电缆？在办公室内，商业等级的电缆，例如5类电缆，比较适合于10MB的网络，而5e类电缆适合于100MB网
根据ANSI/TIA-1005标准所述，6类电缆或者更好的电缆可以用于工业环境中的主机或者设备连接。6类电缆能够在100米的范围内实现1GB网络，55米范围内
现10GB网络。6e类电缆可以在100米范围内实现10GB网络。相比于5类电缆和5e类电缆，6类电缆不易受串扰和外部EMI噪声影响。工业以太网电缆的设计能
御更加严酷的工业环境对电缆的物理侵蚀。在安装6类电缆时，确保RJ45接口和插座也能够达到6类等级。较好的使用方法是，短距离布线时，使用预先做好
接插电缆，并在工厂内安装连接器。长距离布线时使用插座。、电缆、屏蔽、接地回路一些应用场合需要做屏蔽，但是如果屏蔽电缆安装不当， 那么会适得
反。当出保护套管时，屏蔽以太网电缆在EMI环境中的性能更好。良好的接地是使用屏蔽电缆的关键。一个接地参考点是关键中的关键。  多个接地连接会
接地回路，不同接地连接处电势的不同会在电缆中引入噪声。接地回路会给你的网络带来巨大的破坏，为了解决这个问题，只在电缆的一端使用接地RJ45接
口，另一端使用绝缘的RJ45接口以消除接地回路的可能性。如果以太网电缆与电源电缆交叉布线，那么交叉角度颇有讲究。将并列的以太网电缆和电源电缆相
隔至少8到12英寸，如果电压较高或者并列距离较长，那么这个间隔距离应该更大。如果以太网电缆在金属沟槽或者套管内走线，那么相邻的沟槽或者套管必
连接在一起以实现电气连续性。大体来讲，以太网电缆尽量远离能够产生EMI的设备，例如电机、电机控制设备、照明设备、带电导体等。在面板上，以太网
缆与连接器间隔至少2英寸。当电缆远离EMI干扰源时，遵循的电缆弯曲半径。3、交换机VS集线器简单地说，工业以太网环境中不要使用集线器。集线
不过是一个多端口的中继器。如果集线器被排除在外的话，剩下的选择就只有管理型交换机和非管理型交换机了。管理型的交换机更好，当然它的价格也比非
理型的交换机要贵。网络上的每一台设备都有一识符，就是我们所说的MAC地址，这是交换机比集线器具有的识别能力的关键。当交换机刚刚上电的时候，
的表现和集线器没有区别，将所有的通讯内容都广播出去，但随着网络上的设备将信息在交换机的不同端口上传输，交换机开始监控通讯内容，识别出哪一个
地址与哪一个端口相关，然后在MAC地址表中做出标识。一旦交换机发现设备的MAC地址与某个特定的端口相连接，它就会监控指向那个MAC地址的信息，
些信息仅仅发送给那个特定的地址。工业以太网网络有三种通讯类型。点对点的单播通讯、一对多的组播通讯和一点到所有节点的广播通讯。?当交换机的M
址表建立完成之后，管理型交换机和非管理型交换机对单播通讯和广播通讯的处理方式没有什么不同。一般来说，在100MB的带宽下，将广播频度控制在每秒
个广播。对于任何网络来说，都会或多或少地存在广播通讯。一个例子就是打印服务器会周期性地在网络上给出广播通知。：不仅仅是管理型交换机和非管理
换机的一个主要的区别就在于它们对待组播通讯的处理方式。组播通讯通常来自于搭载在工厂过程网络上的智能设备，采用面向连接的基于生产厂商/用户模型术。这种情况下的连接仅仅是网络上两个或者多个节点之间的关系。要想能够接收组内信息，设备必须加入组播通讯小组，组内所有的成员都能够接收到数据。
果仅仅是向小组发送数据，那么你无需成为小组成员。在生产厂商/用户模型中，组播通讯的主要问题就是随着小组成员数量的增加，通讯信息呈指数地增长。就需要使用管理型的交换机了。管理型交换机能够打开互联网组管理协议（IGMP）窥探功能。它是这样工作的，当IGMP窥探功能打开后，它会发出广播通讯任何组播小组内的成员。使用这些信息，加上已经建好的MAC地址表，管理型交换机就能够将组播通讯仅仅发送给组播小组内的成员。非管理型的交换机对组和广播数据的处理方式一样，都是将数据发送给每一个节点。如果网络使用了生产厂商/用户技术或者使用了组播通讯，那么管理型交换机是物有所值的不二之

