两个S7-300plc之间的数据交换通信可以有很多方式,根据具体的PLC型号不同,其相应的通信接口也不同,主要有:MPI、PROFIBUS DP和以太网通信。
S7通信:
通过S7连接的配置实现S7站间和PC站间的数据交换。
S7连接的属性:
该连接可用于所有S7/M7设备。 可用于所有子网(MPI,PROFIBUS,工业以太网)。 SIMATIC S7/M7-300/400站之间数据的可靠传输(使用“BSEND/BRCV”或“PUT/GET” SFB)。 高速,不可靠数据传输取决于对方与时间相关的操作(使用“USEND/URECV”SFB)。 在ISO参考过程的7层上确认对方的数据传输。
MPI是西门子开发的用于PLC之间的保密协议,当通信速率要求不高、通信数据不大时可以采用的一种简单经济的通信方式,两个S7-300之间的MPI通信可以采用无组态连接的MPI通信,通过调用SFC67和SFC68通过简单编程来实现无组态的MPI通信,它既可以是双边通信,也可以采用单边通信方式;也可以采用全局数据通信的方式,*编写程序,在硬件组态时组态所以MPI 的PLC站之间的发送区和接收区即可。MPI通信硬件连接仅需1根PROFIBUS网络电缆(含两个网络总线连接器);
两个S7-300PLC之间的现场总线通信,根据PLC是否自带DP通信口(如CPU315-2DP自带DP接口)而不同,如果自带DP接口,只需将两台S7-300PLC的DP通信口用PROFIBUS通信电缆连接即可,如果S7-300PLC没有自带DP通信口(如CPU315),必须配置DP接口模块(如CP342-5)来实现PROFIBUS现场总线通信。
而两个S7-300PLC之间的以太网通信有很多种方式,如ISO Transport、ISO-on-TCP、UDP(用户数据协议)、TCP/IP、S7 通信,以CPU315-2DP为例,每个PLC需要组态CP343-1以太网模块,通过交换机用带水晶接头的8芯双绞线连接来实现仪态网通信,比较简单,也是未来发展方向。
DP/DP Couper是把两个PROFIBUS DP网络1和2耦合在一起,在通信的双方有自己独立的DP地址,并且通信双方的PROFIBUS DP通信速率可以不一样,通过输入/输出区直接交换通信数据。
下面从7个方面对PLC与计算机的性能和价格进行相比较:
① 应用范围:微机除了用在控制领域外,还大量用于科学计算、数据处理、计算机通信等方面。而PLC主要用于工业控制。
② 使用环境:微机对环境要求较高,一般要在干扰小、具有一定的温度和湿度要求的机房内使用。而PLC适应于工程现场的环境。
③ 输入输出:微机系统的I/O设备与主机之间采用微电联系,一般不需要电气隔离。而PLC一般控制强电设备,需要电气隔离,输入输出均用“光–电”耦合,输出还采用继电器,可控硅或大功率晶体管进行功率放大。
④ 程序设计:微机具有丰富的程序设计语言,例如汇编语言,FORTRAN语言、COBOL语言、PASCAL语言、C语言等,其语句多,语法关系复杂,要求使用者必须具有一定水平的计算机硬件和软件知识。而PLC提供给用户的编程语句数量少,逻辑简单,易于学习和掌握。
⑤ 系统功能:微机系统一般配有较强的系统软件,例如操作系统,能进行设备管理、文件管理、存储器管理等。它还配有许多应用软件,以方便用户。而PLC一般只有简单的监控程序,能完成故障检查、用户程序的输入和修改、用户程序的执行与监视等功能。
⑥ 运算速度和存储容量:微机运算速度快,一般为微秒级。因有大量的系统软件和应用软件,故存储容量大。而PLC因接口的响应速度慢而影响数据处理速度。一般接口响应速度为2 ms,PLC巡回速度为每千字8 ms。PLC的指令少,编程也简短,故内存容量小。
⑦ 价格:微机是通用机,功能完善,故价格较高。而PLC是**机,功能较少,其价格是微机的十分之一左右。
对用户程序的循环扫描执行过程,可分为输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段,如图1所示。
1. 输入采样阶段
在输入采样阶段,PLCC以扫描方式将所有输入端的输入信号状态(ON/OFF状态)读入到输入映 像寄存器中寄存起来,称为对输入信号的采样。接着转入程序执行阶段,在程序执行期间,即使输入状态变化,输入映像寄存器的内容也不会改变。输入状态的变化只能在下一个工作周期的输入采样阶段才被重新读入。
图1 PLC程序执行的过程
2. 程序执行阶段
在程序执行阶段,PLC对程序按顺序进行扫描。如程序用梯形图表示,则总是按先上后下、先左后右的顺序扫描。每扫描到一条指令时所需要的输入状态或其他元素的状态,分别由输入映像寄存器或输出映像寄存器中读入,然后进行相应的逻辑或算术运算,运算结果再存入**寄存器。若执行程序输出指令时,则将相应的运算存入输出映像寄存器。
3. 输出刷新阶段
在所有指令执行完毕后,输出映像寄存器中的状态就是欲输出的状态。在输出刷新阶段将其转存到输出锁存电路,再经输出端子输出信号去驱动用户输出设备,这就是PLC的实际输出。PLC重复地执行上述三个阶段,每重复一次就是一个工作周期(或称扫描周期)。工作周期的长短与程序的长短有关。
