西門子S7-1200模塊6ES7215-1BG40-0XB0

PC與S7-200系列PLC通信的連接 西門子PLC

S7-200系列PLC有通信方式有三種：一種是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（PPI）方式，用于與該公司PLC編程器或其它人機(jī)接口產(chǎn)品的通信，其通信協(xié)議是開的。另一種為DP方式，這種方式使得PLC可以通過Profibus-DP通信接口接入Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，從而擴(kuò)大PLC的使用范圍。zui后一種方式是自由口通信（Freeport）方式，由用戶定義通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)PLC與外設(shè)的通信。以下采用自由口通信方式，實(shí)現(xiàn)PC與S7-200系列PLC通信。

PC與S7-200系列PLC通信連接

PC為RS232C接口，S7-200系列自由口為RS485。因此PC的RS232接口必須先通過RS232/RS485轉(zhuǎn)換器，再與PLC通信端口相連接，連接媒質(zhì)可以是雙絞線或電纜線。西門子公司提供的PC/PPI電纜帶有RS232/RS485轉(zhuǎn)換器，可直接采用PC/PPI電纜，因此在不增加任何硬件的情況下，可以很方便地將PLC和PC的連接。也可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)連接。

為什么說用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制是非?？煽康?/p>

 用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制是非常可靠的。這是因?yàn)镻LC在硬件與軟件兩個(gè)方面都采取了很多措施，確保它能可靠工作。事實(shí)上，如果PLC工作不可靠，就無法在工業(yè)環(huán)境下運(yùn)用，也就不成其為PLC了。

    1·在硬件方面：

    PLC的輸入輸出電路與內(nèi)部CPU是電隔離。其信息靠光耦器件或電磁器件傳遞。而且，CPU板還有抗電磁干擾的屏蔽措施。故可確保PLC程序的運(yùn)行不受外界的電與磁干擾，能正常地工作。

    PLC使用的元器件多為無觸點(diǎn)的，而且為高度集成的，數(shù)量并不太多，也為其可靠工作提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

    在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝上，為使PLC能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可確保PLC耐振動(dòng)、耐沖擊。使用環(huán)境溫度可高達(dá)攝氏50多度，有的PLC可高達(dá)80—90度。

    有的PLC的模塊可熱備，一個(gè)主機(jī)工作，另一個(gè)主機(jī)也運(yùn)轉(zhuǎn)，但不參與控制，僅作備份。一旦工作主機(jī)出現(xiàn)故障，熱備的可自動(dòng)接替其工作。

    還有更進(jìn)一步冗余的，采用三取一的設(shè)計(jì)，CPU、I/O模塊、電源模塊都冗余或其中的部分冗余。三套同時(shí)工作，zui終輸出取決于三者中的多數(shù)決定的結(jié)果。這可使系統(tǒng)出故障的機(jī)率幾乎為零，做到。當(dāng)然，這樣的系統(tǒng)成本是很高的，只用于特別重要的場(chǎng)合，如鐵路車站的道叉控制系統(tǒng)。

    2．在軟件方面：

    PLC的工作方式為掃描加中斷，這既可保證它能有序地工作，避免繼電控制系統(tǒng)常出現(xiàn)的"冒險(xiǎn)競(jìng)爭(zhēng)"，其控制結(jié)果總是確定的；而且又能應(yīng)急處理急于處理的控制，保證了PLC對(duì)應(yīng)急情況的及時(shí)響應(yīng)，使PLC能可靠地工作。

    為監(jiān)控PLC運(yùn)行程序是否正常，PLC系統(tǒng)都設(shè)置了"看門狗"（Watchingdog）監(jiān)控程序。運(yùn)行用戶程序開始時(shí)，先清"看門狗"定時(shí)器，并開始計(jì)時(shí)。當(dāng)用戶程序一個(gè)循環(huán)運(yùn)行完了，則查看定時(shí)器的計(jì)時(shí)值。若超時(shí)（一般不超過100ms），則報(bào)警。嚴(yán)重超時(shí)，還可使PLC停止工作。用戶可依報(bào)警信號(hào)采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。定時(shí)器的計(jì)時(shí)值若不超時(shí)，則重復(fù)起始的過程，PLC將正常工作。顯然，有了這個(gè)"看門狗"監(jiān)控程序，可保證PLC用戶程序的正常運(yùn)行，可避免出現(xiàn)"死循環(huán)"而影響其工作的可靠性。

