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西門子PLC有源導軌
一.SIEMENS PLC控制系統關于熱插拔功能的定義：
1．帶電插拔模塊時，確保不造成模塊的硬件損壞；
2．帶電插拔模塊時，CPU不停機，并產生報警；
3．帶電插拔模塊時，該模塊I/O通道的數值保持不變，而其他模塊的運行不受影響；
4．帶電插拔模塊時，CPU中觸發中斷組織塊或通過DP診斷程序塊，得到模塊拔出或插入的事件信息，在用戶程序或中斷組織塊OB**中進行相應控制邏輯和I/O通道的處理；
二.SIEMENS的PLC控制系統中：
1. S7-200系列PLC不支持熱插拔功能；
2. S7-300 CPU直接帶I/O模塊的方式不支持熱插拔；
3. S7-300作為PROFIBUS DP主站下掛DP從站ET200M、ET200S、ET200iS，支持熱插拔功能；（ET200M作從站時需要使用有源總線底板，如下說明）
注：采用S7-300作為主站的軟冗余系統無法實現熱插拔全部功能，不具備以上所列第3，4條目中的功能。當您將ET200M從站上的模塊拔出時，CPU 不停機，主CPU、備用CPU上的SF燈亮，BUSF燈閃爍，ET200M從站上的2塊IM153-2模塊的SF燈亮，BF燈閃爍，該ET200M從站上所有模塊的I/O值被清0，S7-300主站失去對該ET200M從站的控制能力。當您再次將模塊插入到ET200M站上時，系統從主CPU切換到備用 CPU，SF、BUSF、BF燈熄滅，軟冗余系統重新回到正常運行狀態。
若要在軟冗余系統中實現熱插拔的4項功能，必須使用S7-400作為軟冗余系統的主站。
4. S7-400作為PROFIBUS DP主站下掛DP從站ET200M、ET200S、ET200iS，支持熱插拔功能；（ET200M作從站時需要使用有源總線底板，如下說明）
5.S7-400 CPU直接帶I/O模塊的方式支持熱插拔。
S7-400系統由于很好的電磁兼容性和抗沖擊、耐震動性能，因而能最大限度的滿足各種工業標準，模板能夠帶電插、拔，當S7-400機架上插入或取出模板時，都會在CPU中產生一個中斷信息，供客戶在用戶程序中對模板更換的動作進行相應的處理。
三. ET200M的有源總線底板配置與說明：
ET200M是在工業現場經常使用的PROFIBUS DP分布式從站，一個ET200M從站一般由導軌（S7-300系列通用導軌）、IM153接口模塊、若干塊S7-300系列的模塊（PS電源模塊、I/O模塊、CP通訊模塊、FM功能模塊）組成：
這樣的ET200M從站是不支持熱插拔功能的。為了實現ET200M從站的熱插拔功能，我們需要對ET200M的硬件配置進行一些調整，通用導軌更換成帶有有源總線模板的導軌，下圖向您展示了1個有源總線導軌和5個有源總線模板組裝后的情形：
下圖比對了有源總線導軌與S7-300通用導軌的區別
下圖展示有源總線導軌、有源總線模板和2個IM153-2接口模塊組裝后的情形：
硬件要求:
使用普通的S7-300導軌和U型總線連接器是不能實現熱插拔功能的，您必須購買有源總線底板，才能實現該功能。另外，您在配置時，必須使用MLFB 6ES7 153-1AA02-0XB0版本以上的接口模塊，因為它支持DP協議的DPV1版本，而MLFB IM153-1AA00-0XB0模塊是不支持該功能的。目前您能夠購買到的IM153接口模塊都支持熱插拔，只有2-3年以前的IM153接口模塊不支持熱插拔。
注意:
如果想知道你的模塊是否支持熱插拔功能，你可以在STEP7的HW Config硬件組態窗口中的產品目錄里選擇對應模塊，閱讀窗口右下角對該模塊功能的描述.
