邢台西门子代理商

交换机（Switcher）是以太网的核心设备，西门子的工控产品中也有很多类型的交换机，比如常见的SCALENCE系列。我们要聊的话题是西门子为S7-1200系列PLC量身打造的紧凑式交换机CSM1277。

CSM是英文"Compact Switch Module"的缩写，中文翻译为“紧凑式交换模块"。从字面上翻译该产品应该属于“模块"，在它模块的外表下面，其实隐藏着一颗交换机的“芯"，其本质是一款非管理型网络交换机。我们一般还是把CSM1277称为紧凑式交换机，而不是紧凑式交换模块。

下面这张图是CSM1277的外观，是不是看到了高颜值的S7-1200的身影？

打开CSM1277的上部分的盖子，可以看到电源接线端子和LED指示灯。电源从左到右分别是DC24V+，0V（M）和PE（保护接地）。早先的产品电源接线顺序有所不同，可以参考模块旁边的接线示意图或产品手册。

电源的下面有四个LED指示灯，分别是P1、P2、P3和P4，用来指示四个网口的工作状态。当该网口网线连接正常时，指示灯为绿色常亮；当网口发送/接收数据时，指示灯闪烁；如下图：

1、开关量也称逻辑量，指仅有两个取值，0或1、ON或OFF。它是常用的控制，对它进行控制是PLC的优势，也是PLC基本的应用。

开关量控制的目的是，根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序，使PLC产生相应的开关量输出，以使系统能按一定的顺序工作。有时也称其为顺序控制。

而顺序控制又分为手动、半自动或自动。而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。

2、模拟量是指一些连续变化的物理量，如电压、电流、压力、速度、流量等。

PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的，可方便及可靠地用于开关量控制。由于模拟量可转换成数字量，数字量只是多位的开关量，故经转换后的模拟量，PLC也*可以可靠的进行处理控制。

由于连续的生产过程常有模拟量，模拟量控制有时也称过程控制。

模拟量多是非电量，而PLC只能处理数字量、电量。所有要实现它们之间的转换要有传感器，把模拟量转换成数电量。如果这一电量不是标准的，还要经过变送器，把非标准的电量变成标准的电信号，如4—20mA、1—5V、0—10V等等

由于全模块化结构采用 SFPplus/SFP 和多种介质模块，可以在网络扩展和转换（例如，从铜缆转换为光缆）中取得无限的灵活性（例如，采用更多的终端、更高的数据传输速率以及 PoE 端口），并可降低贮存成本

通过在 KEY-PLUG 上提供的*，无需更换现有硬件，即可改装第 3 层交换功能（IP 路由）

可在运行期间更换介质模块

网络具有可用性：

冗余电源

基于光纤或双绞线的冗余网络结构（冗余管理器、热备功能和集成 STP/RSTP/MSTP）

通过插入式 C-PLUG/KEY-PLUG 交换介质方便地进行设备更换

发生故障时，可非常快速地重新组态网络

电源单元具有丰富的安装选件，可以提供具有前置和后置端口的各种型号的设备，使用非常灵活。

Area of application

SCALANCE XR-500 交换机理想适用于各种工业网络，以及，工业网络与现有公司网络之间的集成。该交换机具备丰富的诊断功能和高传输速率，可以用来实现自控制级直至管理级的不同工厂区域和分布式设备之间的连网，是高工厂可用性的保证。由于基本设备具有可扩展性并且有第 3 层交换功能，可面向相关应用建立网络并随时进行调整和扩展。

SCALANCEXR-500 交换机适用于电气和光纤型工业以太网的总线形、星形或环形拓扑的建立。某些型号产品还设计有内置式 SFP+ 插槽，可以配装 SFP+ 插入式收发器（10 Gbit/s）或 SFP 插入式收发器（1000 Mbit/s）；zui多 12 个介质模块插槽，可以配装 4 端口电气型和/或光纤型介质模块。该系列交换机的传输速率高达 10 Gbit/s，可以用作工业工业以太网的骨干交换机，也可作为工厂总线中的集线器（支持冗余连接）。

