SIEMENS西门子茂名代理商

CPU模块概述

  S7-200 SMART 系列 PLC 的 CPU模块可以分为标准型和经济型两种。标准型 CPU 的名称以“S”开头(Standard 的首字母)，比如 CPU SR40;经济型 CPU 的名称以“C”开头( Compact 的首字母)，比如 CPU CR60s。

  CPU SR40 的外观如图 2-2所示。

  图2-2 CPU SR40 外观

  标准型 CPU 有如下几个特点：

  ① 多支持6个扩展信号模块;

  ② 多支持1个信号板;

  ③ 集成 Micro SD 卡的插槽，可以使用市面上通用的 Micro SD 卡;

  ④ 集成 1个 RJ45 网口，支持使用以太网连接编程设备(PG/PC)或者人机界面(HMI)，支持基于以太网的通信协议(TCP/IP协议集);

  ⑤ V2.4 以上固件版本可通过 RJ45 网口进行 PROFINET 通信;

  ⑥ 支持实时时钟和数据日志。

  目前，S7-200 SMART 推出的标准型 CPU 包括：ST20 DC/DC/DC、SR20 AC/DC/Relay、 ST30 DC/DC/DC、SR30 AC/DC/Relay、ST40 DC/DC/DC、SR40 AC/DC/Relay、ST60 DC/DC DC、SR60 AC/DC/Relay。

  经济型 CPU 与标准型 CPU 相比，具有如下特点：

  ① 不支持扩展信号模块;

  ② 不支持信号板;

  ③ 没有集成 Micro SD 卡插槽，不能使用 Micro SD 卡;

  ④ 没有集成 RJ45 网口，不支持以太网通信;

  ⑤ 支持使用 RS485 接口进行编程，可通过 RS485 接口连接人机界面(HMI)。

  目前，S7-200 SMART 推出的经济型 CPU 模块包括：CR20s AC/DC/Relay、CR30s AC DC/Relay、CR40s AC/DC/Relay、CR60s AC/DC/Relay。

  无论是标准型 CPU 还是经济型 CPU，其模块本身都集成了数字量输入/输出(DI/ DO)通道。不同型号的 CPU 集成的 DI/DO 的数量不同，但二者的比例都为3∶2。

设计PLC控制系统时应遵循的基本原则

 任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：

　　1. 大限度地满足被控对象的控制要求

　　充分发挥PLC的功能，大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的问题和疑难问题。

　　2. PLC控制系统安全可靠

　　PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。

　　3. 力求简单、经济、使用及维修方便

　　一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。

　　4. 适应发展的需要

　　由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。

在数据通信中，表示计算机二进制的比特序列的数字数据信号是典型的矩形脉冲信号。人们把矩形脉冲信号的固有频带称为基本频带(简称基带)。这种矩形脉冲信号就叫做基带信号。在数字通信信道上直接传送基带信号的方法称为基带传输。基带传输是一种Zui基本的数据传输方式。

  1.通信信道带宽对传输的影响

  计算机中的数据是用离散的二进制数0、1表示的。在计算机通信过程中，传输的数据流是随机的二进制比特序列。设计适用于计算机通信的数据通信系统，首先要讨论计算机数据的特征及对系统的要求，使用的分析工具是傅里叶级数。在通信技术中，观察与分析电信号的基本方法有两种:时域方法与频域方法。时域方法是以时间t为自变量，观察电信号(电压或电流)随时间变化的情况。频域方法通过傅里叶分析，以频率f(或角频率↵)为自变量，观察电信号的频谱组成、振幅与相位，分析电信号通过某一通信信道后频谱分量的变化，Zui终给出电信号波形的变化及引起传输失真的情况。从试验技术的角度看，时域方法是用示波器去观察信号的波形，频域方法则是用频谱仪去观察信号的频谱。

  在现代网络技术中，常常使用带宽(Broad)这个术语。为了理解带宽对网络与通信的重要性，需要先了解通信信道的频率特性、带宽及通信信道带宽对基带传输的影响等问题。

  为研究通信信道带宽对数据信号传输的影响，下面以连续发送一个8bit 组成的字符B为例说明，字符B的二进制ASCII码为01100010(含校验位)。如果重复发送该字符，就可以将该数据信号视为一个周期函数。图6-9(a)给出了作为发送数据B的脉冲信号波形与频谱。图6-9(b)表明:当通信信道带宽较窄，只允许发送信号的直流分量与基波分量通过时，可用傅里叶积分的方法，得到通过通信信道后，由直流分量与基波分量合成的接收信号波形；结果表明接收信号波形失真很大，接收端无法识别信号的正确编码。图6-9(c)表明:当通信信道带宽允许发送信号的直流分量、基波分量与二次谐波分量通过时，接收信号波形仍然失真很大。图6-9(d)表明:当通信信道带宽允许发送信号的直流分量、基波分量、2次与4次谐波分量通过时，接收信号波形已开始接近发送信号波形。图6-9(e)表明:当通信信道带宽较宽，允许发送信号的直流分量、基波分量、2次~8次谐波通过时，接收信号波形已比较接近发送信号波形；接收端经波形整形后，可以正确地识别8位二进制值。

  从以上分析中可以看出:通信信道带宽对数据信号传输中失真的影响很大。信道带宽越宽，信号传输的失真就越小。

  2.数据传输速率的定义

  数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标之一。数据传输速率在数值上等于每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数，单位为 b/s。对于二进制数据，数据传输速率为

  S=1/t (6-9)

  式中，t为发送每1bit所需要的时间。

  例如，如果在通信信道上发送一比特0、1信号所需要的时间是0.104ms，那么信道的数据传输速率为 9600b/s。在实际应用中，1kb/s=103b/s，1Mb/s=106b/s，1Gb/s=109b/s。通过以上内容，可以看出信道带宽对基带信号传输的影响。在现代网络技术中，常以带宽表示通信信道的数据传输速率，带宽与速率几乎成了同义词。