軟件要求：必須在STEP7 5.1版本以上進行配置；
如果您采用S7-400 CPU或S7-400 CP作為DP主站，那么您可以直接在IM153的屬性窗口的"Operating Parameters"標簽頁里配置熱插拔功能。 如下圖所示：
關于ET200M站 target=_blank>
關于ET200M站"Module change during operation"（運行中更換模塊）功能實現的說明：
STEP1：在STEP7的硬件組態窗口的PROFIBUS DP目錄中選擇相應IM153模塊，可以看出該模塊支持“module exchange in opration”（熱插拔）；
STEP2：將IM153模塊拖到PROFIBUS總線上；
STEP3：選擇I/O模塊，插入到ET200M站的各個槽位中；
STEP4：雙擊ET200M站，打開屬性窗口，選中“Replace modules during operation“(熱插拔)選項；
STEP5：屬性窗口中提供了ET200M站熱插拔功能所需的有源總線導軌的訂貨號；
STEP6：屬性窗口中提供了該型號IM153，插入的I/O模塊對應使用的有源總線底板的訂貨號；
除了以上的硬件組態之外，還要向S7-400中下載OB82、OB83、OB84、OB85、OB86、OB87、OB121、OB122等組織塊。當ET200M從站上進行模塊的熱插拔時，中斷組織塊OB83 ，OB85，OB122被調用。
如果你采用S7-300 CPU 或 CP 342-5作為DP主站，那么您只能夠通過安裝GSD文件的方式將IM153模塊組態成DP從站，并雙擊IM153，打開它的屬性窗口，進行設置。否則您在STEP7的硬件組態窗口中直接將PROFIBUS DP目錄ET200M文件夾下IM153模塊掛在PROFIBUS總線上，如下圖：
從上圖可以看出，當你從右側的PROFIBUS DP樹型目錄中將IM153-2模塊拖到PROFIBUS總線上后，雙擊點開IM153的屬性，“Repalce modules during operation”(熱插拔功能)選項為灰色，所以在這種方式下，無法實現熱插拔的全部功能，只能實現第1、2兩條，不能實現第3、4條功能。
添加IM153-2模塊到PROFIBUS總線上，設置熱插拔選項
設置IM153-1模塊的熱插拔功能選項
除了以上的硬件配置之外，還要向S7-300的CPU中下載OB82、OB86、OB121、OB122等組織塊,才能保證當您在ET200M站上進行模塊熱插拔時，S7-300的CPU保持運行，而ET200M站上其他模塊的工作不受影響。同時，當您進行ET200M站上模塊的拔出或插入，系統都會調用 OB82、OB86，您可以獲取OB86和OB82中的參數返回值，得知什么時間是哪一個主站下的哪一個從站上的模塊被插拔, 您可以根據系統控制邏輯的需要，在組織塊OB82，OB86中編寫用戶程序，調整I、O的數值，確保進行模塊熱插拔時，生產機構處于安全運行狀態。
您可以在S7-300的用戶程序中循環調用SFC13（DP總線診斷功能塊），不斷獲取DP網絡的診斷信息，當ET200M從站上進行模塊的熱插拔時，可以從SFC13的返回數據（在DB塊中）獲取插拔模塊的信息，在用戶程序中對返回的診斷信息進行判斷、評估后，進行相應的邏輯控制和I/O處理，使生產機構處于安全運行狀態；
如果您在ET200M站中使用了參數化的模塊（如FM354，CP340等非輸入輸出的模塊），在DP主站通電初始化過程中會對這些模板進行參數化和配置。當您帶電拔掉可參數化的模塊，再插入后，模塊原有的參數就會丟失。除非重新啟動DP主站，在主站進行初始化過程中，對這些模塊在進行一次參數化和配置，否則這類模塊在被拔掉，再插入后，只能夠以它的默認參數運行。