5、镜像端口、故障排查考虑使用管理型交换机还有很多其他原因，这种等级的交换机通常都提供故障日志功能，能够控制每个端口的速度，具有冗余设置以及镜像功能。这些额外能力能够保证对网络行为进行更加准确的控制，而且在故障排查的时候能起到非常宝贵的作用。我们知道，对于网络上的某些节点，故障是避免的。当网络性能出现问题时，首先就要检查交换机，虽然对于大多数网络性能问题来说，交换机很少是问题的核心。交换机是系统中可能发生问题的节点，的工作速率通常是其他网络部件工作速率的10到50倍。虽然有一种很好的软件能够帮助你对网络故障问题进行排查，但是大多数这种软件仅仅能看到广播通讯播通讯。这实际上很合理，因为很多性能问题通常都源自不受限的组播通讯或者过多的广播通讯。如果你出于某种原因需要检查单播通讯，那么端口镜像的途径。如果网络上没有组播通讯的话，那么使用非管理型的交换机也没什么问题。在只搭载了很少设备的小型简单网络上，很多人使用非管理型的交换机。有时候也可这两种类型的交换机结合使用，将一些远程设备搭载在非管理型的交换机上，统一向管理型的交换机反馈。对于那些节点数量很多的网络，如果成本不是一个关，那么还是选择管理型的交换机吧，事后想来这确实是一个明智的选择。

InterBus现场总线作为IEC61158标准，广泛应用于制造业和机器加工业。汽车生产过程中的物料呼叫控制系统采用InterBus现场总线技术，
在现有生产线上进行生产物流重构，实现了企业同步化物流的需求。    InterBus现场总线作为IEC61158标准，是一种开放型的串行总线系统
其数据传输速度快、效率高，总线控制器和总线设备具有智能化和很强的故障诊断能力，广泛应用于制造业和机器加工业。汽车生产过程中的物料呼叫控制系统采用InterBus现场总线技术，在现有生产线上进行生产物流重构，实现了企业同步化物流的需求。该系统能使物料供应及时、
节省物料线边占用空间、减少线边库存和储位库存，自动统计缺料的工位、时间与频次，有效防止不必要的延误、等待时间和因物料短缺产生停线的问题。控制系统具有在线故障诊断功能，减少了系统故障处理的时间，提高了系统运行的可靠性和工厂生产效率。 物料呼叫控制系统由硬件和软件构成。硬件主要由工控机，现场总线控制器，总线耦合器BK模块，数字输入、输出模块DIO、SAB模块，LED显示屏，灯箱和按钮构成。现场线控制器选用RFC430，其具有数据采集、逻辑控制、信息交换和自动诊断等功能。控制系统软件由控制程序和故障诊断程序组成。控制程序功能如下：根据汽车生产要求，当生产线线边库存低于较低值时，生产工人按下工位上对应的按钮，总线控制器根据回送的过程数据，通过一种基于InterBus现场总线的通信模块，发送该物料的名称、工位号数量等信息到LED大屏幕显示屏，同时启动音乐铃声和灯箱上对应该物料的指示灯。仓库工作人员得到信息后，按下灯箱指示灯下面对应的按钮，表示信息确认，已开始投料。总线控制器根据确认的信息，将工位按钮上方的指示灯由常亮转为闪亮状态，表示该物料正在投送中。当物流到达呼叫的工位后，操作人员恢复按钮，该物料配送过程结束。该物料的名称、呼叫工位、呼叫时间、到位时间、投料人等信息记入上位机的数据库，作为管理人员考核员工的一项指标。故障诊断程序包括运行在控制器上的诊断和自启动程序和运行在上位机（工控机）上的OPC（OLE for Process Control）应用程序。控制系统一旦出现故障，总线便停止运行。在线故障诊断程序可以快速诊断故障原因，并应用OPC技术将RFC430总线控制器的诊断信息传送到上位机，上位机根据控制器传送的诊断信息，采用数据库技术为管理层提供更为详细的故障原因以及处理方法。因此，一旦控制系统出现故障，值班人员就能根据故障诊断信息以及处理方法迅速排除故障。故障排除后，系统能自动启动总线，恢复正常运行。InterBus总线控制器RF430中的标准寄存器提供了总线运行的状态信息，也可通过控制程序操作总线系统。总线控制器中的标准寄存器包括诊断状态寄存器、诊断参数寄存器、标准功能启动寄存器、标准功能状态寄存器和标准功能参数寄存器。寄存器的地址可利用PCWORX组态软件在控制系统的输入或输出地址区域设定，以便在编程中应用。诊断状态寄存器为一个字长，每一位都反映了总线系统运行状态的某一方面情况。诊断参数寄存器为诊断状态寄存器的状态位提供更为详细的信息，当外围设备出现故障和总线出错时，诊断参数寄存器提供错误位置；当控制器和总线出错时，诊断参数寄存器提供错误代码。诊断和自启动程序在PC WORX 2.02中功能编程软件Program Worx上开发，采用ST（结构化文本）语言编程，编程后封装能模块FCDIAG（见图1）。该模块以诊断状态寄存器、诊断参数寄存器作为输入，经过处理之后把诊断信息赋给全局部变量ERR DIAG STATUS 和ERR DIAG_A。自启动功能可以检测故障是否清除，一旦检测到故障已经清除后，通过标准功能启动寄存器，

