从站的大数量 | 数字量输入点数 | 数字量输出点数 | ||
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数字量 | 模拟量 | ASIsafe | DI | DQ |
62 | 62 | 31 | 62 × 8 = 496 | 62 × 8 = 496 |
AS-Interface 技术规范 V3.0 描述了一种带一个 AS-Interface 主站模块和多达 62 个 AS-Interface 从站模块的现场总线系统。
每个具有标准寻址功能的 AS-Interface 从站占用一个 AS-Interface 地址 (1...31)。
具有扩展编址功能的从站可将一个 AS‑i 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-Interface 网络。
可顺利实现具有标准寻址功能和扩展寻址功能的从站(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,因此用户需要进行专门调整。
一个数字式 AS‑i 从站通常多有 4 点数字量输入和 4 点数字量输出。
对于 31 个从站,数字量 I/O 数据的传输需要大 5 ms 周期时间;关于其它值,请参见“通信周期”。
集成模拟值传输功能*任何**功能块,就可以访问模拟值和数字值。
大周期(数字量信号) | |
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5 ms,31 个从站 10 ms,62 个从站 对于具有 A/B 地址的从站 (4 DI/4 DQ),长 20 ms 对于具有 A/B 地址的从站 (8 DI/8 DQ),长 40 ms | |
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。
具有 A/B 寻址功能的从站在一个循环内传输多 4 DI/3 DQ。
具有 A/B 寻址功能和 4 DI 或 4 DI / 4 DQ 的从站在两个连续循环内传输输出数据。在典型应用中,这些输出的双倍传输时间不起作用。AS-Interface 主站根据 AS-Interface 规范 V3.0 自动执行传输过程。这些从站在选型数据中通过寻址类型 A/B 来标识(规范V3.0)。
具有单一 A/B 地址和 8 DI / 8 DQ 的从站在四个连续循环内传输输入和输出数据。这些从站的输入/输出的传输时间相应增加。AS-Interface 主站根据 AS-Interface 规范 V3.0 自动执行传输过程。
西门子提供的具有 8 DI 或 8 DI/2 DQ 的从站使用两个 AS-Interface 地址,因此不需要耗时的过程,并可确保快速数据新。
可将所有从站类型进行混合,并在一个 AS-Interface 网络上使用。
多信息(例如,由 AS-interface 从站使用的寻址类型(标准或 A/B 地址)),请参见相关从站的“选型与订货数据”。
多信息 | |
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AS-Interface 的系统手册,请参见 | |
西门子的 AS-Interface 产品采用新 AS-Interface 规范 V3.0,此规范在上已标准化为 IEC 62026-2。
20 多年前为 AS-Interface 开发的交替脉冲调制经明是一种可靠传输方法,可通过标准双绞线为总线模块和连接的传感器直接供电。
为了通过今天可以利用的优 EMC 特性来产生在应用中验证的系统组件,经历了多个开发阶段。西门子对采用 AS-Interface 规范 V3.0 的丰富产品系列持续不断地进行创新,使得这些产品无论是安装还是运行都为经济高效。
总线电缆可用符合 AS-Interface 规范 V3.0 的中继器进行改装,各模块在运行时不会相互干扰。西门子的主站模块可**集成到 SIMATIC 环境中,特别是 ET 200SP 分布式 I/O 系统的 AS-Interface 主站。
系统方案的基本工业要求今天仍然适用:大量数字量输入和输出信号在空间布在机器中。不必将粗电缆束从控制柜安装到传感器和按钮头,只需就地将小和容易管理的 AS-Interface 模块插到 IP67 按钮盒内的总线电缆上,并通过较短的 M12 电缆来连接传感器和按钮头。
一个附加的 AS-Interface 模块安装在传感器旁边附近位置安装,以确保 M12 电缆长度尽可能短。由于模拟量信号可同样顺利传输,AS-Interface 也可取代较长的屏蔽模拟电缆。
根据需求,开关装置也可通过端子接口或方便地使用集成的 AS-Interface 接口连接到 AS-Interface 模块。带数字量和模拟量输入和输出的电机控制器也符合当前的 AS-Interface 规范 V3.0。
安全信号也可方便而灵活地通过 AS-Interface 来传输。防护门和急停按钮的安全传感器可在任意位置安装和改装。
