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西門子CPU模塊6ES7314-6EH04-0AB0選型手冊(cè)
西門子CPU模塊6ES7314-6EH04-0AB0
控制功能的選擇
該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
(一)運(yùn)算功
簡(jiǎn)單PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他運(yùn)算功能。隨著開放的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或機(jī)的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測(cè)和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。
(二)控制功能
控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。例如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。
(三)通信功能
大中型PLC應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時(shí)應(yīng)能與工廠網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。
PLC的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合，通信距離應(yīng)裝置實(shí)際要求
PLC的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，通信負(fù)荷不大于60%。PLC的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站，多臺(tái)同型號(hào)PLC為從站，組成簡(jiǎn)易PLC網(wǎng)絡(luò)；2）1臺(tái)PLC為主站，其他同型號(hào)PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò)；3）PLC網(wǎng)絡(luò)通過(guò)特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；4）PLC網(wǎng)絡(luò)（各廠商的PLC通信網(wǎng)絡(luò)）
插頭與終端電阻在Profibus通訊中有著非常重要的作用，它們使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單，沒(méi)有很多復(fù)雜的設(shè)置；但是正是由于使用簡(jiǎn)單，使得很多工程師在使用當(dāng)中忽略了一些細(xì)節(jié)，導(dǎo)致很多通題。
1 Profibus插頭的結(jié)構(gòu)與簡(jiǎn)單用法
圖1Profibus插頭結(jié)構(gòu)
這是常見的西門子Profibus總線連接器，如果我們有A、B兩個(gè)站點(diǎn)要做Profibus通訊，應(yīng)該如何連接插頭呢？因?yàn)榭偩€上只有兩個(gè)站，顯然終端電阻都要打到ON位置。那么插頭上的接線是否要一進(jìn)一出呢。
圖2 兩個(gè)DP站點(diǎn)的連接
正確的做法是兩個(gè)插頭都連接進(jìn)線端。因?yàn)榻K端電阻與插頭的出線端是2選1的。終端電阻打ON，進(jìn)線端連接終端電阻，斷開與出線端的連接；終端電阻打OFF，進(jìn)線端斷開與終端電阻的連接，連接出線端。在無(wú)限的時(shí)間的河流里，人生僅僅是微小又微小的波浪。 —— 郭小川
2常見的Profibus總線連接
圖3 主站在總線一端點(diǎn)
圖3所示的是一般的Profibus總線連接方法，主站位于總線的一端，終端電阻打ON。
然后依次連接后面的站點(diǎn)，中間的站點(diǎn)終端電阻打OFF，***后面的站點(diǎn)終端電阻打ON。
圖4 主站在總線中間
有時(shí)候由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分布的原因，主站也可以安裝在Profibus總線的中間，具體做法如圖4所示。
終端電阻打ON的設(shè)備不能斷電，如圖5所示Profibus插頭上除了220歐的終端電阻以外還有兩個(gè)390歐的偏置電阻，并且偏置電阻上必須連接電源。
圖5 終端電阻和偏置電阻
如果終端設(shè)備需要經(jīng)常斷電維護(hù)，或者終端設(shè)備只有接線端子而沒(méi)有9針D型插座，就需要使用有源終端模塊作為Profibus總線的終端(6ES7 972-0DA00-0AA0)。
圖6 Profibus有源終端模塊
如果Profibus電纜不夠長(zhǎng)，需要把兩根電纜接起來(lái)，不能簡(jiǎn)單的把兩根銅芯擰起來(lái)，因?yàn)檫@樣會(huì)破壞電纜的特征阻抗，可能會(huì)導(dǎo)致通題。使用圖7中的接頭來(lái)連接兩根需要接起來(lái)的電纜。
圖7 Profibus連接接頭
3 RS485中繼器的終端電阻使用方法
西門子Profibus通訊電纜的長(zhǎng)度取決于通訊的波特率，如果電纜超過(guò)了所能通訊的長(zhǎng)度，就需要使用RS485中繼器來(lái)延長(zhǎng)通訊距離。
表1 總線長(zhǎng)度與傳輸速率的關(guān)系如果說(shuō)，友誼能夠調(diào)劑人的感情的話，那么友誼的又一種作用則是能增進(jìn)人的智慧。 —— 培根
| 傳輸速率（kbit/s） | 9.6-187.5 | 500 | 1500 | 3000-12000 |
| 總線長(zhǎng)度（m） | 1000 | 400 | 200 | 100 |
中繼器上有接線端子，Profibus電纜可直接連接到端子上。另外中繼器上也配有終端電阻。其用法與電纜插頭相同。
圖8 1網(wǎng)段只有進(jìn)線，2網(wǎng)段有進(jìn)線出線
圖9 1網(wǎng)段只有進(jìn)線，2網(wǎng)段只有進(jìn)線
圖10 1網(wǎng)段有進(jìn)線出線，2網(wǎng)段有進(jìn)線出線