西門子S7-1200模塊6ES7215-1BG40-0XB0

針對(duì)PLC，選用Profibus-DP信號(hào)，無論是PLC還是編碼器都成本很高，不特別介紹了，對(duì)于并行信號(hào)，可以直接連接PLC的開關(guān)輸入點(diǎn)，注意有推挽式，PNP與NPN集電極開路式，集電極開路式的日韓系較多，日系并行編碼器與歐系PLC匹配常不穩(wěn)定，有些輸出負(fù)載20mA太小，較易燒壞；歐系并行輸出編碼器多為推挽式，負(fù)載能力50mA，與PLC匹配性好，但價(jià)格也就較高了。

對(duì)于多圈值編碼器，基本為SSi和Profibus-DP，Profibus-DP前面說了，成本高，

而SSI信號(hào)（同步串聯(lián)信號(hào)）有兩個(gè)問題：
1。SSI信號(hào)接口的PLC較少，多為中的歐系，經(jīng)濟(jì)級(jí)PLC幾乎沒有此接口，PLC可選面很少，過去很多不得不用轉(zhuǎn)換器（GP1312-SSP)轉(zhuǎn)成并行信號(hào)再進(jìn)PLC，成本較高。
2。SSI信號(hào)的同步性偏差，SSI信號(hào)為“同步"串聯(lián)信號(hào)，其實(shí)并不*同步，其由接收設(shè)備發(fā)送時(shí)鐘到編碼器，編碼器再發(fā)送信號(hào)到接收設(shè)備，內(nèi)部“同步"比較，有一個(gè)同步時(shí)間差的范圍要求，一旦現(xiàn)場(chǎng)有干擾，或電纜較長(zhǎng)、選用電纜不專業(yè)，信號(hào)的同步性超出了偏差范圍，數(shù)據(jù)就會(huì)跳碼，而無法正常工作。時(shí)鐘頻率越高，以上這種現(xiàn)象就越明顯，這樣，編碼器連接PLC的電纜就要盡量短，數(shù)據(jù)刷新就要盡量慢，限制了一些情況下的使用。

下面，介紹幾種更方便，更有性價(jià)比的與PLC連接值編碼器信號(hào)：
1?，F(xiàn)在，已經(jīng)有較多用戶注意到選用4--20mA輸出的值編碼器與PLC連接--幾乎所有的PLC都可以有4--20mA的接口，這樣，在精度要求不是很高的情況下選用（PLC的模擬量接口精度有限），信號(hào)傳輸遠(yuǎn)，安裝調(diào)試方便（萬(wàn)用表就可以），成本低（包括PLC的總成本）。

2。RS485信號(hào)（自由協(xié)議），幾乎PLC都有通訊口，有些是編程用的232（可買232與485的轉(zhuǎn)換器），有些是獨(dú)立的RS485接口，例如西門子的S7-226，這種信號(hào)接口傳輸遠(yuǎn)，全數(shù)字精度沒有犧牲，只是傳輸速度約在50--100ms一個(gè)，對(duì)于多個(gè)編碼器的連接，可能有一些慢了。

3。Canopen信號(hào)，Canopen從成本上來說，低于Profibus-DP，只是現(xiàn)在剛剛流行起來，可選的PLC不多，但是Canopen信號(hào)有如下幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)是別的沒有的：可PLC與編碼器多主多從冗余，大大提高安全性；抗干擾能力*，即使是移動(dòng)車輛無法接地、在火花塞打火的干擾情況下也能工作（Canopen本來就是給汽車設(shè)計(jì)的）；傳遞距離遠(yuǎn)，而且在較遠(yuǎn)距離傳輸情況下仍然能保持高速傳遞。以上特點(diǎn)，Canopen信號(hào)已經(jīng)為新發(fā)展的 風(fēng)力發(fā)電與高速鐵路項(xiàng)目選中，作為選的總線信號(hào)，也是今后幾年P(guān)LC總線信號(hào)的主要發(fā)展方向。

4。雙輸出編碼器，4--20mA與RS485雙輸出值編碼器（編碼器價(jià)格與單輸出的幾乎一樣），這樣，在信號(hào)采集精度、抗干擾、傳輸速度等各方面互補(bǔ)，從而達(dá)到更高的可靠性。