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更新時(shí)間：2022-02-24 11:41:25瀏覽次數(shù)：448
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6ES7972-0BA52-0XA0接頭
西門子DP總線是一種用于工廠自動(dòng)化車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)[2-3],可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)到車間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化提供了可行的解決方案[4].ProfiBus系列由ProfiBus-DP/FMS/PA三個(gè)兼容部分組成。其中ProfiBus-DP和PA的特點(diǎn)如下[1,5]:
西門子DP總線是適用于自動(dòng)控制系統(tǒng)與分散I/O 之間的高速通信；可取代24 V 或4~20 mA 的串聯(lián)式信號(hào)傳輸；使用RS 485傳輸技術(shù)或光纖媒體。
西門子DP總線是專為過(guò)程自動(dòng)化設(shè)計(jì)；可將變送器和執(zhí)行器連接到一根公共總線，可用于本質(zhì)安全領(lǐng)域；數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的ProfiBus-DP協(xié)議，還具有PA行規(guī)。
本文將采用ProfiBus-DP和ProfiBus-PA通信協(xié)議來(lái)構(gòu)建過(guò)程控制系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)架構(gòu)
本過(guò)程控制系統(tǒng)用于模擬對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)液位、溫度等信息的采集、處理，PID 控制和控制工藝流程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)通過(guò)西門子DP總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交換，采用MPI通信方式與上位機(jī)進(jìn)行通信和遠(yuǎn)程控制，從而使整個(gè)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
系統(tǒng)主要包含上位監(jiān)控機(jī)、CPU、以太網(wǎng)通信模塊、DP鏈路、分布式I/O和變頻器DP從站、溫度和壓力變送器、閥門定位器、電磁流量計(jì)等。CPU 采用Siemens 的S7300 315-2 DP,既具有多點(diǎn)通信功能的MPI 接口，又具有ProfiBus-DP通信功能[6].
3 系統(tǒng)組態(tài)
3.1 硬件組態(tài)
針對(duì)西門子S7-300 PLC 來(lái)說(shuō)，其硬件組態(tài)是通過(guò)Step7 軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。組態(tài)過(guò)程主要包括以下幾個(gè)步驟。
?。?）新建項(xiàng)目
新建項(xiàng)目時(shí)需選擇好存儲(chǔ)路徑和項(xiàng)目名稱。
?。?）添加工作站
右鍵點(diǎn)擊新建的站點(diǎn)名字，選擇插入SIMATIC300 Station.
?。?）硬件配置[7]
雙擊Hardware 進(jìn)入硬件配置界面，從右側(cè)硬件列表中拖入機(jī)架，并按實(shí)際機(jī)架上模塊的順序依次添加電源、CPU（315-2DP）、AI/AO模塊。DP/PA link等。根據(jù)每個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的不同，有選擇的在PA層掛入變頻器、流量計(jì)、變送器和電磁閥等對(duì)象。圖2是組態(tài)完的結(jié)果。
【第一步】DP網(wǎng)絡(luò)尋找故障點(diǎn)
（5）DP線距離較遠(yuǎn)時(shí)，可以加中繼器或RS485有源終端
6ES7972-0BA52-0XA0接頭
產(chǎn)品詳情：
| 電源電壓 | ||
| 額定值 (DC) | ||
| ● DC 24 V | 是 | |
| 負(fù)載電壓 L+ | ||
| ● 額定值 (DC) | 24 V | |
| ● 允許范圍，下限 (DC) | 20.4 V | |
| ● 允許范圍，上限 (DC) | 28.8 V | |
| 輸入電流 | ||
| 接通電流，zui大值 | 10 A; 28.8 V 時(shí) | |
| 來(lái)自電源電壓 L+，zui大值 | 1 050 mA; 150 mA 至 1050 mA，對(duì)于擴(kuò)展組件輸出電流 (5 V DC) 1000 mA | |
