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西門子6ES7332-7ND02-OABO
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S7-300 PLC數字量輸入模塊SM321
1)數字量輸入模塊SM321的工作原理。數字量模塊用于采集現場過程的數字信號,有的模塊采集直流信號,有的模塊則可采集交流信號,并把它轉化成PLC內部的信號電平。對于現場輸入元件,僅要求提供開關觸點即可。輸入信號進入模塊后,一般經過光電隔離、濾波,然后送到輸入緩沖寄存器等,到CPU采樣時,采樣信號經過背板總線進入輸入映像區。
用于采集直流信號的模塊稱為直流輸入模塊,一般的輸入電壓為DC24V,如圖2-8所示。用于采集交流信號的模塊稱為交流輸入模塊,一般的輸入電壓為AC120V或者AC230V,如圖2-9所示。
圖2-8 直流數字量模塊
圖2-9 交流數字量模塊西門子6ES7332-7ND02-OABO
2)數字量輸入模塊SM321的接線。數字量輸入模塊SM321有多種型號,以下介紹3種有代表性的輸入模塊的接線。
直流數字量輸入模塊多為PNP輸入,只有個別型號為NPN輸入,如圖2-10所示的SM321模塊是16點直流PNP輸入模塊,讀者在判斷是否為PNP型,只要判斷輸入有效信號是否為高電平,很明顯見圖2-10中,當開關閉合時輸入的是高電平,因此是PNP輸入。輸入開關的一端與模塊的端子相連,而另一端則與同一個電源的24V相連。
圖2-10 直流數字量輸入模塊接線圖(PNP)
PNP型數字量輸入模塊SM321的接線與緊湊型CPU的數字量的輸入類似。
如圖2-11所示的SM321模塊是16點直流NPN輸入模塊,其有效輸入信號是低電平。輸入開關的一端與模塊的端子相連,而另一端則與同一個電源的0V相連。在接線時要特別注意。
【關鍵點】西門子的直流輸入模塊一般是PNP型輸入,因此若系統使用接近開關時,選用PNP接近開關。交流輸入模塊則不存在此問題,只要選用交流接近開關即可。
圖2-11 直流數字量輸入模塊接線圖(NPN)
交流數字量輸入模塊的接線如圖2-12所示。交流電源零線(或者相線)與1N、2N、3N和4N相連,交流電源相線或者零線與輸入開關一端相連,而開關的另一端與模塊的輸入接線端子相連。輸入開關可以是按鈕、交流接近開關等。
圖2-12 交流數字量輸入模塊接線圖
PLC的基礎技術的進展,主要集中在兩個基本方面:執行多任務和程序互換。
所謂執行多任務,就是在一個PLC系統中可同時裝幾個CPU模塊,每個CPU模塊都執行某一種任務,控制與其所執行任務相關的I/O模塊的存取。其實,按照IEC 61131-3的概念,我們應該更確切地稱之為通過多配置執行多任務。例如,三菱電機的小Q系列zui多可以在一個機架上插4個CPU模塊;富士電機的MICREX-SX系列zui多可以在一個機架上插6個CPU模塊。這些CPU模塊可以是專門用于邏輯控制、順序控制的,也可以是運動控制用的,還可以是做過程控制用的,上述在WINOOWs操作系統的環境下執行PC機任務的模塊,也是供用戶選擇的一種選項。從某種意義上講,這也是一種混合式的控制系統。
PLC的傳統軟件模型包括一個資源,運行一個任務,控制一個程序,且運行于一個封閉系統中。而在IEC 61131-3可編程控制器編程語言標準的軟件模型中,在其zui上層把解決一個具體控制問題的完整的軟件概括為一個“配置”。它專指一個特定類型的控制系統,包括硬件裝置、處理資源、I/O通道的存貯地址和系統能力,等同于一個PLC系統的應用程序。在一個由多臺PLC或由多個CPU構成的PLC控制系統中,每一臺PLC或每一個CPU的應用程序就是一個獨立的“配置”。在一個“配置”中可以定義一個或多個“資源”。可把“資源”看作能執行IEC程序的處理手段,它反映PLC的物理結構,在程序和PLC的物理I/O通道之間提供了一個接口。只有在裝入“資源”后才能執行IEC程序。一般而言,通常資源放在PLC內,當然它也可以放在其它支持IEC程序執行的系統內。在一個“資源”內可以定義一個或多個任務。任務被配置后可以控制一組程序或功能塊。這些程序和功能塊可以是周期地執行,也可以由一個事件驅動予以執行。
由此可見,該軟件模型足以映像各類實際系統:對于只有一個處理器的小型系統,其模型只有一個配置、一個資源和一個程序,與現在大多數PLC的情況*相符。對于有多個CPU模塊插裝在同一機架上的中、大型系統,每個CPU模塊被視作一個配置,可由一個或多個資源來描述,而一個資源則包括一個或多個程序。對于分散型系統,包含多個配置,而一個配置又包含多個處理器,每個處理器用一個資源描述,每個資源則包括一個或多個程序。西門子PLC模塊6ES7312-5BF04-0AB0
值得指出的是,近些年來在日本開始流行的多CPU的PLC結構,恰恰是在IEC 61131-3標準頒布后多年之后才問世的。這個PLC結構的革命性變化,顯然是建立在這個軟件模型的 理論基礎上,要不然PLC還是由一個CPU按掃描方式執行一個程序的那種傳統結構。
至于程序互換的問題,至少到目前為止尚是一個努力的方向。只有在每個PLC的供應廠商所提供的PLC產品都真正遵循IEC 61131-3的標準,而且其編程系統的具體實現又切實符合IEC 61131-8《編程語言的應用和實現導則》,并通過PLCopen這個組織對各種編程語言(LD、SFC、FBD、ST和IL)的*性測試,還要解決不同PLC的存儲地址資源的對應互換,才有可能實現名副其實的程序互換。
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