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　　交換機是工業(yè)以太網(wǎng)的關鍵元件，它可用于數(shù)據(jù)交換、構建不同拓撲網(wǎng)絡、劃分虛擬局域網(wǎng)，有的甚至還具有路由功能，可跨子網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換。今天這篇文章，我們來介紹西門子SCALANCE X系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機。根據(jù)交換機工作在OSI網(wǎng)絡參考模型的層級及是否具有管理功能，SCALANCE X交換機可分為三種：①二層非網(wǎng)管型交換機；②二層網(wǎng)管型交換機；③二/三層網(wǎng)管型交換機；這里的“二層”是指OSI網(wǎng)絡參考模型的第二層，即“數(shù)據(jù)鏈路層”�！叭龑印笔侵窸SI網(wǎng)絡參考模型的第三層，即“網(wǎng)絡層”。OSI網(wǎng)絡參考模型如下圖所示

　　西門子PLC有多種類型，例如：西門子PLC S7-300系列和西門子PLC S7-400系列等，他們廣泛的應用在各種工業(yè)自動化領域。本文下面介紹一下西門子PLC的工作原理，為用戶好的理解西門子PLC的操作和使用。 二、西門子PLC原理 西門子PLC是一種*應用于企業(yè)的計算機，全名為可編程控制器。在西門子PLC投入運行時，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，西門子PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。 處理器是西門子PLC正常工作的神經(jīng) ，當PLC投入運行時，*它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。 其次是存儲器。存儲器是存放系統(tǒng)軟件的稱之為系統(tǒng)程序存儲器；存放應用程序的存儲器則被我們成為是用戶成粗存儲器。

　　西門子S7-1200是一款緊湊型、模塊化的PLC，可完成簡單邏輯控制、高級邏輯控制、HMI 和網(wǎng)絡通信等任務。對于需要網(wǎng)絡通信功能和單屏或多屏HMI的自動化系統(tǒng)，易于設計和實施。具有支持小型運動控制系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)的高級應用功能。SIMATIC S7-1200 具有用于進行計算和測量、閉環(huán)回路控制和運動控制的集成技術，是一個功能非常強大的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)多種類型的自動化任務

　　一、硬件接線：檢查硬件設備數(shù)目、進行硬件接線，具體硬件接線如圖1.1所示。接線完成后檢查接線是否正確，檢查確認無誤后將plc上電，保證

　　的正常安全運行。輸出電壓24v dc的pm電源模塊給s7-1500 cpu 模塊供電，然后cpu內部將24v dc轉化為5v dc，cpu通過背板總線為i/o模塊供電。若選為ps電源，ps電源輸出5v dc為cpu供電，然后cpu和ps電源共同通過背板總線為i/o模塊供電。

　　圖1.1 硬件接線

　　二、安裝tia portal軟件，因為之前有用過這個軟件，所以在實驗課之前該軟件已經(jīng)自己安裝完成。（安裝之間需要檢查計算機硬件是否具備安裝tia portal軟件的基本要求，檢查windows系統(tǒng)與tia portal軟件版本是否兼容（自動化和驅動技術的兼容性工具 確認無誤后進行安裝，安裝過程比較繁瑣，每個安裝文件運行前都需要去刪除注冊表

　　與以太網(wǎng)接口的西門子觸摸屏的通信

配置通信連接

　　用戶通過以下步驟可創(chuàng)建以太網(wǎng)接口的西門子觸摸屏與S7-200 SMART CPU的以太網(wǎng)通信，在此以設備Smart 1000 IE為例。

　　在WinCC flexible的主工作窗口中添加與CPU的連接與上文中RS485接口的西門子觸摸屏類似，在此不再贅述。下面主要介紹連接參數(shù)設置及下載項目等。

　　設置連接參數(shù)，首先選擇Smart 1000 IE的接口為“以太網(wǎng)”，即觸摸屏的以太網(wǎng)接口。選中該接口后，該接口的參數(shù)設置窗口將在其下方自動顯示。設置觸摸屏的IP地址為192.168.2.5，該IP地址必須與Smart 1000 IE設備的IP地址相同。 在“PLC設備”窗口設置CPU的IP地址，此處設置CPU的 IP地址為192.168.2.1，如圖1所示。

