西门子模块6ES7368-3BF01-0AA0型号介绍

西门子模块6ES7368-3BF01-0AA0型号介绍

PLC网络是由几级子网复合而成，各级子网的通讯过程是由通讯协议决定的，而通讯方式是通讯协议较核心的内容。通讯方式包括存取控制方式和数据传送方式。所谓存取控制（也称访问控制）方式是指如何获得共享通讯介质使用权的题目，而数据传送方式是指一个站取得了通讯介质使用权后如何传送数据的题目。　　　　1．周期I/O通讯方式

周期I/O通讯方式常用于PLC的远程I/O链路中。远程I/O链路按主从方式工作，PLC远程I/O主单元为主站，其它远程I/O单元皆为从站。在主站中设立一个“远程I/O缓冲区”，采用信箱结构，划分为几个分箱与每个从站—一对应，每个分箱再分为两格，一格管发送，一格管接收。主站中通讯处理器采用周期扫描方式，按顺序与各从站交换数据，把与其对应的分箱中发送分格的数据送给从站，从从站中读取数据放进与其对应的分箱的接格中。这样周而复始，使主站中的“远程I/O缓冲区”得到周期性的刷新。

在主站中PLC的CPU单元负责用户程序的扫描，它按照循环扫描方式进行处理，每个周期都有一段时间集中进行I/O处理，这时它对本地I/O单元及远程I/O缓冲区进行读写操纵。PLC的CPU单元对用户程序的周期性循环扫描，与PLC通讯处理器对各远程I/O单元的周期性扫描是异步进行的。尽管PLC的CPU单元没有直接对远程I/O单元进行操纵，但是由于远程I/O缓冲区获得周期性刷新，PLC的CPU单元对远程I/O缓冲区的读写操纵，就相当于直接访问了远程I/O单元。这种通讯方式简单、方便，但要占用PLC的I/O区，因此只适用于少量数据的通讯。

2．全局I/O通讯方式

全局I/O通讯方式是一种串行共享存储区的通讯方式，它主要用于带有链接区的PLC之间的通讯。

在PLC网络的每台PLC的I/O区中各划出一块来作为链接区，每个链接区都采用邮箱结构。相同编号的发送区与接收区大小相同，占用相同的地址段，一个为发送区，其它皆为接收区。采用广播方式通讯。PLC1把1＃发送区的数据在PLC网络上广播，PLC2、PLC3收听到后把它接收下来存进各自的1＃接收区中。PLC2把2＃发送区数据在PLC网上广播，PLC1、PLC3把它接收下来存进各自的2＃接收区中。PLC3把3＃发送区数据在PLC网上广播，PLC1、PLC2把它接收下来存进各自的3＃接收区中。显然通过上述广播通讯过程，PLC1、PLC2、PLC3的各链接区中数据是相同的，这个过程称为等值化过程。通过等值化通讯使得PLC网络中的每台PLC的链接区中的数据保持一致。它既包含着自己送出往的数据，也包含着其它PLC送来的数据。由于每台PLC的链接区大小一样，占用的地址段相同，每台PLC只要访问自己的链接区，就即是访问了其它PLC的链接区，也就相当于与其它PLC交换了数据。这样链接区就变成了名符实在的共享存储区，共享区成为各PLC交换数据的中介。

链接区可以采用异步方式刷新（等值化），也可以采用同步方式刷新。异步方式刷新与PLC中用户程序无关，由各PLC的通讯处理器按顺序进行广播通讯，周而复始，使其所有链接区保持等值化；同步方式刷新是由用户程序中对链接区的发送指令启动一次刷新，这种方式只有当链接区的发送区数据变化时才刷新。

全局I/O通讯方式中，PLC直接用读写指令对链接区进行读写操纵，简单、方便、快速，但应留意在一台PLC中对某地址的写在其它PLC中对同一地址只能进行读操纵。与周期I/O方式一样，全局I/O方式也要占用PLC的I/O区，因而只适用于少量数据的通讯。

