6ES7318-3EL01-0AB0性能参数

　　在建筑业、高速铁路、公路、机场、水利电力、市政建设等领域中，传统的作业方法是整齐地将矫直裁剪好的钢筋一根根地纵横排列好，用铁丝把它们扎成网格，然后，再把一个个的交叉点焊接起来，这种作业方法的劳动强度大，生产效率低，而且耗费大量的钢材。

　　钢筋焊接网是十九世纪中叶欧洲首创的一种在工厂中焊接形成的网状钢筋制品，钢筋焊接网是利用先进的微机编程控制技术、检测技术和气动技术，将普通低碳冷拔钢筋、冷轧带肋钢筋在纵横筋的交叉点处用电阻熔接法焊接而成;它是一种新型、高效、节能、强化混凝土结构的建筑用材，具有提高结构强度，节省钢材，节省劳动力，运输方便，施工便捷、安全，网格排列尺寸精度高等特点，以专业化、规格化生产，综合****，经久耐用，抗松散变形，抗冲击;增加握裹力，刚性好;受气候影响较小，使整个施工现场整齐美观，已广泛应用于工业和民用建筑、混凝土路面、机场跑道、隧道、混凝土管、桥面铺装、水利、电力坝基、码头、仓库、污水处理池、围栏等领域。在工程实践中显示了其节省钢材、简化施工、缩短工期、提高工程质量和经济效益等特点。

　　生产钢筋焊接网的专用设备是钢筋网焊机，我国在消化引进国外设备的基础上研发了国产的钢筋网焊机，其操作简单，维护方便，价格低廉（仅相当于引进同类设备的10%～20%）,得到了较好的应用。本文以江苏省某机械厂的钢筋网焊机继电器控制系统改造为例，介绍三菱PLC在其控制系统中的应用。

2 系统简介

　　本焊机由经线进料、纬线自动落料机构，上、下电极，牵引工作台，焊接变压器，液压系统，送网机构，翻网机构和冷却系统等组成。

　　经纬（纵横）方向钢筋通过经线进料、纬线自动落料机构送料;上电极是活动的，下电极被固定在电极座上，当上电极向下压紧钢筋而与下电极啮合时通电即对钢筋进行焊接;当一张钢筋网焊接好后，牵引工作台将网片拉出;焊接变压器给上下电极提供工作电源;钢筋网焊机中的上电极升降、工作台拉网、抬网以及翻网均采用液压控制系统;送网机构是将焊好的钢筋网从工作台上拖出，送进翻网机构中去;翻网机构将焊好的钢筋网堆叠在平板车上;变压器、上电极块、导电方棒、下电极铜板等都应冷却，这由水泵统一供水循环冷却。

3 PLC的应用

　　3.1 钢筋网焊机的工作流程

　　钢筋网焊机的工作流程如图1所示。

图1 钢筋网焊机的工作流程图

　　用钢筋网焊机来焊接钢筋网片的步骤为：先开启冷却泵电机，再开启主、副油泵电机，用步进电机调整好钢筋纬线间距;把经向钢筋穿入焊机的进料口，并穿到电机头至限定位置，把纬向钢筋加入料架，并倒进落丝槽中。先使横梁（上电极）空动作一次，钢筋被抛入定位装置中，将操作方式选择开关拨至连续位置，按下焊接启动按钮，焊网机就开始自动焊接。当焊好一张网片后，由送网机构把网片送进叠网托架中，托架翻转，网片叠在平板车上。

　　3.2钢筋网焊机PLC控制系统的软硬件设计

　　（1） PLC的选择

　　产生输入控制信号的输入设备有：操作方式转换开关;手动时运动的选择开关;步进电机运动快慢和运动步数选择开关;位置检测元件;冷却泵电机启、停按钮，主、副油泵电机启、停按钮，送网电机启、停按钮，焊接开始、停止按钮，步进电机启/停旋钮、正/反转旋钮、移位暂停以及单步控制按钮等。

　　输出出设备有：控制横梁上/下的电磁阀，控制工作台进/退的电磁阀，控制抬网小油缸向上运动的电磁阀，控制翻网油缸向下运动的电磁阀，分别控制冷却泵电机、主油泵电动机、副油泵电动机、送网电动机的接触器，触发可控硅的继电器等。

