西门子6ES7211-1AE40-0XB0

PLC中的开关量、模拟量指的是什么
开关量和模拟量是大家学习PLC初期使用多的两种输入输出方式。什么是开关量？什么是模拟量？这个问题有必要弄清楚。
图1是一个典型能输出开关量信号的器材。压力高时C和B两个触点闭合接通，输出压力高信号，压力低时C和A两个触点闭合接通输出压力低信号。有了这样的信号就完成把就地的压力信号，远传到远处的电气控制柜去参加主动远程控制了，其间C和B是一个开关量，C和A也是一个开关量。所以一个开关触点就是一个开关量，它的特性是同一时间要么接通要么断开。接通就是1，代表有有信号，断开就是0，代表没有信号。这就是所谓的开关量信号。
压力表虽然能把压力信号传到远处，但它传输的只是有无压力这样的信号，无法知道实时压力值究竟是多少。
PLC
图2中的器材叫压力变送器。压力变送器的内部就是一块电路板，电路板连接着一个压力传感器F。它的作业原理是压力传感器F把检测到的压力传到电路板的C，检测信号进入电路板后，经过电路板的转化与核算，把这个压力信号转化成一个电流信号由A和B这两个点输出。图中右边就是转化进程的示意图，它能够把一个0-10kpa的压力信号转化成一个4-20mA的电流信号，由A和B这两个点输出。这时咱们就说A和B这两个点输出的就是一个模拟量信号。模拟量信号的特点是它的值是在一个数值范围内是连续可变的。
下面看一下模拟量信号是如何进行远距传输的。
咱们管道上安装一块量程为0-10kpa的压力变送器，电源正极接压力变送器的B点，负极串联一块万用表到压力变送器的A点，并将万用表打到电流档。当压力变送器C点的压力是5kpa时，万用表的的电流读数是12mA。正好是4-20mA的电流信号的中间值，而5kpa也正好是0-10kpa压力值的中间值。当压力变送器C点的压力是10kpa时，万用表的的电流读数正好是20mA。这样0-10kpa压力值就对应了4-20mA的电流信号值，咱们只要在远方经过一个接受设备把这个4-20mA的电流信号值提取出来，再经过一定的核算，就能知道就地的压力值是多少了。
为什么要把压力信号转化成4-20mA的电流信号，而不是0-20mA的电流信号或0-10V的电压信号？
1.0-10V的电压信号简单遭到外界的电磁搅扰，特别是电缆长度很长时搅扰更显着。
2.用0-20mA的电流信号的话，就无法判别在电流信号是0mA时，究竟是电缆断线引起的毛病0mA，还是压力本身就是0kpa而输出的正常的0mA。
图4是使用西门子S7-200 PLC读取压力变送器压力值的接线图例，这是一种基本的使用方法，左面是开关量的，右边是模拟量的，不同的信号类型要接到PLC不同输入端。

