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产品描述
西门子模块6ES7223-1BM22-0XA8当天发货
一、概述
在通信领域，“同步”概念是指频率的同步，即网络各个节点的时钟频率和相位同步，其误差应符合相关标准的规定。目前，在通信网中，频率和相位同步问题已经基本解决，而时间的同步还没有得到很好的解决。时间同步是指网络各个节点时钟以及通过网络连接的各个应用界面的时钟的时刻和时间间隔与协调世界时（UTC）同步，较起码在一个局域或城域网络内要和北京时间同步。时间同步网络是保时间同步的基础，构成时间同步网络可以采取有线方式，也可以采取无线方式。在这里我们主要介绍互联网时间同步技术及产品，也就是通过支持NTP协议的网络时间服务器（中新创科DNTS系列）实现网络时间同步。
时间的基本单位是秒，它是国际单位制（SI单位制）的七个基本单位之一。1967年的国际计量大会（CGDM）给出了新的秒定义：“秒是铯133（133Cs）原子在0K温度基态的两个**精细能级之间跃迁所对应辐射的9 192 631 770个周期所持续的时间”，即“原子秒”（TAI）。目前常用的协调世界时实际上是经过闰秒调整的原子秒。
目前在国际基准和国家基准层面所使用的主要是铯原子钟。中国计量科学建立的冷原子喷泉铯原子钟其频率复现性为5×10－15，已接近国际水平。其实，在应用层面上并不需要国家基准这样高的时间和频率准确度。不同的应用对准确度的要求是不同的，表1列举了一些典型的应用对时间准确度的要求（应用界面时间相对于UTC时间的误差）。
表1：一些典型的应用对时间精度的应用
应用 时间精度要求
用于银行、、股票和交易的计算机务器 1秒
电力线故障诊断 1微秒
交换机及计费系统 1秒
CDMA2000和TD-SCDMA 10毫秒
网管系统 500毫秒
7号信令监测系统 1毫秒
二、时间同步网络技术
目前有多种时间同步技术，每一种技术都各有特点，不同技术的时间同步精度也存在较大的差异，如表2所示：
表2：各种常用的时间同步技术
时间同步技术 准确度 覆盖范围
短波授时 1～10毫秒 **
长波授时 1毫秒 区域
GPS 5～500纳秒 **
电话拨号授时 100毫秒 **
互联网授时（NTP） 1～50毫秒 **
SDH传输网授时 100纳秒 长途
1、 长短波授时时间同步技术
利用无线电信号授时已经具有80多年的历史，国际上长波授时主要使用罗兰-C系统，国内发射台设在沿海地区，主要用于军事和导航，尚不民用。
2、 电话拨号时间同步技术
电话拨号授时（ACTS）使用的设备相对简单，只需电话线、模拟调制解调器、PC及客户端软件即可。目前这种计算机主要用于校准家庭个人计算机时间，同时不具备实时性。
3、 GPS时间同步技术
GPS时间同步技术是当前较成熟并在国际上广泛采用的时间同步技术。目前国际上除了美国的GPS还有前苏联的GLANASS系统和我国的“北斗”系统。GLANASS系统由于经济原因，健康星的数量有限，稳定性和可靠性无法**。“北斗”系统尚未民用，而且无法做到实时覆盖。目前GPS属于比较成熟可靠的系统。
4、 互联网时间同步技术
使用互联网同步计算机的时间是十分方便的，目前这种方式在局域网内得到广泛的应用。微软公司已将网络时间协议（NTP）嵌入到bbbbbbs XP系统中，只要计算机能联网，就能进行局域网或广域网内的计算机时间校准。标准的NTP协议采用的是RFC 1350标准，简化的网络时间协议（SNTP）采用的是RFC 1769标准。NTP协议包含一个64bit的协调世界时（UTC）时间戳，时间分辨率时200ps，并可以提供1~50ms的时间精度（依赖网络负载）。但实验表明这种技术在洲际间的校准精度只能达到几百毫秒甚至只能达到秒的量级。所以，在庞大的网络中应设立一级和时间服务器来解决精度的问题。
另外，还有两个相对简单的、低精度的互联网时间协议：Time协议（RFC868）和Daytime协议（RFC867），可以提供1s校准精度的广域网时间同步。