PLC触点串联运算(相乘运算)实验 AND串开点，ANI串闭点 [案例3-2] PLC触点串联运算(相乘运算)实验 3)PLC实验接线图、及动作顺序分析 梯形图有时又称继电器形逻辑图编程。这种方法是当今使用为广泛的，对些我们将在介绍基本指令应用中作详细介绍。它使用广泛的主要原因是它和以往的继电器控制线路十分接近。 如图1是典型的梯形图，两边垂直的线称为母线，在母线之间通过串并（与、非）关系构成一定的逻辑关系。PLC中还有一个关键的概念“能流”（Power plow）。这仅仅是概念上的能流。如图，把梯形图中左边的母线假想为电源的“火线”，右边的母线假想为“零线”。如果有“能流”，则从左至右流向线圈，线圈被激励。原则线圈未被激励。母线中是否有“能流”流过，即线圈能否被激励，其关键主要取决于母线的逻辑线路是否接通。 应该强调指出的是，“能流”仅仅是假想的，便于理解梯形图各输出点动作的概念，并非实际存在的。 PLC控制系统的一般结构和故障类型 PLC控制系统主要由输入部分、CPU、采样部分、输出控制和通讯部分组成，如图1所示。输入部分包括控制面板和输入模板；采样部分包括采样控制模板、AD转换模板和传感器；CPU作为系统的核心，完成接收数据，处理数据，输出控制信号；输出部分有的系统用到DA模板，将输出信号转换为模拟量信号，经过功放驱动执行器；大多数系统直接将输出信号给输出模板，由输出模板驱动执行器工作；通讯部分由通讯模板和上位机组成。 因为PLC本身的故障可能性极小，系统的故障主要来自外围的元部件，所以它的故障可分为如下几种： （1）输入故障，即操作人员的操作失误； ■传感器故障； ■执行器故障； ■PLC软件故障 这些故障，都可以用合适的故障诊断方法进行分析和用软件进行实时监测，对故障进行预报和处理。 PLC控制系统的故障诊断方法 PLC控制系统故障的宏观诊断 故障的宏观诊断就是根据经验，参照发生故障的环境和现象来确定故障的部位和原因。PLC控制系统的故障宏观诊断方法如下： ■是否为使用不当引起的故障，如属于这类故障，则根据使用情况可初步判断出故障类型、发生部位。常见的使用不当包括供电电源故障、端子接线故障、模板安装故障、现场操作故障等。 ■如果不是使用故障，则可能是偶然性故障或系统运行时间较长所引发的故障。对于这类故障可按PLC的故障分布，依次检查、判断故障。首先检查与实际过程相连的传感器、检测开关、执行机构和负载是否有故障：然后检查PLC的I/O模板是否有故障：后检查PLC的CPU是否有故障。 ■在检查PLC本身故障时，可参考PLC的CPU模板和电源模板上的指示灯。 ■采取上述步骤还检查不出故障部位和原因，则可能是系统设计错误，此时要重新检查系统设计，包括硬件设计和软件设计。 PLC控制系统的故障自诊断 故障自诊断是系统可维修性设计的重要方面，是提高系统可靠性必须考虑的重要问题。自诊断主要采用软件方法判断故障部分和原因。不同控制系统自诊断的内容不同。PLC有很强的自诊断能力，当PLC出现自身故障或外围设备故障，都可用PLC上具有的诊断指示功能的发光二极管的亮、灭来查找。 