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西門子S7-300CPU317-2DP*處理器原裝*        西門子S7-300CPU317-2DP*處理器原裝*

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 二、Ethernet的擴展與進一步容納Web技術

    當前，在所有過程控制領域，大的發(fā)展趨勢之一就是Ethernet技術的擴展。PLC也例外，現在，越來越多的PLC供應商開始提供Ethernet接口部件。在近的幾年間，我們已經看到，發(fā)展比現有普通小快靈PLC更加強大的PLC是種趨勢。Ethernet將會成為PLC的通信標準嗎？也許終結果是這樣的，但現在還為時尚早。對于在PLC上提供Ethernet接口將能夠解決所有通信問題，人們普遍存在著誤解。Ethernet僅僅定義了OSI參考模型底部的幾層協(xié)議標準，如果上層協(xié)議相互之間不能兼容，那么仍然不可能進行相互之間的通信處理。打個比方，這如同一個不懂英語的中國人與一個不懂漢語的美國人之間是不能夠通過電話進行對話一樣。因此，協(xié)議就是設備之間相互通信的語言。

    另一方面，前進的步伐已經邁出，我們只有迎著困難而上，為了將Ethernet技術應用到工廠底層的現場過程控制設備中去，ODVA協(xié)會為此建立了一套性標準技術規(guī)范，即Ethernet/IP標準，以便能夠解決在實際工作中所遇到的困難。

    向Ethernet靠近的一個目的在于通過Internet能夠連接到所希望的任何地方。實際上，在一些意想不到的地方，Web服務器正在顯露出其應有的威力。幾年前，有一些PLC系統(tǒng)已經內藏了Web服務器，這無疑又為PLC系統(tǒng)增加了更多的特點。其他類型的控制設備也正在準備進一步集成Web服務器。例如，Square D公司已經有一個具備Ethernet連接接口的發(fā)動機控制中心，并正在準備開發(fā)一種內藏Web服務器連接接口的變速裝置。

    內藏Web服務器所體一風的益處包括開放網絡、商業(yè)工具的影響、客戶機/服務器關系。在過去，工業(yè)用戶可能會有代表性地詢問一些有關PLC方面的信息，但在現在，由于新技術的不斷誕生和發(fā)展，工業(yè)用戶很容易就可以得到有關這方面的信息。另一方面，隨著芯片和處理器大規(guī)模的生產，PLC生產制造商能夠生產并提供開放網絡的產品，讓工業(yè)用戶花較少的費用就能夠購買到功能非常完善的PLC產品。

    在為將PLC連接到Ethernet和Web上提供技術支持方面，Schneider公司已經成了者之一。近，該公司推出了一種運行于Premium PLC平臺的新型快速Ethernet(100 Mb/s)模件。該模件為PLC能夠連接到TCP/IP的Ethernet提供了全雙工自適應10/100Mb/s的連接速度，現場過程控制器之間可以共享實時數據信息，自動掃描Momentum I/O模件和其他任何基于Modbus通信協(xié)議的現場控制設備，采用一個嵌入式Web服務器提供HTML通信服務，同時提供了SNMP用于標準網絡通信管理。在一次展覽會上，Schneider公司還向工業(yè)用戶展示了他們有關透明工廠的觀念。

    另外，Schneider公司近還推出了基于Modicon公司的Momentum MIE系列處理器的適配器，該適配器提供了標準IEC程序控制性能，進一步為e-制造提供了完美的解決方案。該適配器還提供了將智能化I/O系統(tǒng)和其他現場過程控制設備連接到Internet和Ethernet的能力，現場過程控制設備包括所有功能化實時過程控制器。

    幾年前，Rockwell自動化公司也在其PLC產品中提供了Ethernet接口，而且正在堅定不移地穩(wěn)步提高Ethernet的功能特性。該公司近已經公布了一種柔性I/O模件解決方案，這種柔性I/O模件利用非版本的Ethernet技術能夠提供實時過程控制性能。A-B公司提供的1756型ControlLogix I/O也是基于標準Ethernet TCP/IP和UDP數據傳輸協(xié)議的組件，其應用層使用了一種開放式、面向對象、基于生產者/ 消費者的技術。這種技術在ControlNet、DeviceNet和FF現場總線H1網絡系統(tǒng)中也能夠找到。