　　钢筋网焊机控制系统共有30多点输入信号，10多点输出信号，这里选用三菱F1–60R，其I/O点数为36/24。

　　（2） 软件设计

　　钢筋网焊机PLC控制系统总程序的流程如图2所示。

图2 钢筋网焊机PLC控制系统总程序流程图

 
　　根据操作方式，钢筋网焊机的PLC控制总程序可分为冷却泵电机，主、副电动机的启、停;纬向钢筋间距的调整;手动程序和自动程序四大部分。

　　为使油箱、变压器、导电方棒等得到冷却，必须首先启动冷却泵电动机。

　　纬向钢筋间距的调整用步进电动机来实现。在这里，驱动步进电动机的脉冲由内部继电器M200,M201和M202组成的三相六拍环形分配器供给（用移位指令来实现）;用步进电动机正反转控制旋钮X500（SB9）与输出点Y030、Y031、Y032配合，实现步进电动机的正反转控制。步进电动机运动的快慢由脉冲的频率控制，而步进电动机运动的步数由内部计数器控制。

　　当选择手动运行方式时，则执行手动程序，可进行手动操作，对焊机的每一个动作进行单独的控制，例如：当将选择开关拨向上电极上/下位置时，按下焊接启动按钮，则上电极向下运动;按下焊接停止按钮，则上电极向上运动。

图3 钢筋网焊机PLC控制系统的自动焊接程序流程图

　　当选择单循环或连续运行方式时，均运行自动程序，但单循环运行方式在自动焊完一根纬向钢筋后，回到原始位置即停止焊接;而连续运行方式则在焊完预先设定数量的纬向钢筋后停止焊接。单循环运行和连续运行使用M206可编程存储单元和RS指令功能来控制自动程序的执行过程。若在连续操作方式时，按下焊接开始按钮即置位M206，则自动程序连续循环预先设定的次数后（即焊完一张钢筋网后）停止;若在单循环操作方式时，复位M206，则自动程序执行到焊完一根纬向钢筋后停止。

　　由于篇幅所限，在此只介绍自动焊接程序流程图，如图3所示。

4 结束语

　　投入较低的成本，基本不用改动液压系统，使改造后的整套设备结构紧凑，运行稳定可靠，控制焊接和操作方便，提升了自动化水平，降低了劳动强度，产生了良好的经济效益。当今世界，科学技术日新月异，产品更新换代的周期越来越短。就拿钢筋网焊机来说，其自动化程度越来越高，操作更直观、安全，很少的人就能完成大量的工作。今后，它将朝着钢筋矫直、焊接、定尺切网、翻网、叠网有机结合成为一体的方向发展。

工业以太网交换机SCALANCE X 是 SIMATIC NET 中的工业以太网交换机产品系列。交换机是专门用于将数据分配给有关被寻址设备的有源网络部件。SCALANCE X 产品组包括各种互补的产品系列，它们根据相应自动任务而量身定制。

SCALANCE X005 非网管型；带有 5 个 RJ45 端口并具有设备诊断功能的非网管型交换机，可在机器与过程单元岛中使用。

SCALANCE XB-000 非网管型；带有电气和/或光纤端口的非网管型交换机，能够以紧凑方式安装在标准 DIN 导轨上的机柜或箱中。

SCALANCE X-100 非管理型；带有电气和/或光纤端口、冗余电源和信号触点的交换机可在机器级应用中使用。

SCALANCE X-200 网管型；适合从机器级到联网子系统的通用应用。组态和远程诊断功能均集成在 STEP 7 组态工具中。这样就提高了工厂可用性。防护等级较高的设备可不安装在机柜中。

多达四个 10 Gbit/s 电气和/或光纤接口；多达 48 个  Mbit/s 电气和/或光纤接口，其中，12 个属于 PoE 电气接口

得益于集成式冗余管理器，实现了快速介质冗余：
使用 SCALANCE XR-500，还可通过高速介质冗余功能实现环网冗余连接。

由于支持大量 IT 标准功能（VLAN、IGMP-Snooping/Query、STP/RSTP/MSTP、链路聚集、服务质量、802.1X 和可选静态路由、RIP、OSPF、VRRP），因此，可以将自动化网络无缝隙地集成至已有公司网络中。

PROFINET 诊断、Web 浏览器、CLI 和 SNMP

KEY-PLUG 作为交换介质，可以启动第三层路由功能。

用于自动备份组态数据。出现故障时，无需现场编程器，就可以快速、方便地代换 SCALANCE XR-500 组件（包含 C-PLUG 的功能）

可以在 SCALANCE XR-500 的所有第二层产品中使用。

关于更加详细的说明，请参见“SCALANCE 第三层交换机/路由器的附件"