体诊断 根据体检查流程图找出故障点的大方向，逐渐细化，以找出具体故障，如图2所示。 电源故障诊断 电源灯不亮,需对供电系统进行诊断.如果电源灯不亮,首先检查是否有电,如果有电,则下一步就检查电源电压是否合适,不合适就调整电压,若电源电压合适,则下一步就是检查熔丝是否烧坏,如果烧坏就更换熔丝检查电源,如果没有烧坏,下一步就是检查接线是否有误,若接线无误,则应更换电源部件. 运行故障诊断 电源正常，运行指示灯不亮，说明系统已因某种异常而终止了正常运行。检查流程如图3所示. 图3 运行故障诊断流程图 输入输出故障诊断 输人输出是PLC与外部设备进行信息交流的通道，其是否正常工作，除了和输入输出单元有关外，还与联接配线、接线端子、保险丝等元件状态有关。 出现输入故障时，首先检查LED电源指示器是否响应现场元件（如按钮、行程开关等）。如果输入器件被激励（即现场元件已动作），而指示器不亮，则下一步就应检查输入端子的端电压是否达到正确的电压值。若电压值正确，则可替换输入模块。若一个LED逻辑指示器变暗，而且根据编程器件监视器、处理器未识别输入，则输入模块可能存在故障。如果替换的模块并未解决问题且连接正确，则可能是I／O机架或通信电缆出了问题。 出现输出故障时，首先应察看输出设备是否响应LED状态指示器。若输出触点通电，模块指示器变亮，输出设备不响应。那么，首先应检查保险丝或替换模块。若保险丝完好，替换的模块未能解决问题，则应检查现场接线。若根据编程设备监视器显示一个输出器被命令接通，但指示器关闭，则应替换模块。 在诊断输入／输出故障时，佳方法是区分究竟是模块自身的问题，还是现场连接上的问题。如果有电源指示器和逻辑指示器，模块故障易于发现。通常，先是更换模块，或测量输入或输出端子板两端电压测量值正确，模块不响应，则应更换模块。若更换后仍无效，则可能是现场连接出问题了。输出设备截止，输出端间电压达到某一预定值，就表明现场连线有误。若输出器受激励，且LED指示器不亮，则应替换模块。如果不能从I／O模块中查出问题，则应检查模块接插件是否接触不良或未对准。后，检查接插件端子有无断线，模块端子上有无虚焊点。 指示诊断 LED状态指示器能提供许多关于现场设备、连接和I／O模块的信息。大部分输入／输出模块至少有一个指示器。输入模块常设电源指示器，输出模块则常设一个逻辑指示器。 对于输入模块，电源LED显示表明输入设备处于受激励状态，模块中有一信号存在。该指示器单独使用不能表明模块的故障。逻辑LED显示表明输入信号已被输入电路的逻辑部分识别 。如果逻辑和电源指示器不能同时显示，则表明模块不能正确地将输入信号传递给处理器。输出模块的逻辑指示器显示时，表明模块的逻辑电路已识别出从处理器来的命令并接通。除了逻辑指示器外，一些输出模块还有一只保险丝熔断指示器或电源指示器，或二者兼有。保险丝熔断指示器只表明输出电路中的保护性保险丝的状态；输出电源指示器显示时，表明电源已加在负载上。像输入模块的电源指示器和逻辑指示器一样，如果不能同时显示，表明输出模块就有故障了。

