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西门子PLCS7-300系列PLC安装及注意事项

西门子S7-300安装注意事项一)辅助电源功率较小，只能带动小功率的设备(光电传感器等);

西门子S7-300安装注意事项二)一般PLC均有一定数量的占有点数(即空地址接线端子)，不要将线接上;

西门子S7-300安装注意事项三)PLC存在I/O响应延迟问题，尤其在快速响应设备中应加以注意。

西门子S7-300安装注意事项四)输出有继电器型，晶体管型(高速输出时宜选用)，输出可直接带轻负载(LED指示灯等

西门子PLCS7-300系列PLC安装及注意事项

西门子S7-300安装注意事项一)辅助电源功率较小，只能带动小功率的设备(光电传感器等);

西门子S7-300安装注意事项二)一般PLC均有一定数量的占有点数(即空地址接线端子)，不要将线接上;

西门子S7-300安装注意事项三)PLC存在I/O响应延迟问题，尤其在快速响应设备中应加以注意。

西门子S7-300安装注意事项四)输出有继电器型，晶体管型(高速输出时宜选用)，输出可直接带轻负载(LED指示灯等

西门子PLCS7-300系列PLC安装及注意事项

西门子S7-300安装注意事项一)辅助电源功率较小，只能带动小功率的设备(光电传感器等);

西门子S7-300安装注意事项二)一般PLC均有一定数量的占有点数(即空地址接线端子)，不要将线接上;

西门子S7-300安装注意事项三)PLC存在I/O响应延迟问题，尤其在快速响应设备中应加以注意。

西门子S7-300安装注意事项四)输出有继电器型，晶体管型(高速输出时宜选用)，输出可直接带轻负载(LED指示灯等

西门子PLCS7-300系列PLC安装及注意事项

西门子S7-300安装注意事项一)辅助电源功率较小，只能带动小功率的设备(光电传感器等);

西门子S7-300安装注意事项二)一般PLC均有一定数量的占有点数(即空地址接线端子)，不要将线接上;

西门子S7-300安装注意事项三)PLC存在I/O响应延迟问题，尤其在快速响应设备中应加以注意。

西门子S7-300安装注意事项四)输出有继电器型，晶体管型(高速输出时宜选用)，输出可直接带轻负载(LED指示灯等

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引言

新的基于现场总线技术的控制策略和网络结构将对现有的仪表及控制系统产生革命性的影响。从现场总线技术的本质特征上分析了其对传统分散控制系统DCS的冲击，并结合dcs的网络结构特点，给出了现场总线集成于dcs的3种实现方法。

工业控制从早期的就地控制、集中控制，已经发展到现在的集散控制(dcs)，在过去的20年中，过程工业对dcs系统及相关的仪表装置进行了大量的投入，dcs系统的应用结果得到了用户的肯定。4-20mA信号是dcs系统及现场设备相互连接的较本质特点，这是控制系统和仪表装置发展的一大进步。

然而现在，数字化和网络化成为当今控制网络发展的主要方向。人们意识到传统的模拟信号只能提供原始的测量和控制信息，而智能变送器在4-20mA信号之上附加信息的能力又受其低通信速率的制约，所以对整个过程控制系统的机制进行数字化和网络化，应是其发展的必然趋势。

现场总线在智能现场设备、自动化系统之间提供了一个全数字化的、双向的、多节点的通信链接。现场总线的出现促进了现场设备的数字化和网络化，并且使现场控制的功能更加强大。这一改进带来了过程控制系统的开放性，使系统成为具有测量、控制、执行和—过程诊断的综合能力的控制网络。

1、现场总线对传统dcs的冲击

现场总线对传统dcs的冲击来源于其本质上优越于dcs系统的技术特征。根据国际电工**IEC和现场总线基金会FF的定义，现场总线技术具有以下5个主要特点：

①数字信号完全取代4-20mA模拟信号;

②使基本过程控制、报警和计算功能等完全分布在现场完成;

③使设备增加非控制信息，如自诊断信息、组态信息以及补偿信息等;

④实现现场管理和控制的统一;

⑤真正实现系统开放性、互操作性。

现场总线技术不仅是一种通信技术，它实际上融人了智能化仪表、计算机网络和开放系统互连(OSI)等技术的精粹。所有这些特点使得以现场总线技术为基础的现场总线控制系统(FCS)相对于传统dcs系统具有巨大的优越性：

①系统结构大大简化，成本显着降低;

②现场设备自治性加强，系统性能全面提高;

③提高了信号传输的可靠性和精度;

④真正实现全分散、全数字化的控制网络;

⑤用户始终拥有系统集成权。

这些优越性可从dcs和现场总线系统的网络结构比较后得到验证。

2、现场总线集成于dcs系统是现阶段控制网络的发展趋势

尽管用户对控制系统的结构改进表示欢迎，但他们并不希望对他们现有的仪表系统做大的改动。

目前在现场总线的发展初期，大多数用户更倾向于对他们现有的仪表系统进行逐步的增添和替换;另一方面，dcs系统及其仪表的消失或完全被取代，对于费用或人力而言也都是不合理的。现阶段较可行的方案是考虑如何使现场总线与传统的dcs系统尽可能地协同工作，这种集成方案能够得到灵活的系统组态，以适用于更广泛的、富于实用价值的应用。

