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 工業(yè)以太網(wǎng)（IEEE 802.3 和 802.11 WLAN）– 區(qū)域網(wǎng)絡(luò)連接的標準是占有 90% 以上*的局域網(wǎng)環(huán)境中的首要網(wǎng)絡(luò)標準,。通過工業(yè)以太網(wǎng),，可在分布很廣的區(qū)域內(nèi)構(gòu)建功能強大的通訊網(wǎng)絡(luò)。

標準 PROFINET (IEC 61158/61784) 使用了工業(yè)以太網(wǎng),，可實現(xiàn)直至現(xiàn)場級的實時通訊,，也可將企業(yè)級集成進來。由于**利用了現(xiàn)有 IT 標準,，PROFINET 還在工業(yè)以太網(wǎng)上實現(xiàn)同步運動控制應(yīng)用,、高效跨廠商工程組態(tài)和機器與設(shè)備的高可用性。PROFINET 支持分布式自動化和控制器之間的通訊,，可實現(xiàn)故障安全應(yīng)用,。

PROFIBUS (IEC 61158/61784) – Ï的布線系統(tǒng)標準。¼µØλ¡£它是僅有的一種可用于在生產(chǎn)應(yīng)用和過程應(yīng)用中進行通訊的現(xiàn)場總線,。

AS-Interface (IEC 62026-2/EN 50295) – 可替代電纜束的標準連接技術(shù),，可通過兩線制總線非常經(jīng)濟地將傳感器和執(zhí)行器連接在一起。

IO 鏈路 –
用于智能化連接現(xiàn)場級到 MES 級的傳感器和執(zhí)行器的標準,。

標準 KNX/EIB （EN 50090,、ANSI EIA 776）是實現(xiàn)樓宇自動化的基礎(chǔ)。

網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換通過控制器或鏈路實現(xiàn),?？梢詮墓S的任何位置執(zhí)行組態(tài)和診斷。

 根據(jù)被控對象對 PLC 控制系統(tǒng)的功能要求,，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入,、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕,、選擇開關(guān),、行程開關(guān),、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器,、接觸器,、指示燈、電磁閥等,。

（ 3 ）選擇合適的 PLC 類型

根據(jù)已確定的用戶 I/O 設(shè)備,，統(tǒng)計所需的輸入信號和輸出信號的點數(shù)，選擇合適的 PLC 類型,，包括機型的選擇,、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇,、電源模塊的選擇等,。

（ 4 ）分配 I/O 點

分配 PLC 的輸入輸出點，編制出輸入 / 輸出分配表或者畫出輸入 / 輸出端子的接線圖,。接著九可以進行 PLC 程序設(shè)計，同時可進行控制柜或操作臺的設(shè)計和現(xiàn)場施工,。

（ 5 ）設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序

根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計出梯形圖即編程,。這一步是整個應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的zui核心工作，也是比較困難的一步,，要設(shè)計好梯形圖,，首先要十分熟悉控制要求，同時還要有一定的電氣設(shè)計的實踐經(jīng)驗,。

（ 6 ）將程序輸入 PLC

當使用簡易編程器將程序輸入 PLC 時,，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符，以便輸入,。當使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計算機上編程時,，可通過上下位機的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。

（ 7 ）進行軟件測試

程序輸入 PLC 后,，應(yīng)*行測試工作,。因為在程序設(shè)計過程中，難免會有疏漏的地方,。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場設(shè)備上去之前,，必需進行軟件測試，以排除程序中的錯誤,，同時也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ),，縮短整體調(diào)試的周期。

（ 8 ）應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試

在 PLC 軟硬件設(shè)計和控制柜及現(xiàn)場施工完成后,，就可以進行整個系統(tǒng)的聯(lián)機調(diào)試,，如果控制系統(tǒng)是由幾個部分組成,，則應(yīng)先作局部調(diào)試，然后再進行整體調(diào)試,；如果控制程序的步序較多,，則可*行分段調(diào)試，然后再連接起來總調(diào),。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題,，要逐一排除，直至調(diào)試成功,。

（ 9 ）編制技術(shù)文件

系統(tǒng)技術(shù)文件包括說明書,、電氣原理圖、電器布置圖,、電氣元件明細表,、 PLC 梯形圖。

三,、 PLC 硬件系統(tǒng)設(shè)計

1 ． PLC 型號的選擇

在作出系統(tǒng)控制方案的決策之前,，要詳細了解被控對象的控制要求，從而決定是否選用 PLC 進行控制,。

在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復雜（需要大量中間繼電器,、時間繼電器、計數(shù)器等）,、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁,、需要進行數(shù)據(jù)處理和信息管理（有數(shù)據(jù)運算、模擬量的控制,、 PID 調(diào)節(jié)等）,、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性、準備實現(xiàn)工廠自動化聯(lián)網(wǎng)等情況下,，使用 PLC 控制是很必要的,。