三、中新创科的网络时间服务器
一直以来，中新创科公司致力于网络时间服务器的研发，并取得了广大客户的认可。目前产品分多个型号可满足不**业的网络时间同步需求。同时，中新创科的DNTS系列网络时间服务器已经在：电力、铁路、、电信、**等行业有着广泛的应用。
中新创科的DNTS时间服务器是GPS时间同步技术和互联网时间同步技术的结合。采用19英寸1U机架式设计，内置GPS，以GPS卫星时间为标准时间源，支持NTP协议（V2.0/V3.0/V4.0）和SNTP协议。能够为局域网内成百上千的计算机、路由器等提供时间校准。下图1为网络时间服务器的应用方案：
图1
在互联网时间同步技术中提到因为网络负载以及延时的原因导致洲际间的校准精度只能达到几百毫秒甚至只能达到秒的量级。那么在庞大的网络中需要一级网络时间服务器来很好的解决校准精度和冗错的问题。图2为大型网络解决方案：
图2
在上面的方案中，从省中心网络到各地市级网络需要保持应用界面的时间同步。如果仅仅在省级网络中设立一台网络时间服务器那么地市级网络中的客户端由于网络延时等原因不能保证所需精度，那么通过在地市级网络中也设立网络时间服务器就能解决这一问题，因为这种情况下各地的GPS在接收到3颗以上卫星信号时大家的时间源都是当前的标准时间，所以时间源的一致性得到保证。同时，即便某地的GPS发生故障这是本地的网络时间服务器可作为NTP的客户端向上一级省中心网络的一级时间服务器请求标准时间继续提供精准的时间源为本地网络的客户端提供校准服务。在较端情况下，在省级网络中设立的一级时间服务器GPS也发生故障时，一级时间服务器具备高精准的自守时功能（守时精度1×10 －12即30年误差1s）仍然能提供精准的时间源。方案中的一级时间服务器采用中新创科DNTS-74型，时间服务器采用DNTS-71/2型。
另外，中新创科还提供应用于移动通信、卫星通信和数字广播电视系统的时间频率产品，例如可以作为CDMA钟源为CDMA基站提供时钟源可提供19.6608MHZ方波信号，PP2S信号，10M正弦波信号或方波信号。如作为数字集群的应用可定制信号16.384MHZ，14.4MHZ。并支持再定时功能作为再定时设备使用。
DNTS系列有多种型号可供选择，DNTS-71为有1个10/100M自适应的以太网口，DNTS-72为有2个10/100M自适应的以太网口，DNTS-74为有4个10/100M自适应的以太网口，DNTS-76为有6个10/100M，DNTS-78为有8个10/100M，网口间物理相互隔离，当某个网口发生故障时不会影响其他网口正常工作，完全保证数据安全性。每个以太口必须设置独立IP地址。IP地址可设置为同一个网段或者不同网段，并可两个网口设置为同一IP地址作为备份使用，
详细参数：
授时精度 1-10ms
支持协议 NTP/SNTP V1.0,V2.0,V3.0,V4.0,SNMP,UDP,bbbnet,IP,TCP
网口数量 1-8个10/100M自适应
CPU 双CPU同时工作，32位CPU为双核处理器，性能及大提高
吞吐量 可满足每秒2000次时间请求
授时记录 保存较新50条
输出 1路RS232,1路RS485,1路1PPS
串口输入 1路RS232,可做外部时间源
可选模块 B码输入,B码输出,北斗,1PPS,1PPM,1PPH
一、概述
自来水是城市经济发展和人民生活水平较基本的**，是**城市繁荣发展、人民生活 ，以及发展国民经济必要的先决条件。我国是一个水资源较度短缺的发展中国家，随着**的不断深入和发展，以及人口的不断增长，还有水资源的严重污染，水越来越成为制约我们的生活和发展的一个重要因素。因此，国家非常重视对水资源的利用和管理，合理利用水资源、节约用水成了我们当前较紧迫的任务，这也促使水工业将成为二十一世纪较有发展前景的工业。城市的发展无论是对自来水从质量上、产量上都提出了更高的要求。这些年**将投入更多的资金治理水资源，加强水资源的管理和合理的使用。