三、置位/復位指令型順序控制系統(tǒng)設計法

    1．步進階梯設計圖5a為用置位/復位指令設計的順序控制系統(tǒng)步進階梯。其設計依據也是圖1所示的控制流程。該步進階梯結構的特點是每步的輔助繼電器都有一個置位線圈和一個復位線圈，二者編號相同。步1利用置位指令S使輔助繼電器M1置位（即M1線圈得電后內部自鎖），建立步1程序，并為步2提供步進條件信號。當步2的轉步主令信號發(fā)出（X2閉合），指令S使M2置位，建立步2程序，同時復位指令R使M1復位，撤銷步1程序。同理可畫出后續(xù)各步繼電器置位/復位梯形圖。當后一步完成并回到原位（X1閉合）時，指令R使M4復位，系統(tǒng)的工作循環(huán)結束。

    2．輸出階梯設計圖5b為輸出階梯結構，與圖4b*相同，不再贅述。

    四、移位指令型順序控制系統(tǒng)設計

    1．步進階梯設計設計依據如圖6所示。圖7a為按圖6所示要求采用移位指令設計法設計的順序控制系統(tǒng)步進階梯，這種步進階梯由一個8位移位寄存器（由移位指令定義輔助繼電器M20～M27而成）作為控制元件。該移位寄存器中的IN為移位數據輸入端，CP為移位脈沖輸入端，R為復位端。這三個輸入端的輸入信號均為脈沖上升沿有效。對順序控制系統(tǒng)來說，輸入IN的信號必須是一個單脈沖信號，即移位數據為“1"。起動步1時，IN和CP同時輸入按鈕信號X0的脈沖上升沿后，在IN端生成的移位數據“1"便移入移位寄存器的M20位，此時該位有輸出（即輸出M20的常開觸點閉合信號），建立步1程序，并為步2提供步進條件信號；M20的常閉觸點即時斷開IN輸入端和CP的步1輸入端，完成數據“1"輸入和移位脈沖輸入。從步2起，本步的轉步主令信號一發(fā)出（X2接通），便輸入一個移位脈沖上升沿，使原來移入M20位的數據“1"移入M21位，建立步2程序，并為步3提供步進條件信號。移位后，M20位的狀態(tài)變?yōu)?，即其相應的步1被撤銷，輸出為0。依此類推便可實現整個步進階梯逐步得電和逐步失電。后一步完成并回到原位（X1接通）時，接通移位寄存器的復位端R，使移位寄存器復位清零，整個控制系統(tǒng)失電停止。

    設計這種步進階梯時要注意以下問題：（1）在一個自動工作循環(huán)內，移位寄存器的移位數據輸入端IN只允許起動時輸入一個單脈沖信號。也就是說起動時只能輸入移位數據“1"。步進階梯的工作原理就是根據輸入的數據“1"，在移位寄存器中逐步向高位移位來實現逐步得電和逐步失電。所以輸入端IN要串聯每個移位輸出位的常閉觸點；（2）移位寄存器對移位脈沖輸入端開關的抖動非常敏感。若開關抖動一次，相當于多輸入了一個移位脈沖，移位數據“1"隨之多移了一位。由于接點式開關被觸發(fā)時難免產生抖動。為消除這種影響，在移位脈沖輸入端的步1輸入回路，必須串聯移位寄存器0位（本例為M20）的常閉觸點，一旦移位數據移入M20位，便斷開步1的輸入回路；而從步2開始，每步的輸入回路也要串聯上一位的常開觸點。例如步2的輸入回路要串聯上一位M20的常開觸點。這樣，當移位到步2轉步主令信號對應的M21位時，便立即斷開步2的輸入回路。采用這樣的移位脈沖輸入回路結構，可確保每步的轉步輸入信號持續(xù)時間只有PLC的一個掃描周期（一般只有幾Mｓ），因開關的抖動時間遠大于PLC的一個掃描周期。所以可有效地消除開關抖動的影響。

    2．輸出階梯設計圖7b為輸出階梯，其結構與圖4b相同，只是輔助繼電器編號不同而已。

    結束語

    上述4種PLC順序控制系統(tǒng)設計方法的共同特點是：

    （1）由輸入繼電器控制輔助繼電器（包括由置位/復位指令和移位指令定義的輔助繼電器），按此構成步進階梯；

    （2）由輔助繼電器控制輸出繼電器，以此構成輸出階梯；

    （3）無論步進階梯還是輸出階梯，都是很有規(guī)律的回路結構。不管要設計的順序控制系統(tǒng)有多少步，也不管其輸入輸出點數有多少，只要弄清各種設計方法所設計的步進階梯和輸出階梯的回路結構的規(guī)律性，根據設計依據，套用其中任一種設計方法的回路結構，就能快速地一次成功設計出較復雜的PLC順序控制系統(tǒng)。

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