西门子6ES7232-0HD22-0XA0型号参数

 中央处理器，带 主存储器 3MByte 用于 程序和 8MByte 用于数据， 第 1 个接口：PROFINET IRT 带双端口交换机， 第 2 接口：PROFINET RT， 第 3 接口：PROFIBUS， 2 NS Bit-Performance， 需要 SIMATIC 存储卡

　　随着工业自动化的日趋成熟，现代化工厂已经摒弃了当初的设备简陋，功能单一，安全缺失。因此在我们所从事的工业自动化现场，急停按钮，安全门锁，安全系统越来越多的被应用到我们自动化生产设备和生产流水线上，它们的使用，使得原本危险的设备增添了安全的保证。使得我们的工作过程有了安全的监控，不仅让现场操作人员有了更好的安全生产环境，也为企业高效生产，安全管理添砖加瓦。

　　作为安全家族的重要环节，安全PLC已经越来越多的被人们所认知，但是在使用的过程中，仍然有很多使用者困惑，为什么一套和以往使用类似的PLC被冠以安全PLC，安全PLC和普通PLC到底有哪几方面的区别，在此和大家进行分享。

　安全设计的理念我们一定要记住三个词：1.冗余；2.相异；3.自检测。而只有实现了以上三个安全理念设计的产品，我们才能认为它是安全产品，而普通的PLC产品是不具备安全的设计。那接下来我们就看看安全PLC是如何通过设计实现这三个理念的。

　　1.冗余

　　普通PLC内部CPU数量有一个或者多个，但程序通常是进行一个处理，多个CPU的功能是把程序中的逻辑运算、算数运算、通讯功能等分担实现，也就是协作处理。

　　安全PLC内部CPU数量至少两个或者多个，两个CPU的功能是：分别对同一个程序各执行一次，然后把记过放在一起比较，如果结果一直，就会进行输出，如果不一致，则选择安全的结果输出（通常意义上的不输出或者停机）

　　因此只有具备冗余设计的CPU才能称之为安全PLC。除此之外，安全PLC中的CPU的检测具有时钟检测，监视时钟，序列检查，存储器检查。

　　时钟测量:在处理器电路中，有两个不同的振荡器交叉检查它们的行为，每个处理器使用一个时钟检查另外一个是否运行。如果在一个确定的周期里，检测到对方没有运行，CPU就会进入安全状态。固件每秒钟会检查两个振荡器的精度。

　　监视时钟：一个硬件和一个固件的监视时钟检查PLC的活动和执行用户逻辑的执行时间。这和常规的PLC系统是相同的。

　　序列检查：序列检查监视CPU操作系统不同部分的执行。

　　存储器检查：所有静态存储器区，包括Flash存储器和RAM，使用循环冗余码（CRC）进行检测，并且双码执行。动态存储器区由双码执行保护，周期性进行检测。在冷启动时，这些检测重新进行初始化。

　　从上面的分析可以看出，安全PLC的诊断和检测比常规的PLC的检测要多很多，所以相对来说，硬件和软件的设计更复杂。当然，检测和诊断的范围也更广范，更细致。

　　2.相异

　　安全PLC通常都有两个处理器，通常处理器是由两个不同厂家进行的提供，比如一个摩托罗拉，一个因特尔，同时进行解码和执行。这种差异性提供了失效检测的下列优点：

　　1.两个可执行码独自生成，编译的差异性使得在代码生成时，容易检测系统失效。

　　2.两个生成码由不同的处理器执行，因此，CPU能够在代码执行时，检测出系统失效和PLC的随机失效。

　　3.两个独立的存储器区用于两个处理器，因此，CPU能够检测出RAM的随机失效，而这在每个扫描周期的全部RAM检查时测不出来。

　　3.自检测

　　安全PLC的自检测体现在方方面面，包含CPU处理的自检测，电源监视的自检测，安全输入输出点的电路板状况自检测。

　　在此我们介绍一下安全输入输出的设计是如何体现了自检测这一安全理念设计

西门子CPU模块6ES7516-3FN02-0AB0

在驱动单元中，每个模块都执行不同的任务

一个公共馈电模块从电网电源提供直流电路电压

一个驱动模块负责激活每台电机

每个驱动模块都由一个电源模块和一个闭环插入式单元组成

SINUMERIK 840 D 数控系统的数字控制单元 (NCU) 作为一个 50 mm 宽的模块集成到驱动单元中并在此获得电源

人机界面 (HMI) 
方便的人机界面服务已经集成在 S7-300 操作系统内。因此人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面 (hmi) 从 S7-300 中取得数据，S7-300 按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300 操作系统自动地处理数据的传送。 
·诊断功能 
CPU 的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件 (例如 ：超时，模块更换，等等)。 
·口令保护 
多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改。 
·操作方式选择开关 
操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式。这样就防止非法删除或改写用户程序。