产品型号

SCALANCE XR552-12M

LED 和端口位于前面

可选：LED 位于前面，端口位于后面

在交换机的后面或上面/下面连接电源装置

4 个 SFP+ 插槽，用于配备 10 千兆以太网 SFP+ 插入式收发器、IE 连接电缆 SFP+/SFP+、或千兆 SFP 插入式收发器

12x 4 端口介质模块插槽

具有集成 IP 路由功能，或者可通过 KEY-PLUG 对 IP 路由功能进行扩展

SCALANCE XR528-6M

LED 和端口位于前面

可选：LED 位于前面，端口位于后面

在交换机的后面或上面/下面连接电源装置

6x 4 端口介质模块插槽

具有集成 IP 路由功能，或者可通过 KEY-PLUG 对 IP 路由功能进行扩展

SCALANCE XR526-8C

两 个 SFP+ 插槽，用于配备 10 千兆以太网 SFP+ 插入式收发器、IE 连接电缆 SFP+/SFP+、或千兆 SFP 插入式收发器

8 个 Combo 端口，可以使用 Mbit/s 光纤或电气接口（通过 SFP 插入式收发器）

16 个电气端口，传输速率 Mbit/s

总共可以使用 26 个端口

电源类型 24 V 和 230 V（集成式）

具有集成 IP 路由功能，还可以通过 KEY-PLUG 对 IP 路由功能进行扩展

SCALANCE XR524-8C

8 个 Combo 端口，可以使用 Mbit/s 光纤或电气接口（通过 SFP 插入式收发器）

16 个电气端口，传输速率 Mbit/s

总共可以使用 24 个端口

电源类型 24 V 和 230 V（集成式）

具有集成 IP 路由功能，还可以通过 KEY-PLUG 对 IP 路由功能进行扩展

由于全模块化结构采用 SFPplus/SFP 和多种介质模块，因此可以在网络扩展和转换（例如，从铜缆转换为光缆）中取得无限的灵活性（例如，采用更多的终端、更高的数据传输速率以及 PoE 端口），并可降低贮存成本

通过在 KEY-PLUG 上提供的*，无需更换现有硬件，即可改装第 3 层交换功能（IP 路由）

可在运行期间更换介质模块

网络具有可用性：

冗余电源

基于光纤或双绞线的冗余网络结构（冗余管理器、热备功能和集成 STP/RSTP/MSTP）

通过插入式 C-PLUG/KEY-PLUG 交换介质方便地进行设备更换

发生故障时，可非常快速地重新组态网络

电源单元具有丰富的安装选件，可以提供具有前置和后置端口的各种型号的设备，因此，使用非常灵活。

SCALANCE XR-500 交换机理想适用于各种工业网络，以及，工业网络与现有公司网络之间的集成。该交换机具备丰富的诊断功能和高传输速率，可以用来实现自控制级直至管理级的不同工厂区域和分布式设备之间的连网，是高工厂可用性的保证。由于基本设备具有可扩展性并且有第 3 层交换功能，可面向相关应用建立网络并随时进行调整和扩展。

SCALANCEXR-500 交换机适用于电气和光纤型工业以太网的总线形、星形或环形拓扑的建立。某些型号产品还设计有内置式 SFP+ 插槽，可以配装 SFP+ 插入式收发器（10 Gbit/s）或 SFP 插入式收发器（1000 Mbit/s）；zui多 12 个介质模块插槽，可以配装 4 端口电气型和/或光纤型介质模块。该系列交换机的传输速率高达 10 Gbit/s，可以用作工业工业以太网的骨干交换机，也可作为工厂总线中的集线器（支持冗余连接）。

采用介质模块或 SFP+/SFP，可以：

通过以后在空闲介质模块插槽中插入额外的介质模块扩展网络

改变电缆连接技术，例如，从铜缆改成光纤电缆，或从多模改成单模 FOC

改变数据传输率，例如，从 1000 Mbit/s 改成 10 Gbit/s

SCALANCE XR-500 工业以太网交换机带有坚固耐用的金属外壳（防护等级为 IP20），针对在 19 英寸控制柜中安装进行了优化。用于为 SCALANCE XR-500 供电的电源装置 (85 - 264 VAC) 还针对 19 英寸机柜进行了优化，可直接安装在 SCALANCE XR522/XR528 的后面，或使用连接电缆进行连接（将电源装置安装在 19 英寸机架中）。SCALANCE XR-500 的数据端口可位于设备的前面或后面（具体取决于设备型号）。

