6ES7368-3BB01-0AA0性能参数

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光纤（Fiber Optical Cable）

组建快速网络，光纤是选择。光缆是由许多细如发丝的塑胶或玻璃纤维外加绝缘护套组成，光束在玻璃纤维内传输，防磁防电，传输稳定，质量高，适于高速网络和骨干网。如图7所示。

图7

利用光缆连接网络，每端必须连接光/电转换器，还需要一些其它辅助设备。基于光缆的网络，化组织ISO制定了许多规范，具体如下：

10BASE-FL

10BASE-FB

10BASE-FP

其中10BASE-FL是使用*泛的数据格式，下面是其组网规则：

大段长： 2000M

每段大节点（NODE）数：2

每网络大节点（NODE）数： 1024

每链的大HUB数：4

表1是三种传输媒介的比较。

表1 同轴电缆、双绞线、光缆的性能比较

四、无线媒体

上述三种传输媒体的有一个共同的缺点，那便是都需要一根线缆连接电脑，这在很多场合下是不方便的。无线媒体不使用电子或光学导体。大多数情况下地球的大气便是数据的物理性通路。从理论上讲，无线媒体好应用于难以布线的场合或远程通信。无线媒体有三种主要类型：无线电、微波及红外线。下面我们主要介绍无线电传输介质。

无线电的频率范围在10KHz-16KHz之间。在电磁频谱里，属于“对频"。使用无线电的时候，需要考虑的一个重要问题是电磁波频率的范围（频谱）是相当有限的。其中大部分都已被电视、广播以及重要的政府和军队系统占用。只有很少一部分留给网络电脑使用，这些频率也大部分都由国内“无线电管理委员会（无委会）"统一管制。要使用一个受管制的频率必须向无委会申请许可证，这在一定程度上会相当不便。如果设备使用的是未经管制的频率，则功率必须在1W以下，这种管制目的是限制设备的作用范围，从而限制对其它信号的干扰。用网络术语来说，这相当于限制了未管制无线电的通信带宽。下面这些频率是未受管制的：

902 ～ 925MHz

2.4GHz(全球通用)

5.72 ～ 5.85 GHz

无线电波可以穿透墙壁，也可以到达普通网络线缆无法到达的地方。针对无线电链路连接的网络，现在已有相当坚实的工业基础，在业界也得到迅速发展

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什么是恒流源

恒流源就是一个能输出恒定电流的电源。图1中的r是电源E的内阻，RL为负载电阻，根据欧姆定律：流过RL的电流为I=E/r+R如果r很大如500K，那么此时RL在1K---10K变化时，I将基本不变（只有微小的变化）因为RL相对于r来说太微不足道了，此时我们可以认为E是一个恒流源。为此我们推论出：恒流源是一个电源内阻非常大的电源。

图1

在电子电路中（如晶体管放大器电路）常需要一些电压增益较大的放大器，为此常要将晶体管集电极的负载电阻设计得尽量大，但此电阻太大将容易使晶体管进入饱和状态，此时我们可利用晶体三极管来代替这个大电阻，这样一来既可得到大的电阻，直流压降并不大，图2所示。

图中稳压管D和电阻R2组成的稳压电路用来偏置BG1的工作点，并保证工作点的稳定（BG2为放大管）。从晶体管的输出特性可知，集电极---发射极电压VEC大于1---2V时，特性曲线几乎是平的，即VEC变化时，IC基本不变，也就是说，晶体管BG1的输出电阻非常大（几百千欧以上），图中由于BG1的电流基本恒定，称BG1是BG2的恒流负载。由于具有恒流源负载的放大器因其负载电阻大，故这种放大电路具有极大的电压增益，实际上在很多集成电路内部均采用这种电路

　本文介绍如何使plc的设计和实现达到更高的效率和生产力，也讨论了预期——满足将来不断增长的生产需要的系统的预期。本文介绍一款优异的子系统参考设计Alameda，该参考设计利用高效率的反激式变换器的电源提供四路高效、极高精度模拟输出。通过部署Alameda，自动化工厂将立即看到其PLC系统生产力的大飞跃，提前满足将来SM工厂的效率要求。

　　四路模拟输出，无常见噪声

　　过去，PLC和dcs的模拟输出参考系统专注于模拟性能；更高的效率和系统生产力往往被忽略。如果某个设计者试图通过集成电源来提高系统效率，则仍然需要解决系统噪声问题。

　　现在，有一种途径既可实现四路高精度模拟输出又可以解决噪声问题：Alameda (MAXREFDES24#)4通道模拟输出子系统参考设计(图1)。Alameda具有四路高精度(<±0.1%)的灵活模拟输出、一个高效率电隔离电源，以及自动故障检测和过热保护。完备的硬件和固件设计文件以及实验室测量数据，能够帮助快速设计原型及开发。