| 傳感器供電 | ||
| 24 V 傳感器供電 | ||
| ● 24 V | 是; 允許范圍：15.4 至 28.8 V | |
| ● 短路保護(hù) | 是; 電子，400 mA 時(shí) | |
| ● 輸出電流，zui大值 | 400 mA | |
| 功率損失 | ||
| 功率損失，典型值 | 11 W | |
| 存儲(chǔ)器 | ||
| 存儲(chǔ)器模塊數(shù)量（可選） | 1; 插拔式存儲(chǔ)器模塊，內(nèi)容與集成 EEPROM *，另外還可以分類存放配方、數(shù)據(jù)記錄和其它文件。 | |
| 工作存儲(chǔ)器 | ||
| ● 集成（用于程序） | 24 kbyte; 16 KB，在激活運(yùn)行時(shí)間編輯時(shí) | |
| ● 集成（用于數(shù)據(jù)） | 10 kbyte | |
| 緩沖 | ||
| ● 存在 | 是; 程序：整個(gè)程序位于集成 EEPROM 中，免維護(hù)，可通過(guò) CPU 編程；數(shù)據(jù)：整個(gè)從 PG/PC 下載的 DB 1 位于集成 EEPROM 中，免維護(hù)，DB 1 的即時(shí)數(shù)值位于 RAM 中，剩余標(biāo)記、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器等通過(guò)高效電容器免維護(hù)；可選擇用于長(zhǎng)時(shí)間緩沖的電池 | |
| 蓄電池 | ||
| 緩沖器電池 | ||
| ● 緩沖器時(shí)間，zui大值 | 100 h; （40 °C 下至少 70 小時(shí)）；200 天（典型值）附帶可選擇的電池模塊 | |
| CPU-處理時(shí)間 | ||
| 對(duì)于位運(yùn)算，zui大值 | 0.22 µs | |
| 計(jì)數(shù)器、定時(shí)器及其剩磁 | ||
| S7 計(jì)數(shù)器 | ||
| ● 數(shù)量 | 256 | |
| 剩磁 | ||
| — 可調(diào)整 | 是; 關(guān)于高效電容器或電池 | |
| — 下限 | 1 | |
| — 上限 | 256 | |
| 計(jì)數(shù)范圍 | ||
| — 下限 | 0 | |
| — 上限 | 32 767 | |
| S7 時(shí)間 | ||
| ● 數(shù)量 | 256 | |
| 剩磁 | ||
| — 可調(diào)整 | 是; 關(guān)于高效電容器或電池 | |
| — 上限 | 64 | |
| 時(shí)間范圍 | ||
| — 下限 | 1 ms | |
| — 上限 | 54 min; 4 個(gè)計(jì)時(shí)器：1 ms 至 30 s；16 個(gè)計(jì)時(shí)器：10 ms 至 5 min；236 個(gè)計(jì)時(shí)器：100 ms 至 54 min | |
| 數(shù)據(jù)范圍及其剩磁 | ||
| 標(biāo)記 | ||
| ● 數(shù)量，zui大值 | 32 byte | |
| ● 存在剩磁 | 是; M 0.0 至 M 31.7 | |
| ● 在帶電池的情況下保留 | 0 至 255，關(guān)于高效電容器或電池，可調(diào)整 | |
| ● 在不帶電池的情況下保留 | 0 至 112 在 EEPROM 中，可調(diào)整 | |
| 硬件擴(kuò)展 | ||
| 擴(kuò)展支架數(shù)量，zui大值 | 7; 只能使用 S7-22x 系列的擴(kuò)展模塊。由于輸出電流受限，擴(kuò)展模塊的使用可能受到限制。 | |
| 可連接的編程設(shè)備/PC | SIMATIC PG/PC，標(biāo)準(zhǔn) PC | |
| 擴(kuò)展模塊 | ||
| ● 模擬輸入端/輸出端，zui大值 | 35; zui大 28 個(gè)輸入和 7 個(gè)輸出（EM）或zui大 0 個(gè)輸入和 14 個(gè)輸出（EM） | |
| ● 數(shù)字輸入端/輸出端，zui大值 | 148; zui多 128 個(gè)輸入和 120 個(gè)輸出（CPU+EM） | |
| ● AS 接口輸入端/輸出端，zui大值 | 62; AS 接口 A/B 從站 (CP 243-2) | |
| 數(shù)字輸入 | ||
| 數(shù)字輸入端數(shù)量 | 24 | |
| 源型輸入/漏性輸入 | 是; 可選擇，每組 | |
| 輸入電壓 | ||
| ● 額定值 (DC) | 24 V | |
| ● 對(duì)于信號(hào)“0” | 0 至 5 V | |
| ● 對(duì)于信號(hào)“1” | zui小值 15 V | |
| 輸入電流 | ||
| ● 對(duì)于信號(hào)“1”，典型值 | 2.5 mA | |
| 輸入延遲（輸入電壓為額定值時(shí)） | ||
