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西门子模块的发展趋势：PLC从控制规模上来讲，向小型化和大型化两个方向发展，大型化主要用于满足大规模高性能控制系统，可带I/O点数可达到上万，小型化就是在保持甚至减少现有PLC的体积的情况下，程度的提高PLC的性能。PLC的性能分为CPU性能和I/O性能两个方面，而CPU性能又可以分为基本性能，逻辑运算能力和数据处理能力三个方面。而I/O性能有分为过程I/O,功能模块与系统接口三个部分，我们主要介绍I/O性能中的功能模块和系统接口。

功能模块体现的是PLC的功能扩展能力，功能模块是为满足各种不同控制要求的智能PLC控制模块，常见的智能模块有温度测量，温度调节，位置控制，通信模块，模糊逻辑控制模块，高速计数等功能模块，其以微处理器为核心，与PLC的CPU并行工作。而系统接口反映了PLC的集中控制与网络连接能力，表示的是与其他PLC或者计算机以及其他数字设备的通信能力，一般PLC都具备其自己的专有通信接口（比如西门子的PPI通信接口），还有就是通用的自由通信接口（比如RS-485通信接口以及以太网通信接口）。

综合来讲，PLC的发展趋势有四个方向：1，发展智能模块，上文所述，针对不同控制要求开发出各种智能模块，与PLC的CPU并行工作。2，高可靠性，现在PLC发展冗余容错技术以及模块的热插拔技术，采用自诊断技术，及时向客户提供故障分析的信息方便维护，保证PLC能够长时间无差错运行。3.编程软件标准化，西门子模块厂家各自为战，相互封闭，软硬件相互之间不兼容，客户在使用上非常不方便，IEC制定出IEC1131标准，引导PLC向标准化发展，大多数厂家都退出了符合IEC 1131-3标准的软件系统。4.网络化，随着现场总线技术的应用，多个PLC之间通信以及人机界面，编程设相互连接的网络，与工业计算机以及工业以太网构成工业自动化控制系统，PLC的控制网络主要有I/O网，设备内部网以及系统网，I/O网是PLC与远程I/O模块之间的联网，实质上是PLC的I/O连接范围的扩展和延伸，可以节省大量的连接线缆及导线，又称之为“省配线网”（大多I/O网的连接是采用现场总线技术，比如RS-485总线），在此有点类似于控制系统中的现场设备层，设备内部网是指PLC与变频器，现场控制设备，伺服驱动器以及温湿度控制装置之间的连接网络都属于设备内部网，在此其有点类似于控制系统中的过程监控层，（设备内部网的连接采用现场总线以及工业以太网作为通信线路）。系统网指的是现场多台设备，多个控制装置的互联，通过通信手段对现场的多个独立的设备以及控制装置（包括PLC）进行集中统一管理，构成FMC（柔性制造单元）,FMS（柔性制造系统）,CIMS（计算机现代集成制造系统）等工厂自动化控制系统。

附录I：通用十条标准 该标准奠定了PLC的各方面特点，以后的PLC基本上都是遵循以下特点设计生产：1. 编程方便，现场可修改程序。2.维修方便，采用模块化结构，是插件式。3.可靠性高于继电器控制装置。4.体积小于继电器控制装置。5.数据可直接送入计算机。6.成本可与继电器控制装置竞争。7.在扩展时，原系统只要很小变更。8.用户程序存储器容量能扩展,至少要扩展至4KB。9.输入可以是交流115V。10.输出驱动能力为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等。

PPI协议是S7-200CPU基本的通信，通过原来自身的端口（PORT0或PORT1）就可以实现通信，是S7-200 CPU默认的通信。
二、RS485串口通讯
第三方设备大部分支持，西门子S7 PLC可以通过选择口通信控制串口通信。的情况是只用发送指令（XMT）向打印机或者变频器等第三方设备发送信息。不管任何情况，都通过S7 PLC编写程序实现。
当选择了口，用户可以通过发送指令（XMT）、接收指令（RCV）、发送中断、接收中断来控制通信口的操作。
三、MPI通讯
MPI通信是一种比较简单的通信，MPI网络通信的速率是19.2Kbit/s~12Mbit/s，MPI网络多支持连接32个节点，大通信距离为50M。通信距远，还可以通过中继器扩展通信距离，但中继器也占用节点。
MPI网络节点通常可以挂S7-200、人机介面、编程设备、智能型ET200S及RS485中继器等网络元器件。
西门子PLC与PLC之间的MPI通信一般有3种通信：
1、全局数据包通信
2、无组态连接通信