通讯

这是一个经济而有效的解决方案；方便用户的STEP7的用户界面提供了通讯组态功能，这使得组态非常容易、简单。

SIMATIC S7-300 具有多种不同的通讯接口：

·多种通讯处理器用来连接 AS-I 接口、和工业以太网总线系统 
·串行通讯处理器用来连接点到点的通讯系统 
·多点接口 (MPI) 集成在 CPU 中，用于同时连接编程器、PC 机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7 等自动化控制系统。 
CPU支持下列通讯类型： 
·过程通讯 
通过总线 (AS-I 或 PROFIBUS ) 对 I/O 模块周期寻址 (过程映象交换) 
·数据通讯 
在自动控制系统之间或人机界面 (HMI) 和几个自动控制系统之间，数据通讯会周期地进行或被用户程序或功能块调用。

结构

·DIN 标准导轨安装 
只需简单地将模块钩在 DIN 标准的安装导轨上，转动到位，然后用螺栓锁紧。 
·集成的背板总线 
背板总线集成在模块上，模块通过总线连接器相连，总线连接器插在机壳的背后。 
·更换模块简单并且不会弄错 
更换模块时，只需松开安装螺钉。很简单地拔下已经接线的前连接器。在连接器上的编码防止将已接线的连接器插到其他的模块上。 
·可靠的接线端子 
对于信号模块可以使用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子 
·TOP 连接 
采用一个带螺钉或夹紧连接的 1 至 3 线系统进行预接线。或者直接在信号模块上进行接线。 
·确定的安装深度 
所有的端子和连接器都在模块上的凹槽内，并有端盖保护，因此所有的模块都有相同的安装深度。 
·没有槽位的限制 
信号模块和通讯处理模块可以不受限制地插到任何一个槽上，系统自行组态。

是一种模块化的晶体管脉冲控制变频器

是一个用于多个轴及驱动器组合解决方案的紧凑式系统

可通过各种模块灵活适应特定应用

可通过其高性能模块适应每种电机

可通过模拟量或数字量设定点接口和多种闭环插入式单元来实现

是带有常见电网供电模块的系统

可在需要是进行扩展

SIMODRIVE 611 包括多个*的功能模块。电源连接是通过一排具有一定额定功率的馈电模块进行的，该电源连接可提供 600 V 直流电路电源以及电子电源。额定值符合电机规格的电源模块与 600 V 直流电路相连。闭环插入式单元随后使变频器模块形成一个采用数字或模拟技术的主轴模块或馈电模块。

可对驱动器进给轴、主轴驱动器和异步电机驱动器的类型进行组合以形成各个轴单元。

我们提供了全面的进给驱动器，转矩范围从 0.7 Nm 直至超过 145 Nm。对于主轴驱动器，SIMODRIVE 611 提供了 3.7 kW 至 100 kW 的连续额定功率。对于不带编码器的简单主轴驱动器（例如，木材加工机和高速磨床），SIMODRIVE 611 提供了闭环插入式单元，这种单元采用磁场定向闭环控制，适用于高达 60,000 转/分钟的转速

（2）切割机主要传动系统

● 切割机的行走：一台SIEMENS MICROMASTER 440型变频器拖动两台0.75kW电机，电机带热开关保护，每台电机带有一个电磁抱闸线圈，行程控制是由一个增量型编码器和行程限位开关组成。
● 切枪的行走驱动：每个切枪的行走是由一台SIEMENS MICROMASTER 440型变频器拖动1台0.3kW电机进行的，切枪行走的位置分别由两个增量型编码器和接近开关控制。
● 切割机的升降系统：切割车的升降是由一台变极调速电机（285/1375rpm 0.28/2.3kW）采用接触器正反转双绕组六抽头进行驱动的，行程控制是由限位开关组成的

plc编程中，经常要求能够维持一个扫描周期时间的定时脉冲信号，如图所示。由于不同分辨率的定时器，其计时当前值和状态标志位的刷新变化不同，很容易造成编程的错误，有时调试现场的条件所限，明知是定时器的原因，而又无法做出判断。这样，就需要一个适用于不同分辨率的定时脉冲信号程序，如图所示。

图 定时脉冲标准程序

图所示的程序，虽然非常简单，但它完全适应1ms、10ms、100ms等不同分辨率的定时器，确保M0.0能够在1s的时间后产生一个能够维持一个扫描周期间的脉冲信号，是一个通用的标准的定时脉冲信号程序