由于输入/输出模块滤波器的时间常数,输出继电器的机械滞后以及执行程序时按工作周期进行等原因,会使输入/输出响应出现滞后现象,对一般工业控制设备来说,这种滞后现象是允许的。但一些设备的某些信号要求做出快速响应,因此,有些PLC采用高速响应的输入/输出模块,也有的将顺序程序分为快速响应的高级程序和一般响应速度的低级程序两类。如FANUC-BESK PLC规定高级程序每8ms扫描一次,而把低级程序自动划分分割段,当开始执行程序时,首先执行高级顺序程序,然后执行低级程序的分割段1,然后又去执行高级程序,再执行低级程序的分割段2,这样每执行完低级程序的一个分割段,都要重新扫描执行一次高级程序,以保证高级程序中信号响应的快速性。
梯形图是PLC控制系统中使用得多的图形编程语言,被称为PLC的一编程语言。梯形图与电器控制系统的电路图很相似,具有直观易懂的优点,很容易被工厂电气人员掌握,特别适用于开关量逻辑控制。梯形图常被称为电路或程序,梯形图的设计称为编程。PLC梯形图设计规则(或规范)如下:
(1)触点应画在水平线上,不能画在垂直分支上。应根据自左至右、自上而下的原则和对输出线圈的几种可能控制路径来画。
(2)不包含触点的分支应放在垂直方向,不可放在水平位置,以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径。
(3)在有几个串联回路相并联时,应将触头多的那个串联回路放在梯形图的上面。在有几个并联回路相串联时,应将触点多的并联回路放在梯形图的左面。这种安排,所编制的程序简洁明了,语句较少。
(3)不能将触点画在线圈的右边,只能在触点的右边接线圈。
在输出电路中往往需要注意对驱动电路和负载器件的保护:
1)对于继电器这类电感性负载,必须安装火花抑制器。
2)对于容性负载,应在信号输出负载线路中串联限流电阻。电阻阻值应确保负载承受的瞬时电流和电压被限制在额定值内。
3)在用晶体管输出直接驱动指示灯时,冲击电流可能损坏晶体管。为此应设置保护电阻以防晶体管被击穿。
4)当被驱动负载是电磁开关、电磁离合器、电磁阀线圈等交流负载,或虽是直流负载,但工作电压或工作电流过输出信号的工作范围时,应先用输出信号驱动小型中间继电器(一般工作电压+24V),然后用它们的触点接通强电线路的功率继电器或直接去激励这些负载(见图1)。当然,如果所用PLC装置本身具有交流输入、输出信号接口,或有用于直流大负载驱动的**接口时,输出信号就不必经中间继电器过渡,即可以直接驱动负载器件。
6ES72111BE400XB0 | CPU 1211C AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI |
6ES72111AE400XB0 | CPU 1211C DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI |
6ES72111HE400XB0 | CPU 1211C DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI |
6ES72121BE400XB0 | CPU 1212C AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI |
6ES72121AE400XB0 | CPU 1212C DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI |
6ES72121HE400XB0 | CPU 1212C DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI |
6ES72141BG400XB0 | CPU 1214C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI |
6ES72141AG400XB0 | CPU 1214C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI |
6ES72141HG400XB0 | CPU 1214C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI |
6ES72151BG400XB0 | CPU 1215C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
6ES72151AG400XB0 | CPU 1215C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
6ES72151HG400XB0 | CPU 1215C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
6ES72171AG400XB0 | CPU 1217C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO |