西门子PLC全国总代理直流调器

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PPI多台主设备电缆网络通信及HMI设备网络通信

 PLC网络的组成

  1.组建PLC网络的注意事项

  在构建一个PLC网络时，应注意避免将低压信号线、通信电缆、AC导线和大电流DC导线放置在同一个接线盒中。应始终成对布线，导线采用中性导线或通用导线，并用热电阻线或信号线进行配对。因为S7-200CPU的通信端口不绝缘，所以，应使用RS-485中继器或EM277模块以确保网络的绝缘。

  具有不同参考电位的互联设备将可能导致有电流通过互联电缆。这种电流可能导致

  通信出错，甚至可能损坏设备。须确保通过通信电缆连接的所有设备均具有公共参考电势，或对其进行绝缘处理，以避免因具有不同参考电位而产生的电流。

  2.设置网络的距离、传输率和电缆

  网络段的大长度取决于两个因素:绝缘和波特率(见表6-5)。

  当连接不同接地电位的设备时，需要进行绝缘处理。如果接地点在物理上相隔较远的距离，就可能存在不同的接地电位。甚至在较短的距离内，大型设备的负荷电流也可能引起接地电位的差异。

  1)在网络上使用中继器

  RS-485中继器提供了用于网络段的偏差和终端。使用中继器的作用如下:

  (1)为增加网络的长度使用一个中继器，能够将网络长度扩展50m。如果连接了相互之间没有任何其他节点的两个中继器，如图6-38所示，则可将网络扩展到波特率所允许的大电缆长度。在一个网络中，多可串联使用9个中继器，但网络的总长度不能超过9600m。

  (2)为在网络中添加设备每段网络多可有传输率9.6kbaud、大连接长度50m的32个设备。使用中继器可以给网络添加另一个网络段(32个设备)。

  (3)为使不同的网络段之间电气绝缘，使用中继器可以把具有不同接地电位的网络段隔开。网络绝缘性能的提高可以提高传输的质量。

  即使没有为其分配网络地址，网络上的中继器仍默认为网络段上的节点之一。

  2)网络电缆的选择

  S7-200网络使用符合RS-485标准的双绞线电缆，网络电缆的一般规格见表6-6。使用网络电缆，在一个网络段上多可连接32个设备。

  3.接头插针分配

  S7-200CPU上的通信端口为与RS-485兼容的9针微型D形连接器，它符合在欧洲标准EN 50170中所定义的PROFIBUS标准。S7-200通信端口的插针分配见表6-7。

  4.偏置并端接网络电缆

  西门子公司提供了两种类型的网络连接器，可用来方便地将多个设备连接到网络:标准网络连接器和包含有编程端口的连接器，该连接器允许将编程站或HMI设备连接到网络，且对现有网络连接没有任何干扰。编程端口连接器将把所有信号(包括电源插针)从S7-200完全传递到编程端口，它特别适用于连接由S7-200供电的设备，如TD200人机界面设备。

  两种连接器都有两套终端螺丝，分别用来连接出/入的网络电缆。两种连接器还具有转换开关，以便有选择地偏置和端接网络。网络电缆的偏置和端接如图6-39所示。

  5.选择用于网络的PPI多台主设备电缆或CP卡

  STEP 7-Micro/WIN支持RS-232/PPI多台主设备电缆和USB/PPI多台主设备电缆以及允许编程站(计算机或SIMATIC编程设备)作为网络主设备的多个CP卡，见表6-8。

  对于高187.5 kbaud的波特率，PPI多台主设备电缆提供STEP 7-Micro/WIN与S7-200CPU或S7-20O网络之间简单、经济的连接。这两个型号的PPI多台主设备电缆均可使用，并都可用于STEP7-Micro/WIN与S7-200网络之间的本地连接。

  USB/PPI多台主设备电缆是一种即插即用设备，可用于支持USBV1.1端口的PC。在支持高以187.5 kbaud波特率进行通信时，它将提供PC和S7-200网络之间的绝缘。连接好电缆，选择PC/PPI电缆作为接口、选择PPI协议，并在“PC连接”标签中将端口设置为USB即可。在使用STEP7-Micro/WIN时，每次只能有一个USB/PPI多台主设备电缆连接

  到PC.