　　图1. Alameda子系统设计方框图

　　元件数量较少，具有更大通用性

　　高度集成是这里的关键，集成提高了通用性、避免了噪声问题，并且减少了器件数量。我们了解一下硬件(图2)。

　　图2. Alameda参考设计电路板(MAXREFDES24#)。

　　MAX5134四通道、16位、带缓冲电压输出、高线性度DAC是该系统的核心。器件具有4路通道、极低死区(大0.02V)、满摆幅输出，无需DAC负电源。器件提供电压输出，驱动四片MAX15500信号调理器的输入。也要注意，DAC输出直接驱动调理器输入，无外部元件，使得接口非常简单。

　　每片MAX15500为单通道、低成本、高精度模拟电流/电压输出调理器，专为满足PLC及DCS要求而开发。信号调理器工作在±24V电源范围，产生用户可编程、单极性和双极性、高精度电流或电压输出。电流输出驱动高达1kΩ负载，电压输出驱动低至1kΩ的负载。MAX15500具有过流和短路保护，也监测过热和掉电情况，并提供全面的错误报告。

　　MAX6126超高精度电压基准驱动模拟输出调理器和DAC的基准输入，初始精度为0.02%，大温度系数(tempco)为3ppm/℃。

　　对于数据隔离，MAX14850对现场测和系统控制器侧的数据通信进行隔离。合成的电源和数据隔离为600VRMS。

　　电源由隔离、宽直流输入范围、反激式变换器提供。峰值电流模式反激式控制器MAX17498B高效驱动隔离变压器，支持+18V至+32V单直流电压输入，产生±24V和+8V输出。MAX17498B电路的高工作效率为85%。正确安装的1000pF、2000V电容耦合两个隔离地，仍然维持隔离，减小模拟输出噪声。MAX1659低压差(LDO)线性稳压器将+8V输出调节至+5V低噪声输出。整个系统只需要24V输入作为电源。

　　针对LX9和ZedBoard平台开发

　　Alameda设计经过LX9和ZedBoard平台验证。Alameda具有简单板载Pmod兼容连接器，可连接至Pmod兼容的现场可编程门阵列(FPGA)/微控制器开发板。目前提供这两种平台的项目文件、器件驱动器以及示例代码。

　　性能测量

　　微分非线性(DNL)、积分非线性(INL)和总计不调整误差(TUE)是PLC及其它过程控制系统的重要技术指标。MAX15500高度灵活、可配置，满足不同应用的需求。数据在+25℃下获得。下图中，由于编码0至320在MAX5134的死区范围(0至0.02V)，前320个DAC编码的DNL、INL和TUE标为0。

　　-10V至+10V电压输出模式、20%过量程下的DNL、INL和TUE测量结果分别如图3、4和5所示。单极性电压(0至5V)，双极性电流(-20mA至20mA)和单极性电流(0至20mA)的测量数据：

　　图3. DNL，-10V至+10V输出范围，20%过量程。

　　图4. INL，-10V至+10V输出范围，20%过量程。

　　图5. 输出误差，-10V至+10V输出范围，20%过量程。

　　结论

　　工业4.0和智能制造倡导全新的第四代工业制造，这些概念代表现代化工厂提高生产力和效率的一个全新的21世纪。现在，Alameda子系统的出现使得当今的预期生产力和效率更加可行。Alameda提供高性能模拟输出和优异的电源效率，适用于PLC和DCS内的IO模块；解决了相关的噪声问题，并加快工业系统设计。如开篇所述，Alameda将对整个工厂的运营产生积极影响。

网络传输媒介及连线设备

网络上数据的传输需要有“传输媒体"，这好比是车辆必须在公路上行驶一样，道路质量的好坏会影响到行车的安全舒适。同样，网络传输媒介的质量好坏也会影响数据传输的质量，包括速率、数据丢失等。