3．主从总线通讯方式

主从总线通讯方式又称为1：N通讯方式，是指在总线结构的PLC子网上有N个站，其中只有1个主站，其它皆是从站。

1：N通讯方式采用集中式存取控制技术分配总线使用权，通常采用轮询表法。所谓轮询表是一张从机号排列顺序表，该表配置在主站中，主站按照轮询表的排列顺序对从站进行询问，看它是否要使用总线，从而达到分配总线使用权的目的。

对于实时性要求比较高的站，可以在轮殉表中让其从机号多出现几次，赋予该站较高的通讯**权。在有些1：N通讯中把轮询表法与中断法结合使用，紧急任务可以打断正常的周期轮询，获得**权。

1：N通讯方式中当从站获得总线使用权后有两种数据传送方式。一种是只答应主从通讯，不答应从从通讯，从站与从站要交换数据，必须经主站中转；另一种是既答应主从通讯也答应从从通讯，从站获得总线使用权后先安排主从通讯，再安排自己与其它从站之间的通讯。

4．令牌总线通讯方式

令牌总线通讯方式又称为N：N通讯方式是指在总线结构的PLC子网上有N个站，它们地位同等没有主站与从站之分，也可以说N个站都是主站。

N：N通讯方式采用令牌总线存取控制技术。在物理总线上组成一个逻辑环，让一个令牌在逻辑环中按一定方向依次活动，获得令牌的站就取得了总线使用权。令牌总线存取控制方式限定每个站的令牌持有时间，保证在令牌循环一周时每个站都**会获得总线使用权，并提供**级服务，因此令牌总线存取控制方式具有较好的实时性。

取得令牌的站有两种数据传送方式，即无应答数据传送方式和有应答数据传送方式。采用无应答数据传送方式时，取得令牌的站可以立即向目的站发送数据，发送结束，通讯过程也就完成了；而采用有应答数据传送方式时，取得令牌的站向目的站发送完数据后并不算通讯完成，必须等目的站获得令牌并把应答帧发给发送站后，整个通讯过程才结束。后者比前者的响应时间明显增长，实时性下降。

5．浮动主站通讯方式

浮动主站通讯方式又称N：M通讯方式，适用于总线结构的PLC网络，是指在总线上有M个站，其中N（N＜M＝个为主站，其余为从站。

N：M通讯方式采用令牌总线与主从总线相结合的存取控制技术。首先把N个主站组成逻辑环，通过令牌在逻辑环中依次活动，在N个主站之间分配总线使用权，这就是浮动主站的含义。获得总线使用权的主站再按照主从方式来确定在自己的令牌持有时间内与哪些站通讯。一般在主站中配置有一张轮询表，可按轮询表上排列的其它主站号及从站号进行轮询。获得令牌的主站对于用户随机提出的通讯任务可按**级安轮询之前或之后进行。

获得总线使用权的主站可以采用多种数据传送方式与目的站通讯，其中以无应答无连接方式速度较快。

6.CSMA/CD通讯方式

CSMA/CD通讯方式是一种随机通讯方式，适用于总线结构的PLC网络，总线上各站地位同等，没有主从之分，采用CSMA/CD存取控制方式，即“先听后讲，边讲边听”。

CSMA/CD存取控制方式不能保证在一定时间周期内，PLC网络上每个站都可获得总线使用权，因此这是一种不能保证实时性的存取控制方式。但是它采用随机方式，方法简单，而且见缝插针，只要总线空闲就抢着上网，通讯资源利用，因而在PLC网络中CSMA/CD通讯法适用于上层生产治理子网。

CSMA/CD通讯方式的数据传送方式可以选用有连接、无连接、有应答、无应答及广播通讯中的每一种，可按对通讯速度及可靠性的要求进行选择。

以上是PLC网络中常用的通讯方式，此外还有少量的PLC网络采用其它通讯方式，如令牌环的通讯方式等。另外，在新近推出的PLC网络中，经常把多种通讯方式集成配置在某一级子网上，这也是今后技术发展的趋势

随着**的工业化水平进一步发展提高，各国的工业企业都在努力地设计，加强、完善、改造自动化生产能力建设。从较早的人力小作坊作业，再到半自动、全自动机械化大规模生产，发展到部分生产以机器人替代人工作业，未来哪个企业、哪个国家拥有较先进的自动化生产设备和自动化生产能力，那他就是未来世界的强者！