交换机具有：

前面的 4 针端子排，用于连接可选用的电源装置 (85-264 VAC)

6 针连接器，用于在后面组装可选用的电源装置 (85-264 VAC)

2 针端子排，用于连接隔离信号触点，以便简单地显示故障

一排 LED，用于显示状态信息（电源、链路状态、数据传输、电源、信号触点）

SELECT/SET 按钮，用于方便地设定设备上的故障信号触点

设备侧面用于 C-PLUG 交换介质的插槽用于在发生故障时方便地进行设备更换，KEY-PLUG 可用在设备功能中添加 IP 路由功能

控制台端口（RS 232 串口，供货范围内包含 RJ11 至 Sub-D（9 针）电缆）和管理端口（以太网接口）可用于现场参数分配/诊断

SCALANCE XR-500 交换机具有以下类型的端口（具体视设备型号而定）：

4 个 SFP+ 插槽，用于光学 SFP+ 或 SFP 插入式收发器（多模和单模连接）

SFP+ 插入式收发器支持 10 Gbit/s 传输速度

SFP 插入式收发器支持 1000 Gbit/s 传输速度

具有用于电气 4 端口介质模块和电气 PoE 4 端口介质模块或光学 4 端口介质模块（单模或多模连接）的zui多 12 个插槽；光学介质模块采用各种连接技术

RJ45 接口也采用工业标准设计，带附加固定套环，用于连接工业以太网 FC RJ45 Plug 180

所有电气以太网接口均支持 Mbps 传输速度,
所有光学以太网接口均支持 100 或 1000 Mbps 传输速度

用于将单一/冗余电源装置安装到 SCALANCE XR552-12M 的选件

集成式冗余管理器，用于构建zui高 10 Gbps 且具备高速介质冗余性能的环形拓扑。通过共同连接光纤电缆和电气电缆的端头构成一个环，从而实现可靠的通信。集成在 SCALANCE XR-500 交换机中的冗余管理器 (RM) 监视网络功能。它识别环形拓扑结构中的传输链路故障或 SCALANCE X 交换机故障，并在zui长 0.2 秒内激活替代路径。

与公司网络之间的冗余第 2 层接口；
SCALANCE XR-500 交换机支持以下标准化冗余协议：多生成树协议 (MSTP)、快速生成树协议 (RSTP) 和生成树协议 (STP)。由此一个子网络可以冗余连接到上位公司网络，降低重新组态时间（秒数量级）。

采用第三层交换功能（可选），可以将大型网络简单、方便地分成拥有各自地址空间的小型子网。将网络细分成多个子网的原因有：分隔以太网络以减小广播负载、实现敏感区域与主网络的隔离、将网络细分成逻辑工作组。

至公司网络的冗余第三层连接；
SCALANCE XR-500 交换机支持标准路由协议、开放zui短路径优先 (OSPF) 协议和路由信息协议 (RIP)，以及，标准的路由过程、虚拟路由冗余协议 (VRRP)。这意味阒，工业路由型子网也可以冗余地连接*层公司网络。

支持虚拟网络（VLAN）；
如果构建的工业以太网的用户数量快速增长，则现有网络可在物理上分为几个虚拟子网。可供选择的 VLAN 有基于端口、基于协议和基于 IP 的 VLAN。

使用多点传送协议（如视频传输）可限制负荷；
通过记录多点传送接收机和目标（IGMP Snooping，IGMP ），SCALANCE X-500 交换机还可过滤多点传送数据通信，因此可限制网络负荷。可以限制多播和广播流量。

时钟同步；
诊断报文（记录表输入，电子邮件）带有时间标志。通过使用 SICLOCK 时间发射器或 SNTP/NTP 服务器进行同步，可在整个网络内实现标准化的本地时间，因此可简化诊断报文对几个设备的分配。

捆绑数据流的链路聚合 (IEEE 802.3ad)

服务质量 (IEEE 802.1Q)，用于网络流量优先级划分通过链路聚集提高传输带宽

网络拓扑结构和网络组态

网络拓扑结构可轻松地转换成采用 SCALANCE XR-500 工业以太网交换机的工厂结构。

可实现下面的网络结构及组合：

带有快速介质冗余的快速以太网；
为提高网络的可用性，可以在线性网络中zui多级联 50 个 X-200、X-300、X-400 或 X-500 交换机也可能连接到环网中。

