西门子触摸屏6AV2124-0MC01-0AX0性能参数

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初研制生产的PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置，但这两者的运行方式是不相同的：
（1）继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点（包括其常开或常闭触点）在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。
（2）PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，等扫描到该触点时才会动作。
为了二者之间由于运行方式不同而造成的差异，考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在100ms以上，而PLC扫描用户程序的时间一般均小于100ms，因此，PLC采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式---扫描技术。这样在对于I/O响应要求不高的场合，PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。
1、扫描技术 当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
（1）输入采样阶段
在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
（2）用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
（1）输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。
2、PLC的I/O响应时间
为了增强PLC的抗干扰能力，提高其可*性，PLC的每个开关量输入端都采用光电隔离等技术。为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制，PLC采用了不同于一般微型计算机的运行方式（扫描技术）。以上两个主要原因，使得PLC得I/O响应比一般微型计算机构成的工业控制系统满的多，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般均大于一个扫描周期甚至长。所谓I/O响应时间指从PLC的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间。

ABB的AC500系列PLC近2年才来到中国广泛应用，其支持的总线比较多，比如常用的Modbus、Profibus、CANopen、DeviceNet、Ethernet、ARCNET以及ABB自己开发的AC31总线。由于支持比较多，而且是同时支持。所以扩展对于AC500而已不是问题，大的问题是你需要的计算速度和存储器的大小来选择CPU。呵呵，扯远了点，我这次主要是讲讲其支持的总线基本介绍：

Modbus® RTU（Modicon 在1979 年开发）Modbus RTU是开放式主/ 从协议，适用于串口设备上。众多自动化系统把Modbus RTU接口作为标准或可选设备，因此可很容集成于AC500 上的COM1 和COM2 串口（RS232 或RS485）与之通讯。Modbus 不但用在工业场合，而且用在建筑安装和能源优化系统，用于远距离和连接操作面板等。通讯通过轮询，也就是主站发送请求给从站并接收响应。COM1 和COM2 串口均可作为Modbus 接口同时工作。接口的Modbus 工作模式可通过编程软件设定。

拓扑结构
RS232 点对点，RS485 多点。RS232 模式仅一个主站和从站，RS485 模式允许一个主站及多31 个从站。RS232 模式电缆大长度15 米，RS485 模式下是1.2 公里。
数据交换
交换速率大为187.5 kB/s，每个报文有16 位的循环冗余码校验；报文允许输入输出数据的读和写，单地或成组地 : 数据为RTU 数据包的格式。
传输介质
支持多种传输介质，其中比较常用的是符合RS485 总线规范的、带终端电阻的屏蔽双绞线。诊断（AC500大的好处就是有个液晶屏，能查看故障，而不需要通过编程软件在线）便于快速解决问题的详细诊断信息，可在CPU的液晶屏上显示或用编程软件通过在线方式查询，此外，通讯模块上的四个LED 灯可指示设备的状态。

 

PROFIBUS DP（Process Field Bus - Decentral Periphery）
PROFIBUS DP 是一种开放、高速、应用广泛的现场总线。在现场可提供多主站和主－从
通讯方式。它可用于AC500 和AC31 控制系统，也可通过PROFIBUS DP 接口用于其它
FBP 设备（分布式I/O 和智能化开关设备等）。
通讯
主站控制总线。当主站拥有总线访问权限（令牌）时，可不需外部请求传输数
据。被动设备，即从站等，没有任何总线访问权限；它们仅告知收到讯息或对主站请求做
出回应。波特率支持从9.6 k 到12 M。总线大设备数为126。
数据交换
主站与从站间主要采用循环方式。PROFIBUS-DP的基本功能中已详细说明了的通讯
功能，并遵从EN50170 标准。每个主站可访问读写自己的从站，但仅能读访问其它
主站的从站。主站间不能直接数据交换。主站与从站间也可进行参数整定和诊断等非周期
（DP-V1）。这些可以在主站循环传送数据时同步进行。
PROFIBUS DP 功能一览
● 每个网段多32 个站（主/ 从站），使用中继器可达到126 个站
● 数据交换速率从大12 MBit/s ，传输距离为100 m，到93.75 kBit/s 传输距离为1200 m
● 多主站或主/ 从站的通讯方式，多个主站通过令牌访问
● 通过9 针的SUB-D 插头连接到主站CPU 或相应的通讯模块上，通过FBP 通讯适配
器连接从站（CPU，I/O 和智能开关设备）
● 通讯介质为屏蔽双绞线或光纤，采用EIA RS485 标准
诊断
便于快速解决问题的详细诊断信息，可在CPU的液晶屏上显示或用编程软件通过在线方
式查询，此外，通讯模块上的四个LED 灯可指示设备的状态。