1、根据现场设备是否具备PROFIBUS接口可分为三种形式（1）总线接口型：现场设备不具备PROFIBUS接口，采用分散式I/O作为总线接口与现设连接。这种形式在应用现场总线技术初期容易推广。如果现场设备能分组，组内设备相对集中，这种模式会更好地发挥现场总线技术的优点。（2）一总线型：现场设备都具备PROFIBUS接口。这是一种理想情况。可使用现场总线技术，实现完全的分布式结构，可充分获得这一技术所带来的益。新建项目若能具有这种条件，就目前来看，这种方案设备成本会较高。（3）混合型：现场设备部分具备PROFIBUS接口。这将是一种相当普遍情况。这时应采用PROFIBUS现场设备加分散式I/O混合使用的办法。无论是旧设备改造还是新建项目,希望全部使用具备PROFIBUS接口现场设备的合可能不多，分散式I/O可作为通用的现场总线接口，是一种灵活的集成方案。2、根据实际应用需要的几种结构类型根据实际需要及经费情况，通常如下几种结构类型：（1） 结构类型1：以PLC或控制器做一类主站，不设监控站，但调试阶段配置一台编程设备。这种结构类型，PLC或控制器完成线通信管理、从站数据读写、从站远程参数化工作。（2） 结构类型2：以PLC或控制器做一类主站，监控站通过串口与PLC一对一的连接。这种结构型，监控站不在PROFIBUS网上，不是二类主站，不能直接读取从站数据和完成远程参数化工作。监控站所需的从站数据只能从PLC控制器中读取结构类型3：以PLC或其它控制器做一类主站，监控站（二类主站）连接PROIBUS总线上。这种结构类型，监控站在PROFIBUS网上作为二类主站，完成远程编程、参数化及在线监控功能。（4） 结构类型4：使用 PC机加PROFIBUS网卡做一类主站，监控站与一类主站一体化。这是一个低成本方但PC机应选用具有高可靠性、能长时间连续运行的工业级PC机。对于这种结构类型，PC机故障将导致整个系统将瘫痪。另外，通信厂商通常只提供模板的驱动程序，总线控制、从站控制程序、监控程序可能要由用户开发，因此应用开发工作量可能会较大。（5） 结构类型5：坚固式PC机（COMOCT COMPUTER）+PROFIBUS网卡+SOFTPLC的结构形式。如果上述方案中PC机换成一台坚固式PC机（COMOPACT COMPUTER），系统可靠性大大增强，足以使用户信服。但这是一台监控站与一类主站一体化控制器工作站，要求它的软件完成如下功能：支持编程，包括主站应用程序的开发、编辑、调试。 执行应用程序。 主持设备图形监控画面设计、数据库建立等监控程序的开发、调试。设备在线图形监控、数据存储及统计、报表等功能近来出现一种称为SOFTPLC的软件产品，是将通用型PC机改造成一台由软件（软逻辑）实现的PLC。这种软件将PLC的编程（IEC1131）及应用程序行功能，和操作员监控站的图形监控开发、在线监控功能集成到一台坚固式PC机上，形成一个PLC与监控站一体的控制器工作站。（6） 结构类型6：用两级网络结构，这种方案充分考虑了未来扩展需要，比如要增加几条生产线即扩展出几条DP网络，车间监控要增加几个监控站等，都可以方便进行采用了两级网络结构形式，充分考虑了阴影部分的扩展余地。

