西门子模块6ES7277-0AA22-0XA0参数选型

西门子模块6es7277-0aa22-0xa0参数选型

 当plc的rs485口经非隔离的pc/ppi电缆与电脑连接、plc与plc之间连接或plc与变频器、触摸屏等通信时时有通信口损坏现象发生。
　　一、s7-200plc内部rs485接口电路图：
　　图中r1、r2是阻值为10欧的普通电阻，其作用是防止rs485信号d+和d-短路时产生过电流烧坏芯片，z1、z2是钳制电压为6v，大电流为10a的齐纳二极管，24v电源和5v电源共地未经隔离，当d+或d-线上有共模干扰电压灌入时，由桥式整流电路和z1、z2可将共模电压钳制在±6.7v，从而保护rs485芯片sn75176（rs485芯片的允许共模输入电压范围为：-7v～+12v）。该保护电路能承受共模干扰电压功率为60w，保护电路和芯片内部没有防静电措施。

　　二、常发生的故障现象分析：
　　当plc的rs485口经非隔离的pc/ppi电缆与电脑连接、plc与plc之间连接或plc与变频器、触摸屏等通信时时有通信口损坏现象发生，较常见的损坏情况如下：
　　●r1或r2被烧断，z1、z1和sn75176完好。这是由于有较大的瞬态干扰电流经r1或r2、桥式整流、z1或z1到地，z1、z2能承受大10a电流的冲击，而该电流在r1或r2上产生的瞬态功率为：102×10=1000w，当然会将其烧断。
   ●sn75176损坏，r1、r2和z1、z2完好。这主要可能是受到静电冲击或瞬态过电压速度快于z1、z2的动作速度造成的，静电无处不在，仅人体模式也会产生±15kv的静电。
　　●z1或z2、sn75176损坏，r1和r2完好。这可能是受到高电压低电流的瞬态干扰电压将z1或z2和sn75176击穿，由于电流较小和发生时间较短因而r1、r2不至于发热烧断。
　　由以上分析得知plc接口损坏的主要原因是由于瞬态过电压和静电造成，产生瞬态过电压和静电的原因很多也较复杂，如由于plc内部24v电源和5v电源共地，24v电源的输出端子l+、m为其它设备混合供电可能导致地电位变化，从而造成共模电压超出允许范围。所以eia-485标准要求将各个rs485接口的信号地用一条低阻值导线连接在一起以保证各节点的地电位相等，消除地线环流！
　　当带电插拔未隔离的连接电缆时，由于两端电位不相等电路中又存在诸多电感、电容之类的器件，插拔瞬间必然产生瞬态过电压或过电流。
　　连接在rs485总线上的其它设备产生的瞬态过电压或过电流同样会流入到plc，总线上连接的设备站点数越多，产生瞬态过电压的因素也越多。
　　当通信线路较长或有室外架空线时，雷电必然会在线路上造成过电压，其能量往往是巨大的，常有用户沮丧地说：“联网的几十台plc全部遭打坏了！”。
　　三、解决办法：
　　1、从plc内部考虑：
　　●采用隔离的dc/dc将24v电源和5v电源隔离，分析了三菱、欧姆龙、施耐德plc以及西门子的profibus接口均是如此。
   ●选用带静电保护、过热保护、输入失效保护等保护措施完善的高挡次rs485芯片，如：sn65hvd1176d、max3468esa等，这些芯片价格一般在十几元至几十元，而sn75176的价格仅为1.5元。
　　●采用响应速度更快、承受瞬态功率更大的新型保护器件tvs或bl浪涌吸收器，如p6ke6.8ca的钳制电压为6.8v，承受瞬态功率为500w，bl器件则可抗击4000a以上大电流冲击。
　　●r1和r2采用正温度系数的自恢复保险ptc，如jk60-010，正常情况下的电阻值为5欧，并不影响正常通信，当受到浪涌冲击时，大电流流过ptc和保护器件tvs（或bl），ptc的电阻值将骤然增大，使浪涌电流迅速减小。
　　2、从plc外部考虑：
　　●使用隔离的pc/ppi电缆，尽量不用廉价的非隔离电缆（特别是在工业现场）。西门子公司早期出产的pc/ppi电缆（6es7901-3bf00-0xa0）是不隔离的，现在也改成隔离的电缆了！
　　●plc的rs485口联网时采用隔离的总线连接器.
　　●与plc联网的第三方设备，如变频器、触摸屏等的rs485口均使用rs485隔离器bh-485g进行隔离，这样各rs485节点之间就无“电”的联系，也无地线环流产生，即使某个节点损坏也不会连带其它节点损坏。
　　●rs485通信线采用profibus总线专用屏蔽电缆，保证屏蔽层接到每台设备的外壳并后接大地。
　　●对于有架空线的系统，总线上好设置专门的防雷击设施。
　　找到了解决s7-200通讯口损坏的办法了
　　在我们单位众多的s7-200plc中，不时有通讯口损坏，致使不能连接pc或不能进行通讯，在对plc解体时发现，在plc通讯口出有一芯片－－75176，这就是通讯接口芯片，在芯片周围有5个fb，标识fb1~fb5，这其实就是5个保险，在通讯连不上时，一般就是这5个保险中的某个烧毁了，可用同等型号的保险代替，也可用导线直接短路。一般就能解决问题。不过更换时要注意，由于元件时贴片的，十分小，空间也小，所以焊接时注意不要短路。

