PROFIBUS 是工業(yè)現(xiàn)場級的標準 (IEC 61158/61784)。它是經認可的在加工制造和過程工業(yè)兩種領域均可進行通訊的現(xiàn)場總線。

PROFIBUS 用于將現(xiàn)場設備（如分布式 I/O 設備或驅動器）連接到自動化系統(tǒng)（如 SIMATIC S7、SIMOTION、SINUMERIK 或 PC 機）。

PROFIBUS 是標準化的現(xiàn)場總線，符合 IEC 61158 規(guī)范，是功能強、開放式、堅固耐用、響應時間短的現(xiàn)場總線系統(tǒng)。PROFIBUS 有多種規(guī)格，可

用于各種應用環(huán)境。

PROFIBUS DP（分布式 I/O）

PROFIBUS DP 用于連接分布式現(xiàn)場設備（如SIMATIC ET 200）或響應時間的驅動器。PROFIBUS DP 用在傳感器/執(zhí)行器分布在機器或廠房內的

情況（如，現(xiàn)場級別）。

AS-Interface

AS-Interface 符合標準 (IEC 62026/EN 50295)，可代替電纜束，只需一條雙股線即可極其經濟可靠地將傳感器和執(zhí)行器連接起來。這條雙股

線還用于為各個工作站提供電力。這樣，AS-Interface 就成為 PROFIBUS DP 或 PROFINET 現(xiàn)場總線的理想接口。

IO-link

通過通信標準 IO-link，可將傳感器和分斷裝置智能連接到控制層。IO-link 促進了控制柜和現(xiàn)場層中了所有部件的集成，實現(xiàn)直至**終過程儀表

的較大集成度和無縫通信。

西門子的 IO-link 解決方案可確保任何生產系統(tǒng)實現(xiàn)較高精度和經濟實用性。IO-link 已*集成在全集成自動化 (TIA) 中，具有眾多優(yōu)點。

借助于開放式標準，可以將來自不同廠商的設備聯(lián)網

ET 200iSP 是一種模塊化、本質安全型 I/O 系統(tǒng)，防護等級為 IP30，可以在環(huán)境溫度范圍為 -20 至 +70 °C 的氣體和粉塵環(huán)境中運行。

根據 ATEX 指令 94/9/EC，可以將 ET200iSP 遠程 I/O 站直接安裝在 Ex 區(qū)域 1、2、21 或 22 中以及非危險區(qū)域內。必要時，還可以在zone0

或 20 中安裝本質安全傳感器、執(zhí)行器和 HART 現(xiàn)場設備。

ET 200iSP 采用模塊化設計，可根據相應的自動化任務，通過各種組態(tài)和靈活擴展調整遠程 I/O 站。為了提高工廠利用率，站的壓力封裝電源和

本質安全型 PROFIBUS DP 連接 (RS 485-iS) 也可以采用冗余設計。

通過帶有獨立接線和自動插槽編碼功能的*結構，可以在沒有消防證書的情況下，簡單而可靠地對每個模塊進行熱插拔。

除了用于實現(xiàn)過程工藝（基本過程控制）自動化的模擬量和數(shù)字量 I/O 模塊之外，該系列電子模塊還包含用于實現(xiàn)安全應用的安全有關 F-I/O

模塊。各種類型的電子模塊可以在站內混合布置。

ET 200iSP 分布式 I/O 系統(tǒng)的主要部件：

端子擴展模塊

安裝在 S7?300 導軌上；以用于連接電源、接口、電子器件、監(jiān)測模塊和備用模塊并用于預布線

帶適用于危險環(huán)境中的藍色螺旋型或彈簧承載型端子

帶適用于非危險環(huán)境中的黑色螺旋型端子

電源裝置

1 個或 2 個（冗余）電源模塊 PS，帶有用于 24 V 直流和 120/230 V 交流供電的正壓外殼。

接口模塊

1 個或 2 個（冗余）IM 152 接口模塊，用于將站連接到 PROFIBUS DP

電子模塊（2 個/4 個/8 個通道）：**多 32 個（任何組合）

數(shù)字量電子模塊 (DI，DO)

模擬量電子模塊 (AI，AO)