 

Ethernet（以太网）
以太网传输速率为10 Mbit/s，快速以太网为100 Mbit/s。以太网采用生产者/ 消费者模
式，这意味着每个站拥有同等权利。一个站发送数据时，其它站并接收指向自己的数
据。总线由CSMA / CD 访问方式（载波多路访问/ 冲突检测）控制，总线空闲时
每个站均可自由传输数据。发生冲突时，如果两个站同时发送数据，则两者均中断其传
送，并等待一段随机时间后尝试再次发送数据。以太网定义了OSI 模型的层（物理
层）和二层（数据链路层）。AC500 支持使用TCP / IP 和/ 或UDP / IP 发射和接收数
据，并且对高应用层也可用。也可同时运行TCP / IP、UDP / IP 和应用层。支持的协
议有 : IP、TCP、UDP、ARP、RP、BOOTP、DHCP，如MODBUS / TCP 应用层。
拓扑结构
星形或环网（使用以太网集线器或交换机）。

传输速率使用10 Base T 为10 Mbit/s 或使用快速以太网100 Mbit/s。
传输介质
RJ45 接头的双绞线电缆。100 Mbit/s 传输速率下，大电缆长度100 米。
诊断
便于快速解决问题的详细诊断信息，可在CPU的液晶屏上显示或用编程软件通过在线方
式查询，此外，通讯模块上的四个LED 灯可指示设备的状态。

CS31（Communication Serial Field Bus）
CS31 是一种专有的主/ 从式现场总线，1989 年由ABB 开发。它操作简便，易于配置，
安装价格低廉。AC500 的COM1 串口可设置为CS31 总线的主站。
通讯
使用轮询技术，即主站发送请求给从站，然后接收响应。COM1串口的CS31总线工作模
式在编程软件中设定。
拓扑结构
多点连线，RS485，无分支线路。系统由一个主站和多31个从站组成。电缆大长度500 m，
使用中继大长度2 km。从站主要是集成CS31 总线接口的分布式IO 模块。

传输速率187.5 kb/s。每个报文附加8 位CRC。报文允许输入输出数据的读和写。
传输介质
通常为带终端电阻的双绞线。其它传输介质：通过转换器的光纤（玻璃光纤大长度3 km，
塑料光纤大长度100 m），直接连线，滑环（大长度50 m）和数据光电池。
诊断
便于快速解决问题的详细诊断信息，可在CPU的液晶屏上显示或用编程软件通过在线方
式查询。

CANopen（Controller Area Network）和DeviceNet
CAN 协议初为欧洲汽车工业而开发出来的，用以通过网络线取代昂贵的电缆。今天它
也用于自动化领域，在控制系统、分布式IO 模块、传动设备和阀门等设备间传输处理数
据。CAN 有高度传输特性，因为很多监控机制都应用到CAN 芯片中。DeviceNet 和
CANopen 都采用了CAN（Controller Area Network）的物理结构和机制，不
同之处在于传输协议。DeviceNet 和CANopen 可对应地用于AC500 和AC31 控制系统，
通过CANopen-FBP 插头也可用于其它设备中（分布式IO 和智能化开关设备）。

定义了两种类型的讯息: I/O －用于过程数据，直接连接－用于诊断信息
用户总线控制
低地址连接ID 有总线权。发起者发送数据，接受者（即数据接受者）在配置期间同
时被。
CANopen
总线采用主/ 从原则，一个主站多127 个从站。采用符合ISO11898 规约的屏蔽双绞
线。电缆长度和传输速率: 1 Mbit/s 时大40 m，20 kbit/s 时大1000 m
DeviceNet
总线采用多主站或主/ 从原则。多64 个用户。使用两种类型屏蔽双绞线，主线路采用
干线电缆，分支线路采用引入电缆。
诊断
便于快速解决问题的详细诊断信息，在CPU的液晶屏上可显示或用编程软件通过在线方
式查询，此外，通讯模块上的四个LED 灯可指示设备的状态。

传统PLC的生产被几家厂商所，造成PLC的性价比增长很缓慢。这些问题都成了制约传统PLC发展的因素。近年来，随着计算机技术的迅猛发展以及PLC方面标准的，一项传统PLC局限性的新兴技术发展起来了，这就是软PLC技术。