PS电源为背板总线提供系统电源，该系统电源可为模块电子元件和LED指示灯供电。

  PM电源为CPU/IM、I/O模块、PS电源提供DC24V供电。

3. 输入电压不同：

  PS电源输入电压有直流24V、48V/60V，注意是直流。或直流120V/230V或交流120V/230V。

  PM电源输入电压只有一种，交流120V/230V，自适应，注意是交流。

4. 输出电压不同：

  PS电源输出电压为直流5V。

  PM电源输出电压为直流24V。

5. 输出连接方式不同：

  PS电源使用U型连接器。

  PM电源使用电源连接端子。

6. 固件版本不同：

  PS电源有固件版本。

  PM电源只有硬件版本没有固件版本。

7. 硬件组态不同：

  PS电源可以在硬件组态中组态到CPU前或接口模块前。

  PM电源在硬件组态中只能组态到CPU前，而不要组态到接口模块前，下载程序时会出问题。

  建议在硬件组态中不管是CPU还是接口模块前均不要组态电源模块，包括PS电源和PM电源，因不是必须的。

（这句有问题，如果添加的模块数超过CPU所能提供的大背板电流，必须添加PS，否则无法添加新的模块到该站）

8. 还有其它不同，可以不用过多关注，如需详细了解，查看相应订货号的详细手册。

系统电源 (PS)连接到背板总线（U 型连接器），仅用于提供内部所需的系统电压， 可为部分模块电子元件和 LED 供电。 CPU 或接口模块未连接 24 VDC 负载电源模块时，也可使用系统电源为其供电。在 CPU/接口模块右侧的插槽（电源段）中，多可以插入两个系统电源 (PS)。
负载电源模块 (PM)为模块的输入/输出电路以及设备的传感器和执行器（如果已安装）供电。在通过系统电源为背板总线提供电压时，也可用于为 CPU/接口模块提供 24 VDC 电压。
负载电源模块可安装在“S7-1500 安装导轨"上，但不需要连接到背板总线。
当 CPU/接口模块提供给背板总线的电量不足以为所连接的所有模块供电时，需要使用系统电源 (PS)。 也可以使用 120/230 VAC 的系统电源，通过背板总线为 CPU/接口模块供电。随后就无需为 CPU 提供 24 VDC 电压。
是否需要额外系统电源取决于所用模块的功耗。 由 CPU/接口模块和系统电源提供的功率必须大于 I/O 模块所需的功率。

通过负载电源模块然后通过 CPU/接口模块馈电通常可满足中小型硬件配置的需要。所连接模块的功耗不能超过由 CPU/接口模块提供的功率。
大型配置单独通过 CPU背板总线供电已不能满足需求，需要安装额外的系统电源。系统电源和 CPU/接口模块同时向背板总线供电。提供的总功率是两种方式提供的功率之和。

PROFIBUSDP现场总线的结构及应用

    Profibus的大优点在于具有稳定的标准EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。目前已广泛应用于制造业自动化、流程产业自动化和楼宇、交通电力等领域。

             Profibus由3个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery，分布I/O系统）、PROFIBUS-PA（Process Automation，现场总线信息规范）和PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification，过程自动化）。

             PROFIBUS-DP是一种高速、低本钱通讯，专门用于设备级控制系统与分散式I/O的通讯。使用PROFIBUS-DP可取代24V DC或4～20mA信号传输。PORFIBUS-PA专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构连在一根总线上，并有本质安全规范。PROFIBUS-FMS用于车间级监控网络，是一个令牌结构的实时多主网络。

         1．PROFIBUS的协议结构

    PROFIBUS协议结构是根据ISO7498标准，以OSI作为参考模型的。PROFIBUS-DP定义了第1、2层和用户接口。第3到7层未加描述。用户接口规定了用户及系统以及不同设备可调用的应用功能，并具体说明了各种不同PROFIBUS-DP设备的设备行为。PROFIBUS-FMS定义了第1、2、7层，应用层包括现场总线信息规范（FMS）和低层接口（LLI）。FMS包括了应用协议并向用户提供了可广泛选用的强有力的通讯服务；LLI协调不同的通讯关系并提供不依靠设备的第2层访问接口。PROFIBUS-PA的数据传输采用扩展的PROFIBUS-DP协议。另外，PA还描述了现场设备行为的PA行规。根据IEC1157-2标准，PA的传输技术可确保其本质安全性，而且可通过总线给现场设备供电。使用连接器可在DP上扩展PA网络。

         2．PROFIBUS的传输技术

    PROFIBUS提供了三种数据传输型式：RS-485传输、IEC1157-2传输和光纤传输。

   （1） RS-485传输技术

    RS-485传输是PROFIBUS常用的一种传输技术，通常称之为H2。RS-485传输技术用于PROFIBUS-DP与PROFIBUS-FMS。

             RS-485传输技术基本特征是：网络拓扑为线性总线，两端有有源的总线终端电阻；传输速率为9.6kbps～12Mbps；介质为屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件；不带中继时每分段可连接32个站，带中继时可多到127个站。

             RS-485传输设备安装要点：全部设备均与总线连接；每个分段上多可接32个站（主站或从站）；每段的头和尾各有一个总线终端电阻，确保操纵运行不发生误差；两个总线终端电阻必须一直有电源；当分段站超过32个时，必须使用中继器用以连接各总线段，串联的中继器一般不超过4个；传输速率可选9.6kbps～12Mbps，一旦设备投进运行，全部设备均需选用同一传输速率。电缆大长度取决于传输速率。采用RS-485传输技术的PROFIBUS网络好使用9针D型插头。当连接各站时，应确保数据线不要拧绞，系统在高电磁发射环境下运行应使用带屏蔽的电缆，屏蔽可进步电磁兼容性（EMC）。如用屏蔽编织线和屏蔽箔，应在两端与保护接地连接，并通过尽可能的大面积屏蔽接线来复盖，以保持良好的传导性。