1．pc与欧姆龙cpm1a系列的连接

如图1a所示的点对点结构的连接方式，称为1:1hostbbbb通信方式。欧姆龙cpm1a系列plc没有rs232c串行通信端口，它是通过外设通信口与上位机进行通信的，因此cpm1a需配置rs232c通信适配器cpm1-cif01（其模式开关应设置在“host”）才能使用。1:1hostbbbb通信时，上位机发出指令信息给plc，plc返回响应信息给上位机。这时，上位机可以监视plc的工作状态，例如可跟踪监测、进行故障报警、采集plc控制系统中的某些数据等。还可以在线修改plc的某些设定值和当前值，改写plc的用户程序等。

图1pc与cpm1a系列plc的连接

a）1:1 b)1:n

如图1b所示的为多点结构的连接方式，称为1:n hostbbbb通信方式，一台上位机多可以连接32台plc。在这种通信方式下，上位机要通过链接适配器b500-al004与cpm1a系列plc连接，每台plc都要在通信口配一个rs422适配器。利用1:nhost bbbb通信方式，可以用一台上位机监控多台plc的工作状态，实现集散控制。

2.通信协议

omron公司cpm1a型plc与上位计算机通信的顺序是上位机先发出命令信息给plc，plc返回响应信息给上位机。每次通信发送/接受的一组数据称为一“帧”。帧由少于131个字符的数据构成，若发送数据要进行分割帧发送，分割帧的结尾用cr码一个字符的分界符来代替终终止符。发送帧的一方具有发送权，发送方发送完一帧后，将发送权交给接受方。