1、软件PLC技术的形成背景

20世纪90年代后期，人们逐渐认识到，传统PLC（本文简称硬PLC）自身存在着这样那样的缺点：难以构建开放的硬件体系结构；工作人员经过较长时间的培训才能掌握某一种产品的编程方法；传统PLC的生产被几家厂商所，造成PLC的性价比增长很缓慢。

这些问题都成了制约传统PLC发展的因素。近年来，随着计算机技术的迅猛发展以及PLC方面标准的，一项传统PLC局限性的新兴技术发展起来了，这就是软PLC技术。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向现场总线网络的体系结构，采用开放的通信接口，如以太网、高速串口等；采用各种相关的工业标准和一系列的事实上的标准；全部用软件来实现传统PLC的功能。

2、软PLC技术优势

软PLC的硬件体系结构不再封闭，用户可以自己选择合适的硬件组成满足要求的软PLC。

传统PLC的指令集是固定的，而实际工业应用中可能需要定义算法。软PLC指令集可以加丰富，用户可以使用符合标准的操作指令。

PC机厂家的激烈竞争使得基于PC机的软PLC的性价比得以提高。

传统PLC限制在几家厂商生产，具有私有性，因此很难适应现有标准计算机网络，常常是PLC与计算机处在不同类型的网络中。软PLC不仅能加入到已存在的私有PLC网络中，而且可以加入到标准计算机网络中。这使得现有计算机网络的很多研究成果很容易地应用到PLC控制技术中。

软PLC的技术是基于IEC61131-3标准的，因此在掌握标准语言后开发就比较容易。

3、制约软PLC发展的因素

尽管软PLC技术具有很大的发展潜力，但是这项技术的实现需要解决一些重要的问题。其中主要是以PC为基础的控制引擎的实时性问题。软PLC的操作系统是bbbbbbsNT，但是它并不是一个硬实时的操作系统。传统PLC具有硬实时性，正因为如此它才能提供快速、确定而且可重复的响应。而要让bbbbbbsNT具有硬实时性，对它进行扩展，使得PC的控制任务具有的级，不因为NT的系统功能和用户程序的调用而被抢占。

现在，我们可以通过一些方法将实时性能加入到NT系统中去。比如，修改NT的硬件抽象层，或者NT与一种经过实用验证的硬实时操作系统组合。另外，bbbbbbsCE等操作系统具有了NT在硬实时性方面所不具备的特性。在实际开发中也可使用其他的操作系统作为平台。 

晶体管输出和继电器输出是PLC的两种重要的输出方式，那么这两种输出方式有什么区别呢？

晶体管

1、晶体管输出：

高速输出：如伺服/步进使用于动作频率高的输出：如温度PID控制，主要用在步进电机控制，也有伺服控制，还有电磁阀控制（阀动作频率高）。

2、使用寿命：

继电器是机械元件所以有动作寿命，晶体管是电子元件，只有老化，没有使用次数限制。

3、电流：

晶体管电流0.2A-0.3A

继电器2A。

4、电压：

晶体管大24V，继电器可以接220V

晶体管直流，继电器交流+直流

5、负载：

用晶体管时，有时候要加其他东西来带动大负载（如继电器，固态继电器等）。

继电器

1.继电器输出：优点是不同公共点之间可带不同的交、直流负载，且电压也可不同，带负载电流可达2A/点;但继电器输出方式不适用于高频动作的负载，这是由继电器的寿命决定的。其寿命随带负载电流的增加而减少，一般在几十万次至Jl百万次之间，有的公司产品可达1000万次以上，响应时间为10ms

2.可控硅输出：带负载能力为0.2A/点，只能带交流负载，可适应动作，响应时间为1ms.

3.晶体管输出：大优点是适应于高频动作，响应时间短，一般为0.2ms左右，但它只能带DC5—30V的负载，大输出负载电流为0./点，但每4点不得大于0.8A。

a.继电器：机械式开关装置，噪音大，反映时间长，寿命短，适用于大功率、低频率信号（220V、380V交直流信号）的切换;

b.晶体管：电子开关装置，噪音小，反映时间短，寿命长，适用于小功率开关信号传输，可用于脉冲信号之输出;