3、 硬件滤波及软件抗如果措施

由于电磁干扰的复杂性，要根本消除迎接干扰影响是不可能的，因此在PLC控制系统的软件设计和组态时，还应在软件方面进行抗干扰处理，进一步提高系统的可靠性。常用的一些措施：数字滤波和工频整形采样，可有效消除周期性干扰；定时校正参考点电位，并采用动态零点，可有效防止电位漂移；采用信息冗余技术，设计相应的软件标志位；采用间接跳转，设置软件陷阱等提高软件结构可靠性。

信号在接入计算机前，在信号线与地间并接电容，以减少共模干扰；在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。

对干较低信噪比的模拟量信号．常因现场瞬时干扰而产生较大波动，若仅用瞬时采样植进行控制计算会产生较大误差，为此可采用数字滤波方法。

  现场模拟量信号经A／D转换后变成离散的数字信号，然后将形成的数据按时间序列存入PLC内存。再利用数字滤波程序对其进行处理，滤去噪声部分获得单纯信号， 可对输入信号用m次采样值的平均值来代替当前值，但井不是通常的每采样。次求一次平均值，而是每采样一次就与近的m－l次历史采样值相加，此方法反应速度快，具有很好的实时性，输入信号经过处理后用干信号显示或回路调节，有效地抑制了噪声干扰。

由干工业环境恶劣，干扰信号较多， I／ O信号传送距离较长，常常会使传送的信号有误。为提高系统运行的可靠性，使PLC在信号出错倩况下能及时发现错误，并能排除错误的影响继续工作，在程序编制中可采用软件容错技术。

4、正确选择接地点，完善接地系统

接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。

系统接地方式有：浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。对PLC控制系统而言，它属高速低电平控制装置，应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响，装置之间的信号交换频率一般都低于1MHz，所以PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的PLC系统适于并联一点接地方式，各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。如果装置间距较大，应采用串联一点接地方式。用一根大截面铜母线（或绝缘电缆）连接各装置的柜体中心接地点，然后将接地母线直接连接接地极。接地线采用截面大于22 mm2的铜导线，总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地极的接地电阻小于2Ω，接地在距建筑物10 ~ 15m远处(或与控制器间不大于50m)，而且PLC系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。

3、组态连接通信
四、以太网通讯
以太网的核心思想是使用共享的公共传输通道，这个思想早在1968年来源于厦威尔大学。 1972年，Metcalfe和Did Boggs（两个都是网络专家）设置了一套网络，这套网络把不同的ALTO计算机连接在一起，同时还连接了EARS激光打印机。这就是上一个个人计算机局域网，这个网络在1973年5月22日运行。Metcalfe在运行这天写了一段备忘录，备忘录的意思是把该网络改名为以太网（Ethernet），其灵感来自于“电磁辐射是可以通过发光的以太来传播”这一想法。 1979年，DEC、Intel和Xerox共同将网络化。
1984年，出现了细电缆以太网产品，后来陆续出现了粗电缆、双绞线、CATV同轴电缆、光缆及多种媒体的混合以太网产品。 以太网是目前上的拓朴之一，具有传传播速率高、网络资源丰富、功能强、安装简单和使用方便等很多优点。
五、PROFIBUS-DP通讯
PROFIBUS-DP现场总线是一种开放式现场总线，符合欧洲和。PROFIBUS-DP通信的结构非常精简，传输速度很高且，非常适合PLC与现场分散的I/O设备之间的通信。宜昌西门子S7-300DI模块代理商现货供应　中新网扬州8月17日电 (记者 崔佳明)以“科创驱动，智造未来”为主题的“创客”智能制造中小企业创新创业大赛17日在江苏扬州启动，大赛面向智能制造领域的中小企业和创客，即日起至8月31日符合条件的企业和创客通过“创客”大赛报名参赛。　中新网8月22日电 22日，碧桂园控股有限公司(02007.HK)(以下简称“碧桂园”)2019年中期业绩报告，集团于上半年继续录得经营业绩的快速增长。

