西门子2A电源6ES7 307-1BA01-0AA0

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，

组合机床液压滑台进给运动功能表图绘制举例 某组合机床液压滑台进给运动示意图如图1所示，其工作过程分成原位、快进、工进、快退四步，相应的转换条件为SB、SQ1、SQ2、SQ3。液压滑台系统各液压元件动作情况如表5-1所示。根据上述功能表图的绘制方法，液压滑台系统的功能表图如图2a所示。 图1 某组合机床液压滑台进给运动示意图 表1 液压元件动作表 元件 工步 YV1 YV2 YV3 原位 ― ― ― 快进 ┼ ― ― 工进 ┼ ― ┼ 快退 ― ┼ ― 图2 液压滑台系统的功能表图 如果PLC已经确定，可直接用编程元件M300～M303（FX系列）来代表这四步，设输入/输出设备与PLC的I/O点对应关系如表2所示，则可直接画出如图2b所示的功能表图接线图，图中M8002为FX系列PLC的产生初始化脉冲的特殊辅助继电器。 表2 输入/输出设备与PLC I/O对应关系 PLC I/O X0 X1 X2 X3 Y0 Y1 Y2 输入/输出设备 SB SQ1 SQ2 SQ3 YV1 YV2 YV3 使用通用指令编程的液压滑台系统梯形图举例 梯形图的编程方式是指根据功能表图设计出梯形图的方法。为了适应各厂家的PLC在编程元件、指令功能和表示方法上的差异，下面主要介绍使用通用指令的编程方式、以转换为中心的编程方式、使用STL指令的编程方式和仿STL指令的编程方式。 为了便于分析，我们假设刚开始执行用户程序时，系统已处于初始步（用初始化脉冲M8002将初始步置位），代表其余各步的编程元件均为OFF，为转换的实现做好了准备。 1．使用通用指令的编程方式 编程时用辅助继电器来代表步。某一步为活动步时，对应的辅助继电器为“1”状态，转换实现时，该转换的后续步变为活动步。由于转换条件大都是短信号，即它存在的时间比它激活的后续步为活动步的时间短，因此应使用有记忆（保持）功能的电路来控制代表步的辅助继电器。属于这类的电路有“起保停电路”和具有相同功能的使用SET、RST指令的电路。 如图5-27a所示Mi-1、Mi和Mi+l是功能表图中顺序相连的3步，Xi是步Mi之前的转换条件。 图5-27 使用通用指令的编程方式示意图 编程的关键是找出它的起动条件和停止条件。根据转换实现的基本规则，转换实现的条件是它的前级步为活动步，并且满足相应的转换条件，所以步Mi变为活动步的条件是Mi-1为活动步，并且转换条件Xi＝1，在梯形图中则应将Mi-1和Xi的常开触点串联后作为控制Mi的起动电路，如图5-27b所示。当Mi和Xi+1均为“l”状态时，步Mi+1变为活动步，这时步Mi应变为不活动步，因此可以将Mi+1=1作为使Mi变为“0”状态的条件，即将Mi+1的常闭触点与Mi的线圈串联。也可用SET、RST指令来代替“起保停电路”，如图5-27c所示。 这种编程方式仅仅使用与触点和线圈有关的指令，任何一种PLC的指令系统都有这一类指令，所以称为使用通用指令的编程方式，可以适用于任意型号的PLC。 如图5-28所示是根据液压滑台系统的功能表图（见图5-26b）使用通用指令编写的梯形图。开始运行时应将M300置为“1”状态，否则系统无法工作，故将M8002的常开触点作为M300置为“1”条件。M300的前级步为M303，后续步为M301。由于步是根据输出状态的变化来划分的，所以梯形图中输出部分的编程极为简单，可以分为两种情况来处理： 1）某一输出继电器仅在某一步中为“1”状态，如Y1和Y2就属于这种情况，可以将Y1线圈与M303线圈并联，Y2线圈与M302线圈并联。看起来用这些输出继电器来代表该步（如用Y1代替M303），可以节省一些编程元件，但PLC的辅助继电器数量是充足、够用的，且多用编程元件并不增加硬件费用，所以一般情况下全部用辅助继电器来代表各步，具有概念清楚、编程规范、梯形图易于阅读和容易查错的优点。 2）某一输出继电器在几步中都为“1”状态，应将代表各有关步的辅助继电器的常开触点并联后，驱动该输出继电器的线圈。如Y0在快进、工进步均为“1”状态，所以将M301和M302的常开触点并联后控制Y0的线圈。注意，为了避免出现双线圈现象，不能将Y0线圈分别与M301和M302的线圈并联。