3、现场总线于dcs系统I/0总线上的集成

在dcs的结构体系中，自上而下大体可分为3层：管理层，监控操作层和I/O测控层。在I/O测控层的I/O总线上，挂有dcs控制器和各种I/O卡件，I/O卡件用于连接现场4-20mA设备、离散量或PIC等现场信号，dcs控制器负责现场控制。

在dcs系统的I/O总线上集成现场总线的关键是通过一个现场总线接口卡挂在dcs的I/O总线上，实现现场总线系统中的数据信息映射成原有dcs的I/O总线上相对应的数据信息，如基本测量值、报警值或工艺设定值等，使得在dcs控制器所看到的现场总线来的信息就如同来自一个传统的dcs设备卡一样。这样便实现了在I/O总线上的现场总线技术集成。

这种方案主要可用于dcs系统已经安装并稳定运行，而现场总线**引入系统的、规模较小的应用场合;此方案也可应用于PLC系统。

这种方案的优点是结构比较简单，缺点是集成规模受到现场总线接口卡的限制。

Fisher-Rosemount公司推出的dcs系统DeltaV采用的就是此种集成方案。DeltaV系统在它的I/O卡件中专门开发设计了此种功能的接口卡——现场总线H1通信模块(31.25kbit/s)，成功地将现场总线技术集成在DeltaV系统中，可实现与现场总线仪表相连，较大地节省了安装、操作以及维护费用，同样的控制器可兼容H1与传统的I/O模块，有利于从传统的控制模.式向现场总线控制模式的过渡和转变。

在DeltaV系统的现场总线H1通信模块中具有特定的Driver，用以实现现场总线系统数据信息与I/O总线上对应信息的映射。

4、现场总线于dcs系统网络层的集成

除了在I/O总线上的集成方案，还可以在更高一层——dcs网络层上集成现场总线系统。在这种方案中，现场总线接口卡不是挂在dcs的I/O总线上，而是在dcs的上层LAN上。

在这种方案中，现场总线控制执行信息、测量以及现场仪表的控制功能均可在dcs操作站进行浏览并修改。它的优点是原来必须由dcs主计算机完成的一些控制和计算功能，现在可下放到现场仪表实现，并且可以在dcs操作员界面上得到相关的参数或数据信息;它的另一个优点是不需要对dcs控制站进行改动，对原有系统影响较小。

这种集成方案在工程实际中也有应用。如Smar公司的302系列现场总线产品可以实现在dcs系统网络层集成其现场总线功能。

5、现场总线通过网关与dcs系统并行集成

若在一个工厂中并行运行着dcs系统和现场总线系统，则还可以通过一个网关来网接两者，安装网关以完成dcs系统与现场总线高速网络之间的信息传递。

在这一结构中，dcs系统的信息能够在新的操作员界面上得到并显示。通过使用抛网桥可以安装大量的H1低速总线。现场总线接口单元可提供控制协调、报警管理和短时趋势收集等功能。

现场总线与dcs的并行集成，完成整个工厂的控制系统和信息系统的集成统一，并可以通过Web服务器实现Infranet与Inernet的互连。这种方案的优点是丰富了网络的信息内容，便于发挥数据信息和控制信息的综合优势;另外，在这种集成方案中，现场总线系统与通过网关而集成在一起的dcs系统是相互独立的。

1 系统组成

现场总线控制系统主要由PC机、ISA或PCI总线智能适配器、智能测控模块、组态软件、HMI软件、COM服务器、用户软件等构成。

现场总线系统中所有信息的传递都是双向的，COM服务器介于智能适配器和上位机软件之间，负责完成数据的传输。上位机软件相当于客户机端应用软件，它使用COM服务器提供的接口来操作适配器，对适配器进行初始化及向特定单元写入和读出数据。

由于在Windows保护模式下不能直接访问存储器，所以需要编写VxD驱动程序，将物理地址转换成线性地址，然后COM就可以象使用DLL一样调用VxD的函数，完成对ISA或PCI总线智能适配器的操作。

从测控模块到上位机软件自下而下的数据传输完成了用户对测控模块的监测；而上层软件通过COM将数据送往适配器，再由适配器送往测控模块，实现了用户对测控模块工作参数的设置及工作状态的管理。图1给出了系统软件结构框图。

2 组态软件的功能

现场总线控制系统组态软件是一套基于Windows 98和Windows 2000平台（或更高版本）、用于快速构造和生成上位机监控系统的组成软件，它提供了从数据采集到数据处理、远程控制、报警处理、报表输出等实际工程问题的完整解决方案。它使用COM服务器提供的接口与适配器进行数据交换，是COM客户机端的程序。

3 COM组件技术

组件是完成一定功能的软件块，可以被其它程序使用，而且容易替换。为了使每个人编写的组件具有可移植性，必须建立一个标准，保证其兼容性和可互换性。COM正是这样一种标准，遵循COM规则就可以建立能够相互交换数据的组件。

