AS-Interface 的技术发展
AS-Interface 技术规范 | 从站的大数量 | 数字量输入点数 | 数字量输出点数 | ||
---|---|---|---|---|---|
数字的 | 模拟 | ASIsafe | DI | 数字量输出 | |
版本 2.0 | 31 | 31 | 31 | 31 × 4 = 124 | 31 × 4 = 124 |
版本 2.1 | 62 | 31 | 31 | 62 × 4 = 248 | 62 × 3 = 186 |
版本 3.0 | 62 | 62 | 31 | 62 × 8 = 496 | 62 × 8 = 496 |
AS-Interface 技术规范 2.0 的基本数据
AS-Interface 技术规范 2.0 描述了一种带有一个 AS-i 主站和多 31 个 AS-i 从站的现场总线系统。
每个 AS-i 从站具有多 4 点数字量输入和 4 点数字量输出。
在完全扩展的情况下,所有输入/输出数据的完整传输需要长 5 ms 的循环时间。
AS-Interface 规范 2.1 的扩展
通过 AS-Interface 技术规范 2.1,可将网络站点的数目增加一倍,从 31 个增加到 62 个,如下所示:
标准从站继续占用一个 AS-i 地址 (1..31)。
具有扩展编址功能的从站可将一个地址划分为一个 A 地址 (1A...31A) 和一个 B 地址 (1B...31B)。因此,可将多 62 个 A/B 从站连接到一个 AS-i 网络。
可毫无问题地实现标准从站和 A/B 从站的混合运行。AS-i 主站将自动识别连接了哪种类型的从站。用户*进行特殊调节。
AS-Interface 技术规范 V2.1 的另一个功能是集成的模拟量传输功能。*使用任何特殊功能块,即可访问模拟量和数字量。
AS-Interface 规范 3.0 的扩展
通过 AS-Interface 技术规范 3.0,可连接将近 1000 点数字量输入/输出(行规 S-7.A.A:8DI/8DO 作为 A/B 从站)。
新规范也可选择对模拟从站进行扩展编址。
通过“快速模拟量行规”加速模拟量传输。
模拟量模块的可变运用:分辨率(12/14 位)和 1/2-通道能力的可选优化。
异步串行协议 100 bit/s 或 50 bit/s,双向。
为了能在 AS-Interface 网络上运行 A/B 从站,必须使用满足技术规范 2.1 的低要求的主站模块。
西门子的所有当前 AS-i 主站模块和 AS-i 连接器均支持 A/B 技术。
用于 S7-300/ET200M 的 AS-i 主站和所有 DP/AS-i 连接器和 IE/AS-i 连接器符合 AS-Interface 技术规范 3.0,并支持所有新从站和以前的从站。
AS-Interface 技术规范 | 可提供的主站 |
---|---|
版本 2.1 | CP 243-2 (S7-200) |
版本 3.0 | CP 343-2、343-2P (S7-300/ET200M)、DP/AS-i Link Advanced、 |
选型和订货数据中注明了与相应从站有关的 AS-Interface 技术规范。
可在 AS-Interface 系统手册中找到具体精确从站行规。
AS-Interface 技术规范 | 大循环时间 |
---|---|
版本 2.0 | 5 ms |
版本 2.1 | 31 个从站共 5ms |
版本 3.0 | 31 个从站共 5ms 10 ms,带 62 个从站,补充, 长 20 ms,带 A/B 从站,带 4 点数字量输入/4 点数字量输出, 长 40 ms,带 A/B 从站,带 8 点数字量输入/8 点数字量输出。 |
将在长 5 ms 循环时间内查询每个地址。如果两个 A/B 从站在一个基本地址(如 12A 和 12B)上运行,则新两个从站的数据长需要 10 ms。
请参见 AS-Interface 系统手册以了解某个 AS-Interface 从站是标准从站还是 A/B 从站。
可将所有从站类型进行混合,并在一个 AS-Interface 网络上使用。
PLC的机型选择基本原则
机型选择的基本原则是在满足功能要求及保可靠、维护方便的前提下,力争佳的性能价格比。
1.合理的结构型式
整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对较小,所以一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中;而模块式PLC的功能扩展灵活方便,I/O点数量、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面,选择余地较大。维修时只要换模块,判断故障的范围也很方便。因此,模块式PLC一般适用于较复杂系统和环境差(维修量大)的场合。
2.安装方式的选择
根据PLC的安装方式,系统分为集中式、远程I/O式和多台PLC联网的分布式。集中式不需要设置驱动远程I/O硬件,系统反应快、。大型系统经常采用远程I/O式,因为它们的装置分布范围很广,远程I/O可以分散安装在I/O装置附近,I/O连线比集中式的短,但需要增设驱动器和远程I/O电源。多台联网的分布式适用于多台设备分别立控制,又要相互联系的场合,可以选用小型PLC,但必须要附加通信模块。