c.可控硅：电子开关装置，噪音小，反映速度快，寿命长，可承受大功率信号的传输任务

(一)I／O点数的选择
在满足控制要求的前提下力争使用的I／O点少，但留有一定的裕量。
通常I／O点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10％~15％的裕量来确定。
(二) 存储容量的选择
PLC的I／O点数的多少，在很大程序上反映了PLC系统的功能要求，因此可在I／O点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加20％~30％的裕量。
存储容量（字节）＝开关量I／O点数×10 ＋ 模拟量I／O通道数×100
另外，在存储容量选择的同时，注意对存储器的类型的选择。
PLCI/O模块的选择步骤与原则
一般I／O模块的价格占PLC价格的一半以上。PLC的I／O模块有开关量I／O模块、模拟量I／O模块及各种特殊功能模块等。不同的I／O模块，其电路及功能也不同，直接影响PLC的应用范围和价格，应当根据实际需要加以选择。
（一）开关量I／O模块的选择
1. 开关量输入模块的选择
开关量输入模块是用来接收现场输入设备的开关信号，将信号转换为PLC内部接受的低电压信号，并实现PLC内、外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面：
1）输入信号的类型及电压等级
开关量输入模块有直流输入、交流输入和交流／直流输入三种类型。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。直流输入模块的延迟时间较短，还可以直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接；交流输入模块性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。 
开关量输入模块的输入信号的电压等级有：直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。话?Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于传输距离较近场合，如5Ｖ输入模块远不得过１０米。距离较远的应选用输入电压等级较高的模块。
2）输入接线方式
开关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式，
汇点式的开关量输入模块所有输入点共用一个公共端（COM）；而分组式的开关量输入模块是将输入点分成若干组，每一组（几个输入点）有一个公共端，各组之间是分隔的。分组式的开关量输入模块价格较汇点式的高，如果输入信号之间不需要分隔，一般选用汇点式的。
3）注意同时接通的输入点数量
对于选用高密度的输入模块(如32点、48点等)，应考虑该模块同时接通的点数一般不要过输入点数的60％。
4）输入门槛电平
为了提高系统的性，考虑输入门槛电平的大小。门槛电平越高，抗干扰能力越强，传输距离也越远，具体可参阅PLC说明书。
2. 开关量输出模块的选择
开关量输出模块是将PLC内部低电压信号转换成驱动外部输出设备的开关信号，并实现PLC内外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面：
1）输出方式
开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式。
继电器输出的价格，既可以用于驱动交流负载，又可用于直流负载，而且适用的电压大小范围较宽、导通压降小，同时承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但其属于有触点元件，动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不得过1HZ）、寿命较短、性较差，只能适用于不频繁通断的场合。
对于频繁通断的负载，应该选用晶闸管输出或晶体管输出，它们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只能用于直流负载。
2）输出接线方式
开关量输出模块主要有分组式和分隔式两种接线方式，
分组式输出是几个输出点为一组，一组有一个公共端，各组之间是分隔的，可分别用于驱动不同电源的外部输出设备；分隔式输出是每一个输出点就有一个公共端，各输出点之间相互隔离。选择时主要根据PLC输出设备的电源类型和电压等级的多少而定。一般整体式PLC既有分组式输出，也有分隔式输出。
3）驱动能力
开关量输出模块的输出电流(驱动能力)大于PLC外接输出设备的额定电流。用户应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出设备的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加中间放大环节。
  4）注意同时接通的输出点数量
选择开关量输出模块时，还应考虑能同时接通的输出点数量。同时接通输出设备的累计电流值小于公共端所允许通过的电流值，如一个220V／2A的８点输出模块，每个输出点可承受2A的电流，但输出公共端允许通过的电流并不是16A(8×2A)，通常要比此值小得多。一般来讲，同时接通的点数不要出同一公共端输出点数的60％。
5)输出的大电流与负载类型、环境温度等因素有关
开关量输出模块的技术指标，它与不同的负载类型密切相关，特别是输出的大电流。另外，晶闸管的大输出电流随环境温度升高会降低，在实际使用中也应注意。
二）模拟量I／O模块的选择
 模拟量I／O模块的主要功能是数据转换，并与PLC内部总线相连，同时为了也有电气隔离功能。模拟量输入（A／D）模块是将现场由传感器检测而产生的连续的模拟量信号转换成PLC内部可接受的数字量；模拟量输出(D／A)模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出。
典型模拟量I／O模块的量程为-10V~+10V、0~+10V、4~20mA等，可根据实际需要选用，同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。
一些PLC制造厂家还提供特殊模拟量输入模块，可用来直接接收低电平信号（如RTD、热电偶等信号）。 
(三)特殊功能模块的选择
 目前，PLC制造厂家相继推出了一些具有特殊功能的I／O模块，有的还推出了自带CPU的智能型I／O模块，如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等。

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