目前，國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品,，使用戶眼花繚亂,、無所適從。所以全面權(quán)衡利弊,、合理地選擇機型才能達到經(jīng)濟實用的目的,。一般選擇機型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全,，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費,。機型的選擇可從以下幾個方面來考慮。

（ 1 ）對輸入 / 輸出點的選擇

盲目選擇點數(shù)多的機型會造成一定浪費。

要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點數(shù),，再按實際所需總點數(shù)的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點數(shù),。

另外要注意，一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數(shù)有限制,，一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的 60 ％,； PLC 每個輸出點的驅(qū)動能力（ A/ 點）也是有限的，有的 PLC 其每點輸出電流的大小還隨所加負載電壓的不同而異,；一般 PLC 的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等,。在選型時要考慮這些問題。

PLC 的輸出點可分為共點式,、分組式和隔離式幾種接法,。隔離式的各組輸出點之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級，但這種 PLC 平均每點的價格較高,。如果輸出信號之間不需要隔離,，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的 PLC 。

（ 2 ）對存儲容量的選擇

對用戶存儲容量只能作粗略的估算,。在僅對開關(guān)量進行控制的系統(tǒng)中,，可以用輸入總點數(shù)乘 10 字 / 點＋輸出總點數(shù)乘 5 字 / 點來估算；計數(shù)器 / 定時器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個估算,；有運算處理時按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算,；在有模擬量輸入 / 輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲容量來估算,；有通信處理時按每個接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算,。zui后,，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量,。對缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者，選擇容量時留有裕量要大些,。

（ 3 ）對 I/O 響應(yīng)時間的選擇

PLC 的 I/O 響應(yīng)時間包括輸入電路延遲,、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在 2 ～ 3 個掃描周期）等。對開關(guān)量控制的系統(tǒng),， PLC 和 I/O 響應(yīng)時間一般都能滿足實際工程的要求,，可不必考慮 I/O 響應(yīng)問題。但對模擬量控制的系統(tǒng),、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個問題,。

（ 4 ）根據(jù)輸出負載的特點選型

不同的負載對 PLC 的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如,，頻繁通斷的感性負載,，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點,，如導通壓降小,，有隔離作用，價格相對較便宜,，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強,，其負載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級范圍大等,。所以動作不頻繁的交,、直流負載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。

（ 5 ）對在線和離線編程的選擇

離線編程示指主機和編程器共用一個 CPU ,，通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇 PLC 的編程,、監(jiān)控和運行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時,， CPU 只為編程器服務(wù),，而不對現(xiàn)場進行控制。編程器編程屬于這種情況,。在線編程是指主機和編程器各有一個 CPU ,，主機的 CPU 完成對現(xiàn)場的控制，在每一個掃描周期末尾與編程器通信,，編程器把修改的程序發(fā)給主機,，在下一個掃描周期主機將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場進行控制。計算機輔助編程既能實現(xiàn)離線編程,，也能實現(xiàn)在線編程,。在線編程需購置計算機，并配置編程軟件,。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定,。

（ 6 ）據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型

若 PLC 控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動化網(wǎng)絡(luò)，則 PLC 需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能,，即要求 PLC 應(yīng)具有連接其他 PLC ,、上位計算機及 CRT 等的接口。大,、中型機都有通信功能,，目前大部分小型機也具有通信功能。

 西門子6ES7521-1BH50-0AA0

下表描述了制作非交叉電纜時,， IE FC M12 Plug Pro 4x2 (X-coded) 的針腳分配和 TP FC 電纜 8種顏色導線之間的對應(yīng)關(guān)系,。通過在一個接口上交換發(fā)送和接收線對也可以制作交叉電纜。
 

表 02

IE FC M12 Plug PRO 2x2 (D-coded)
 

工業(yè)以太網(wǎng)FC M12 Plug PRO 2x2 (D-coded)插頭用于SCALANCE X208PRO, IM 154-4 PN 和 SIMATIC RF 系統(tǒng)的電纜連接,。4個集成的夾緊-穿刺接線柱使4芯雙絞FC 電纜（10 Mbit/s 和 100 Mbit/s）的安裝簡單而可靠,。  清晰的連接區(qū)和不同顏色標識的夾子使不同的導線接入到夾緊-穿刺接線柱變得很方便,。

圖8

表 03

下表描述了制作非交叉電纜時， IE FC M12 Plug Pro 2x2 (D-coded) 的針腳分配和 TP FC 電纜 4種顏色導線之間的對應(yīng)關(guān)系,。通過在一個接口上交換發(fā)送和接收線對也可以制作交叉電纜,。