  RS-232/PPI多台主设备电缆具有8个DIP开关，这些开关中有两个将用于配置运行STEP 7-Micro/WIN时的电缆:

  (1)若将电缆连接到PC，则选择PPI模式(5号开关=1)和本地操作(6号开关=0)。

  (2)若将电缆连接到调制解调器，则选择PPI模式(5号开关=1)和远程操作(6号开关=1)

  选择PC/PPI电缆作为接口，在“PC连接”标签下选择使用的RS-232端口。在PPI标签下，选择站地址和网络波特率。不需要进行其他选择，因为RS-232/PPI多台主设备电缆下的协议选择是自动的。

  USB/PPI和RS-232/PPI多台主设备电缆都具有LED，LED表示PC通信活动以及网络通信活动的指示:

  (1)Tx LED指示电缆正在传输信息给PC。

  (2)Rx LED指示电缆正在接收来自PC的信息。

  (3)PPILED指示电缆正在传输网络上的数据。因为多台主设备电缆是令牌的持有者，因此，一旦STEP7-Micro/WIN启动通信，PPILED就将连续地闪烁。断开与STEP7-Micro/WIN的连接时，PPILED也将关闭。在等待加入网络时，PPILED将以1Hz的频率闪烁。

  CP卡包含有帮助编程站管理多台主设备网络的硬件，并可支持多个波特率下的不同协议。每个CP卡都提供有一个单的RS-485端口，用于与网络的连接。CP5511PCMCIA卡具有一个适配器，可提供9插针D型端口。电缆的一端连接到CP卡的RS-485端口，电缆的另一端连接到网络上的编程端口连接线。

  如果使用的是具有PPI通信功能的CP卡，则STEP7-Micro/WIN将不支持在同一CP卡上同时运行的两个不同的应用程序。在通过CP卡将STEP7-Micro/WIN连接到网络之前，关闭其他应用程序。如果使用MPI或PROFIBUS通信，则允许多个STEP7-Micro/WIN应用程序通过网络同时进行通信

PLC控制系统软件系统设计的步骤

在了解了程序结构和编程方法的基础上，就要实际地编写 PLC 程序了。编写 PLC 程序和编写其他计算机程序一样，都需要经历如下过程。

1)  对系统任务分块

分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问题。这样可便于编制程序。

2)  编制控制系统的逻辑关系图

从逻辑关系图上，可以反应出某一逻辑关系的结果是什么，这一结果又英国导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准，也可能是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动，也反应了输入与输出的关系。

3)  绘制各种电路图

绘制各种电路的目的，是把系统的输入输出所设计的地址和名称联系起来。这是很关键的一步。在绘制 PLC 的输入电路时，不仅要考虑到信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到输入端的电压和电流是否合适，也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别要考虑到能否把高压引导到 PLC 的输入端，把高压引入 PLC 输入端，会对 PLC 造成比较大的伤害。在绘制 PLC 的输出电路时，不仅要考虑到输出信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到 PLC 输出模块的带负载能力和耐电压能力。此外，还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个电路的绘制中，还要考虑设计的原则努力提高其稳定性和可靠性。虽然用 PLC 进行控制方便、灵活。但是在电路的设计上仍然需要谨慎、全面。因此，在绘制电路图时要考虑周全，何处该装按钮，何处该装开关，都要一丝不苟。

4)  编制 PLC 程序并进行模拟调试

在绘制完电路图之后，就可以着手编制 PLC 程序了。当然可以用上述方法编程。在编程时，除了要注意程序要正确、可靠之外，还要考虑程序要简捷、省时、便于阅读、便于修改。编好一个程序块要进行模拟实验，这样便于查找问题，便于及时修改，好不要整个程序完成后一起算总帐。

5)  制作控制台与控制柜

在绘制完电器、编完程序之后，就可以制作控制台和控制柜了。在时间紧张的时候，这项工作也可以和编制程序并列进行。在制作控制台和控制柜的时候要注意选择开关、按钮、继电器等器件的质量，规格满足要求。设备的安装注意安全、可靠。比如说屏蔽问题、接地问题、高压隔离等问题妥善处理。

6)  现场调试

现场调试是整个控制系统完成的重要环节。任何程序的设计很难说不经过现场调试就能使用的。只有通过现场调试才能发现控制回路和控制程序不能满足系统要求之处；只有通过现场调试才能发现控制电路和控制程序发生矛盾之处；只有进行现场调试才能后实地测试和后调整控制电路和控制程序，以适应控制系统的要求。

7)  编写技术文件并现场试运行

经过现场调试以后，控制电路和控制程序基本被确定了，整个系统的硬件和软件基本没有问题了。这时就要全面整流技术文件，包括整理电路图、 PLC 程序、使用说明及帮助文件。到此工作基本结束。