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从绝妙的创意到即将成型的产品：Bernhard Lang是西门子堤坝监测系统的 。

借助采用智能数据评估技术的学习系统，人们可以对至关重要的基础设施进行实时监测。一个深知哪些要素可确保堤坝坚不可摧的新型早期预警系统，能够挽救宝贵的生命。

堤坝开始移动。护坡草皮从坝体外墙剥落、下滑。然后，坝底粘土层开始升高。有几秒钟时间，坝体仿佛从内向外膨胀，像气球一样鼓了起来。紧接着，压力急遽升高，粘土层断裂，棕色的洪流从由此形成的深邃裂缝中喷涌而出，冲向堤坝前方的草原。下方地面塌陷之后，放置在堤坝顶部的水箱即歪歪扭扭地沉入裂缝。决堤现象，发生了。

在决堤真正发生之前，这一幕将首先出现在平板电脑上

2014年自然灾害

Bernhard Lang的脸上露出了满意的笑容。决堤实验成功地证明，Lang开发的防洪早期预警系统是奏效的。Lang是西门子的一名工程师，4年前，他开始与来自俄罗斯的研究人员合作，开发这套系统。Lang的想法是“开发某种能够防洪的东西。”他研制的堤坝监测系统现已准备投放市场。

实验中，这个*的系统可提前计算出坝体溃决的确切部位，精确度可达到最后一米。此外，这个系统甚至能展示溃决的过程。在“决堤”发生前几天，Lang在其平板电脑调出的堤坝虚拟横截面上，显示了一块鲜红色的区域。红色意味着标记区域内的材料将滑落。在系统预测的时间，所发生的正是这种情况。在这个实验中，研究人员平静地观察着微小的裂缝逐渐扩大，直至达到事先确定的决堤点。研究人员甚至可通过同时从多个侧面利用水对受测堤坝施加压力，引发决堤。实际上，他们可以提前数星期甚或数月，确切探知哪里的情况会变得十分危急，必须加固或重建堤坝的哪些部位。

天气形势要求复杂的保护措施

自然灾害分布图

自从建起*座堤坝以来，人们就一直想要预测这种保护其人身和基础设施安全的堡垒，什么时候会破裂。如今，人们越来越迫切地需要具备这种能力。在欧洲，三分之二以上的城市已经不得不定期采取措施来保护居民和工业设施免受洪灾侵袭——不仅是沿海城市，那些依河而建、饱受泛滥之灾的城市，也都面临着这种处境。日益频发的气候变化导致了天气，有关当局更紧迫地需要借助可靠的系统来保护居民和基础设施。

自然灾害

2013年，自然灾害造成的全部损失中，有37%左右与洪灾有关，比1980年以来数十年间的平均值22%高得多。过去，荷兰遭遇的洪灾格外频繁。荷兰全国四分之一以上的陆地低于海平面，其领土的60%可能受洪灾影响。这些区域生活着许多人，占荷兰经济产值的80%。

“有时候我禁不住纳闷，为什么我们荷兰人过去要将所有重要建筑物修建在海平面以下的地方？”Peter Jansen开玩笑道，他是Waternet Amsterdam公司——阿姆斯特丹的自来水公司——的一名部门负责人。Waternet公司负责大阿姆斯特丹地区长达1000多公里的堤坝。这些堤坝所守护的700平方公里的土地上生活着100多万人。除保障饮用水供应及处理污水外，Waternet公司还代表地方水文局Amstel, Gooi en Vecht开展防洪防汛工作。尽管监测堤坝是Waternet公司的常规任务之一，但它从未能像现在这样精确地执行这项任务。

Waternet Amsterdam公司利用西门子技术，对阿姆斯特丹的一座绵延5公里的堤坝进行监测。（图片来源：Google/Waternet）

Jansen解释道，“到目前为止，取决于其建筑材料，我们每隔5到30年，会对堤坝进行一次维护。”平面图揭示了每座堤坝的构造，哪些部位是由沙、粘土、泥炭或土壤构成的。过去，检查员不得不定期对堤坝进行测量，以核查其稳定性。Jansen表示，“那时候，每隔几年，就会有几位专家驱车前往堤坝进行实地勘查，并将测量仪器安装到地下。”操作人员必须向地方当局报告检查结果。Jansen说：“我们负责维护堤坝的稳固。”