西门子的 AS-Interface 安全功能历经持续优化,符合经过证明的 AS-Interface 规范 V3.0。
对于需要大传输能力的工业部件,西门子提供了具有适当通信系统的相应解决方案。
西门子的 AS-Interface 系统持续为众多简单传感器和按钮头提供理想和一致的解决方案,包括安全技术和特殊应用。
可以提供符合新 AS-Interface 技术规范 V3.0 的主站模块
CM AS‑i Master ST, F‑CM AS‑i Safety ST (ET 200SP)
CM 1243‑2 (S7‑1200)
CP 343‑2P/CP 343‑2 (S7‑300/ET 200M)
DP/AS-Interface Link 20E
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
哪些措施可以提高PLC系统的搞干扰性能
采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰
在PLC控制系统中,电源占有重要的地位。电网干扰串入PLC控制系统主要通过PLC系统的供电电源(如CPU 电源、I/O电源等)、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在,对于PLC系统供电的电源,一般都采用隔离性能较好电源,而对于变送器供电的电源和PLC系统有直接电气连接的仪表的供电电源,并没受到足够的重视,虽然采取了一定的隔离措施,但普遍还不够,主要是使用的隔离变压器分布参数大,抑制干扰能力差,经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以,对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大(如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术)的配电器,以减少PLC系统的干扰。
此外,位保证电网馈点不中断,可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电,提高供电的性。并且UPS还具有较强的干扰隔离性能,是一种PLC控制系统的理想电源。
2、电缆选择的敖设
为了减少动力电缆电磁干扰,尤其是变频装置馈电电缆。笔者在某工程中,采用了铜带铠装屏蔽电力电缆,从而降低了动力线生产的电磁干扰,该工程投产后取得了满意的效果。
不同类型的信号分别由不同电缆传输,信号电缆应按传输信号种类分层敖设,严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆靠行敖设,以减少电磁干扰。
3、 硬件滤波及软件抗如果措施
由于电磁干扰的复杂性,要根本消除迎接干扰影响是不可能的,因此在PLC控制系统的软件设计和组态时,还应在软件方面进行抗干扰处理,进一步提高系统的可靠性。常用的一些措施:数字滤波和工频整形采样,可有效消除周期性干扰;定时校正参考点电位,并采用动态零点,可有效防止电位漂移;采用信息冗余技术,设计相应的软件标志位;采用间接跳转,设置软件陷阱等提高软件结构可靠性。
信号在接入计算机前,在信号线与地间并接电容,以减少共模干扰;在信号两间加装滤波器可减少差模干扰。
对干较低信噪比的模拟量信号.常因现场瞬时干扰而产生较动,若仅用瞬时采样植进行控制计算会产生较大误差,为此可采用数字滤波方法。
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
AI/AO
6ES72314HD300XB0 SM 1231 模拟量输入模板,4 点模拟量输入,+/-10V、+/-5V、+/-2.5V、或 0-20 MA 12 位 + 符号位(13 位 ADC)
6ES72324HB300XB0 SM 1232 模拟量输出模板,2 点模拟量输出,+/-10V,14 位分辨率,或 0-20 MA,13 位分辨率
6ES72344HE300XB0 SM 1234 模拟量 I/O 模板,4 点模拟量输入/2 点模拟量输出,+/-10V,14 位分辨率,或 0-20 MA,13 位分辨率
SB
6ES72230BD300XB0 SB 1223 数字量 I/O 模板,2 点数字量输入/输出,2 点数字量输入24V DC/2 点数字量输出 24VDC
6ES72324HA300XB0 SB 1232 模拟量输出模板,1 点模拟量输出,+/- 10VDC (12 位分辨率) 或 0 - 20 MA (11 位分辨率
CP
6ES72411AH300XB0 CM 1241 通讯模板,RS232,9 针 SUB D(阴),支持基于信息的自由端口
6ES72411CH300XB0 CM 1241 通讯模板,RS485,9 针 SUB D(阳),支持基于信息的自由端口
SIM
6ES72741XF300XA0 仿真模块,8 通道仿真器,直流输入开关
6ES72741XH300XA0 仿真模块,14 通道仿真器,直流输入开关
ESM
6GK72771AA000AA0 紧凑型交换机模块 CSM 1277