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西门子TI305通信模块
    发布时间: 2025-11-20 10:04    

西门子 TI305 是西门子与德州仪器 (Texas Instruments) 合作开发的经典 PLC 系列，活跃于 1990 年代至 2000 年代初，是工业自动化领域的主流控制器之一。该系列采用模块化设计，提供多种 I/O 模块和通信选项，适用于从简单单机控制到中等规模工业自动化系统。

西门子TI305通信模块

产品定位与背景

西门子 TI305 是西门子与德州仪器 (Texas Instruments) 合作开发的经典 PLC 系列，活跃于 1990 年代至 2000 年代初，是工业自动化领域的主流控制器之一。该系列采用模块化设计，提供多种 I/O 模块和通信选项，适用于从简单单机控制到中等规模工业自动化系统。

核心特点

特点说明
模块化架构可灵活配置 CPU、I/O、通信模块，适应不同规模控制需求
工业级可靠性适应 - 20°C 至 + 60°C 工作环境，抗振动、抗电磁干扰，适合恶劣工业环境
多种 I/O 选项支持数字量 (8/16 点)、模拟量输入输出模块，满足各类控制场景
通信能力通过数据通信单元 (DCU) 支持 RS-232/RS-485 通信，可选 TI-WAY 网络扩展
编程语言支持梯形图 (LAD)、指令表 (STL)，通过专用编程软件 PC305 进行开发
应用广泛制造业生产线、机械设备控制、过程自动化、水处理等

主要硬件组成

1. CPU 模块

  • TI305-04B：基础型 CPU，内置电源，5 槽机架，适用于小型控制系统

  • TI305-10D(Advanced)：高性能 32 位处理器，多通信端口，适合复杂控制任务

2. I/O 模块 (部分常用型号)

模块型号类型规格
TI305-05N数字量输入16 点，24VDC，源型输入
TI305-20N数字量输入8 点，115VAC，适用于工业现场信号接入
TI305-15T数字量输出16 点，24VDC/0.5A，灌电流型输出
TI305-25T数字量输出16 点，115/230VAC/0.5A，继电器隔离输出
TI305-20T-1数字量输出8 点，115VAC，适合大功率负载控制

3. 通信与扩展

  • DCU 通信单元(如 TI30503DM)：提供 RS-232/RS-485 接口，实现 PLC 与 PC 或其他设备通信

  • 电源机架(如 TI305-02B)：5 槽设计，为模块提供稳定电源和背板总线连接

工作原理

TI305 采用 **"顺序扫描、不断循环"** 的工作方式，分为三个阶段：

  1. 输入采样：读取所有输入模块状态并存入输入映像区

  2. 程序执行：按用户程序逻辑处理数据，更新输出映像区

  3. 输出刷新：将输出映像区状态写入输出模块，控制外部设备

通信方面，通过 DCU 单元连接 PC，需使用专用编程电缆 (如 CVU 卡 + PC 端 TI-WAY 网络) 或第三方兼容方案 (如 Automation Direct 的 D3-232-DCU)。

应用场景

  1. 制造业自动化：

    • 生产线控制 (如汽车零部件装配线)

    • 机床控制与监控

    • 包装机械顺序控制

  2. 过程工业：

    • 小型水处理系统监控

    • 化工辅助设备自动化

    • 制药行业设备控制

  3. 基础设施：

    • 楼宇自动化 (照明、通风系统)

    • 小型泵站远程监控

    • 轨道交通辅助系统

与现代 PLC 对比

特性西门子 TI305现代 S7-1200/1500 系列
年代1990-2000 年代2010 年后新一代
编程软件PC305 专用软件TIA Portal (统一平台)
通信能力RS-232/485, TI-WAY 网络以太网、PROFINET、PROFIBUS
处理性能较低 (适合小规模)高速处理 (适合复杂控制)
模块化基础模块化高度模块化，热插拔功能
诊断能力基本 LED 指示全面诊断，远程监控
当前状态已停产，市场存量 / 二手主流产品，持续更新

注意事项与兼容性

  • 已停产多年, 市场上主要为二手或库存产品

  • 如需维护或替换，可考虑兼容型号或功能替代方案

  • 编程需使用专用软件 PC305(或兼容版本), 不支持现代 TIA Portal

  • 硬件兼容性严格：只能使用 TI305 系列专用 I/O 模块，不与 S7 系列通用

总结

西门子 TI305 是工业自动化发展史上的经典 PLC 系统，曾在 90 年代至 2000 年代广泛应用于各类工业场景。虽然已被现代 S7 系列取代，但其稳定可靠的性能和简单易用的特性，使其在部分老设备维护和特定应用中仍有价值。

