（益阳）中国西门子PLC模块代理商

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FP系列PLC的以太网简称为ET-LAN。以太网不是一种局域网，而是一类局域网，以太网协议只对数据链路层及物理层作了规定。这两层只要符合以太网协议，尽管高层协议不同，但也都属于以太网这一类型。

  图7-50表示ET-LAN的网络体系结构。它采用五层结构，分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层及应用层。

  (1)物理层和数据链路层

  以太网被认为是IEEE 802.3标准局域网协议的一种实现。以太网协议定义了物理层与数据链路层，IEEE 802.3与IEEE 802.2也定义了物理层与数据链路层，两者并不完全一样，核心却是相同的。在物理层上的差别表现在：IEEE 802.3定义了10BASE5、10BASE2、1BASE、10BROAD36共4 种规范，而以太网协议只定义了10BASE5一种规范，它采用基带传输，传送速率为10 Mbit/s，段间Zui远距离为500m，采用粗缆连接。在数据链路层两者的差别更明显，这表现在：IEEE 802.2定义了不连接无应答服务、不连接有应答服务及有连接服务，而以太网只定义了不连接无应答服务。IEEE 802.3定义的帧格式与以太网协议定义的帧格式也不完全相同。尽管如此，这两种协议的基本部分还是相同的，特别是它们采用的CSMA/CD存取控制方式这一核心是相同的。它们采用随机方式由总线上所有站点共同管理通信——先听后讲，边讲边听。先侦听，信道空闲再上网，这就是先听后讲。上网通信后要一边发送，一边侦听，发现冲突，立即停止，再用退避算法对冲突双方进行裁决，这就是边讲边听。这样一种存取控制方法简单易行，在站点较少、通信量不是很大时，通信效率相当高。

  (2)网络和传输层

  采用TCP、IP、UDP三种协议。它们分别是：

  ①TCP(Transmission Control Protocol)：发送控制协议;

  ②IP(Internet Protocol)：网间互联协议;

  ③ UDP(User Datagram Protocol)：用户数据协议。

  采用这些协议可以迅速可靠地进行通信。如在网络层用户传送的信息被打包，并按一定格式组织后发出。在传输层则进行可靠性检测，确认收、发双方，确认收方是否确实收到发方信息等。所有这些工作就是靠这些协议来实现的。

  (3)应用层

  ET-LAN 网的应用层提供两种通信方式。一种是基于MEWTOCOL专用协议的通信，这时MEWTOCOL协议作为应用层协议，在ET-LAN网上各站采用此协议就可以相互通信;另一种方式为透明方式通信，这时不必使用任何协议，只要利用握手信号，实现发送接收应答，就可以实现通信。而需要的握手信号可以由ET-LAN单元(以太网单元)占用的I/O端子提供，也可以由ET-LAN单元内部的共享存储器提供。

西门子PLC顺序功能图的结构类型

1、单序列

单序列由一系列相继激活的步组成，是简单的一种顺序功能图，如图7.50所示。每一步的后面仅接有一个转换，每一个转换的后面只有一个步。

2、选择的分支和合并

选择序列的开始称为选择分支，如图1(a)所示。转换符号只能标在水平连线之下。如果步5是激活的，并且转换条件e=1，则发生由步5到步6的进展。如果步5是活动的，并且f=1，则发生由步5到步9的进展。在选择序列的分支时，一般只允许同时选择一个序列。

图1 选择序列的分支和合并

选择序列的结束称为选择合并，如图1(b)所示。几个选择序列合并到一个公共序列时，用需要重新组合的序列相同数量的转换符号和水平连线来表示。转换符号只允许标在水平连线之上。如果步5是活动的，并且转换条件m=1，则发生由步4到步12的进展。如果步8是活动的，并且n=1，则发生由步8到步12的进展。

3、并行分支

并行序列的开始称为并行分支，如图2(a)所示。当转换的实现导致几个序列同时激活时，这些序列称为并行序列。当步3是活动的，并且e=1，则4、6、8这三步同时被激活，同时步3变为不活动。为了强调转换的同步实现，水平连线用双线表示。步4、6、8被同时激活后，每个序列中的活动步的进展将是立的。在表示同步的水平双线之上，只允许有一个转换符号。

图2 并行序列的分支和合并

并行序列的结束称为并行合并，如图2(b)所示。在表示同步的水平双线之下，只允许有一个转换符号。当直接连在双线上的所有前级步都处于活动状态，并且转换条件d=1时，才会发生步3、5、7到步8的进展。即3、5、7同时变为不活动的，而步8变为活动步。

4、跳转与循环

向下面非相邻状态的直接转移或者向系列外的状态转移被称为跳转，以箭头符号表示转移的目标状态，如图3(a)所示。向上面状态的转移被称为重复，与跳转一样，用箭头符号表示转移的目标状态，如图3(b)所示。