采用介质模块或 SFP+/SFP，可以：

通过以后在空闲介质模块插槽中插入额外的介质模块扩展网络

改变电缆连接技术，例如，从铜缆改成光纤电缆，或从多模改成单模 FOC

改变数据传输率，例如，从 1000 Mbit/s 改成 10 Gbit/s

Design

SCALANCE XR-500 工业以太网交换机带有坚固耐用的金属外壳（防护等级为 IP20），针对在 19 英寸控制柜中安装进行了优化。用于为 SCALANCE XR-500 供电的电源装置 (85 - 264 VAC) 还针对 19 英寸机柜进行了优化，可直接安装在 SCALANCE XR522/XR528 的后面，或使用连接电缆进行连接（将电源装置安装在 19 英寸机架中）。SCALANCE XR-500 的数据端口可位于设备的前面或后面（具体取决于设备型号）。

交换机具有：

前面的 4 针端子排，用于连接可选用的电源装置 (85-264 VAC)

6 针连接器，用于在后面组装可选用的电源装置 (85-264 VAC)

2 针端子排，用于连接隔离信号触点，以便简单地显示故障

一排 LED，用于显示状态信息（电源、链路状态、数据传输、电源、信号触点）

SELECT/SET 按钮，用于方便地设定设备上的故障信号触点

设备侧面用于 C-PLUG 交换介质的插槽用于在发生故障时方便地进行设备更换，KEY-PLUG 可用在设备功能中添加 IP 路由功能

控制台端口（RS 232 串口，供货范围内包含 RJ11 至 Sub-D（9 针）电缆）和管理端口（以太网接口）可用于现场参数分配/诊断

SCALANCE XR-500 交换机具有以下类型的端口（具体视设备型号而定）：

4 个 SFP+ 插槽，用于光学 SFP+ 或 SFP 插入式收发器（多模和单模连接）

SFP+ 插入式收发器支持 10 Gbit/s 传输速度

SFP 插入式收发器支持 1000 Gbit/s 传输速度

具有用于电气 4 端口介质模块和电气 PoE 4 端口介质模块或光学 4 端口介质模块（单模或多模连接）的zui多 12 个插槽；光学介质模块采用各种连接技术

RJ45 接口也采用工业标准设计，带附加固定套环，用于连接工业以太网 FC RJ45 Plug 180

所有电气以太网接口均支持 Mbps 传输速度,
所有光学以太网接口均支持 100 或 1000 Mbps 传输速度

plc常见的输入设备有按钮、行程开关、接近开关、转换开关、拨码器、各种传感器等，输出设备有继电器、接触器、电磁阀等。正确地连接输入和输出电路，是保证PLC安全可靠工作的前提。
1、PLC与主令电器类设备的连接
图1是与按钮、行程开关、转换开关等主令电器类输入设备的接线示意图。图中的PLC为直流汇点式输入，即所有输入点共用一个公共端COM，COM端内带有DC24V电源。若是分组式输入，也可参照图下图的方法进行分组连接。

图1 PLC与主令电器类输入设备的连接
2、 PLC与旋转编码器的连接
旋转编码器是一种光电式旋转测量装置，它将被测的角位移直接转换成数字信号（高速脉冲信号）。因些可将旋转编码器的输出脉冲信号直接输入给PLC，利用PLC的高速计数器对其脉冲信号进行计数，以获得测量结果。不同型号的旋转编码器，其输出脉冲的相数也不同，有的旋转编码器输出A、B、Z三相脉冲，有的只有A、B相两相，简单的只有A相。