发送帧的基本格式为：

其中：

@ ——为帧开始标志；

机号——指定与上位机通信的plc（在plc的dm6653中设置）；

识别码——该帧的通信命令码（两个字节）；

正文——设置命令参数；

fcs——帧校验码（两个字符），它是从@开始到正文结束的所有字符的ascⅱ码按位异或运算的结果；

终止符——命令结束符，设置“＊”和“回车”两个字符表示命令结束。

响应的基本格式为：

其中：

@ ----为帧开始标志；

机号----应答的的plc号，与上位机指定的plc号相同；

识别码----该帧的通信命令码，和上位机所发的命令码相同；

结束码----返回命令结束有无错误等状态；

正文——设置命令参数，仅在上位机有读数据时生效；

fcs——帧校验码，由plc计算给出，计算方法同上；

终止符——命令结束符。

3.plc的通信设置

通信前需在系统设定区域的dm6650-dm6653中进行通信条件设定，具体内容见表1。

表1 plc通信设定区功能说明

4.通信过程

通信开始先由上位机依次对plc发出一串字符的测试帧命令。为充分利用上位机cpu的时间，可使上位机与plc并行工作，在上位机等待plc回答信号的同时，使cpu处理其它任务。某plc在接到上位机的一个完整帧以后，首先判断是不是自己的代号，若不是就不予理睬，若是就发送呼叫回答信号。上位机接到回答信号后，与发送测试的数据比较，若两者无误，发出可以进行的信号，转入正常数据通信，否则提示用户检查线路重新测试或通信失败。

交通灯控制系统是一个老掉牙的问题，各种方式的控制系统也不断产生。随着我国经济建设的不断发展，城市化进程不断加强，机动车辆也不断增多，交通信号控制功能不断扩展，其控制效率要求不断提高。基于的交通灯控制系统能把plc的软硬件系统功能强大、可靠性好，逻辑编程方法简单，易于开发复杂控制系统、有丰富的扩展模块和联网能力和应用范围十分广泛的特点结合起来，使系统易于实现。

如图1是交通灯系统启动时，红、绿、黄灯按一定时序轮流发亮。首先东西绿灯亮，维持25s，同时南北红灯也亮，并维持30s，到了25s时，东西绿灯闪亮，闪亮周期为1s，闪亮3s后熄灭，东西黄灯亮，并维持2s。到2s时，东西黄灯熄、红灯亮，同时南北红灯熄，绿灯亮。南北绿灯亮维持25s,东西红灯亮维持30s。到25s时，南北绿灯闪亮3s后灭，南北黄灯亮，并维持2s。到2s时，南北黄灯熄、红灯亮，同时东西绿灯亮，开始下一周期的动作。

图1 十字路口交通灯示意图

根据十字路口交通信号灯的控制要求，可作出信号灯的控制时序图如图2

图2 交通信号灯控制的时序图

本任务是用基本指令来实现十字路口交通灯控制。这是一个时序控制过程。十字路口南北向以及东西向均设有红、黄、绿三只信号灯，六只灯按一定的时序循环往复工作。所以本任务的关键是要用机内器件将信号灯状态变化的“时间点”表示出来。分析时序图，找出信号灯状态发生变化的每个“时间点”，并安排相应的器件如表1所示。

表1 时间点及实现方法

一、系统的硬件设计

根据信号灯的控制要求，本任务所用的器件有：起动按钮sb1 ，停止按钮sb2 ，红黄绿色信号灯各四只。

1、系统元件i/o分配表

表2 i/o分配表

2、绘制plc硬件接线图及硬件连接

根据i/o分配，绘制plc硬件接线图，如图3所示。项目实施过程中，按照此接线图连接硬件。注意不同型号plc对输入/输出接口电路的要求是不同的，应根据实际情况匹配不同的电源，并根据电源选择外部器件。

图3 十字路口交通灯控制plc接线图

二、系统的软件设计

本任务的具体实现梯形图由读者自行完成。

设计提示：

1、依表3-1所列器件及方式绘出各“时间点”形成所需支路。这些支路是依“时间点”的先后顺序绘出。

2、以“时间点”为工作条件绘出各信号灯的输出梯形图。

3、为了实现交通信号灯的启停控制，在梯形图上增加主控环节。作为一个循环的结束，第二个循环开始控制的t7的常闭触点也作为条件串入主控指令中。

三、系统调试运行

1、按照图3连接好plc的输入和输出；

2、输入设计好的梯形图，并将程序下载到plc。

3、将plc运行开关打到run，运行程序。

5、操作控制按钮，观察运行结果。

6、分析程序运行结果，编写相关技术文件