可以通过后备功能将几个环网冗余连接在一起

采用 SCALANCE XR-500 交换机的星形拓扑结构：
每个 SCALANCE XR-500 交换机代表一个zui多可以将 52 个节点或子网相互电气连接的星形中性点。

在冗余网络拓扑（例如，快速生成树协议（RSTP）环冗余）中使用 SCALANCE XR-500

组态网络时，需要遵循下列限制条件：

用于多模光纤导体的两个模板之间的zui大线路长度：

5 km，速度为 100 Mbit/s

750 m，速度为 1,000 Mbit/s

300 m，速度为 10 Gbit/s

用于单模光纤导体的两个模板之间的zui大线路长度：

26 - 200 km，传输速度 100 Mbps

10 - 120 km，传输速度 1000 Mbps

10 - 40 km，速度为 10 Gbit/s

两个 SCALANCEX 交换机之间的 TP 软线的zui大长度：

zui长 100 m，采用 IE FC 2 x 2 电缆和 IE FC RJ45 Plug 180 插头

zui大 100 米，1 Gbps 时，带有 IE FC 标准电缆 4 x 2 （90 米）、IE FC RJ45 模块化引出插座以及插接电缆（10 米）

zui长 10 m，对于 TP 软线插接线

调试与诊断

设备本身的设置选项：

冗余管理器（RM） 
在建立环网时，环网中的 SCALANCE XR-500 交换机可切换为 RM 模式。RM 的非环网端口可以用于连接数据终端和网络。如果使用通过 PROFINET 标准化的 MRP 冗余程序，则自动调节 RM。

信号掩码；
信号掩码可通过按钮设置为 SCALANCE XR-500 交换机的当前状态（设定状态）。信号掩码定义监控哪一个端口以及哪一个电源。从而，当被监视的端口或被监视的馈电器故障（设定点偏差/实际状态）时，信号触点才发出出错信号。

IP 地址；
IP 地址采用动态主机配置协议 (DHCP) 分配。如果网络中没有合适的服务器，IP 地址可通过相应的软件工具分配。

现场诊断选件：

下列状态信息通过现场 LED 显示：

端口状态

端口模式 (Mbps、全/半又工)

两个电源的状态

信号触点状态

信号掩码（设定值状态）

RM 模式

备用模式

通过移动设备（智能、平板）的浏览器

信号触点的状态通过浮置继电器触点外部输出。例如，在此方式下控制器可以通过输入模板来监控此模板。

经由工业以太网监控； 
可提供下列选件：

通过标准浏览器实现诊断（基于 Web 的管理）：
应用带有浏览器的 PC，经过网络选择 SCALANCE XR-500 交换机

通过 SNMP V1, V2c, V3 实现诊断：
在网络管理系统中，经过网络安全集成 SCALANCE XR-500， 如 SINEMA Server

通过 PROFINET IO 诊断设备进行调节
使用相关的 SIMATIC 工程工具可以显示来自 SCALANCE XR-500 交换机的 PROFINET 诊断报警，并且还可以在控制器中对它们进行处理。由于在 SIMATIC 解决方案中*集成了系统故障信息，PLC 和 HMI 的工程与组态成本显著降低。

通过移动设备（智能、平板）的浏览器

网络管理

网络管理具有如下功能：

密码保护的登录：“管理者"（写入和读取*）和“用户"（只读）

读取版本和状态信息

信号和备用屏蔽以及地址信息的设置

端口的固定设置（数据传输速率，半/全双工）和滤波器表

设置生成树/快速生成树/多生成树参数

对网络管理服务进行参数设置

安全性

端口可连接和断开

基于端口的网络访问控制，符合 IEEE 802.1x 标准

根据标准 IEEE 802.1x 进行鉴别

支持访问控制表 (ACL)

统计信息输出

通过可编程的镜像端口，使用标准商业网络分析仪来诊断数据流量

通过网络从 TFTP 服务器上或直接用 Web 浏览器通过 HTTP/HTTPS 加载新的固件型号或组态数据。

通过 TFTP 服务器网络，可以节约组态数据或日志报表工作量

如果网络中发生故障，则 SCALANCE XR-500 交换机可独立地将错误消息（陷阱）发送到网络管理系统（如 SINEMA Server），或通过电子邮件发送到预定义的网络管理员。

远程监控 (RMON) 提供如下功能：
SCALANCE XR-500 交换机可以根据 RMON 组 1 至 4 汇总统计信息。这些信息包括（例如）每个端口所保持的错误统计信息。这些信息可以在统计子站点的网络管理器中读出