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PLC信號傳輸電路組成和回路分析法

??1.信號傳輸電路組成

??在數字電路中，信號傳輸電路由信號傳輸電源、信號發生電路和信號接收電路組成，如圖1.4-9所示。

??信號發生電路是指能產生開關量信號或脈沖序列信號的電路，如電子開關。信號發生電路本身也需要電源供給。信號接收電路是指能對傳輸的開關量信號和脈沖序列信號產生相對應信號的電路，一般為電子開關電路，其本身也需要電源供給。

??圖 1.4-9 中電源是指信號傳輸回路的電源供給，在實際電路中，上述三種電路電源可以是各自獨立的，也可以共用一個電源，視具體電路結構與連接而定。

圖1.4-9 脈沖信號傳輸電路組成

??目前，PLC的輸入端口均采用光電耦合電路作為信號接收電路。輸入到PLC內部的開關量輸入信號和脈沖序列信號是由光敏三極管以后的電路完成的，這個電路有獨立的電源和控制電路，與發光二極管電路是隔離的，可以不去討論它。實際的接收電路是發光二極管電路。

西門子PLC支持很多種通信協議，主要分為兩種，一種是串口通信，一種是以太網通信，同時也可以通過OPC實現數據通信。

串口通信

西門子PLC支持串口通信，在S7-200和S7-200Smart中，都直接集成了串口，但是從S7-1200到S7-1500，慢慢都取消掉了，如果需要，可以通過擴展模塊的方式來增加，出現這種現象的原因，其實也是工業發展的必然結果。串口通信的優勢在于簡單、成本低，但是劣勢也非常明顯，就是傳輸效率低。西門子早期的串口通信主要是Profibus DP通信，但是上位機是無法直接與西門子PLC走Profibus DP通信的，因此，西門子PLC常用的串口通信方案如下所示：

PPI通信：PPI通信只針對S7-200和S7-200 Smart系列PLC，其他型號不支持。

ModbusRTU主站：西門子PLC對Modbus協議支持還是比較不錯的，這里是指PLC做Slave（即從站），上位機做Master（即主站）。

ModbusRTU從站：這里是指PLC做Master（即主站），上位機做Slave（即從站）。

以太網通信

西門子PLC通信還是以太網通信為主，我們常說的西門子通信協議分別是S7協議和Profinet協議，但是Profinet是一種總線協議，目前，C#是無法直接與西門子PLC走Profinet通信的。因此，西門子PLC常用的以太網通信方案如下所示：??對信號傳輸電路的分析包含兩個方面的內容，一是信號發生電路和信號接收電路的邏輯電平的電壓值要一致，如不一致則需通過電路進行轉換(下面的討論不涉及這個內容);二是信號傳輸電路要能夠形成正確的信號電流回路，而回路分析法是判斷信號傳輸電路連接否正確的*基本的分析方法。

??回路分析是電子電路*基本的分析方法，任何復雜的電路結構都可以化簡成一個個基本回路來分析。因此，掌握基本回路的分析方法在學習電路連接時特別重要?；净芈肥怯蓽珀P、負載和電源組成的一個閉合的回路。具體到開關量控制電路中，開關為信號發生電路，負載為信號接收電路，電源提供信號回路的電流。攀枝花S7-1200PLC西門子代理商原裝現貨  攀枝花西門子S7-1200PLC代理,攀枝花西門子PLC代理,西門子S7-1200PLC代理,西門子PLC代理

??信號回路分析有以下兩方面的內容：

??(1)信號發生電路(開關)、信號接收電路(負載)和電源要能組成一個閉合的回路。具體到實際電路中，就是電源取自哪里，從電源的正極出發能不能經過開關，負載是否形成一條閉合的回路。

??(2)信號能正確傳輸。具體到實際電路中，就是基本回路中，各個元件的連接必須能形成回路電流(僅作定性分析，不作定量考慮)。

??圖1.4-10為一無源開關輸入信號回路，端子1，2的右面是信號接收電路(相當于PLC的數字量輸入端口電路)，開關則為信號源。由電源正極出發經過開關、端子1、發光二極管、電阻和端子2回到電源負極，組成了一個閉合回路。當開關接通時，發光二極管正向偏置，有電流流過，發光二極管就會導通發光。當開關斷開時，發光二極管截止不發光，從而使光電耦合器產生導通和截止，相當于把“0”和“1”送入PLC輸入端。因此，這個電路連接是正確的。但如果電源極性接反或發光二極管極性接反，這時，雖然也能形成一個閉合回路，但不論開關接通或斷開，發光二極管都處于截止狀態，不能把開關信號送入PLC，說明電路連接不正確。