PLC也称为可编程序控制器，是隶属于自动化控制中电气控制中较重要的一部分，现在广泛应用于纺织、冶金、汽车生产、食品饮料、电子制造、化工、电厂、造纸、石油开采及机械设计、等领域，学好PLC编程对生活和你的知识架构有以下帮助。

一、可以提高电脑水平。

学习PLC编程，首先要学会各种PLC、触摸屏软件安装和卸载，打字当然也是的要求，软件中的菜单的应用相当于把电脑的基础知识好好的学习了一番，一些人用电脑只会用鼠标点击，久而久之，这其实还是电脑盲，而学好PLC编程，键盘鼠标都要配合使用。在电脑硬件方面，电脑配置要求，串口以及外置接口在学习中自然而然学好了。

二、自然而然也学好了英语。

PLC软件里面的指令LD(load),OR，ANB(andblock)、SET、DMOV（doublemove)以及英文帮助文件和英文手册让你不得不把这些单词和专业英语记住记牢。

三、等于使你的计算机语言和单片机编程语言知识入了门。

PLC的助记符（指令表）.ST高级编程语言和触摸屏的宏指令、D脚本其实就是计算机C语言、单片机汇编语言的雏形，很多指令代码的作用和效果都是一样的，PLC编程里面用到的二进制、八进制、十进制、十六进制和位元件、字元件，数组、字节，16位二进制有符号整数，16位二进制无符号整数，32位浮点数等等这是计算机语言国际标准完全一样。

四、学会电工知识、电子技术。

初学PLC编程的人员很大一部分都没有电工基础，不懂电子技术，但慢慢学习和应用之后，也学会了电路中的自锁、互锁，自保持，电子技术的与门，或门非门和PWM电路以及PLC输入电路中的源型漏型等等。

五、提高逻辑思维能力。

编写一个完成、系统机械设备工程的电气程序，必须要做到对设备动作和工艺心中有数，为完成设备功能，先选择相关的电气材料及相关的元器件型号，画出电路图，接线安装，进行初步调试，程序编写、完善，设备的性能目的达到之后，要进行操作说明书编写，资料整理归档等等，同时在程序编写中应用到的各个变量之间的逻辑关系是否合理，有无矛盾，这都能提供编程学习者的逻辑思维能力。

六、触类旁通，机械、气动、液压、各种产品的生产工艺久而久之也会由陌生变熟悉，甚至精通。

在和设备打交道中，少不了和这些接触，什么分割器，机械手，电缸，电磁阀、比例阀，变送器，液压传动等等以及设备的工艺流程、所保证的技术参数这些都必须要弄以明白，做到心中有数。

七、锻炼了自学能力。

经常遇到学员或者想学习PLC编程的人员说，“我要学习欧姆龙PLC编程”，“我要学习台达PLC编程”，“我要学校松下PLC编程”、“我要学习伺服"等等，我一听就知道他们对编程还不明白或者是还没有深入到课程内容中去，以大多数好编程人士为例，他们大多都是初学以三菱或者西门子、欧姆龙系列的一种plc开始，然后把一种类型的PLC原理弄明白了之后，其他类型的PLC也是基本上大同小异而异，这完全就等于学开车一样的，学会了一种汽车，其他汽车琢磨琢磨也会开。对于伺服，很多人把它理解为较有技术含量的新型工控设备，其实伺服只是比变频器稍微复杂一点，功能基本一样，就是控制精度比步进电机和变频器更高的一种执行机构。我们学习它，无非就是和变频器一样调整伺服的参数和接接线路而已，比学好PLC编程简单多了。真正要学好编程，除了要有好的有经验的老师把相关知识怎样通俗易懂，深入浅出把学生教明白，更需要学生多动手，多操练巩固学习内容，同时还需要学员加强自学能力。如何把学习的内容灵活应用到实践和工作中，这就需要自己慢慢领悟。