A+DPTR
MOV P2,A ；輸出到P2口
INC R0
MOV R3,#02 ；掃描1毫秒
DELAY2: MOV R5,#248 ；
DJNZ R5,$
DJNZ R3,DELAY2
MOV A,#00H ；清除屏幕
MOV P0,A
ANL P2,#00H
DJNZ R6,L3 ；一個字16個碼是否完成？
DJNZ R1,L16 ；每個字的停留時間是否到了？
MOV 20H,R0 ；取碼指針存入20H
CJNE R0,#0FFH,L100 ；8個字256個碼是否完成？
JMP LOOP ；反復循環
TABLE :
；漢字“倚”的代碼
db 01H,00H,02H,00H,04H,00H,1FH,0FFH
db 0E2H,00H,22H,00H,22H,0FCH,26H,88H
db 2AH,88H,0F2H,88H,2AH,0FAH,26H,01H
db 63H,0FEH,26H,00H,02H,00H,00H,00H
；以下分別輸入天，一，出， 寶，刀，屠，龍，的代碼，略。
end
電路中行方向由p0口和p2口完成掃描，由于p0口沒有上拉電阻，因此接一個4.7k*8的排阻上拉。 如沒有排阻，也可用8個普通的4.7k 1/8w電阻。為提供負載能力，接16個2n5551的NPN三極管驅動。
列方向則由4—16譯碼器74LS154完成掃描，它由89C51的P1.0---P1.3控制。同樣，驅動部分則是16個2N5401的三極管完成的。
電路的供電為一片LM7805三端穩壓器，耗電電流為100Ma左右。
采用一塊12*20cm的萬能電路板，應當選用質量好些的發光管，（否則有壞點現象， 更換起來較麻煩）首先將256個發光管插入電路板，注意插入方向，同時使高度一致，行方向直接焊接起來， 列方向則搭橋架空焊接，完成后用萬用表測試一下如有不亮的更換掉。
然后找一個電腦硬盤的數據線，截取所需的長度，分別將行，列線引出至電路的相關管腳即可。原理圖為了簡潔，故只畫出了示意圖，行列方向只畫出了2個三極管，屏幕只畫出4個發光管， 實際上發光管為256只，三極管行列方向各16只，一共32只。焊接過程認真仔細一天時間即可完成全部制作。將程序編譯后燒寫入89c51, 插入40pin Ic座，即可看到屏幕輪流顯示：“倚天一出寶刀屠龍”。
當然，你可將程序的漢字代碼部分更換為您所需要的代碼即可顯示你所需要的漢字
元件清單：
名稱
數量
規格
4．7k 1/8w
32
電阻
4.7k*8排阻
1
2n5551
16
小功率NPN三極管
2n5401
16
小功率PNP三極管
led
256
3mm白發紅高亮度
22P
2
瓷片電容
10uf/50v
1
電解電容
100uf/25v
2
電解電容
AT89C51
1
或AT89S51
40pin Ic座
1
插89c51用
12M
1
晶體
74LS154
1
或74HC154
LM7805
1
穩壓IC
電源插座
1
穩壓電源
1
LED顯示屏用電源的設計
林建偉，李震
西安普聲電信有限責任公司，陜西西安710043
1引言
LED顯示屏是一種迅速發展起來的新型信息顯示媒體。隨著我國經濟的不斷發展,已被廣泛應用于車站、賓館、銀行、醫院等公共場合。顯示屏電源是其重要組成部分，主要用來給顯示屏發光二極管提供必要的工作電流，保證屏體正常顯示。為簡單起見，通常采用由一小功率電源帶3到4個顯示驅動板的供電方案。這樣,一個較大面積的顯示屏需要配接許多電源模塊，例如一個2m×1.5m的屏體，就需要提供24個5V/20A的模塊電源。該設計存在以下的缺點。
1）接線復雜每一個電源均需單獨地配置交流輸入線、直流輸出線。
2）電源冗余度差在大多數情況下，屏體顯示內容為文字、動畫、圖片，每個顯示驅動板消耗的電流不一樣，可能某些電源模塊過載，而另一些模塊空載。此外，若某一電源失效，會造成屏體的一部分黑屏。