安全相關電子模塊（F-DI、F-DO 和 F-AI）

看門狗模塊

附件

占位模塊，用于為任意電子模塊預留插槽

端子模塊（包含在 PROFIBUS 接口的端子模塊的供貨范圍內）

帶有可打印標簽帶的標簽紙

用于插槽編號的標簽

裝配

組裝快速而簡單：

將終端模板卡到 S7?300 導軌上

使用彈簧型端子或螺釘型端子將過程信號電纜預接到端子模塊上

插入電源、接口和電子模塊，無需使用附加工具

擴展限制

在帶有 32 個電子模塊的較大組態(tài)中，站寬度為 107 cm。

每個站可用電子模塊的較大數(shù)目是有限的，具體取決于完成自動化任務所需的模塊的電流消耗。但是，在不受限制的情況下，**多可使用16個電子

模板。不銹鋼外殼

如果將 ET 200iSP 在危險區(qū)域中使用，則必須將其安裝在防爆外殼中，其防護等級至少為 IP54。在“不銹鋼外殼”一節(jié)中介紹了防護等級為 IP65

的外殼。

出色的設計特色

可以不使用電子模塊，事先安裝和測試接線（獨立接線）

借助機械和電子系統(tǒng)的隔離以及獨立的過程連線，可以快速、輕松地更換電子模塊

*將電子模塊插入到端子模塊中時進行機械編碼，可防止替換模塊連接錯誤

可以在沒有消防證書的情況下，對電源模板和電子模板進行熱插拔

Integration

分布式 ET 200iSP 站通過 PROFIBUS DP 連接到 SIMATIC PCS 7 自動化站（控制器），到 Ex zone 1 的連線中使用了一個隔離變壓器（RS485?iS

耦合器）以保持本質安全性。數(shù)據傳輸速度較高可達到 1.5 Mbit/s。

ET 200iSP 通過標準的驅動程序塊集成到 SIMATIC PCS 7 中。因此，您可以非常簡單地使用 HW Config 在工程組態(tài)系統(tǒng)的 SIMATIC Manager 中

組態(tài) ET 200iSP。此外也支持系統(tǒng)功能 CiR（運行中組態(tài)）。

 西門子6ES7194-3JA00-0AA0

PLC順序控制系統(tǒng)的幾種簡易設計方法

引言

    在生產機械的自動控制領域，PLC順序控制系統(tǒng)的應用量大面廣。然而，工藝不同的生產機械要求設計不同的控制系統(tǒng)梯形圖。目前，不少電氣設計人員仍然采用經驗設計法來設計PLC順序控制系統(tǒng)，不僅設計效率低，容易出差錯，而且設計階段難以發(fā)現(xiàn)錯誤，需要多次調試、修改才符合設計要。本文提出的4種簡易設計方法，能快速地一次設計成功PLC順序控制系統(tǒng)。

    順序控制系統(tǒng)的特點及設計思路

    1．特點順序控制系統(tǒng)是指按照預定的受控執(zhí)行機構動作順序及相應的轉步條件，一步一步進行的自動控制系統(tǒng)。其受控設備通常是動作順序不變或相對固定的生產機械。這種控制系統(tǒng)的轉步主令信號大多數(shù)是行程開關（包括有觸點或無觸點行程開關、光電開關、干簧管開關、霍爾元件開關等位置檢測開關），有時也采用壓力繼電器、時間繼電器之類的信號轉換元件作為某些步的轉步主令信號。

    為了使順序控制系統(tǒng)工作可靠，通常采用步進式順序控制電路結構。所謂步進式順序控制，是指控制系統(tǒng)的任一程序步（以下簡稱步）的得電必須以前一步的得電并且本步的轉步主令信號已發(fā)出為條件。對生產機械而言，受控設備任一步的機械動作是否執(zhí)行，取決于控制系統(tǒng)前一步是否已有輸出信號及其受控機械動作是否已完成。若前一步的動作未完成，則后一步的動作無法執(zhí)行。這種控制系統(tǒng)的互鎖嚴密，即便轉步主令信號元件失靈或出現(xiàn)誤操作，亦不會導致動作順序錯亂。

    2．設計思路本文提出的4種簡易設計方法都是先設計步進階梯，在步進階梯實現(xiàn)由轉步主令信號控制輔助繼電器得失電；然后根據步進階梯設計輸出階梯，在輸出階梯實現(xiàn)由輔助繼電器控制輸出繼電器得失電。這4種設計法所設計的梯形圖電路結構及相應的指令應適用于大多數(shù)PLC機型，具有通用性。

    由于各種PLC機型的編程元件代號及其編號不盡相同，為便于闡述，本文約定：所有梯形圖中的輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器（又稱內部繼電器）的代號分別為：X、Y、M。設計中所用到的某些功能指令，如置位指令約定為S×，復位指令為R×；移位指指令為SR×。其中的“×”表示編程元件的編號，用十進制數(shù)表示。用這些方法設計實際的控制系統(tǒng)時，應將編程元件代號和編號變換成所選用的PLC機型對應的代號和編號。