?S7-400 CPU 以數秒的間隔監視中央機架和擴展機架上的模塊。電源上電時，CPU 檢測由STEP7生成的組態表中列出的模塊是否都插入了。如果是，這個實際的組態被保存并作為對模塊進行循環監控的依據。在每一掃描循環比較剛檢測到的實際組態與原來檢測到的組態。如果發現兩個組態有差異，則發出插入/拔出模塊中斷信號，并且將有關信息存入診斷緩沖區和系統狀態表。

??如果在RUN模式下拔出組態的模塊，將啟動OB83。因為CPU以大約1s的間隔監視模塊，在模塊被直接訪問或過程映像刷新時，可能首先檢測到訪問錯誤。

??如果一個模塊在RUN模式下插入，CPU會檢測新模塊的類型與原來的模塊是否相同。如果相同，OB83被啟動，將默認參數或用STEP7指定的參數傳送到該模塊中。

??7.CPU硬件故障組織塊(OB84)

??當檢測到并更正了內存錯誤、兩個S7-400HCPU之間的冗余鏈接的性能下降和WinAC RTX的操作系統出錯，CPU的操作系統調用OB84。如果沒有生成OB84，CPU不會切換到STOP模式。

圖1.4-10 無源開關信號傳輸電路分析

??圖1.4-11為一有源開關信號傳輸回路，端子1，2仍然為信號接收端，而端子3，4 則為有源 NPN 型電子開關信號源。由圖中可以看出，信號回路由電源正極經 NPN 型三極管、電阻和發光二極管回到電源負極，形成了一個閉合回路。同樣，當NPN型三極管C，E兩端導通時，發光二極管在正向偏置的情況下，就會導通發光當三極管截止時，發光二極管截止不發光，而使光電耦合器隨三極管開關發出“0”和“1”送入PLC輸入端。

??和無源開關相比，它的另一個特點是開關本身需要電源。因此，在有源開路的信號回路中，就出現了兩個電源。一個電源為有源電子開關電源 E2，另一個電源為信號回路電源E1。有源電子開關的控制電源可以取自外置電源(如圖 1.4-11)，也可以與信號傳輸回路共用一個電源。同理，在連接中，電子開關的電源也必須與其控制電路形成一個閉合回路。如果不能形成閉合回路，電子開關不起作用，同樣為不正確連接。

圖1.4-11 有源開關信號傳輸電路分析

??要進行上述分析，就涉及PLC輸入/輸出和外部設備、元器件相關電子電路信息問題。例如PLC內部電路結構、信號傳輸方式、輸入端口和輸出端口的電流方向，內部有沒有電源，能否供外接使用和外部設備、元器件電子電路結構等。沒有這些詳細資料，就不能進行正確的連接。因此，向供貨商索取這些資料或用其他方法獲取這些資料是工控人員必須做的工作程序。

??1. MAC地址洪陽設備

??在0SI(開放系統互連)7層網絡協議參考模型中，第2層(數據鏈路層)由MAC(Media Access Control，媒體訪問控制)子層和LLC(邏輯鏈路控制)子層組成。

??MAC地址也叫物理地址、硬件地址或鏈路地址。MAC地址是識別LAN(局域網)節點的標識，即以太網接口設備的物理地址。它通常由設備生產廠家寫入EEPROM或閃存芯片，在傳輸數據時，用MAC地址標識發送和接收數據的主機的地址。在網絡底層的物理傳輸過程中，通過MAC地址來識別主機。MAC地址是48位二進制數，通常分為6段(6B)，一般用十六進制數表示，例如00-05-BA-CE-07-0C。其中的前6位十六進制數是網絡硬件制造商的編號，它由IEEE(電氣與電子工程師協會)分配，后6位十六進制數代表該制造商制造的某個網絡產品(例如網卡)的系列號。形象地說，MAC地址就像我們的身份證號碼，具有全球唯一性。

??在Windows XP中，執行菜單命令“開始”→“運行”，在出現的“運行”對話框中輸入“CMD”后按(Enter)鍵，在出現的DOS窗口中輸入命令行“ipconfig/all”后按《Enter)鍵，將顯示出計算機網卡的物理地址(即MAC地址)、IP地址和子網掩碼等。