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产品描述

品牌西门子

 一、西门子PLC的工作原理

  扫描技术

  当西门子PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。

  (一)输入采样阶段

  在输入采样阶段,西门子PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。

  (二)用户程序执行阶段

  在用户程序执行阶段,西门子PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的功能指令。

  即,在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

  (三)输出刷新阶段

  当扫描用户程序结束,西门子PLC就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O影响区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是西门子PLC真正输出。

  一般来说,西门子PLC的扫描周期包括自诊断,通讯等,及一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。

  二.西门子PLC的I/O响应时间

  所谓I/O的响应时间指从西门子PLC的某已输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间。其短的I/O响应时间与长的I/O响应时间如图所示:

  即(n-1)个扫描周期

  短I/O响应时间:

  长I/O响应时间:

  西门子 PLC在中国的产品,根据规模和性能的大小,主要有S7-200 S7-300 和S7-400三种,下面就简单介绍一下该三种产品的一些特性

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电源监视
     
    来自背板总线的电压,理论上的较大值为18.5V。有两个过压检测器,每个处理器系统有一个。每个监测器能够处理可能出现的过压,用断开电源开关和触发复位块的方法。复位块用于管理电源的接通和断开,并且停止两个处理器运行。如果背板电源电压还在升高,限制器块会对电子元件提供保护。
    在现场侧的电源信息,由直流-到-直流的转换器生成。有两个过压和欠压监测器,每个处理器系统有一个。如果两个隔离的直流-到-直流转换器生成一个电源到现场侧电子元件的失效信号,监测器通过隔离器发送失效信号至处理器。
    在运行时,当一个现场的输入电源电压达到60V。有2个过压和欠压监测器,每个处理器系统提供1个,以同样方式监视直流-到-直流转换器。一旦失效,监测器会发出失效信号,对用户逻辑的状态位设置,警告系统可能出现了输入不一致。
    2.5安全PLC的安全模拟量输入模块
    接地断线检测:安全模拟量输入模块具有监视接地失效(漏电流)的功能。外接线一端通常要连接到中性地,在接地端子与中性地之间可以接入一个分流电阻(比如250欧姆),那么模拟量输入的漏电流就可以通过这个电阻上的电压,出来。
   
    内部诊断:现场侧包括了8个隔离独立的输入通道,每个输入具有2个相同的电路构成,每个电路的微处理器通过驱动它的模拟量-数字量转换器、再经过隔离器得到输入值。另外,当进行诊断时,微处理器还驱动它的数字量-模拟量转换器并且把它置成高阻抗(非干涉)或者低阻抗,强迫做为模拟量-数字量转换器的输入。
    模拟量输入模块执行:
    ?◎短期间的自检。使用常规的、周期的差异值检测,判断内部是否失效。
    ?◎长期间的自检。使用每个通道的健康状态来核实内部是否失效。
    现场电源监督:没有电源监督,这个功能由模拟量-数字量转换器期间,对模拟量-数字量转换器和数字量-模拟量转换器提供的根据它们电源电压的值来实现。
   
    2.6安全PLC的安全数字量输入模块
   
     
   
    内部诊断:每个输入通道使用一个公共输入电路和2个独立获取链路,每个微处理器驱动一个数字输入串行器(DIS)来实现对输入信息的采样。另外,微处理器还驱动一个数字输入还原器(DID),再驱动诊断功能块进行诊断,实现还原数据与输入数据的同步比较。
    输入通道错误检测:数字量输入监视现场侧电源,利用外部接线来进行漏电流的检测,较小的漏电流是1mA,如果没有漏电流,就代表外部电路出现开路故障,在干接点的情况下,在接点两端并联一个10k?的上拉电阻,用于外部线路的断线检测。每个输入电路都配置了开关,周期地强制为1或0,用于检测电路是否健康。每个输入电路独立进行检测,如果发现问题就对诊断位置1,声明通道处于非健康状态。
    2.7安全PLC的安全数字量输出模块
   
    内部诊断:为了开关是否能够断开与闭合,要在输出模块(在模块内部电路,插入周期性的诊断循环)进行一个脉冲测试。
    诊断序列包括:
    ?◎更关命令,这个时间非常短,不会影响执行器,较大不超过1ms;
    ?◎核实测试结果,并且
    ?◎恢复正确的开关命令。
    电源监视:每个输出电路包括两个串联的开关,有两个处理器分别进行控制


http://www.absygs.com

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