| 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)輸入端 | ||
| — 可參數(shù)化 | 是; 全部 | |
| — 從“0”到“1”時(shí)，zui小值 | 0.2 ms | |
| — 從“0”到“1”時(shí)，zui大值 | 12.8 ms | |
| 對(duì)于報(bào)警輸入端 | ||
| — 可參數(shù)化 | 是; E 0.0 至 E 0.3 | |
| 對(duì)于計(jì)數(shù)器/技術(shù)功能 | ||
| — 可參數(shù)化 | 是; （E 0.0 至 E 1.5）30 kHz | |
| 導(dǎo)線長(zhǎng)度 | ||
| ● 屏蔽，zui大值 | 500 m; 標(biāo)準(zhǔn)入口： 500 m，快速計(jì)數(shù)器： 50 m | |
| ● 未屏蔽，zui大值 | 300 m; 不用于高速信號(hào) | |
| 數(shù)字輸出 | ||
| 數(shù)字輸出端數(shù)量 | 16; 晶體管 | |
| 短路保護(hù) | 否; 外部預(yù)設(shè) | |
| 感應(yīng)式關(guān)閉電壓的限制 | 1 W | |
| 輸出端的通斷能力 | ||
| ● 電阻負(fù)載時(shí)的zui大值 | 0.75 A | |
| ● 照明負(fù)載時(shí)的zui大值 | 5 W | |
| 輸出電壓 | ||
| ● 對(duì)于信號(hào) “1”，zui小值 | DC 20 V | |
| 輸出電流 | ||
| ● 對(duì)于信號(hào)“1”的額定值 | 750 mA | |
| ● 針對(duì)信號(hào)“0”的剩余電流，zui大值 | 10 µA | |
| 電阻負(fù)載時(shí)的輸出延遲 | ||
| ● 從 “0” 到“1”，zui大值 | 15 µs; 標(biāo)準(zhǔn)輸出，zui大值（A 0.2 至 A 1.1）2 µs；脈沖輸出，zui大值（A 0.0 至 A 0.1）2 µs | |
| ● 從 ”1” 到“0”，zui大值 | 130 µs; 標(biāo)準(zhǔn)輸出，zui大值（A 0.2 至 A 1.1）10 µs；脈沖輸出，zui大值（A 0.0 至 A 0.1）10 µs | |
| 兩個(gè)輸出端并聯(lián) | ||
| ● 用于增加功率 | 是 | |
| 開關(guān)頻率 | ||
| ● 電阻負(fù)載的脈沖輸出端，zui大值 | 20 kHz; A 0.0 至 A 0.1 | |
| 輸出端的總電流（每組） | ||
| 所有安裝位置 | ||
| — zui高可達(dá) 40 ℃，zui大值 | 6 A | |
| 水平安裝位置 | ||
| — zui高可達(dá) 55 ℃，zui大值 | 6 A | |
| 繼電器輸出端 | ||
| ● 繼電器輸出端數(shù)量，集成 | 0 | |
| 導(dǎo)線長(zhǎng)度 | ||
| ● 屏蔽，zui大值 | 500 m | |
| ● 未屏蔽，zui大值 | 150 m | |
| 模擬輸入 | ||
| 模擬電位計(jì)數(shù)量 | 2; 模擬電位計(jì)；分辨率 8 位 | |
| 傳感器 | ||
| 可連接傳感器 | ||
| ● 雙線傳感器 | 是 | |
| — 允許的閉路電流（雙線傳感器） zui大值 | 1 mA | |
| 1. 接口 | ||
| 接口類型 | 集成 RS 485 接口 | |
| 物理組成 | RS 485 | |
| 功能性 | ||
| ● MPI | 是; 作為 MPI 從站，用于和 MPI 主站的數(shù)據(jù)交換（S7-300/S7-400-CPU、OP、TD、按鈕式面板）；S7-200 內(nèi)部 CPU/CPU 通訊在 MPI 網(wǎng)絡(luò)中可能受限；傳輸速率 19.2/187.5 kbit/s | |
| ● PPI | 是; 附帶 PPI 協(xié)議，用于編程功能、HMI 功能 (TD 200,OP)，S7200內(nèi)部CPU/CPU通訊；傳輸速率 9.6/19.2/187.5 kbit/s | |
| ● 串行數(shù)據(jù)交換 | 是; 作為可自由編程的接口，使用附帶 ASCII 協(xié)議波特率的外部設(shè)備用于串聯(lián)數(shù)據(jù)交換： 1.2/2.4/4.8/9.6/19.2/38.4/57.6/115.2 kbps；PC/PPI 電纜也可用作 RS 232/RS 485 變換器 | |
| MPI | ||
| ● 傳輸速率，zui小值 | 19.2 kbit/s | |
| ● 傳輸速率，zui大值 | 187.5 kbit/s | |
| 2. 接口 | ||
| 接口類型 | 集成 RS 485 接口 | |
| 物理組成 | RS 485 | |
| 功能性 | ||
| ● MPI | 是; 作為 MPI 從站，用于和 MPI 主站的數(shù)據(jù)交換（S7-300/S7-400-CPU、OP、TD、按鈕式面板）；S7-200 內(nèi)部 CPU/CPU 通訊在 MPI 網(wǎng)絡(luò)中可能受限；傳輸速率 19.2/187.5 kbit/s | |