图2 旋转编码器与PLC的连接
如图2所示是输出两相脉冲的旋转编码器与FX系列PLC的连接示意图。编码器有4条引线，其中2条是脉冲输出线，1条是COM端线，1条是电源线。编码器的电源可以是外接电源，也可直接使用PLC的DC24V电源。电源“-”端要与编码器的COM端连接，“+ ”与编码器的电源端连接。编码器的COM端与PLC输入COM端连接，A、B两相脉冲输出线直接与PLC的输入端连接，连接时要注意PLC输入的响应时间。有的旋转编码器还有一条屏蔽线，使用时要将屏蔽线接地。
3、 PLC与传感器的连接
传感器的种类很多，其输出方式也各不相同。当采用接近开关、光电开关等两线式传感器时，由于传感器的漏电流较大，可能出现错误的输入信号而导致PLC的误动作，此时可在PLC输入端并联旁路电阻R，如图3所示。当漏电流不足lmA时可以不考虑其影响。

图3 PLC与两线式传感器的连接

式中：I为传感器的漏电流（mA），UOFF为PLC输入电压低电平的上限值（V），RC为PLC的输入阻抗（KΩ），RC的值根据输入点不同有差异。
4、PLC与多位拨码开关的连接
如果PLC控制系统中的某些数据需要经常修改，可使用多位拨码开关与PLC连接，在PLC外部进行数据设定。如图4所示，为一位拨码开关的示意图，一位拨码开关能输入一位十进制数的0～9，或一位十六进制数的0～F。

图4 一位拨码开关的示意图
如图5所示，4位拨码开关组装在一起，把各位拨码开关的COM端连在一起，接在PLC输入侧的COM端子上。每位拨码开关的4条数据线按一定顺序接在PLC的4个输入点上。由图可见，使用拨码开关要占用许多PLC 输入点，不是十分必要的场合，一般不要采用这种方法。

图5 4位拨码开关与PLC的连接
5、PLC与输出设备开关的连接
PLC与输出设备连接时，不同组（不同公共端）的输出点，其对应输出设备（负载）的电压类型、等级可以不同，但同组（相同公共端）的输出点，其电压类型和等级应该相同。要根据输出设备电压的类型和等级来决定是否分组连接。如图6所示以FX2N为例说明PLC与输出设备的连接方法。图中接法是输出设备具有相同电源的情况，各组的公共端连在一起，否则要分组连接。图中只画出Y0-Y7输出点与输出设备的连接，其它输出点的连接方法相似。

图6 PLC与输出设备的连接
6、 PLC与感性负载的连接
PLC的输出端经常连接的是感性输出设备（感性负载），为了抑制感性电路断开时产生的电压使PLC内部输出元件造成损坏。当PLC与感性输出设备连接时，如果是直流感性负载，应在其两端并联续流二极管；如果是交流感性负载，应在其两端并联阻容吸收电路。如图6-10所示。

图7 PLC与感性输出设备的连接
图中，续流二极管可选用额定电流为1A、额定电压大于电源电压的3倍；电阻值可取50~120Ω，电容值可取0.1~0.47μF，电容的额定电压应大于电源的峰值电压。接线时要注意续流二极管的极性。
7、PLC与七段LED显示器的连接
PLC可直接用开关量输出与七段LED显示器的连接，但如果PLC控制的是多位LED七段显示器，所需的输出点是很多的。

图8 PLC与两位七段LED灯显示器的连接
如图8所示，电路中，采用具有锁存、译码、驱动功能的芯片CD4513驱动共阴极LED七段显示器，两只CD4513的数据输入端A～D共用PLC的4个输出瑞，其中A为低位，D为高位。LE是锁存使能输入端，在LE信号的上升沿将数据输入端输入的BCD数锁存在片内的寄存器中，并将该数译码后显示出来。如果输入的不是十进制数，显示器熄灭。LE为高电平时，显示的数不受数据输入信号的影响。显然，N个显示器占用的输出点数为P=4＋N。
如果PLC使用继电器输出模块，应在与CD4513相连的PLC各输出端接一下拉电阻，以避免在输出继电器的触点断开时CD4513的输入端悬空。PLC输出继电器的状态变化时，其触点可能抖动，应先送数据输出信号，待该信号稳定后，再用LE信号的上升沿将数据锁存进CD4513。