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輸入輸出電路引入的 
      為了實(shí)現(xiàn)輸入輸出電路上的隔離，近年來在控制系統(tǒng)中光電耦合得到廣泛應(yīng)用，已成為防止的有效措施之一。光電耦合器具有以下特點(diǎn):首先，由于是密封在一個(gè)管殼內(nèi)，不會受到外界光的;其次，由于靠光傳送，切斷了各部件電路之間地線的;第三，發(fā)光二極管動態(tài)電阻非常小，而源的內(nèi)阻一般很大，能夠傳送到光電耦合器輸入輸出的就很小;第四，光電耦合器的傳輸比和晶體管的放大倍數(shù)相比，一般很小，遠(yuǎn)不如晶體管對那么靈敏，而光電耦合器的發(fā)光二極管只有在通過一定的電流時(shí)才能發(fā)光。因此，即使是在電壓幅值較高的情況下，由于沒有足夠的能量，仍不能使發(fā)光二極管發(fā)光，從而可以有效地掉。由于光電耦合器的線性區(qū)一般只能在某一特定的范圍內(nèi)，因此，應(yīng)保證被傳的變化范圍始終在線性區(qū)內(nèi)。為了保證線性耦合，既要嚴(yán)格挑選光電耦合器，又要采取相應(yīng)的非線性較正措施，否則將產(chǎn)生較大的誤差。

(1) 光電耦合輸入電路如圖2所示。其中圖2(a)、圖2(b)用的較多，高電平時(shí)接成形式，低電平輸入時(shí)接成形式。圖2(c)為差動型接法，它具有兩個(gè)約束條件，對于防止有明顯的*性，適用于外部嚴(yán)重的環(huán)境，當(dāng)外部設(shè)備電流較大時(shí)，其傳輸距離可達(dá)100~200m，圖2(d)考慮到COMS電路的輸出驅(qū)動電流較小，不能直接帶動發(fā)光二極管，所以加接一級晶體管作為功率放大，需要注意的是圖中發(fā)光二極管和光敏三極管應(yīng)分別由兩個(gè)電源供電，電阻值視電壓高低選取。

圖2 光電耦合輸入電路

(2) 光電耦合輸出電路如圖3所示。為了得到和輸入同相的，可以采用圖3(a)形式。若要求輸出和輸入反相，可以接成圖3(b)形式。當(dāng)輸出電路所驅(qū)動的元件較多時(shí)，可以加接一級晶體管作為驅(qū)動功率放大，其接法如圖3(c)所示。有時(shí)為了更好的輸出波形，輸出可經(jīng)施密特電路。

 
圖3 光電耦合輸出電路

以上兩點(diǎn)是對開關(guān)量輸入輸出的處理方法，而對模擬輸入輸出，為了消除工業(yè)現(xiàn)場瞬時(shí)對它的影響，除加A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路和光電耦合外，可根據(jù)需要采取的數(shù)字濾波如中值法、一階遞推數(shù)字濾波法等算法。

PROFIBUS DP系統(tǒng)組態(tài)可分為帶DP口的主站系統(tǒng)，采用通訊模板CP的主站系統(tǒng)以及帶智能從站的DP系統(tǒng)。三種DP系統(tǒng)中帶DP口的主站系統(tǒng)，采用通訊模板CP的主站系統(tǒng)在硬件組態(tài)時(shí)基本相同。

1. PROFIBUS DP系統(tǒng)之一：帶DP口的主/從系統(tǒng)

帶DP口的主/從系統(tǒng)設(shè)計(jì)十分靈活，它允許用CPU中不同的數(shù)據(jù)區(qū)域來儲存DP過程數(shù)據(jù)。對數(shù)據(jù)區(qū)域的選擇取決于CPU的類型和應(yīng)用。過程映像區(qū)，位存儲器以及數(shù)據(jù)塊都可用于DP輸入，輸出數(shù)據(jù)。

過程映像是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分配。在CPU的過程映像中須有充分的空間為DP保留一個(gè)連續(xù)的輸入?yún)^(qū)域和一個(gè)連續(xù)的輸出區(qū)域。這可能受*配置中過程映像大小和信號模塊數(shù)量的限制。

位存儲器與過程映像相同，這個(gè)區(qū)域適合于DP信號的全局存儲。例如，如果過程映像可利用的空間(沒有被*信號模塊占據(jù)的空間)不夠用，則可以使用位存儲區(qū)。

數(shù)據(jù)塊也可以用來存儲DP信號。在有關(guān)的DP數(shù)據(jù)區(qū)只被一個(gè)程序調(diào)用時(shí)使用這種存儲。

F      建立S7-300 PLC主站的硬件組態(tài)（帶DP口）：雙擊“X2/DP”欄或“CP342-5”欄，在對話框內(nèi)選中“DP-Master”

F      在PROFIBUS總線上添加ET-200 從站：

主站/從站的I/O地址不能重復(fù)，它是由系統(tǒng)軟件分配的。如果用戶需要對地址進(jìn)行修改，可以通過模板特性對話框重新設(shè)置。

2．PROFIBUS DP系統(tǒng)之二：帶通訊模板CP的主站系統(tǒng)。

采用通訊模板CP的主站/從站系統(tǒng)，則主站/從站的I/O地址可以重復(fù)，因?yàn)榇藭r(shí)的PLC系統(tǒng)相當(dāng)于兩個(gè)CPU。用戶可以通過模板特性對話框任意設(shè)置I/O地址，只是主站或從站內(nèi)的I/O地址不能重復(fù)。

當(dāng)配置CP時(shí)，必須設(shè)定操作模式。（Operating Mode）

CP342-5 DP總是需要DP-SEND和DP-RECV。這些組塊通過底板總線在CPU和CP之間轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)．

CP342-5的數(shù)據(jù)總是連續(xù)地傳輸。主站大數(shù)據(jù)長度是240字節(jié)，從站大數(shù)據(jù)長度是86字節(jié)。

DP-SEND（發(fā)送）將CPU中的的DP數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)發(fā)送到PROFIBUS CP的發(fā)送緩沖器，以便傳送給DP從站；DP-RECV（接收）從DP從站中讀出數(shù)據(jù)，將PROFIBUSCP接收緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)放入CPU的DP數(shù)據(jù)區(qū)中。

3 結(jié)束語

PLC控制系統(tǒng)的抗性設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到具體的輸入輸出設(shè)備和工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境，在設(shè)計(jì)抗系統(tǒng)時(shí)要求要綜合考慮各方面的因素。

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