3.相当的功能要求
一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能,对于只需要开关量控制的设备都可满足。对于以开关量控制为主,带少量模拟量控制的系统,可选用能带A/D和D/A单元。具有加减算术运算。数据传送功能的增强型低档PLC。
对于控制较复杂,要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能,可视控制规模大小及复杂程度,选用中档或PLC。但是中、PLC价格较贵,一般大型机主要用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。
4.响应速度的要求
PLC的扫描工作方式引起的延迟可达2-3个扫描周期。对于大多数应用场合来说,PLC的响应速度都可以满足要求,不是主要问题。然而对于某些个别场合,则要求考虑PLC的响应速度。为了减少PLC的I/O响应的延迟时间,可以选用扫描速度高的PLC,或选用具有高速I/O处理功能指令的PLC,或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。
5.系统可靠性的要求
对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统,应考虑是否采用冗余控制系统或热备用系统。
6.机型统一
一个企业,应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑以下三个方面的问题:
(l)同一机型的PLC,其编程方法相同,有利于技术力量的培训和技术水平的提高。
(2)同一机型的PLC,其模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理。
(3)同一机型的PLC,其设备通用,资源可共享,易于联信,配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。
现场模拟量信号经A/D转换后变成离散的数字信号,然后将形成的数据按时间序列存入PLC内存。再利用数字滤波程序对其进行处理,滤去噪声部分获得单纯信号, 可对输入信号用m次采样值的平均值来代替当前值,但井不是通常的每采样。次求一次平均值,而是每采样一次就与近的m-l次历史采样值相加,此方法反应速度快,具有很好的实时性,输入信号经过处理后用干信号显示或回路调节,有效地抑制了噪声干扰。
由干工业环境恶劣,干扰信号较多, I/ O信号传送距离较长,常常会使传送的信号有误。为提高系统运行的可靠性,使PLC在信号出错倩况下能及时发现错误,并能排除错误的影响继续工作,在程序编制中可采用软件容错技术。
4、正确选择接地点,完善接地系统
接地的目的通常有两个,其一为了安全,其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。
系统接地方式有:浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。对PLC控制系统而言,它属高速低电平控制装置,应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响,装置之间的信号交换频率一般都低于1MHz,所以PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的PLC系统适于并联一点接地方式,各装置的柜体中心接地点以单的接地线引向接地。如果装置间距较大,应采用串联一点接地方式。用一根大截面铜母线(或绝缘电缆)连接各装置的柜体中心接地点,然后将接地母线直接连接接地。接地线采用截面大于22 mm2的铜导线,总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地的接地电阻小于2Ω,接地好埋在距建筑物10 ~ 15m远处(或与控制器间不大于50m),而且PLC系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。
信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地;不接地时,应在PLC侧接地;信号线中间有接头时,屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,一定要避免多点接地;多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时,各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理。选择适当的接地处单点接点
SIMATIC S7-1200 I/O模块
信号模块和通讯模块具有大量可供选择的信号板,可量身定做控制器系统以满足需求,而不必增加其体积。