在城市供水中，对于现代化技术的应用十分迫切。对于生产来说，实现水厂与供水调度系统自动化是保证供水安全、优质的关键，同时又是使供水生产实现科学性、性和合理性的有效措施；对于供水管理来说，实现供水企业内部协调一致是供水企业发展的关键，同时又是使供水企业更好地发挥供水作用、保证供水的发展的的手段。利用当今飞速发展的计算机技术、网络技术、通讯技术、工业控制等先进的技术，把我们的供水现代化生产、管理推向一个新的高度，同时也对我们提出了更加严峻的考验和更高的要求 。
二、自来水SA监控系统软件
自来水监控SA系统软件是在北京世纪长秋科技有限公司开发生产的《世纪星组态软件》基础上进行二次开发而完成的。
《世纪星组态软件》是在PC机上开发的智能型人机接口（MMI）软件系统，它以bbbbbbs 98/2000/NT/XP 中文平台作为其操作系统，全中文界面，并充分利用了bbbbbbs的各种便利功能。
《世纪星组态软件》由开发系统和运行系统组成。开发系统是《世纪星组态软件》的集成开发环境，软件开发者在这个环境中完成界面的设计、数据库定义、动画连接、硬件设备安装、网络配置、系统配置等。该系统具有先进完善的图形生成功能；数据库中有多种数据类型，不但能合理地抽象控制对象，而且能非常简单、方便地对数据的报警、趋势曲线、历史数据记录、安全防范等进行操作；开发者利用其丰富的图形控件和自定义图库功能，可以大大减少设计界面的时间；通过简单而实用的编程命令语言，开发者不需要编程经验就可以设计完成实际工程；方便的硬件设备安装向导和全面地支持国内工控底层设备，彻底实现工控现场的数据采集和监控功能。
运行系统是《世纪星组态软件》系统的实时运行环境，用于显示开发系统中建立的动画图形画面，并负责数据库与硬件设备的数据交换。运行系统能实时而形象地反映现场的所有参数和实际情况；通过实时数据库管理从工业控制对象采集各种数据；可把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成实时和历史报警、历史数据记录、实时和历史趋势曲线等监控功能；可生成历史数据文件，用于追忆历史事件；灵活方便的组态式报表，可充分满足用户的各种报表需要。
自来水监控SA系统软件的主要特点：
● 使用方便，尤其对调度室操作员而言。
● 设置参数方便，包括站点设置、RTU设置、模拟屏设置、报警设置等较为方便。
● 扩充站点方便。
合理选择PLC，对于提高PLC在控制系统中的应用有着重要作用。本文就PLC的机型、I/O、存储器类型及容量和编程器、外部设备几个方面来说明选择PLC应该考虑的因素，并给出了两个PLC应用的实例。文章中尽管归纳了一些选用PLC的方法，但在实际工作中还一定要依据实际情况做出适当的调整，以便设计出满足期望的工业控制系统。
随着PLC在工业控制中的推广普及，PLC产品的种类越来越多，其结构型号、性能、容量、指令系统、编程方法等各不相同，适用场合也各有侧重。因此，合理选择 PLC，对于提高PLC在控制系统中的应用有着重要作用。一、机型的选择
我国市场**行的有如下几家PLC产品：
1．施耐德公司，包括早期天津仪表厂引进公司的产品，目前有Quantum、Premium、Momentum等产品；
2．罗克韦尔公司（包括AB公司）PLC产品，目前有SLC、Micro Logix、Control Logix等产品；
3．西门子公司的产品，目前有SIMATIC S7-400/300/200系列产品；
4．GE公司的产品；
5．日本欧姆龙、三菱、富士、松下等公司产品，其中使用较多的是三菱公司F1、F2、FX2等系列产品。
PLC机型选择的基本原则是：在功能满足要求的前提下，选择较可靠、维护使用较方便以及性能价格比较优的机型。通常做法是，在工艺过程比较固定、环境条件较好的场合，建议选用整体式结构的PLC；其他情况则较好选用模块式结构的 PLC；对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制速度无须考虑，因此，选用带 A/D转换、D/A转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求；而在控制比较复杂，控制功能要求比较高的工程项目中（如要实现PID运算、闭环控制、通信联网等），可视控制规模及复杂程度来选用中档或高档机（其中高档机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等）。根据不同的应用对象，表1列出了PLC的几种功能选择。