每隔一分钟传送实时数据

如今，Jansen每隔一小时就能在他的手机上收到这些信息。如果数据中有值得注意的地方，Jansen甚至可以将消息发送频次提高至每分钟一次。这是否意味着所有堤坝的检查间隔都从30年缩短到了60秒？那倒未必。因为，迄今为止，仅在阿姆斯特丹5公里长的Ringdijks堤坝上，安装了这个由Lang及其在西门子研究院的同事共同开发的早期预警和监测系统。Waternet公司是这个系统的试点客户。Jansen还可以要求这个系统在曲线图上显示关于堤坝特定区段、特定地点的实时信息，或者自动将历史数据合并到一个图表中。这个系统的发明者Bernhard Lang解释道，“所有数据都在这个系统里，可以按我们想要的任何方式加以合并。”

这些数据是由按100米间距部署在堤坝内的传感器采集的。这些传感器散布于水面上方和下方，它们负责测量堤坝内部的温度、压力和湿度，以及泄洪道的水深和水温。传感器和通信装置连接——一些配备了SIM卡的小盒子。通信装置则利用GPRS移动无线通信服务，将数据发送至位于德国Karlsruhe的控制室。控制室将这些不起眼的初步测量结果从原始数据转换为智慧数据，以便发送至任何移动终端。

如果系统测得堤坝内部温度达到14摄氏度，那么，这可能意味着什么地方出了差错，因为地下水温度约为8摄氏度，堤坝内部也应当是这个温度。温度偏高可能意味着有温度较高的水从外部渗入。但在系统发出告警之前，它首先会将实时数据，与诸如地下水深度、每年这个时候受影响区域内的正常降水量，以及该区域最近是否发生旱情从而导致堤坝蓄水量增加等预训知识进行比对。

西门子工程师Bernhard Lang（左）与Waternet公司的Haroen Lemmers（右）正在操制水下传感器的连接。

Lang解释道，“堤坝如同具有生命的有机体。它会膨胀和收缩。水渗入堤坝这一事实，并不一定意味着存在任何危险。”正因如此，研究人员也需要了解受影响区域内的堤坝的建筑材料，因为这样他们才能确定坡面的稳定系数。这其中涉及多个因素。但得益于采用新传感器数据、学习系统持续不断采集的长期数据，以及数学模型，这些因素将被合并成一个奇妙的统一整体。

做到这一点，全靠能分辨出一般偏差和异常状况的神经网络。20世纪90年代末期，当时的西门子神经计算部门开发了有关软件。从那以后，这款软件的稳定性得到了不断提高。如今，这款软件可以抽取并推算在沿堤坝的关键点所采集的数据。假若条件相同的话，这个系统可以根据其知识，推断出关于并未安装传感器的堤段的精确结论。

彩色区域表示危险地带

依水而建的城市：阿姆斯特丹市中心

经过处理，监测数据被转换为图表和直观的二维彩图，以便客户能看清堤坝的哪些区段存在洪灾隐患。西门子解决方案还能进行场景演示，以表明如果水位升高或压力增大，在特定时刻会发生什么情况。此外，它还能显示如果堤坝是一段有重型卡车行驶的道路，情况会变得多么糟糕。

Jansen说：“当然，我们总是不得不应对这样的问题。然而，我们过去所掌握的信息是理论上的、不精确的。现在，这些信息则是具体而又精确的。”Jansen认为，由于不确定堤坝内部究竟发生了什么，人们有时不必要地采取了大规模的安防措施。他说：“这样的措施成本高昂——建造一段一公里长的新堤坝，至少需要100万欧元的成本。但这些堤坝甚至也不安全，因为人们掌握的数据实在太少了。”

成本最多降低20%

Jansen预计，在使用了西门子技术的区域，Waternet公司将能每年节约至少20%的维护成本。尽管削减了成本，Waternet公司却能收到更多、更好的信息。从长远来看，Jansen希望在更多堤坝区段安装传感器。“当然，我们不能在每个地方都安装传感器，因为这样做的成本太高。但我们可以选择某些典型区域，并从在这些区域获得的数据中提炼信息。可靠的智慧数据是我们保护生命的工具。”