图3 跳转与循环

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直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。电机转速n＝E／K1j＝（Ua－IaRa）／K1j，式中E为电枢反电动势，K为常数，j为每极磁通，Ua、Ia为电枢电压和电枢电流，Ra为电枢电阻，改变Ua或改变φ，均可控制直流伺服电动机的转速，但一般采用控制电枢电压的方法，在永磁式直流伺服电动机中，励磁绕组被磁铁所取代，磁通φ恒定。直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。

西门子直流伺服电机和西门子交流伺服电机的优缺点

1、直流伺服电机的优点和缺点

优点：速度控制，转矩速度特性很硬，控制原理简单，使用方便，价格便宜。

缺点：电刷换向，速度限制，附加阻力，产生磨损微粒（无尘易爆环境不宜）

2、交流伺服电机的优点和缺点

优点：速度控制特性良好，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡，90%以上的率，发热少，高速控制，高度位置控制（取决于编码器精度），额定运行区域内，可实现恒力矩，惯量低，低噪音，无电刷磨损，免维护（适用于无尘、易爆环境）

缺点：控制较复杂，驱动器参数需要现场调整PID参数确定，需要更多的连线。

西门子交流伺服电机和直流伺服电机的特点：

1、交流伺服电机

（1）笼型两相交流伺服电机（细长笼型转子、机械特性近似线性、体积和励磁电流小、小功率伺服、低速运转不够平滑）

（2）非磁性杯型转子两相交流伺服电机（空心杯转子、机械特性近似线性、体积和励磁电流较大、小功率伺服、低速运转平滑）

（3）铁磁杯型转子两相交流伺服电机（铁磁材料杯型转子、机械特性近似线性、转子转动惯量大、齿槽效应小、运行平稳）

（4）同步型永磁交流伺服电机（由永磁同步电机、测速机及位置检测元件同轴一体机组，定子为3相或2相，磁性材料转子，配驱动器；调速范围宽、机械特性由恒转矩区和恒功率区组成，可连续堵转，快速相应性能好，输出功率大，转矩波动小；有方波驱动和正弦波驱动两种方式，控制性能好，为机电一体化产品）

（5）异步型三相交流伺服电机（转子与笼型异步电机相似，配驱动器，采用矢量控制，扩大了恒功率调速范围，多用于机床主轴调速系统）

2、直流伺服电机

（1）印制绕组直流伺服电机（盘形转子、盘形定子轴向粘接柱状磁钢，转子转动惯量小，无齿槽效应，无饱和效应，输出转矩大）

（2）线绕盘式直流伺服电机（盘形转子、定子轴向粘接柱状磁钢，转子转动惯量小，控制性能优于其他直流伺服电机，，输出转矩大）

（3）杯型电枢永磁直流电机（空心杯转子，转子转动惯量小，适用于增量运动伺服系统）

（4）无刷直流伺服电机（定子为多相绕组，转子为永磁式，带转子位置传感器，无火花干扰，寿命长，噪声低）

3、力矩电机

（1）直流力矩电机（扁平结构，极数槽数换向片数串联导体数多；输出转矩大，低速或堵转下可连续工作，机械和调节特性好，机电时间常数小）

（2）无刷直流力矩电机（与无刷直流伺服电机结构相似，但为扁平状，极数槽数串联导体数多；输出转矩大，机械和调节特性好，寿命长，无火花，噪声低）

（3）笼型交流力矩电机（笼型转子，扁平结构，极数槽数多，启动转矩大，机电时间常数小，可长期堵转运行，机械特性较软）

（4）实心转子交流力矩电机（铁磁材料实心转子，扁平结构，极数槽数多，可长期堵转，运行平滑，机械特性较软）

4、步进电机

（1）反应式步进电机（定转子均由硅钢片叠成，转子铁心上无绕组，定子上有控制绕组；步距角小，启动与运行频率较高，步距角精度较低，无自锁力矩）

（2）永磁步进电机（永磁式转子，径向磁化极性；步距角大，启动与运行频率低，有保持转矩，消耗功率比反应式小，但须供正、负脉冲电流）

（3）混合式步进电机（永磁式转子，轴向磁化极性；步距角精度高，有保持转矩，输入电流小，兼有反应式和永磁式两者的优点）

5、开关磁阻电机（定转子均由硅钢片叠成，都为凸极式，与极数相接近的大步距反应式步进电机结构相似，带有转子位置传感器，转矩方向与电流方向无关，调速范围小，噪声大，机械特性由恒转矩区、恒功率区、串励特性区三部分组成）

客户的口碑是选择西门子系统的有力佐证。西门子伺服系统可实现的动态定位和的运动控制序列，而丰富的西门子伺服电机产品结构紧凑，可实现的动态特性和运行效率。