表1 PLC的功能及应用场合
应该注意的是，同一企业应尽量做到机型统一。这样，同一机型的PLC模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；同时，其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；此外，由于其外部设备通用，资源可以共享，因此，配以上位计算机后即可把控制各独立系统的多台PLC联成一个DCS系统，这样便于相互通信，集中管理。
二、I/O的选择
PLC在20世纪90年代已经形成微、小、中、大、巨型多种PLC。按I/O点数分，可分为微型PLC（32I/O）、小型PLC（256I/O）、中型PLC（1024I/O）、大型PLC（4.69I/O）、巨型PLC（8195I/O）五种。
PLC与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的。PLC有许多I/O接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及其他一些特殊模块，使用时应根据它们的特点进行选择。
（一）确定I/O点数
根据控制系统的要求确定所需要的I/O点数时，应再增加 10%～20%的备用量，以便随时增加控制功能。对于一个控制对象，由于采用的控制方法不同或编程水平不同，I/O点数也应有所不同。表2列出了典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O点数。
表2 典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O点数
（二）开关量I/O
开关量I/O接口可从传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制设备（如指示灯、报警器、电动机起动器等）接收信号。典型的交流输入/输出信号为24～240V，直流输入/输出信号为5～240V。尽管输入电路因制造厂家不同而不同，但有些特性是相同的，如用于错误信号的抖动电路等。此外，大多数输入电路在高压电源输入和接口电路的控制逻辑部分之间都设有可选的隔离电路。在评估离散输出时，应考虑熔丝、瞬时浪涌保护和电源与逻辑电路间的隔离电路。熔丝电路也许在开始时花费较多，但可能比在外部安装熔丝耗资要少。
（三）模拟量I/O
模拟量输入/输出接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量流量、温度和压力，并可用于控制电压或电流输出设备。这些接口的典型量程为-10～+10V、0～+11V、4～20mA或10～50mA。一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口，因而可接收低电平信号，如RTD、热电偶等。一般来说，这类接口模块可用于接收同一模块上不同类型的热电偶或RTD混号。
（四）特殊功能I/O
在选择一台PLC时，用户可能会面临一些特殊类型且不能用标准I/O实现的I/O限定（如定位、快速输入、频率等）。此时用户应当考虑供销厂商是否提供有特殊的有助于大限度减小控制作用的模块。有些特殊接口模块自身能处理一部分现场数据，从而使CPU从繁重的任务处理中解脱出来。
（五）智能式I/O
当前，PLC的生产厂家相继推出了一些智能式的I/O模块。一般智能式I/O模块本身带有处理器，可对输入或输出信号作预先规定的处理，并将处理结果送入CPU或直接输出，这样可提高PLC的处理速度并节省存储器的容量。
综上，表3归纳了选择I/O模块的一般规则。
