临沧西门子模块总代理商PLC

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S7-400PLC分布式扩展

 分布式PLC控制扩展系统用于系统规模较大、控制对象分散、PLC的中央控制器与控制对象的I/O距离较远、需要PLC对远程I/O进行控制的场合。这种情况下，PLC的中央控制器与相应的操作、显示面板、I/O模块等统一安装在控制柜(或控制室)内；分散的I/O点按照相对集中的原则，连接到各个远程扩展单元上，从而组成分布式(或远程I/O控制)PLC扩展系统。

  (1) 分布式PLC的扩展形式。分布式PLC控制扩展系统可以用于模块间安装距离大于3m的场合，可采用如下3种扩展形式。

  1) 简易I/O扩展。与集中式扩展一样，这是一种仅用于PLC基本I/O扩展的连接形式，扩展单元与中央单元间只连接并行I/O连接总线(P总线)，扩展单元上可以安装的模块功能受到局限。

  采用简易I/O扩展的PLC，中央单元上每安装一个接口模块，可多连接8个扩展单元：中央单元大可以安装6个接口模块，但是，系统大扩展单元连接数不能超过21个；大连接距离605m。为了降低系统的成本，扩展时应选择下述的ER型简易扩展机架与相应的扩展接口模块。

  2) 标准扩展。与集中式扩展一样，这是一种用于PLC扩展的标准连接形式，扩展单元与中央单元间有完整的并行I/O连接总线(P总线)与通信总线(C总线)，总线连接的功能不受任何限制，因此，扩展机架可以安装任何S7-400系列的I/O模块与功能模块。

  采出标准扩展的PLC，中央单元上每安装一个接口模块，可多连接8个扩展单元；中央单元大可以安装6个接口模块，但是，系统大扩展单元连接数不能超过21个；大连接距离为102.25m。扩展时应选择下述的UR型扩展机架与相应的扩展接口模块。

  3) S5系列扩展。这是一种用于S7-400PLC与早期的SS系列PLC扩展单元连接的扩展形式，S5扩展单元与S7中央单元间有完整的并行I/O连接总线(P总线)与通信总线(C总线)转换接口模块，扩展机架可以选择S5系列机架并安装S5系列的I/O模块与功能模块。

  采用S5系列扩展的PLC，中央单元上每安装一个接口模块，可多连接8个扩展单元，中央单元大可以安装4个接口模块，系统大S5扩展单元的连接数为32个，大连接距离为600m。扩展时应选择下述的UR型扩展机架与相应的扩展接口模块。

  (2) 分布式扩展连接要点。分布式扩展的连接形式与图2-103相似，其主要区别在于所使用的接口模块型号、中央控制单元上接口的安装数量、连接电缆的型号、连接功能(连接总线)、扩展单元的型号与连接距离等方面(参见表2-53)。

  分布式扩展连接时应注意以下几点：

  1) 当中央控制单元与扩展单元间进行分布式简易扩展连接时(用IM460-4/IM461-4接口模块)、接口模块间只连接PLC的并行I/O连接总线(P总线)，而不连接通信总线(C总线)，因此，扩展单元安装模块的功能受到限制。

  2) 当连接S5系列扩展单元时，中央控制单元大可以安装的接口模块(IM463-2模块)数为4个，其余情况均为6个。

  3) 扩展单元均可以采用“串联”式扩展(包括简易扩展连接)，大“串联”扩展级数都为4级，后一个接口模块的输出接口上应安装“终端连接器”。

  4) 整个PLC大可以连接的S7系列扩展单元的数量为21个，但连接S5系列扩展单元可以为32个。

  5)分布式扩展的接口模块均不提供DC5V电源，扩展单元单安装PS电源模块。

  扩展配置要求与连接原则

  (1) 扩展配置要求。S7-400PLC不同的扩展类型，需要配置不同的接口模块、连接电缆与扩展机架，并采用相应的连接形式。扩展配置的具体要求见表2-53。

  (2) 扩展连接原则。当扩展单元与中央控制单元连接时遵循如下总的原则：

  1) 1个中央控制单元大只能连接21个S7-400系列扩展单元。

  2) 在接收接口模块IM461上设定扩展单元地址，地址号为1~21，且不可以重复。

  表2-53 S7-400PLC的扩展配置

  ① 指中央控制器上每安装1个接口模块(如TM46)→O)可以连接的扩展单元总数量；当采样多个接口模块时，PLC允许的大扩展

  单元的总数不能超过21个。

  ② 也可以使用UR1、UR2通用机架，但C总线不能使用。

  ③ 也可以使用ER1、ER2扩展机架，但功能受限制。

  ④ 指由中央单元连接到扩展单元后，再由扩展单元连接到下一扩展单元的“串联”连接的总级数。

  3)当扩展单元不需要中央控制单元提供DCSV电源时，一个中央控制单元多可以安装6个扩展接口模块：接口模块的每一接口可以串联式连接4个扩展单元。

  4)当扩展单元需要中央控制单元提供DC5V电源时，一个中央控制单元多可以安装2个扩接口模块；接口模块的每一接口只能连接1个扩展单元。

  5)可以与中央控制单元进行通信总线(C总线)连接的大扩展单元数为6个(扩展地址1~6)。

  6)连接电缆长度不能超过规定的值。

PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。

PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。

PLC在输入采样阶段：以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。

PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。

输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。