             （2）IEC1157-2传输技术

IEC1l57-2的传输技术用于PROFIBUS-PA，能满足化工和石油化产业的要求。它可保持其本质安全性，并通过总线对现场设备供电。IEC1157-2是一种位同步协议，可进行无电流的连续传输，通常称为H1。

             （3）光纤传输技术

    PROFIBUS系统在电磁干扰很大的环境下应用时，可使用光纤导体，以增加高速传输的间隔。可使用两种光纤导体：一种是价格低廉的塑料纤维导体，供间隔小于50m情况下使用；另一种是玻璃纤维导体，供间隔小于1km情况下使用。很多厂商提供总线插头可将RS-485信号转换成光纤导体信号或将光纤导体信号转换成RS-485信号。

         3. PROFIBUS总线存取控制技术

    PROFIBUS-DP、FMS、PA均采用一样的总线存取控制技术，它是通过OSI参考模型第2层（数据链路层）来实现的，它包括保证数据可靠性技术及传输协议和报文处理。在PROFIBUS中，第2层称之为现场总线数据链路层（FDL，Fieldbus Data link）。介质存取控制（M A C，   Medium Access Control）具体控制数据传输的程序，MAC必须确保在任何一个时刻只有一个站点发送数据。PROFIBUS协议的设计要满足介质存取控制的两个基本要求：

             1）在复杂的自动化系统（主站）间的通讯，必须保证在确切限定的时间间隔中，任何一个站点要有足够的时间来完成通讯任务。

    2）在复杂的程序控制器和简单的I/O设备（从站）间通讯，应尽可能快速又简单地完成数据的实时传输。

             因此PROFIBUS主站之间采用令牌传送方式，主站与从站之间采用主从方式。令牌传递程序保证每个主站在一个确切规定的时间内得到总线存取权（令牌），令牌在所有主站中循环一周的长时间是事先规定的。在PROFIBUS中，令牌传递仅在各主站之间进行。主站得到总线存取令牌时可依照主-从通讯关系表与所有从站通讯，向从站发送或读取信息，也可依照主-主通讯关系表与所有主站通讯。所以可能有3种系统配置：纯主-从系统、纯主-主系统和混合系统。

             在总线系统初建时，主站介质存取控制MAC的任务是制定总线上的站点分配并建立逻辑环。在总线运行期间，断电或损坏的主站必须从环中排除，新上电的主站必须加进逻辑环。第2层的另一重要工作任务是保证数据的高度完整性。PROFIBUS在第2层按照非连接的模式操纵，除提供点对点逻辑数据传输外，还提供多点通讯，包括广播和选择广播功能

首先我们应该清楚热继电器是怎样工作的，他的动能是由什么提供的。热继电器是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。大家要记住工作原理啊，对大家以后肯定有帮助的。

热继电器的工作原理
现在任何商品都有各式各样的结构形式，看起来琳琅满目的。热继电器也不除外，下面我们来认识一下热继电器的种类，以便我们解决问题。热继电器有各种各样的结构形式，*常用的是双金属片式结构，双金属片的优势大家在其它电器中肯定有所了解，我在这里及不多说啦，但是大家一定要注意它的使用方法，以免出现线路问题。提供它所需要的能量和通路，使热继电器可以正常的工作。

热继电器的作用
热继电器存在任何家庭，他的作用大家肯定有一点了解，他的主要作用是用来起过载保护，由于它的结构问题，致使它只能起到过载保护，不能起到其它保护器的短路保护，然而大家在思想上都会认为热继电器可以起到短路保护，对它的具体作用不是太了解，在此我提醒大家一下，一定要记住这个特点不要用错了。因此，热继电器不能用作短路保护，而只能用作过载保护。大家一定要注意这个问题，别用错了。

下图是热继电器接线原理图，要想清楚地知道热继电器的工作原理，那么我们就得知道它的接线连接。通过接线连接来疏通工作原理。
如今热继电器在我们的生活中随处可见，我们应该对它有更深的了解。让我们更随心所欲的控制它，通过这篇的介绍大家对热继电器应该有了更深的了解，在以后的控制中容易，不必再烦恼。

热继电器接线图