表3 选择PLC的I/O接口模块的一般规则
三、存储器类型及容量选择
PLC系统所用的存储器基本上由PROM、EPROM及RAM三种类型组成，存储容量则随机器的大小变化，一般小型机的较大存储能力低于6kB，中型机的较大存储能力可达64kB，大型机的较大存储能力可上兆字节。使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型，必要时也可专门进行存储器的扩充设计。
PLC的存储器容量选择和计算的**种方法是：根据编程使用的节点数精确计算存储器的实际使用容量。*二种为估算法，用户可根据控制规模和应用目的，按照表4的公式来估算。为了使用方便，一般应留有25%～30%的裕量，获取存储容量的较佳方法是生成程序，即用了多少字。知道每条指令所用的字数，用户便可确定准确的存储容量。表4同时给出了存储器容量的估算方法。
表4 控制目的估算存储器容量的方法
四、编程器和外部设备的选择
在系统的实现过程中，PLC的编程问题是非常重要的。用户应当对所选择PLC产品的软件功能及编程器有所了解。通常情况下，小型控制系统一般选用价格便宜的简易编程器，如果系统较大或多台PLC共用，可以选用功能强、编程方便的图形编程器。如果有个人计算机，可以选用能在个人计算机上运行的编程软件包。同时，为了防止因干扰、锂电池电压下降等原因破坏RAM中的用户程序，可以选用EEP-ROM模块作为外部设备。
五、实例
（一）利用三菱PLC实现对印刷机的精确控制
印刷机的一套电气设计属于系统设计，为了使产品性能稳定，易于维护，采用以PLC为主控器的控制方案。印刷机要求易于操作，精度高，输入、输出点较多，因此采用双机通讯。上位机采用三菱高性能的FX2N-80MR、FX2N-80MR自带I/O接口，可以接40点输入，40点输出，主要负责主传动的控制，各机组离合器的控制，以及气泵，气阀的控制等。下位机采用三菱FX2N-64MR、FX2N-64MR可以接32点输入，32点输出，主要负责水辊电机的控制，主传动的调速输出，调版电机数据采集等。上位机与下位机采用RS485, 通讯，通讯方便，可靠。同时选用了一台三菱5.7寸触摸屏，主要负责水辊电机速度显示，调版显示，以及整机故障显示等。本系统运行可靠，维护方便，操作简便直观，大大提高了胶印机的档次。
（二）欧姆龙（OMRON）PLC在石油加工工业中的应用
在石油加工工业中，大型旋转机组是装置设备的重要组成部分，重油催化裂化气压机组的联锁-自保系统从满足工艺生产需求出发，考虑到安全性、可靠性、经济性、可扩展性等因素，采用了OMRON公司生产的CPM2AH型PLC进行系统构建，CPM2AH自带I/O接口，可以接36点输入，24点输出，输出形式是继电器，并且通过RS232C串口与PC机通讯，使生产过程表现稳定，动作可靠，在事故状态下对机组及生产装置实行了自我保护，杜绝了恶性事故的扩大和蔓延，取得了显著的效果。
六、结束语
随着科技的不断进步，PLC的种类日益繁多，功能也逐渐增强。文章中尽管归纳了一些选用PLC的方法，但在实际工作中还一定要依据实际情况做出适当的调整，以便设计出满足期望的工业控制系统。
引言
数控机床是典型的机电一体化系统。PLC工程现场界面涉及光、机、电、气、液等复杂的输入输出信令，加之PLC对于信号的逻辑处理具有的抽象运算特征，使得工业现场故障处理工作通常是相当的复杂困难，PLC机电系统现场故障往往使得缺少工程经验的设备管理者们束手无策，较长时间的故障处理处理可以大幅度降低产能，严重影响生产。本文以就事论事的方式平铺直叙具体的机电工程现场故障处理案例，保留住故障处理经验中较珍贵的分析判断过程。
2 数控机床故障诊断案例
2.1 甄别PLC内外部故障实例
配备820数控系统的某加工中心，产生7035号报警，查阅报警信息为工作台分度盘不回落。在SINUMERIK 810／820S数控系统中，7字头报警为PLC操作信息或机床厂设定的报警，指示CNC系统外的机床侧状态不正常。处理方法是，针对故障的信息，调出PLC输入/输出状态与拷贝清单对照。