根据指令语句表画出对应的梯形图的方法及举例 画出下列指令语句表对应的梯形图。 ① LD 00000 OR 00001 AND-NOT 00002 OR 00003 LD 00004 AND 00005 OR 00006 AND-LD OR 00007 OUT 10000 将指令语句转换成梯形图时，首先应将以LD指令为起点的电路块找出来，然后根据两个电路块后面的指令确定其相互关系。 ① 图所示。 使用位处理技术，可开发出一个用户定义的键盘 当按下一个数字键时，其值被加入存储在单个数据字中的数据串中。这个程序可以对0到9999的数字进行操作。如果过大限值，则高位溢出、丢失。每个新近输入位放置在数据串的“单元”位置。经处理，输入的数字输出，给一个7段显示DSP1，表示当前输入数据串是什么。 程序通过对位数据找(首地址M110>左移4位(SFTL,指令)，把输入数字加到当前串。为实现这个目的，“空”数据值被移入到位元件M110, 11, 12和13。当键入的数据值移入到寄存器D010后，D010内容与位数据找(首地址M110 )通过WOR相连结。因为D010的内容是1个数字(一个按粗输入)，即一个4位模式，可以说，D010的前4位被复制到位数据栈的预先“置空”区域中，此区域也为4位。 接着位数据找的内容被直接移出到一个7段显示的输出。同时使用BIN指令处理同一个位栈，其结果存在D000中。这是一个直接读取当前数字串的过程。 功能表图中跳步与循环问题 复杂的控制系统不仅I／O点数多，功能表图也相当复杂，除包括前面介绍的功能表图的基本结构外，还包括跳步与循环控制，而且系统往往还要求设置多种工作方式，如手动和自动（包括连续、单周期、单步等）工作方式。手动程序比较简单，一般用经验法设计，自动程序的设计一般用顺序控制设计法。 1．跳步 如图5-34所示用状态器来代表各步，当步S31是活动步，并且X5变为“1”时，将跳过步S32，由步S31进展到步S33。这种跳步与S31S32S33等组成的“主序列”中有向连线的方向相同，称为正向跳步。当步S34是活动步，并且转换条件时，将从步S34返回到步S33，这种跳步与“主序列”中有向连线的方向相反，称为逆向跳步。显然，跳步属于选择序列的一种特殊情况。 图5-34 含有跳步和循环的功能表图 2．循环 在设计梯形图程序时，经常遇到一些需要多次重复的操作，如果一次一次地编程，显然是非常繁琐的。我们常常采用循环的方式来设计功能表图和梯形图，如图5-34所示，假设要求重复执行10次由步S33和步S34组成的工艺过程，用C0控制循环次数，它的设定值等于循环次数10。每执行一次循环，在步S34中使C0的当前值减1，这一操作是将S34的常开触点接在C0的计数脉冲输入端来实现的，当步S34变为活动步时，S34的常开触点由断开变为接通，使C0的当前值减1。每次执行循环的后一步，都根据C0的当前值是否为零来判别是否应结束循环，图中用步S34之后选择序列的分支来实现的。假设X4为“1”，如果循环未结束，C0的常闭触点闭合，转换条件满足并返回步S33；当C0的当前值减为0，其常开触点接通，转换条件满足，将由步S34进展到步S35。 在循环程序执行之前或执行完后，应将控制循环的计数器复位，才能保证下次循环时循环计数。复位操作应放在循环之外，图5-34中计数器复位在步S0和步S25显然比较方便。
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用于网络电缆的 UL 列表（安全标准）对于美国和加拿大市场尤为必需。根据电缆敷设在建筑物中位置来决定适当的要求。这适用所有电缆，这些电缆从一个机器敷设到一远程控制柜，位于电缆架上并保护着建筑物。通过 UL 的电缆在其名称后面附加字母“GP”（通用）。