多达8个信号模块可连接到扩展能力高的CPU。一块信号板就可连接至所有的 CPU,由此您可以通过向控制器添加数字或模拟量输入/输出信号来量身定做 CPU,而不必改变其体积。
6ES72111AD300XB0 CPU 1211C,紧凑型 CPU,DC/DC/DC,板载 I/O: 6 DI 24V DC;4 DO 24 V DC;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,电源: DC 20.4 - 28.8 V DC,程序/数据存储器: 25 KB
6ES72111BD300XB0 CPU 1211C,紧凑型 CPU,AC/DC/继电器,板载 I/O: 6 DI 24V DC;4 DO 继电器 0.5A;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,电源: AC 85 - 264 V AC @ 47 - 63 HZ,程序/数据存储器: 25 KB
6ES72111HD300XB0 CPU 1211C,紧凑型 CPU,DC/DC/继电器,板载 I/O: 6 DI 24V DC;4 DO 继电器 0.5A;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,电源: AC 20.4 - 28.8 V DC,程序/数据存储器: 25 KB
6ES72121AD300XB0 CPU 1212C,紧凑型 CPU,DC/DC/DC,板载 I/O: 8 DI 24V DC;6 DO 24 V DC;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,电源: DC 20.4 - 28.8 V DC,程序/数据存储器: 25 KB
6ES72121BD300XB0 CPU 1212C,紧凑型 CPU,AC/DC/继电器,板载 I/O: 8 DI 24V DC;6 DO 继电器 0.5A;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,电源: AC 85 - 264 V AC @ 47 - 63 HZ,程序/数据存储器: 25 KB
6ES72121HD300XB0 CPU 1212C,紧凑型 CPU,DC/DC/继电器,板载 I/O: 8 DI 24V DC;6 DO 继电器 0.5A;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,电源: AC 20.4 - 28.8 V DC,程序/数据存储器: 25 KB
6ES72141AE300XB0 CPU 1214C,紧凑型 CPU,DC/DC/DC,板载 I/O: 14 DI 24V DC;10 DO 24 V DC;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,电源: DC 20.4 - 28.8 V DC,程序/数据存储器: 50 KB
6ES72141BE300XB0 CPU 1214C,紧凑型 CPU,AC/DC/继电器,板载 I/O: 14 DI 24V DC;10 DO 继电器 0.5A;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,电源: AC 85 - 264 V AC @ 47 - 63 HZ,程序/数据存储器: 50 KB
6ES72141HE300XB0 CPU 1214C,紧凑型 CPU,DC/DC/继电器,板载 I/O: 14 DI 24V DC;10 DO 继电器 0.5A;2 AI 0 - 10V DC 或 0 - 20MA,电源: AC 20.4 - 28.8 V DC,程序/数据存储器: 50 KB
DI/DO
6ES72211BF300XB0 SM 1221 数字量输入模板,8 点数字量输入,直流 24 V,漏/源输入
6ES72211BH300XB0 SM 1221 数字量输入模板,16 点数字量输入,直流 24 V,漏/源输入
6ES72221BF300XB0 SM 1222 数字量输出模板,8 点数字量输出,直流 24V,晶体管
6ES72221BH300XB0 SM 1222 数字量输出模板,16 点数字量输出,直流 24V,晶体管 0.5A
6ES72221HF300XB0 SM 1222 数字量输出模板,8 点数字量输出,继电器 2A
6ES72221HH300XB0 SM 1222 数字量输出模板,16 点数字量输出,继电器 2A
6ES72231BL300XB0 SM 1223 数字量 I/O 模板,16 点数字量输入/输出,16 点数字量输入 DC 24 V,漏/源,16 点数字量输出,晶体管 0.5A
6ES72231PH300XB0 SM 1223 数字量 I/O 模板,8 点数字量输入/输出,8 点数字量输入 DC 24 V,漏/源,8 点数字量输出,继电器 2A
6ES72231PL300XB0 SM 1223 数字量 I/O 模板,16 点数字量输入/输出,16 点数字量输入 DC 24 V,漏/源,16 点数字量输出,继电器 2A