西門子PLC模塊6ES7318-3EL01-0AB0

保養(yǎng) 

設(shè)備定期測試、調(diào)整

（1） 每半年或季度檢查PLC柜中接線端子的連接情況，若發(fā)現(xiàn)松動的地方及時重新堅固連接；

（2） 對柜中給主機供電的電源每月重新測量工作電壓；

設(shè)備定期清掃

（1） 每六個月或季度對PLC進行清掃，切斷給PLC供電的電源把電源機架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下，進行吹掃、清掃后再依次原位安裝好，將全部連接恢復(fù)后送電并啟動PLC主機。認真清掃PLC箱內(nèi)衛(wèi)生；

（2） 每三個月更換電源機架下方過濾網(wǎng)；

檢修前準(zhǔn)備

（1） 檢修前準(zhǔn)備好工具；

（2） 為保障元件的功能不出故障及模板不損壞，必須用保護裝置及認真作防靜電準(zhǔn)備工作；

（3） 檢修前與調(diào)度和操作工聯(lián)系好，需掛檢修牌處掛好檢修牌；

設(shè)備拆裝順序及方法

（1） 停機檢修，必須兩個人以上監(jiān)護操作；

（2） 把CPU前面板上的方式選擇開關(guān)從“運行”轉(zhuǎn)到“停”位置；

（3） 關(guān)閉PLC供電的總電源，然后關(guān)閉其它給模坂供電的電源；

（4） 把與電源架相連的電源線記清線號及連接位置后拆下，然后拆下電源機架與機柜相連的螺絲，電源機架就可拆下；

（5） CPU主板及I/0板可在旋轉(zhuǎn)模板下方的螺絲后拆下；

（6） 安裝時以相反順序進行；

檢修工藝及技術(shù)要求

（1） 測量電壓時，要用數(shù)字電壓表或精度為1%的*表測量

（2）電源機架，CPU主板都只能在主電源切斷時取下；

（3） 在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開PC的電源，這樣才能保證數(shù)據(jù)不混亂；

（4） 在取下RAM模塊之前，檢查一下模塊電池是否正常工作，如果電池故障燈亮?xí)r取下模塊RAM內(nèi)容將丟失；

（5） 輸入/輸出板取下前也應(yīng)先關(guān)掉總電源，但如果生產(chǎn)需要時I/0板也可在可編程控制器運行時取下，但CPU板上的QVZ（超時）燈亮；

（6） 撥插模板時，要格外小心，輕拿輕放，并運離產(chǎn)生靜電的物品；

（7） 更換元件不得帶電操作；

（8） 檢修后模板安裝一定要安插到位

電池更換

編輯

當(dāng)PLC的用戶程序要保留在RAM中時，就會用到電池，電池通常是3V或3.6V的不可充電的鋰電池，電池的使用壽命通常是五年左右，電池用久了，電壓就會下降，當(dāng)其下降到不足以保證RAM中數(shù)據(jù)時，RAM中的程序就會丟失。如果用戶沒有備份程序，就會相當(dāng)麻煩。

一般PLC內(nèi)部設(shè)有電池電壓檢測電路，當(dāng)電壓下降到一定程度時，PLC就會報警，提醒更換電池。PLC的使用說明書都有提供更換電池的方法。一般來 說，PLC在斷電后，因為PLC上RAM電源端接有充電電容，即使把電池去掉，電容上充電電量也足夠RAM內(nèi)的數(shù)據(jù)保持一段時間，所以如果取掉電池后在短 時間內(nèi)（通常5分鐘）再將新電池換上去，數(shù)據(jù)是不會丟失的。

但用戶實際使用PLC的環(huán)境情況不盡相同，例如電容的容量下降，RAM電源回路有 灰塵、油泥等形成放電回路等，這會加快PLC斷電后電容的放電速度，從而使時間不好把握。如果在帶電的情況下更換電池就可保程序*。因為電源始終會 有電壓加在RAM芯片的電源腳。當(dāng)然更換時亦要小心應(yīng)對，注意電池的極性以及避免短路情況發(fā)生。