常用的网络传输媒介可分为两类：一类是有线的；一类是无线的。有线传输媒介主要有同轴电缆、双胶线及光缆；无线媒介有微波、无线电、激光和红外线等。

一、同轴电缆（Coaxial cable）及有关设备

同轴电缆可分为两类：粗缆和细缆，这种电缆在实际应用中很广，比如有线电视网，就是使用同轴电缆。不论是粗缆还是细缆，其中央都是一根铜线，外面包有绝缘层。如图1所示。

图1

由于同轴电缆绝缘效果佳，频带也宽，数据传输稳定，价格适中，，是局域网中普遍采用的一种媒介。经常提到的10BASE-2以太网就是使用细同轴电缆组网的。

使用同轴电缆组网，需要在两端连接50欧的反射电阻，这就是通常所说的终端匹配器。

同轴电缆组网的其它连接设备，细缆与粗缆的不尽相同。名称一样，其规格大小也有差别。

1、细缆连接设备及技术参数

采用细缆组网，除需要电缆外，还需要BNC头、T型头及终端匹配器等。如图2。同轴电缆组网的网卡必须带有细缆连接接口（通常在网卡上标有"BNC"字样）。

下面是细缆组网的技术参数：

大的干线段长度；185米

大网络干线电缆长度：925米

每条干线段支持的大结点数：30

BNC、T型连接器之间的小距离：0.5米

2、粗缆连接设备

包括转换器、DIX连接器及电缆、N－系列插头、N－系列匹配器，如图3。使用粗缆组网，网卡必须有DIX接口（一般标有DIX字样）。

下面是采用粗缆组网的技术参数：

大的干线长度：500米

大网络干线电缆长度：2500米

每条干线段支持的大结点数：100

收发器之间的小距离：2.5米

收发器电缆的大长度：50米 

二、双绞线（Twisted-pair）

双绞线是由两条导线按一定扭距相互绞合在一起的类似于电话线的传输媒体，每根线加绝缘层并有颜色来标记，如图4所示。成对线的扭绞旨在使电磁辐射和外部电磁干扰减到小。双绞线按其电气特性分级或分类。

图4

EIA/TIA（电气工业协会/电信工业协会）类双绞线通常在LAN技术中不使用,主要用于模拟话音。

EIA/TIA第二类可用于综合业务数据网（数据），如数字话音、IBM3270等。这两类双绞线在LAN中很少使用。

EIA/TIA第三类双绞线是一种24WG的四对非屏蔽双绞线,符合EIA/TIA568标准中确定的100欧姆水平步线电缆的要求，可用来进行10Mbps和IEEE802.310Base-T的话音和数据传输。

EIA/TIA第四类双绞线在性能上比第三类有一定改进,适用于包括16Mbps令牌环局域网在内的数据传输速率。其传输特性满足EIA/TIATechnical Services Bulletin 定义的第四类电缆的规范，也满足NEMA和UL　Twisted-pairQualification Program定义的规范。这类双绞线可以是UTP，也可以是STP。

EIA/TIA第五类双绞线是24AWG的4对电缆，比100欧姆低损耗电缆具有更好的传输特性，并适用于16Mbps以上的速率，高可达100Mbps。150欧姆STP是一种高性能屏蔽式22AWG或24AWG的电缆，它支持的数据传输速率可达100Mbps或更高，并支持600MHz频带上的全息图象。

使用双绞线组网，网卡必须带有RJ45接口，还需要一个非常重要的设备----集线器HUB。图5是RJ45接头示意图。

图5

根据AT&T接线标准，双绞线与RJ45接头的连接方法在10BASE-T和100BASE-T是相同的。它需要4根导线通信，两条用于发送数据，两条用于接收数据，如图6。

图6

注意，在接线时，一定要按线的颜色对应接线，否则会使通信不稳定。

双绞线（10BASE-T）以太网技术规范可归结为5-4-3-2-1规则：

允许5个网段，每网段大长度100米

在同一信道上允许连接4个中继器或集线器

在其中的三个网段上可以增加节点

在两个网段上，除做中继器链路外，不能接任何节点

上述将组建一个大型的冲突域，大站点数1024，网络直径达2500米

上述规则只是一个粗略的设计指南，实际的数据因厂家不同而异，现在的集线器一般可以级链7层。双绞线组网的基本要求是网络部件间延时满足如下公式：

（中继器延时 + 电缆延时 + 网卡延时×2）×2 < 51.2ms

利用双绞线组网，可以获得良好的稳定性，在实际应用中越来越多。尤其是近年来，快速以太网的发展，利用双绞线组建不须再增加其它设备，被业界人士看好

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在Set PG/PCInterface对话框中，你可以使用安装/删除接口对话框来安装或者删除计算机上的通讯接口。

1）、在Set PG/PCInterface对话框中，点击访问安装/删除接口对话框。选择框中列出了可以使用的接口，安装框中显示计算机上已安装的接口

2）、要添加一个接口：选择计算机上已安装的通讯硬件并点击安装。当关闭安装/删除接口对话框后，SetPG/PC Interface对话框中会在Interface Parameter AssignmentUsed框中显示接口。

3）．要删除一个接口：选择要删除的接口点击删除按钮。当关闭安装/删除对话框后，SetPG/PC Interface对话框中会在Interface Parameter AssignmentUsed框中删除该接口。

                     图5-1-8Set pg/pc Interface和安装/删除接口对话框

提示：

对于Windows NT用户要注意以下特殊硬件安装信息

在Windows NT操作系统下安装硬件模块与在Windows95下有轻微的差别。硬件模块是一样的。在WindowsNT下安装需要更多的硬件知识。Windows95自动地为你设置系统资源，在Windows NT下不能。WindowsNT只能提供缺省值，这些值与硬件配置不一定匹配。但可以很容易地修改这些参数，以便与所有要求的系统设置匹配，当安装完硬件后。从安装列表中选择所要安装的硬件，单击“Resources"按钮。出现资源对话框，该对话框允许为所安装的实际硬件修改系统设置。如果该按钮无效（灰色），说明你不需要任何修改