Ex

用于本质安全 PROFIBUS DP 应用的电缆在其名称后面附加字母“IS”（本质安全）

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西门子电缆公司的西门子电缆Profibus FC快速连接标准电缆，总线电缆径向对称设计，允许采用剥线工具，可以快速、方便的装配总线连接器。标准总线电缆专门为装配设计
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Profibus总线电缆         6XV1830-0EH10 西门子电缆线 
这是西门子很常见的通讯线缆。

西门子电缆公司前言

现场总线技术是当今世界各国关注的热点课题，以现场总线为基础的全数字控制系统是 21 世纪自动化控制系统的主流。PROFIBUS-DP是一种经过优化的高速、廉价的通信连接，专为自动控制系统和设备级分散I/O之间通信设计，使用PROFIBUS-DP模块可取代价格昂贵的24V或0～20mA并行信号线，用于分布式控制系统的高速数据传输。PROFIBUS-DP主要应用于现场设备级，它的响应时间从几百 到几百ms，数据传输速率为9.6kbit/s～12Mbit/s，传输的数据容量为每个报文多达244个字节，传输介质为屏蔽双绞线或光缆，被广泛应用于楼宇自动化、水电厂管理和工业过程自动化控制系统中。

2 软起动控制器中PROFIBUS-DP通讯接口的硬件设计

在软起动控制器的PROFIBUS-DP硬件接口电路设计方案上，采用单片机 + 集成芯片SPC3 + RS485驱动的方案。

2.1 SPC3简述

SPC3（SIEMENS PROFIBUS CONTROLLER）为优化的智能PROFIBUS-DP从站，集成有PROFIBUS-DP物理层的数据收发功能，可独立处理PROFIBUS-DP协议。SPC3的内部有RAM、方式寄存器、状态寄存器、中断寄存器以及各种缓冲器指针和缓冲区等。SPC3有8根数据线和11根地址线，其中8根数据线与地址线复用，可以接80C32、80C166、80C196、HC196等单片机。SPC3内部集成了1.5KB的双口RAM作为SPC3与软件/程序的接口，能自动调整9.6K到12M波特率。

2.2 PROFIBUS-DP通信接口硬件设计

PIC16F877与PROFIBUS-DP网络的连接通过一个PROFIBUS-DP网络的协议芯片SPC3和RS-485驱动电路组成。PROFIBUS-DP接口主要由处理器接口和串行总线接口组成。

处理器接口电路如图1示：80C32通过P0口和P2口扩展外部存储器，将SPC3内部的双口RAM作为自己的外部RAM，通过对双口RAM的读写来完成对SPC3的初始化和有关数据的交换。图中P1是指用双PIC16F877设计的软起动控制器，作为通讯的从站，PIC16F877集成了SPI接口，可以和协议芯片SPC3结合，以及MAX485ESA完成到PROFIBUS-DP总线网络上的连接。

PLC输入和输出指令说明与举例 LD：逻辑取指令，从母线开始取常开触点。 LDI：逻辑取反指令，从母线开始取常闭触点。 OUT：线圈的驱动指令。 指令说明： 1．LD、LDI指令用于将触点接到母线上。 2．OUT指令是对输出继电器、辅助继电器、状态定时器、计数器的线圈驱动指令，对输入继电器不能使用。 3．OUT指令可作多次并联使用。 举例： (1) 梯形图 ：如图 (2) 程序清单 LD X000 OUT Y000 END ? 在分析PLC控制系统的功能时，可以将它想象成一个继电器控制系统中的控制箱，其外部接线图描述了这个控制箱的外部接线，梯形图是这个控制箱的内部“线路图”，梯形图中的输入继电器和输出继电器是这个控制箱与外部世界联系的“接口继电器”，这样就可以用分析继电器电路图的方法来分析PLC控制系统。在分析时可以将梯形图中输入继电器的触点想象成对应的外部输入器件的触点或电路，将输出继电器的线圈想象成对应的外部负载的线圈。外部负载的线圈除了受梯形图的控制外，还可能受外部触点的控制。 图1是某摇臂钻床的继电器控制电路原理图。钻床的主轴电机用接触器KM1控制，摇臂的升降电机用KM2和KM3控制，立柱的松开和夹紧电机用KM4和KM5控制。图2和图4-16是实现具有相同功能的PLC的外部接线图和梯形图。 将继电器电路图转换为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图的步骤如下： 了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理，这样才能做到在设计和调试控制系统时心中有数。 2 )确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的外部接线图。 继电器电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构用PLC的输出继电器来控制，它们的线圈接在PLC的输出端。按钮、控制开关、限位开关、接近开关等用给PLC提供控制合作和反馈信号，它们的触点接在PLC的输入端。继电路图中的中间继电器和时间继电器的功能用PLC内部的辅助继电器和定时器来完成，它们与PLC的输入继电器和输出继电器无关。 画出PLC的外部接线图后，同时也确定了PLC的各输入信号和输出负载对应的输入继电器和输出继电器的元件号。例如图2中控制摇臂上升的按钮SB3接在PLC的X0输入端子上，该控制信号在梯形图中对应的输入继电器的元件号X0。在梯形图中，可以将X0的触点想象为SB3的触点。 3)确定与继电器电路图的中间继电器、时间继电路对应的梯形图中的辅助继电器（M）和定时器（T）的元件号。 第2步和第3步建立了继电器电路图中的元件和梯形图中的元件 设计PLC控制系统时应遵循的基本原则 任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则： 1. 大限度地满足被控对象的控制要求 充分发挥PLC的功能，大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的前提，这也是设计中重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。 2. 保证PLC控制系统安全可靠 保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。 3. 力求简单、经济、使用及维修方便 一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。 4. 适应发展的需要 由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。