好是把PLC通電15分鐘（給內(nèi)部電容充電），斷電，在5分鐘內(nèi)換好新的電池，再上電試一下。

西門子PLC有帶卡的，有不帶電池的；也有帶卡的，帶電池的。程序存在MMC卡中，如果沒有存儲卡，需要電池保存程序的，更換電池時候務(wù)必注意，帶電的情況下，將舊電池取出來，然后將新電池換上即可。

優(yōu)點

編輯

可靠

PLC不需要大量的活動元件和連線電子元件。它的連線大大減少。與此同時，系統(tǒng)的維修簡單，維修時間短。Plc采用了一系列可靠性設(shè)計的方法進行設(shè)計。例如：冗余的設(shè)計。斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復(fù)。PLC是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計的控制裝置，它具有比通用計算機控制更簡單的編程語言和更可靠的硬件。采用了精簡化的編程語言。編程出錯率大大降低。

易操作

PLC有較高的易操作性。它具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點，一般不容易發(fā)生操作的錯誤。對PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作。程序的輸入直接可接顯示，更改程序的操作也可以直接根據(jù)所需要的地址編號或接點號進行搜索或程序?qū)ふ?，然后進行更改。PLC有多種程序設(shè)計語言可供使用。用于梯形圖與電氣原理圖較為接近。容易掌握和理解。PLC具有的自診斷功能對維修人員維修技能的要求降低。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快找到故障的部位。

靈活

PLC采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言。編程方法的多樣性使編程簡單、應(yīng)用面拓展。操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變量十分容易。

西門子PLC S7-300系列PLC安裝及注意事項：

一、輔助電源功率較小，只能帶動小功率的設(shè)備(光電傳感器等);

二、 一般PLC均有一定數(shù)量的占有點數(shù)(即空地址接線端子)，不要將線接上;

三、 PLC存在I/O響應(yīng)延遲問題，尤其在快速響應(yīng)設(shè)備中應(yīng)加以注意。

四、輸出有繼電器型，晶體管型(高速輸出時宜選用)，輸出可直接帶輕負載(LED指示燈等);

五、輸入/斷開的時間要大于PLC掃描時間;

六、PLC輸出電路中沒有保護，因此應(yīng)在外部電路中串聯(lián)使用熔斷器等保護裝置，防止負載短路造成損壞PLC;

七、 不要將交流電源線接到輸入端子上，以免燒壞PLC;

八、接地端子應(yīng)獨立接地，不與其它設(shè)備接地端串聯(lián)，接地線裁面不小于2mm2;

九、 輸入、輸出信號線盡量分開走線，不要與動力線在同一管路內(nèi)或捆扎在一起，以免出現(xiàn)干擾信號，產(chǎn)生誤動作;信號傳輸線采用屏蔽線，并且將屏蔽線接地;為保證 信號可靠，輸入、輸出線一般控制在20米以內(nèi);擴展電纜易受噪聲電干擾，應(yīng)遠離動力線、高壓設(shè)備等。

 西門子PLC模塊6ES7318-3EL01-0AB0

冗余環(huán)網(wǎng)，各臺交換機通過冗余環(huán)口依次進行連接，如下圖高速冗余環(huán)網(wǎng)HSR。SCALANCE X400可以作為冗余管理器RM，管理冗余環(huán)網(wǎng)，為了保證系統(tǒng)的快速重構(gòu)和穩(wěn)定性多50個交換機連接在環(huán)上。除了其它交換機需要設(shè)置冗余環(huán)口，在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，RM的其中的一個冗余環(huán)口會處于斷開狀態(tài)。這樣整個網(wǎng)絡(luò)處于一種線型結(jié)構(gòu)。冗余管理器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上的連接線斷開或交換機故障，它會通過一個替代路徑恢復(fù)另外一種線型結(jié)構(gòu)。整個網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)時間小于0.3秒。如果問題被消除，會恢復(fù)原有的線型結(jié)構(gòu)。在一個環(huán)網(wǎng)中，只能存在一個交換機組成冗余管理器。環(huán)網(wǎng)可以是電氣環(huán)網(wǎng)也可以是光纖環(huán)網(wǎng)，也可以是電氣和管線混合的環(huán)網(wǎng)。另外，可以利用SCALANCE X 400的千兆端口，組成高速冗余的千兆環(huán)網(wǎng)。