圖1 順序控制流程

    下面分別介紹各種設計方法。其中，前3種方法的設計依據都是圖1所示的順序控制流程。圖中，步1的轉步主令信號X0為連接啟動按鈕的輸入繼電器（為簡明起見，后述的轉步主令信號均省去“輸入繼電器”幾個字，只提輸入信號），X1為原位開關信號，X2、X3、X4分別為步2、3、4的轉步主令開關信號。M1～M5分別為各步的受控輔助繼電器。Y1～Y4分別為各步受控的輸出繼電器。

    一、逐步得電同步失電型步進順序控制系統(tǒng)設計法

    如圖2所示，這種設計方法是根據“與”、“或”、“非”的基本邏輯關系，設計成串聯(lián)、并聯(lián)或串、并聯(lián)復合的電路結構。

圖2 逐步得電同步失電步進順控梯形圖

    1．步進階梯的設計步進階梯的結構

    如圖2a所示。步1的M1得電條件是受控機械原位開關X1處于壓合狀態(tài)（若受控機械有多個執(zhí)行機構，則要求每個執(zhí)行機構的原位開關均處于壓合狀態(tài)），滿足原位條件后按起動按鈕X0才能得電。M1得電后自鎖，并為步2提供步進條件信號（M1的常開觸點）。步1的執(zhí)行動作完成時觸發(fā)的行程開關信號X2作為步2的轉步條件信號。步2的M2的輸入滿足其步進條件和轉步條件后得電自鎖，并為步3提供步進條件信號。按此規(guī)律即可實現(xiàn)后續(xù)每一工作步輔助繼電器的得電和自鎖。停止步M5的步進條件信號和轉步條件信號分別為：**后一個工作步M4發(fā)出的步進條件信號（M4的常開觸點）和該步動作完成時所觸發(fā)的轉步信號X1。由于M5的得電信號令控制系統(tǒng)失電，所以M5的回路不自鎖，而且要將其常閉觸點串聯(lián)在步1回路的**左端。從步2起后續(xù)各個步的回路構成分支回路。一旦M5得電便使整個系統(tǒng)失電。如不用分支回路的結構，也可采用圖3所示的回路。即把M5常閉觸點分別串聯(lián)在每步輔助繼電器的回路上。應該注意的是：無論工作步還是停止步，如果某步的轉步主令信號有多個，則應將多個轉步主令信號互相串聯(lián)。

圖3 逐步得電同步失電梯形圖

    2．輸出階梯的設計輸出階梯

    如圖2b所示。其設計方法是：（1）在控制流程圖中，找出某輸出繼電器M在哪一步開始得電和在哪一步開始失電，以此確定其得電信號（步進階梯中使M開始得電的輔助繼電器常開觸點）和失電信號（步進階梯中使M開始失電的輔助繼電器常閉觸點）；（2）將得電信號、失電信號和受控輸出繼電器線圈串聯(lián)。如果某個輸出繼電器在一個工作循環(huán)中多次得電失電，則將每次得失電的串聯(lián)信號互相并聯(lián)即可。例如，圖1中輸出繼電器Y1要求在步1和步3得電，在其余步失電。在圖2b畫其控制回路時，將圖1所示的**次得電信號M1和**次失電信號M2串聯(lián)，第二次得電信號M4和第二次失電信號串聯(lián)，然后將二者并聯(lián)起來，再與Y1的線圈串聯(lián)便構成Y1的控制回路。其余依此類推。

    二、逐步得電逐步失電型步進順序控制系統(tǒng)設計法

    1．步進階梯設計

    按圖1所示的控制流程，采用逐步得電逐步失電型順序控制系統(tǒng)設計法設計的步進階梯如圖4a所示，其電路結構與圖3的不同點之一是每步的失電由下一步輔助繼電器的常閉接點控制；之二是步1回路必須串聯(lián)步2至**后工作步4的輔助繼電器常閉觸點。以防電路工作時，因誤操作再次起動而導致控制順序錯亂。其余的電路結與圖3相同。

    2．輸出階梯設計輸出階梯如圖4b所示，輸出繼電器的控制回路根據控制流程直觀確定。例如，輸出繼電器Y1要求在步1、3得電，則將步1、3的輔助繼電器M1、M3的常開觸點并聯(lián)，再與Y1的線圈串聯(lián)即可。其余輸出繼電器的控制回路構成方法與此相同。

圖4 逐步得電逐步失電型順控系統(tǒng)梯形圖

PLC技術展的**終趨勢仍然是人們所爭論的焦點之一。大多數(shù)人認為，PLC將會繼續(xù)失去*；更有甚者認為，在工業(yè)PC面前，PLC將會一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應用領域仍將為PLC提供一定的*。本文從11方面介紹了PLC在其上的應用趨勢。