3）電源過載能力差，利用率低屏體在工作時消耗的電流隨畫面的內容、顏色、亮度而變化，大部分時間電流較小，而大面積高亮度的畫面雖消耗電流大，但持續時間短�？紤]到LED是恒流驅動的，只要驅動板可正常工作，供電電壓可以降低一些。電源最好有下拖形狀的限流特性，而不是通常的較陡峭形狀的限流特性，以保證有較好的過載能力、較高的利用率。
考慮到以上各點，提出新的供電方案如下：
1）集中供電，采用n＋1冗余方案。
2）電源模塊設計適當的輸出電流，模塊可均流。保證屏體裝配工藝易實現n＋1冗余。
3）電源模塊有下拖形狀的限流特性以保證有較好的過載能力、較高的利用率。
4）電源模塊有扁平的外形，自然散熱，易于在屏體上安裝，并利用屏體散熱。
5）電源模塊帶APFC，減小對電網的干擾，適應電網的波動。
2電路設計
采用集中供電方案可避免分散供電的缺點，但要求電源的可靠性更高，否則電源一旦失效會造成整屏的黑屏，而不是部分黑屏。提高電源可靠性的最積極的辦法為提高變換效率，減少發熱量，同時選用可靠性高的線路與器件。
2．1AC/DC電路設計
傳統的AC/DC全波整流電路采用的是整流＋電容濾波電路。這種電路是一種非線性器件和儲能元件的組合，輸入交流電壓的波形是正弦的，但輸入電流的波形發生了嚴重的畸變，呈脈沖狀。由此產生的諧波電流對電網有危害作用，使電源輸入功率因素下降。在本設計中整流電路部分采用有源功率因數校正電路(APFC),避免了上述缺點。其電路如圖1所示。
與典型PFC主電路不同的是此電路選用了無損吸收緩沖網絡。該網絡降低了開關管的開關損耗,提高了其穩定性,增強了其使用壽命。它利用一組無源元件,使開關管實現了零電流開通和零電壓關斷，提高了電源的工作效率,且相對于其它諧振軟開關電路，降低了生產成本。
下面通過分析PFC主開關Q的工作過程來說明此無損吸收緩沖網絡的工作原理。
1）Q導通時，因為電感 L2中電流不能突變，且C2、C1電壓不能突變，Q中的的電流從零開始增加,緩慢上升。通過 D4的電流iD4漸減。Q實現零電流開通，導通的損耗較小。
2）當電流iD4減少為零時，D4進入反向恢復狀態，通過電感 L2的電流iL2=iL1＋irD4。D4反向電流irD4的變化率受到電感 L2的控制，反向恢復損耗降低。
3）主電感L2中電流緩慢增加，Q上的電壓 uQ下降。電容C2通過D2、C1、L2、Q放電 ,C2上的電壓uC2下降。
4）當uC2下降為零時,C2中的能量完全轉向 C1、L2。L2中的電流飽和不變，uQ下降變為零，Q完成零電流開通過程。
5）Q保持開通狀態,與普通PFC電路的開關管狀態相同。
6）Q關斷時，L2中的電流 iL2通過D1流向C2，C2從零開始充電，Q實現零電壓關斷，關斷損耗較小。二極管 D2、D3使uC2最終鉗位在輸出電壓VL。
7）L2在導通時存儲的能量通過 D1、D2流向C1，L2逐漸復位。當 L2復位后，C1中的能量通過D3輸出。
8）當C1兩端電壓變為零時， D4正向導通。Q完成零電壓關斷過程。
9）Q保持關斷狀態直到開始進入新的開關循環過程。
Q的開關波形如圖2所示;Q的實測導通時間和關斷時間如圖3所示。（電源負載22A）
從以上分析可知此無損吸收網絡具有以下幾個特點。
1）Q的最大工作電壓等于輸出電壓 VL。
2）PFC電路的輸出二極管D4的耐壓是 VL與電感L2的反向電壓之和。
3）Q中的電流上升率，即Q的開通損耗決定于電感 L2兩端電壓和L2的電感量。
4）Q兩端的電壓上升率，即Q的關斷損耗決定于流過電容 C2的電流和C2的容量。
5）由于開關動作引起的存儲在 L2和C2中的能量最終都輸出給了負載，保證了轉換器的工作效率。
2．2DC/DC主電路設計