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。

小车控制系统——使用STL指令的编程方式梯形图举例 许多PLC厂家都设计了专门用于编制顺序控制程序的指令和编程元件，如美国GE公司和GOULD公司的鼓形控制器、日本东芝公司的步进顺序指令、三菱公司的步进梯形指令等。 步进梯形指令（Step Ladder Instruction）简称为STL指令。FX系列就有STL指令及RET复位指令。利用这两条指令，可以很方便地编制顺序控制梯形图程序。 FX2N系列PLC的状态器S0～S9用于初始步，S10～S19用于返回原点，S20～S499为通用状态，S500～S899有断电保持功能，S900～S999用于报警。用它们编制顺序控制程序时，应与步进梯形指令一起使用。FX系列还有许多用于步进顺控编程的特殊辅助继电器以及使状态初始化的功能指令IST，使STL指令用于设计顺序控制程序更加方便。 使用STL指令的状态器的常开触点称为STL触点，它们在梯形图中的元件符号如图5-31所示。图中可以看出功能表图与梯形图之间的对应关系，STL触点驱动的电路块具有三个功能：对负载的驱动处理、转换条件和转换目标。 图5-31 STL指令与功能表图 除了后面要介绍的并行序列的合并对应的梯形图外，STL触点是与左侧母线相连的常开触点，当某一步为活动步时，对应的STL触点接通，该步的负载被驱动。当该步后面的转换条件满足时，转换实现，即后续步对应的状态器被SET指令置位，后续步变为活动步，同时与前级步对应的状态器被系统程序自动复位，前级步对应的STL触点断开。 使用STL指令时应该注意以下一些问题： 1）与STL触点相连的触点应使用LD或LDI指令，即LD点移到STL触点的右侧，直到出现下一条STL指令或出现RET指令，RET指令使LD点返回左侧母线。各个STL触点驱动的电路一般放在一起，后一个电路结束时—定要使用RET指令。 2）STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、S、T等元件的线圈，STL触点也可以使Y、M、S等元件置位或复位。 3）STL触点断开时，CPU不执行它驱动的电路块，即CPU只执行活动步对应的程序。在没有并行序列时，任何时候只有一个活动步，因此大大缩短了扫描周期。 4）由于CPU只执行活动步对应的电路块，使用STL指令时允许双线圈输出，即同一元件的几个线圈可以分别被不同的STL触点驱动。实际上在一个扫描周期内，同一元件的几条OUT指令中只有一条被执行。 5）STL指令只能用于状态寄存器，在没有并行序列时，一个状态寄存器的STL触点在梯形图中只能出现一次。 6）STL触点驱动的电路块中不能使用MC和MCR指令，但是可以使用CJP和EJP指令。当执行CJP指令跳人某一STL触点驱动的电路块时，不管该STL触点是否为“1”状态，均执行对应的EJP指令之后的电路。 7）与普通的辅助继电器一样，可以对状态寄存器使用LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、SET、RST、OUT等指令，这时状态器触点的画法与普通触点的画法相同。 8）使状态器置位的指令如果不在STL触点驱动的电路块内，执行置位指令时系统程序不会自动将前级步对应的状态器复位。 如图5-32所示小车一个周期内的运动路线由4段组成，它们分别对应于S31～S34所代表的4步，S0代表初始步。 图5-32 小车控制系统功能表图与梯形图 假设小车位于原点（左端），系统处于初始步，S0为“1”状态。按下起动按钮X4，系统由初始步S0转换到步S31。S31的STL触点接通，Y0的线圈“通电”，小车右行，行至右端时，限位开关X3接通，使S32置位，S31被系统程序自动置为“0”状态，小车变为左行，小车将这样一步一步地顺序工作下去，后返回起始点，并停留在初始步。图5-32中的梯形图对应的指令表程序如表5-3所示.。 表5-3 小车控制系统指令表 LD SET STL LD SET STL M8002 S0 S0 X4 S31 S31 OUT LD SET STL OUT LD Y0 X3 S32 S32 Y1 X1 SET STL OUT LD SET STL S33 S33 Y0 X2 S34 S34 OUT LD SET RET Y1 X0 S0 PLC编程应满足哪些要求 1、所编的程序要合乎所使用的PLC的有关的规定 主要是对指令要准确地理解，正确地使用。各种PLC指令多有类似之处，但还有些差异。对于有PLC使用经验的人，当选用另一种不太熟悉的型号进行编程设计时，一定要对号PLC的指令重新理解一遍，否则容易出错。 2、要使所编的程序尽可能简洁 简短的程序可以节省内存，简化调试，而且还可节省执行指令的时间，提高对输入的响应速度。要使所编的程序简短，就要注意编程方法，用好指令，用巧指令，还要能优化结构。要实现某种功能，一般而言，在达到的目的相同时，用功能强的指令比用功能单一的指令，程序步数可能会少些。 3、要使所编的程序尽可能清晰 这样既便于程序的调试、修改或补充，也便于别人了解和读懂程序。要想使程序清晰，就要注意程序的层次，讲究模块化、标准化。特别是在编制复杂的程序时，更要注意程序的层次，可积累自己的与吸收别人的经验，整理出一些标准的具有典型功能的程序，并尽可能使程序单元化，像计算机中的常用的一些子程序一样，移来移去都能用，这样，设计起来简单，别人也易了解。 4、要使所编的程序合乎PLC的性能指标及工作要求 所编程序的指令条数要少于所选用的PLC内存的容量，即程序在PLC中能放得下，所用的输入、输出点数要在所选用PLC的I/O点数范围之内，PLC的扫描时间要少于所选用PLC的程序运行监测时间。PLC的扫描时间不仅包括运行用户程序所需的时间，而且还包括运行系统程序，（如I/O处理、自监测）所需的时间。 5、所编程序能够循环运行 PLC的工作特点是循环反复、不间断地运行同一程序。运行从初始化后的状态开始，待控制对象完成了工作循环，则又返回初始化状态。只有这样才能使控制对象在新的工作周期中也得到相同的控制。
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SIMATIC NET, PROFIBUS 快速标准电缆 GP, 2 芯, 屏蔽, 为快速安装而特殊设计，**长度: 1000m, 小订购数量: 20m, 按米销售