高速冗余環(huán)網(wǎng)HSR                                          環(huán)間熱備STBY

環(huán)網(wǎng)之間的冗余備份STBY，通過兩臺交換機各自連接到另外一個環(huán)網(wǎng)的兩臺交換機，如上圖環(huán)間熱備STBY。僅需要在同一個環(huán)網(wǎng)中的兩個交換機A和B（與另外一個環(huán)網(wǎng)進行冗余連接）進行組態(tài)，即可完成環(huán)網(wǎng)之間的連接冗余。這兩個交換機A和B通過網(wǎng)絡(luò)相互交換數(shù)據(jù)來同步它們的運行狀態(tài)，其中一臺設(shè)備作為Master，另外一臺設(shè)備作為Slave。在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，僅是Master與另外一個環(huán)網(wǎng)的連接是激活的，即通訊數(shù)據(jù)通過該連接完成兩個環(huán)網(wǎng)之間的通訊。如果Master的連接斷開或Master交換機故障，這時Salve會激活其連接，這時兩個環(huán)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)就通過Slave的連接來完成。如果故障恢復(fù)，Master會重新作為環(huán)網(wǎng)之間的激活連接。STBY可以是電氣連接也可以是光纖連接。另外，可以利用
SCALANCE X 408的千兆端口，組成千兆環(huán)網(wǎng)冗余熱備。

SCALANCE X 400冗余環(huán)網(wǎng)組態(tài)：

SCALANCE X 400環(huán)網(wǎng)間熱備組態(tài)：

PROFINET循環(huán)的實時通信報文基于IEEE802.3，具有4個字節(jié)的VLAN標(biāo)簽（IEEE802.1p），該標(biāo)簽其中的3個位可以表示PROFINET實時數(shù)據(jù)的優(yōu)先級，參考圖1 PROFINET實時報文。

圖1 PROFINET實時報文

PROFINET循環(huán)的實時數(shù)據(jù)報文具有優(yōu)先級，且用戶優(yōu)先級為6。VLAN標(biāo)示符VID=0表示報文僅包含優(yōu)先級信息，而不是一個有效地VLAN標(biāo)識。
報文具有“用戶優(yōu)先級”符合IEEE802.1p標(biāo)準(zhǔn)，IEEE802.1p具有如下特點：
支持IEEE802.1p的交換機會優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)，IEEE802.1p標(biāo)準(zhǔn)

• 通過在OSI 2層給數(shù)據(jù)加入優(yōu)先級以及交換機中的不同隊列分配，實現(xiàn)加速報文轉(zhuǎn)發(fā)。
• TCI中包含表示服務(wù)種類(Class of Service)的3個位，這樣CoS服務(wù)就有8個優(yōu)先級，其中0為低優(yōu)先級，而7為高優(yōu)先級。
• 不同的應(yīng)用按照不同的方式進行處理
• 賦予實時應(yīng)用更高的優(yōu)先級
• 賦予普通的應(yīng)用較低的優(yōu)先級
  這樣在IEEE802.1p的支持下，用戶終端主機能請求所提交流量的優(yōu)先等級，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備則在幀頭上設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)記予以實施。802.1p可以將以太網(wǎng)中的流量分為8個優(yōu)先等級，將時間敏感的視頻/音頻以較高的優(yōu)先級在交換式以太網(wǎng)中傳送，以支持以太網(wǎng)上各類業(yè)務(wù)的QoS。參考表1 。