DC/DC主電路采用單端雙正激電路。單端雙正激電路相對于其它拓撲電路結構，開關管承受電壓低，在控制電路設計中不必擔心共態導通問題，也不會因電路不對稱發生高頻變壓器單向偏磁，即不存在變壓器飽和問題，是一種可靠性較高的電路。考慮到整機的高度不超過60mm，以及變壓器工藝、安裝、散熱的要求，DC/DC變換采用雙變壓器、雙輸出電感結構。變壓器原邊并聯，副邊各自用一個輸出電感，如圖4所示。
該電路的無損吸收網絡不同于AC/DC部分電路所采用的無損吸收網絡。它僅使開關管完成了零電壓關斷過程。以下以開關 Q2為例（Q1與Q2變化狀態相同），簡述該網絡的工作原理。
1）導通過程
Q1、Q2開通時，除一路電流通過 Q1、T1副邊、Q2外，另一路電流流過 Q1、C5
L7、D10、C7、 Q2形成LC振蕩回路，C5、C7被充電。當A與B點之間的電壓uAB等于主電路電壓VDC時，由于 D10的單向導電性，振蕩結束。電感L7起限制 C7、C5中的電流變化的作用。Q1、 Q2中流過的電流為從副邊折算到原邊的負載電流與C5、C7充電電流之和。
2）關斷過程
Q1、Q2關斷時，由于B點對地電壓為零，C7從零開始充電， Q2對地電壓uQ2緩慢上升，Q2零電壓關斷。加在 Q2上的電壓因二極管D15的鉗位作用，最終為VDC。因此，B點電壓升為VDC。 Q2實現零電壓關斷過程。
由于變壓器勵磁電感、漏感及引線寄生電感所引起的感應電勢的能量通過 C7、D14返回電源，Q2上的電壓維持在VDC直到變壓器原邊磁通復位。此時， Q1、Q2上的電壓分別為VDC/2直到新的工作周期。
Q2的開通期間與關斷期間的狀態與普通開關管同期間的狀態相同。
圖5為實測Q2開關波形。圖6為實測 Q2零電壓關斷波形。
從以上分析中,可以總結出以下特點。
1）電路中每個開關管的最大工作電壓等于電源電壓。
2）Q1、Q2關斷的電壓上升率分別決定于電容 C5、C7的容量。
2．3控制電路設計
為保證電源安全可靠地工作，電路設計中采用TOP224Y制作一反激式開關電源作為輔助源，如圖7所示。其兩路輸出分別為AC/DC部分和DC/DC部分的控制電路供電。
AC/DC控制部分使用PFC控制芯片UC3854B。交流輸入過、欠壓、PFC變換直流電壓（400V）過、欠壓時都關閉UC3854，使PFC部分停止工作。這些故障信號通過隔離光耦傳遞到DC/DC控制電路，以達到在AC/DC部分工作不正常時保護主開關管的目的。
DC/DC控制部分使用了PWM控制芯片UC3846，采用峰值電流型控制模式。峰值電流型控制模式相對于電壓控制模式，負載響應速率快，具有逐脈沖限流特性，容易獲得下拖形狀的限流特性，非常適合在此應用。
n＋1冗余應用時，多模塊必須有均流功能。該電源輸出電流較大，直接從DC輸出用分流器取電流
信號功率損耗較大，同時裝配工藝較復雜。因此，本設計采取了原邊電流合成的方法。
用電流傳感器取出開關管導通時變壓器原邊的電流信號。該信號包含了變壓器的勵磁電流信號與輸出電感電流折算到變壓器原邊的電流信號。因輸出電感折算到原邊的電流遠大于變壓器的勵磁電流，所以可認為電流傳感器取出的即為輸出電感的充磁電流。這是輸出電感電流的上升部分，只要模擬出輸出電感續流時的下降部分，合成后即可得到輸出電感的電流信號，也為輸出電流信號。取出該合成后的電流信號后就可用于電流保護的控制與均流控制上了。
如圖8所示，把電流傳感器取出的電流信號經高速單向緩沖后向一電容充電。開關管導通時關閉恒流源，而開關管關斷時打開恒流源對電容恒流放電。在選擇合適的電路參數后，電容上的電壓波形就與輸出電感上的電流成比例，放大后就可得到輸出電感電流，也即輸出電流。
跟著書本編得程序，卻顯示錯誤，無法下載至PLC
跟著書本編得程序，卻顯示錯誤，無法下載至PLC。是不是前期要設置什么東西？
答：首先編寫程序后要編譯，編譯通過后才能下載。 你沒有編譯的情況下是不能下載的。