工作台分度盘的回落是由工作台下面的接近开关SQ25、SQ28来检测的，其中SQ28检测工作台分度盘旋转到位，对应PLC输入接口110.6，SQ25检测工作台分度盘回落到位，对应PLC输入接口110.0。工作台分度盘的回落是由输出接口Q4.7通过继电器KA32驱动电磁阀YV06动作来完成。
从PLC STATUS中观察，110.6为“1”，表明工作台分度盘旋转到位，I10.0为“0”,表明工作台分度盘未回落，再观察Q4.7为“0”，KA32继电器不得电，YV06电磁阀不动作，因而工作台分度盘不回落产生报警。
处理方法：手动YV06电磁阀，观察工作台分度盘是否回落，以区别故障在输出回路还是在PLC内部。
2.2 诊断接近开关故障实例
某立式加工中心自动换故障。
故障现象：换臂平移到位时，无拔动作。
ATC动作的起始状态是：（1）主轴保持要交换的旧。（2）换臂在B位置。（3）换臂在上部位置。（4）库已将要交换的新定位。
自动换的顺序为：换臂左移（B→A）→换臂下降（从库拔）→换臂右移（A→B）→换臂上升→换臂右移（B→C，抓住主轴中）→主轴液压缸下降（松）→换臂下降（从主轴拔）→换臂旋转180°（两交换位置）→换臂上升（装）→主轴液压缸上升（抓）→换臂左移（C→B）→库转动（找出旧位置）→换臂左移（B→A，返回旧给库）→换臂右移（A→B）→库转动（找下把）。换臂平移至C位置时，无拔动作，分析原因，有几种可能：
（1）SQ2无信号，使松电磁阀YV2未激磁，主轴仍处抓状态，换臂不能下移。
（2）松接近开关SQ4无信号，则换臂升降电磁阀YV1状态不变，换臂不下降。
（3）电磁阀有故障，给予信号也不能动作。
逐步检查，发现SQ4未发信号，进一步对SQ4检查，发现感应间隙过大，导致接近开关无信号输出，产生动作障碍。
2.3 诊断压力开关故障实例
配备FANUC 0T系统的某数控车床。
故障现象：当脚踏尾座开关使套筒良好**紧工件时，系统产生报紧。
在系统诊断状态下，调出PLC输入信号，发现脚踏向前开关输入X04.2为“1”，尾座套筒转换开关输入X17.3为“l”，润滑油供给正常使液位开关输入X17.6为“1̶1;。调出PLC输出信号，当脚踏向前开关时，输出Y49.0为“1”，同时，电磁阀YV4.1也得电，这说明系统PLC输入/输出状态均正常，分析尾座套筒液压系统。
当电磁阀YV4.1通电后，液压油经溢流阀、流量控制阀和单向阀进入尾座套筒液压缸，使其向前**紧工件。松开脚踏开关后，电磁换向阀处于中间位置，油路停止供油，由于单向阀的作用，尾座套筒向前时的油压得到保持，该油压使压力继电器常开触点接通，在系统PLC输入信号中X00.2为“l”。但检查系统PLC输入信号X00.2则为“0”，说明压力继电器有问题，其触点开关损坏。
故障原因：因压力继电器SP4.1触点开关损坏，油压信号无法接通，从而造成PLC输入信号为“0”，故系统认为尾座套筒未**紧而产生报警。
解决方法：更换新的压力继电器，调整触点压力，使其在向前脚踏开关动作后接通并保持到压力取消，故障排除。
2.4 诊断中间继电器故障实例
某数控机床出现防护门关不上，自动加工不能进行的故障，而且无故障显示。该防护门是由气缸来完成开关的，关闭防护门是由PLC输出Q2.0控制电磁阀YV2.0来实现。检查Q2.0的状态，其状态为“1”，但电磁阀YV2.0却没有得电，由于PLC输出Q2.0是通过中间继电器KA2.0来控制电磁阀YV2.0的，检查发现，中间继电器损坏引起故障，更换继电器，故障被排除。
另外一种简单实用的方法，就是将数控机床的输入/输出状态列表，通过比较通常状态和故障状态，就能迅速诊断出故障的部位。
2.5 根据梯形图逻辑诊断DI点故障实例
配备SINUMERIK 810数控系统的加工中心，出现分度工作台不分度的故障且无故障报警。根据工作原理，分度时首先将分度的齿条与齿轮啮合，这个动作是靠液压装置来完成的，由PLC输出Q1.4控制电磁阀YVl4来执行，
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