　　注意：為Smart 1000 IE設置的IP地址必須不同于CPU的IP地址，二者不能重復。

　　硬件接線：檢查硬件設備數(shù)目、進行硬件接線，具體硬件接線如圖1.1所示。接線完成后檢查接線是否正確，檢查確認無誤后將PLC上電，保證PLC的正常安全運行。輸出電壓24V DC的PM電源模塊給S7-1500 CPU 模塊供電，然后CPU內部將24V DC轉化為5V DC，CPU通過背板總線為I/O模塊供電。若選為PS電源，PS電源輸出5V DC為CPU供電，然后CPU和PS電源共同通過背板總線為I/O模塊供電。

　　圖1.1 硬件接線

二、安裝TIA Portal軟件，因為之前有用過這個軟件，所以在實驗課之前該軟件已經(jīng)自己安裝完成。（安裝之間需要檢查計算機硬件是否具備安裝TIA Portal軟件的基本要求，檢查Windows系統(tǒng)與TIA Portal軟件版本是否兼容（自動化和驅動技術的兼容性工具 確認無誤后進行安裝，安裝過程比較繁瑣，每個安裝文件運行前都需要去刪除注冊表（注冊表刪除見附錄1）安裝時間比較長，需要小心謹慎并且有耐心）

　　硬件組態(tài)首先可通過在線訪問掃描PLC信息，獲取PLC信息如圖1.2所示：

　　圖1.2在線訪問

　　點擊在線診斷，選擇PG/PC接口進行硬件檢測，搜索 PLC信息實現(xiàn)在線訪問，如圖1.3所示。

　　圖1.3硬件檢測

　　可以通過在線訪問分配IP地址、設置PLC內部時鐘，可以選擇時區(qū)，也可以從PC/PG獲取，如圖1.4、1.5所示：

　　輸入類型的分類

　　PLC的數(shù)字量輸入端子，按電源分直流與交流，按輸入接口分類由單端共點輸入與雙端輸入，單端共點接電源正極為SINK（sink Current 拉電流），單端共點接電源負極為SRCE（source Current 灌電流）。

2、詞語的概述SINK漏型為電流從輸入端流出，那么輸入端與電源負極相連即可，說明接口內部的光電耦合器為單端共點為電源正極，可接NPN型傳感器。SOURCE源型為電流從輸入端流進，那么輸入端與電源正極相連即可，說明接口內部的光電耦合器為單端共點為電源負極，可接PNP型傳感器。接近開關與光電開關三、四線輸出分 NPN 與 PNP 輸出，對于無檢測信號時 NPN 的接近開關與光電開關輸出為高電平（對內部有上拉電阻而言），當有檢測信號，內部NPN 管導通，開關輸出為低電平。對于無檢測信號時 PNP 的接近開關與光電開關輸出為低電平（對內部有下拉電阻而言），當有檢測信號，內部 PNP 管導通，開關輸出為高電平

　　以上的情況只是針對，傳感器是屬于常開的狀態(tài)下。3、按電源配置類型（1） 直流輸入電路如圖1，直流輸入電路要求外部輸入信號的元件為無源的干接點或直流有源的無觸點開關接點，當外部輸入元件與電源正極導通，電流通過R1，光電耦合器內部LED，VD1（接口指示）到COM端形成回路，光電耦合器內部接收管接受外部元件導通的信號，傳輸?shù)絻炔刻幚�；這種由直流電提供電源的接口方式，叫直流輸入電路；直流電可以由PLC內部提供也可以外接直流電源提供給外部輸入信號的元件。R2在電路中的作用是旁路光電耦合器內部LED的電流，保證光電耦合器LED不被兩線制接近開關的靜態(tài)泄漏電流導通。

　　（2） 交流輸入電路如圖2，交流輸入電路要求外部輸入信號的元件為無源的干接點或交流有源的無觸點開關接點，它與直流接口的區(qū)分在光電耦合器前加一級降壓電路與橋整流電路。外部元件與交流電接通后，電流通過R1，C2經(jīng)過橋整流，變成降壓后的直流電，后續(xù)電路的原理與直流的一致。交流PLC主要適用