| ● PPI | 是; 附帶 PPI 協(xié)議，用于編程功能、HMI 功能 (TD 200,OP)，S7200內(nèi)部CPU/CPU通訊；傳輸速率 9.6/19.2/187.5 kbit/s | |
| ● 串行數(shù)據(jù)交換 | 是; 作為可自由編程的接口，使用附帶 ASCII 協(xié)議波特率的外部設(shè)備用于串聯(lián)數(shù)據(jù)交換： 1.2/2.4/4.8/9.6/19.2/38.4/57.6/115.2 kbps；PC/PPI 電纜也可用作 RS 232/RS 485 變換器 | |
| 集成功能 | ||
| 計(jì)數(shù)器數(shù)量 | 6; 快速計(jì)數(shù)器（每 30 kHz），32 位（包括符號(hào)），可用作正向或反向計(jì)數(shù)器或用于連接 2 個(gè)附帶 2 個(gè)旋轉(zhuǎn) 90° 的脈沖序列的增量編碼器（zui大 20 kHz（A/B）計(jì)數(shù)器）；釋放和復(fù)位輸入可參數(shù)化；當(dāng)達(dá)到額定值時(shí)有中斷可能（包括任意內(nèi)容的子程序的調(diào)用）；轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)方向等 | |
| 計(jì)數(shù)頻率（計(jì)數(shù)器），zui大值 | 30 kHz | |
| 報(bào)警輸入端的數(shù)量 | 4; 4 個(gè)上升脈沖和/或 4 個(gè)下降脈沖 | |
| 脈沖輸出端的數(shù)量 | 2; 快速輸出端，20 kHz，有中斷可能；脈沖波長(zhǎng)和頻率可調(diào)制 | |
| 極限頻率（脈沖） | 20 kHz | |
| 電位隔離 | ||
| 數(shù)字輸入電位隔離 | ||
| ● 在通道之間 | 是 | |
| ● 在通道之間，分組點(diǎn)數(shù) | 13 和 11 | |
| 數(shù)字輸出電位隔離 | ||
| ● 在通道之間 | 是; 光電耦合器 | |
| ● 在通道之間，分組點(diǎn)數(shù) | 8 和 8 | |
| 允許的電位差 | ||
| 在不同電路之間 | DC 500 V 在 DC 24 V 和 DC 5 V 之間 | |
| 防護(hù)等級(jí)和防護(hù)類別 | ||
| 防護(hù)等級(jí)符合 EN 60529 | ||
| ● IP20 | 是 | |
| 環(huán)境要求 | ||
| 運(yùn)行中的環(huán)境溫度 | ||
| ● 水平安裝，zui小值 | 0 °C | |
| ● 水平安裝，zui大值 | 55 °C | |
| ● 垂直安裝，zui小值 | 0 °C | |
| ● 垂直安裝，zui大值 | 45 °C | |
| 氣壓符合 IEC 60068-2-13 標(biāo)準(zhǔn)要求 | ||
| ● 允許范圍，下限 | 860 hPa | |
| ● 允許范圍，上限 | 1 080 hPa | |
| 相對(duì)空氣濕度 | ||
| ● 操作，zui小值 | 5 % | |
| ● 操作，zui大值 | 95 %; RH 應(yīng)力強(qiáng)度 2 符合 IEC 1131-2 | |
| 組態(tài) | ||
| 編程 | ||
| ● 操作備用裝置 | 二進(jìn)制運(yùn)算、比較運(yùn)算、時(shí)間運(yùn)算、計(jì)數(shù)運(yùn)算、時(shí)鐘運(yùn)算、傳輸運(yùn)算、表格運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)算、轉(zhuǎn)換運(yùn)算、程序控制運(yùn)算、中斷和通訊運(yùn)算、堆疊運(yùn)算、固定點(diǎn)運(yùn)算、浮點(diǎn)運(yùn)算、數(shù)字功能 | |
| ● 程序編輯 | 自由循環(huán) (OB 1)，報(bào)警控制，時(shí)間控制（1 至 255 ms） | |
| ● 程序組織 | 1 OB，1 DB，1 SDB 子程序有/無(wú)參數(shù)傳輸 | |
| ● 子程序數(shù)量，zui大值 | 64 | |
| 編程語(yǔ)言 | ||
| — KOP | 是 | |
| — FUP | 是 | |
| — AWL | 是 | |
| 技術(shù)保護(hù) | ||
| ● 用戶程序保護(hù)/密碼保護(hù) | 是; 3 級(jí)密碼保護(hù) | |
| 連接技術(shù) | ||
| 插拔式 I/O 端子 | 是 | |
| 尺寸 | ||
| 寬度 | 196 mm | |
| 高度 | 80 mm | |
| 深度 | 62 mm | |
| 重量 | ||
| 重量，約 | 550 g | |
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