在现场总线控制系统中，COM组件服务器负责组态软件等上位机软件与智能适配器之间的数据传输，因为适配器通过CAN现场总线与测控模块连接，所以对适配器的操作就是对模块的监测与控制。

COM服务器提供的接口中有适配器初始化、模块检查、向模块发送数据及读取模块数据等函数。下面着重介绍数据发送接收模式及如何编写这4个有代表性的函数。

3.1 适配器初始化函数

只有适配器初始化成功后，才能进行其它操作。由于在Windows保护模式下不能直接访问适配器，COM程序需要调用VxD程序将存储对应的物理地址转换成线性地址指针lpBaseAddress，这样对适配器的操作就转换成对以该指针为首地址的数组的操作。向这个数组的0x3F0、0x3F1和0x3F8单元分别写入上闰机节点号以及适配器与模块间的通信波特率和适配器程序规定的命令字0xC6（表示适配器初始化），等待几十ms后，如果适配器接收到上面的数据并做出适当的反应，它会将0x3F8单元清零，这就表示初始化适配器成功；如果该单元不为零，则初始化失败。

3.2 数据传输格式

适配器初始化成功后，就可以同它交换数据了。下而简单说明一下发送数据和接收数据的格式。

适配器初始化得到的线性地址指针lpBaseAddress的1～5单元分别存放上位机节点号、模块节点号、保留字、发送或接收字节长度及模块操作的命令字。lpBaseAddress[6]～lpBaseAddress[256]存放所要发送的数据；从lpBaseAddress[0x106]单元开始存放接收到的数据，lpBaseAddress[0x3F8]存放操作适配器的命令字，适配器根据这个单元内容进行处理，如果是0xC6，则初始化适配器和模块上的CAN控制器；如果是0xC7，则将数组里的数送给模块上的E2PROM，模块收到数据后根据lpBaseAddress[5]的命令字进行相应处理；如果是0xB0，则按照接收到的数据配置模块工作状态；如果是0xA5，则将此时的测量值送到适配器上，由COM程序读出。

3.3 模块检查函数

适配器初始化成功后，还要检查适配器与下面的测控模块是否连接好，或者是否存在组态软件要组态的模块，也就是要进行模块检查操作。模块检查的命令字是0xAD，向数组的1～5单元分别写入上位机节点号、模块节点号、保留字、发送数据长度和模块检查命令字0xAD，向0x3F8单元写入0xC7（表示向适配器写入数据），等待几十ms后，如果0x3F8单元清零而且0x100单元被置为0xAA，表示该模块存在而且可以通信；否则，表明该模块不存在或者硬件上有问题。

3.4 写适配器数据函数

在确定了网络中存在哪些可通信的模块之后，就可以向它们发送数据并进行配置。为了实现向适配器发送数据，总共编写了4个函数、SendData（[in]BYTE SendBuf[256]）、SendFinish（[in]BOOL bFinish）、FinishQuery（[out]BOOL＊bFinish）和ReceiveResult（[out]BOOL ＊bSendFinish）。SendData负责把一个模块所需要发送的数据以数组的形式放到服务器的一个二维数组（Room[64][256]）里，每个模块的数据作为一行。由于向适配器发送数据后，要等待一段时间判断模块是否接收成功，所以SendFinish中开启辅助线程来发送数据并等待结果，这相可不占用COM主程序的时间，使客户调用接口函数后能立即返回，执行其它操作。FinishQuery查询数据发送是否结束。ReceiveResult弹出一个非模式对话框，显示哪些模块接收到数据，哪些没有。

3.5 读适配器数据函数

除了向适配器发送数据，还可以从适配器上读取模块传上来的数据。读取数据的命令字是0xA5。实现该任务的函数是GetPV（[in]BYTE bDesNode，[out]float value[8]），**个参数是模块节点号，*二个参数是返回的测量值数组。

这里，COM是用ATL编写的本地服务器，COM对象的线程是套间线程。接口定义了6个函数，COM程序流程图如图2所示。

工业控制网络技术与计算机技术、网络技术和控制技术的发展息息相关，并且它是在现代化对工业生产的要求下提出与发展起来的。在20世纪60年代，模拟仪表被人们用微处理器和一些外围电路构成的数字仪表所取代，这种控制方式被称为直接数字控制（Direct Digital Control--DDC），提高了系统的控制精度和控制的灵活性。20世纪80年代中后期，控制回路进一步增多，简单的DDC系统已经不能满足当时的管理要求。于是，分层控制系统应运而生。之后由于计算机网络技术的飞速发展，同时生产过程和控制系统也进一步复杂化，计算机网络技术被应用到了控制系统的前置机之间和上位机的数据传输中。其中，前置机与上位机之间的数据传输更改为采用计算机网络实现。同时，上位机与普通站点，它们完成的逻辑功能不同。此外，上位机增加了网络的配置功能。这样的控制系统称为集散控制系统，即Distributed Control System—DCS。20世纪80年代后期，人们对DCS进行了改进，在DCS的基础上开始开发适用于工业环境的网络协议和网络结果，并且实现了传感器、控制器层的通信，即为现场总线（Field-Bus）。