其中上位机主要根据控制规律进行计算、处理、逻辑判断和存储，实现转台控制的集中监控、综合管理，主要实现系统实时在线综合管理、性能检测、安全保护及监控管理以及数据采集与处理功能。在转台系统运行过程中，上位机完成转台系统性能参数的图形显示、数据处理，得出系统工作所必需的指令和参数。由于工业控制计算机抗震性和抗干扰能力强,工作可靠性高，目前被广泛用于现场数据采集处理及伺服系统的上位计算机。本系统采用研华工控机作为上位机，集中控制多套伺服系统。
下位机是转台控制系统的直接控制级，构成转台内、中、外框三个独立的伺服控制回路。下位机完成伺服控制系统的数据采集与处理、控制律的实施并实现与上位机实时通信。本系统中下位机由PMAC充当，PMAC控制卡通过标准总线与上位机相联，码盘等测速或测角机构通过PMAC上的DD接口传递位置、速度等信息，经PMAC处理，并按上位机给出的控制要求通过PMAC上的DA接口输出合适的电平信号控制转台上的电机运动，从而构成控制闭环。
另外，PMAC通过总线向上位机交换转台位置、运行安全等信息，并从上位机获得程序运行所需要的命令，如程序开始、结束和系统复位等。由于PMAC自身的特性，使诸如码盘信号换算、行程限位等功能可以很方便地实现，且PMAC的可编程特性使系统具有很强的扩展能力，整个系统构成要比普通的上下位机系统显得简单实用。而PMAC的使用也使系统更具通用性，只需作少量调整即可应用于其他设备。
4 运动控制系统软件设计
本课题中下位机选用PMAC运动控制卡。该运动控制卡是现在使用的比较普遍、可靠性很高的多轴运动控制器，它的核心硬件是DSP与FPGA，提供运动控制、逻辑控制、数据、信息处理、同主机交互等强大的资源，其较大的特点是软硬件的开放性。PMAC可以通过执行软件（PEWIN）实现各种控制的基本操作及系统调试，从而实现执行运动程序、执行PLC程序、伺服环更新、资源管理等主要功能。
对于转台的控制系统，系统功能实现实际由工控机和PMAC卡共同分担完成，运动控制软件包括2个部分：工控机主要完成人机界面、系统任务管理、视频显示、方位角度计算与发送等功能；MAC卡主要实现所要求的运动控制、I/O管理、PLC等功能。
４．1上位机控制软件的开发
对于转台控制系统上位机的工控机,基于bbbbbbsＸＰ操作系统，利用VisualC++6.0开发系统开发了转台运动控制系统软件，具有视频显示、转台控制方式选择、转台运动状态显示、GPS信号显示、异常报警等功能，利用下位机封装好的各类运动控制函数和参数设置功能函数，在上位机软件开发时实现“下位机透明”式的开发，使上位机界面开发以及和其他功能集成时无须关注运动控制层的细节，从而更着重于其他方面功能的实现。
４.2下位机控制软件的开发
下位机控制系统中PMAC卡上集成了丰富的运动控制指令和算法，为转台的运动控制提供了方便，对于转台控制下位机软件的开发，充分利用PMAC卡的开放性，主要包括位置伺服模块、PLC监控模块等，位置伺服模块可通过设置PMAC卡内部PID参数实现，PLC监控模块用于实时提取转台运行状态信号，包括当前的运行方位、运行速度及是否都达到位置限位等,主要包括PMAC的设置和PMAC运动程序的编写。
４.3 工控机与PMAC卡的通信软件
外部信号通过计算机串口送入工控机，转换成方位角度后送入PMAC卡，转台的运动方位信息实时通过工控机进行显示，同时，各种控制指令也是通过工控机传给PMAC卡，从而实现各种控制目的，本系统利用PMAC卡提供的PCOMM32通信套件，采用动态链接库方式，便于上下位机软件的模块化和封装并使得上位机编程环境的选择更加自由。
本课题以PMAC卡为核心对三轴转台的硬件及软件进行了设计，通过PMAC构建转台控制系统，具有实时能力强、系统稳定、易操作等优点。将PMAC作为转台的控制器在理论和实际上都是可行的，使系统设计和应用程序的设计大大简化，设计者只需要较少的代码就可以达到目的。另外，当整个系统投入使用并进入维护阶段，采用PMAC这样的标准部件也减少了软／硬件维护的困难,作为三轴转台的改造设计是一个非常好的方法。