這個程序沒問題，問題在于你把三個執行的動作做成了一個網絡
做三個網絡就行了，即網絡1啟動Q0.0,網絡2啟動M0.0，網絡3啟動Q0.1。
另外，如編譯有錯，編程軟件下方會有提示。
介紹了幾種如何讀S7-1500 CPU的運行時間的方法
讀S7-1500 CPU的運行時間有很多種方式，分別介紹如下幾種方式。
1 通過OB1的啟動參數讀出運行時間 在非優化的OB1啟動信息中帶有OB1的運行時間，如圖1所示。
圖1.讀出非優化的OB1中運行時間
將啟動信息參數傳遞到全局變量中就可以讀出CPU的上次掃描、最小、最大掃描時間，編程非常方便。
2 調用RD_SINFO函數讀出運行時間
如果使用優化的OB1，啟動信息簡化而沒有這些運行信息，如圖2所示，則必須調用函數讀出。
圖2優化OB1的啟動信息
例如在OB1中調用RD_SINFO函數讀出運行時間，程序如圖3所示。參數TOP_SI為當前OB1的啟動信息，
數據類型為SI_classic，需要手動鍵入，ZI1為上次掃描時間，ZI2_3包含最小、最大掃描時間，低字為最小掃描時間，
高字為最大掃描時間，示例中分別傳送到MW10和MW12中。START_UP_SI為暖啟動OB的啟動信息，
示例中沒有進行引用。
圖3調用RD_SINFO函數
3 調用RT_INFO函數讀出運行時間
通過函數RT_INFO也可以讀出CPU的運行時間，示例程序如圖4所示。
圖4調用RT_INFO函數
通過模式1、2、3可以讀出CPU的上次掃描、最小、最大掃描時間，在這三種模式下，參數INFO的數據類型為LTIME，可以直接讀出。也可以通過其他模式讀出運行時間的百分比。
4調用RUNTIME指令讀出運行時間
通過指令RUNTIME可以從參數RET_Val直接讀出CPU的運行時間，單位為秒，MEM為中間保存程序運行的存儲器，兩個參數類型都是LREAL，除此之外還可以讀出一段程序的運行時間。如圖5所示。
圖5 RUNTIME指令
西門子SIMATIC系列PLC，誕生于1958年，經歷了C3,S3,S5,S7系列，已成為應用非常廣泛的可編程控制器。
西門子（SIMATIC）PLC的6代西門子（SIMATIC）PLC的6代
1、西門子公司的產品最早是1975年投放市場的SIMATIC S3，它實際上是帶有簡單操作接口的二進制控制器。
2、1979年，S3系統被SIMATIC S5所取代，該系統廣泛地使用了微處理器。
3、20世紀80年代初，S5系統進一步升級——U系列PLC，較常用機型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。
4、1994年4月，S7系列誕生，它具有更國際化、更高性能等級、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優勢，其機型為：S7-200、300、400。
5、1996年，在過程控制領域，西門子公司又提出PCS7（過程控制系統7）的概念，將其優勢的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工業現場總線）、COROS（監控系統）、SINEC（西門子工業網絡）及控調技術融為一體。
6、西門子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自動化系統，將PLC技術溶于全部自動化領域。
由最初發展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市場，停止生產，而S7系列PLC發展成為了西門子自動化系統的控制核心，而TDC系統沿用SIMADYN D技術內核，是對S7系列產品的進一步升級，它是西門子自動化系統最尖端，功能最強的可編程控制器。