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）。

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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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铝箔、裸金属丝编织双层屏蔽，PVC外护套，外观紫色。
符合VDE 0472标准；B类试验（IEC332.1）。
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工作参数：单线传输**规格：1000m，加中继器可延长至10000m
订货数据                              订货号
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。

按钮式人行横道PLC控制系统 为按钮式人行横道控制系统示意图。 图 1 按钮式人行道控制示意图 图 2 为按钮式人行横道控制系统的状态转移图。 PLC 在停机转入运行时，初始状态 S0 动作，通常为车道＝绿，人行道＝红（通过 M8002 ）。 若按人行横道按钮 X0 或 X1 ，则状态 S21 为车道＝绿， S30 为人行道＝红， 红绿灯状态不变化。 30秒后车道＝黄，再过 10 秒车道＝绿。 然后定时器 T2 （ 5 秒）启动， 5 秒后 T2 触点接通人行道＝绿。 15 秒后人行道绿灯开始闪烁（ S32 ＝灭， S33 ＝亮）。 闪烁中 S32 、 S33 的动作反复进行，计数器 C0 （设定值为 5 次）触点一接通，状态向 S34 转移，人行道＝红， 5 秒后，返回初始状态。在状态转移过程中，即使按动 人行横道按钮 X0 ， X1 也无效。 图1 所示为用机械手移送工件的机械系统。左上为原点，工件按下降→夹紧→ 1 工件移送系统示意图 上升→右移→下降→松开→上升→左移的次序依次运行。 下降 / 上升，左移 / 右移中使用双线圈的电磁阀。夹紧使用的是单线圈电磁阀。 该系统的初始化电路状态转移图如图 2 所示 图3为自动运行的状态转移图，图中 S2 为自动方式的初始状态。 图3 机械手控制系统的程序 软件PLC的优缺点 PLC的分类 目前市场上的软PLC价格对于用户来说，极高。这归根是2个主要优点 一：由于软PLC具有开放的体系结构，用户不必拘泥于厂家限制，可以根据需求，合理选择硬件和软件，从长远的目光来看，是十分节约成本的；并且由于软PLC遵循许多工业标准，能节约人员培训费用。 软件PLC的主要缺点： 但目前软PLC技术尚有许多关键技术需要解决，设备的可靠性，即能够在高温、振动、温差大、多灰尘等。实时性，即能够对现场信号作出及时和确定性响应，以防出现不测后果。 当PLC运行时，CPU就要执行用户程序中的操作。但是CPU不可能同时执行多个操作，只能分时地一个操作一个操作地执行。PLC利用系统软件在其内部建立了输入输出映像区，当PLC的CPU执行用户程序时，从输入映像区中读取输入信号的状态，进行相应的操作。当CPU执行完个操作后，将操作结果输出到输出映像区，然后再执行第二个操作，操作结果送到输出映像区。在程序执行过程中，PLC并不读取输入信号的真正状态，执行结果也并没有输出到PLC外部。只有当程序执行到结束指令（END）时，将输出映像区中执行结果向PLC外部输出一次，将输入信号的状态读取一次送到输入映像区。对输入输出信号的这一操作过程称为I/O刷新。I/O刷新完成后，CPU再从用户程序的条指令开始，进行下一次程序执行。PLC的这种工作方式被称为扫描方式。 PLC的扫描周期包括上电后初始处理、共同处理、上位链接服务、外设服务、运算处理、I/O刷新。