表1

目前，許多以太網(wǎng)交換機都能夠支持多優(yōu)先級業(yè)務(wù)的分類處理，即支持IEEE802.1p，根據(jù)數(shù)據(jù)幀中的“用戶優(yōu)先級”字段內(nèi)容的不同進行緩存、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等操作。理想情況下，以太網(wǎng)交換機能支持的優(yōu)先級與802.1p規(guī)定的優(yōu)先級相同，但實際情況有時并非如此。
西門子的SCALANCE X以太網(wǎng)交換機產(chǎn)品中，X-00系列具有兩個優(yōu)先級堆棧，高的優(yōu)先級堆棧處理具有用戶優(yōu)先級4，5，6，7的數(shù)據(jù)，低的優(yōu)先級堆棧處理具有用戶優(yōu)先級3，0，1的數(shù)據(jù)。對于SCALANCE X100系列到SCALANCE X400系列所支持的優(yōu)先級與IEEE802.1p所規(guī)定的優(yōu)先級相同。具有4個優(yōu)先級堆棧，每個堆棧處理不同用戶優(yōu)先等級的數(shù)據(jù)，參考圖2 SCALANCE X交換機優(yōu)先級堆棧。SCALANCE X以太網(wǎng)交換機會根據(jù)數(shù)據(jù)的用戶優(yōu)先級的不同由內(nèi)部不同的優(yōu)先級堆棧來處理。這也表明SCALANCE X100系列到SCALANCE X400系列的產(chǎn)品可以細分用戶優(yōu)先級的數(shù)據(jù)，對于用戶優(yōu)先級6，7由高優(yōu)先級堆棧處理優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)。

圖2 SCALANCE X交換機優(yōu)先級堆棧

SCALANCE X以太網(wǎng)交換機會優(yōu)先對高優(yōu)先級的堆棧中的高優(yōu)先級數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)。參考圖3 IEEE802.1p報文優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)原則。幀1正在被發(fā)送，表明不會中斷正在發(fā)起的數(shù)據(jù)傳輸。幀2的優(yōu)先級低于幀3，所以優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)幀3。終端口1的數(shù)據(jù)幀發(fā)送順序為幀1，幀3，幀2。

圖3 IEEE802.1p報文優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)原則

除此以外，X200系列以上的SCALANCE X交換機不但可以在Step7中作為IO設(shè)備進行組態(tài)，也可以在Step7中實現(xiàn)集成診斷。參考圖4 交換機組態(tài)。

圖4 交換機組態(tài)

在使用SCALANCE X300和SCALANCE X400系列的交換機應(yīng)用在PROFINET實時應(yīng)用中，由于這兩種系列的交換機不但支持IEEE802.1p還支持IEEE802.1Q，即VLAN。那么這兩類以太網(wǎng)交換機則認為VLAN ID=0的幀不帶有VLAN標(biāo)簽。這意味著PROFINET實時報文（VID=0）在這兩類交換機之中轉(zhuǎn)發(fā)不具有優(yōu)先級，與普通的數(shù)據(jù)一樣，不會被交換機優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)。所以在使用這兩類交換機時，需要特別注意，這種情況下，可以使用2種方式來改善：
種情況，就是使用SCALANCE X200系列以下的交換機，這樣由于這些系列的交換機不支持IEEE802.1Q，僅支持IEEE802.1p，所以會優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)PROFINET實時數(shù)據(jù)。
第二種情況，如果使用SCALANCE X300/400時，且PROFINET實時數(shù)據(jù)與普通數(shù)據(jù)在一個通道上進行傳輸，需要給PROFINET的數(shù)據(jù)傳輸通道設(shè)置VLAN。例如圖5 組態(tài)舉例。PROFINET IO控制器和IO設(shè)備的PROFINET實時通信與PC1和PC2的普通通訊，例如TCP/IP，共同占用2臺SCALANCE X400之間的通道。由于SCALANCE X400支持IEEE802.1Q，交換機會認為PROFINET 實時數(shù)據(jù)與普通的TCP/IP數(shù)據(jù)的優(yōu)先級一樣，這樣不會優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)PROFINET實時數(shù)據(jù)。

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