一、单机设备自动化控制（核心应用场景）

TI305 的基础 I/O 模块（8/16 点数字量、模拟量）和简单编程逻辑，完美匹配单机设备的顺序控制、状态监控需求，是当时中小型机械设备的主流控制器选择：

  • 通用机械：包装机、贴标机、封口机、分拣机的启停控制、工序联动（如 “物料到位→启动包装→完成卸料”）；

  • 机床设备：普通车床、铣床的主轴转速调节、进给运动控制、刀具切换逻辑，以及加工过程中的限位保护（如急停、超程报警）；

  • 轻工机械：纺织机的纱线张力监控、织机启停联动；印刷机的走纸速度同步、色标定位控制；

  • 小型专用设备：注塑机的模具开合、原料加热温控；冲床的冲压行程控制、安全联锁（如防护门关闭才允许启动）。

二、小型生产线联动控制

针对 I/O 点数≤128 点、控制逻辑简单的生产线，TI305 可通过 TI-WAY 网络或 RS-485 通信实现多设备联动，无需复杂分布式架构：

  • 电子零部件组装线：电阻、电容插件机的工位联动、物料缺料报警、成品计数；

  • 汽车零部件辅助线：汽车座椅、仪表盘的装配工序控制（如 “螺栓拧紧→检测合格→下一工序”）；

  • 食品饮料生产线：小型瓶装水灌装机的洗瓶、灌装、封盖联动；饼干生产线的烘烤温度监控、输送带速度同步；

  • 五金加工线：小型冲压、折弯、焊接生产线的工序流转控制，以及工件到位检测、不合格品剔除逻辑。

三、过程工业小型监控系统

TI305 的模拟量模块可适配温度、压力、流量等传感器，适合 “单点 / 少量测点” 的过程监控，无需复杂 PID 调节或大规模数据交互：

  • 水处理：小型自来水厂、污水处理站的水泵启停控制（根据液位传感器信号）、加药泵定量投加；

  • 化工辅助设备：小型反应釜的温度、压力监控（模拟量采集）、搅拌电机启停；溶剂储存罐的液位报警（高 / 低液位触发泵启停）；

  • 制药行业：实验室级小试设备、小型制剂生产线的物料混合时间控制、加热温控（如药液恒温搅拌）；

  • 能源辅助：小型锅炉房的水温监控、循环泵联动；空压机的压力启停（压力低于设定值启动，高于设定值停机）。

四、基础设施与公用事业小型控制

适配对通信要求低、以 “本地控制 + 简单报警” 为主的基础设施场景，尤其适合老旧设施的自动化改造：

  • 小型能源设施：农村小水电站、光伏小电站的机组启停控制、发电量简易统计；

  • 楼宇自动化：老旧写字楼、工厂厂房的照明分区控制（如上班时段自动开灯、下班关灯）；空调通风系统的风机启停、温湿度监控；

  • 给排水系统：小区、工厂的小型加压泵站（根据管网压力调节泵组运行台数）；化粪池的液位监控与排污泵联动；

  • 轨道交通辅助：早期地铁、轻轨的站台通风风机控制、应急照明启停；铁路沿线小型信号机的状态监控（如红灯 / 绿灯切换逻辑）。

五、老设备维护与存量系统运行（当前主要场景）

由于 TI305 已停产多年，目前其核心应用集中在 “存量设备维护”—— 大量 1990-2010 年投产的工业设备仍在运行，TI305 作为原厂控制器，是保障这些设备持续工作的关键：

  • 制造业老线维护：2000 年前投产的汽车零部件生产线、电子组装线，因更换新 PLC 需重构控制逻辑，成本高，仍保留 TI305 系统；

  • 工业设备备件替换：老旧机床、包装机的 TI305 CPU 或 I/O 模块故障后，通过二手库存或翻新件替换，维持设备正常运行；

  • 特殊行业合规场景：部分化工、制药企业的老生产线需符合 “设备不改动” 的合规要求，TI305 作为原始控制器，需持续维护以满足生产许可。

六、教学与科研场景

TI305 的模块化设计简单、编程逻辑直观（仅支持梯形图 / 指令表），曾是工业自动化专业的经典教学设备：

  • 职业院校、技工学校的 PLC 入门教学（如数字量逻辑控制、简单模拟量采集实验）；

  • 早期工业自动化科研项目的原型验证（如小型控制算法测试、设备联动逻辑验证）。

应用场景核心限制（与现代 PLC 的差异）

TI305 的应用范围受限于其技术年代，无法适配以下场景：

  1. 大型分布式控制系统（如 PROFINET/PROFIBUS 大规模组网）；

  2. 高速实时控制（如机器人运动控制、高速分拣线）；

  3. 复杂数据交互（如与 MES/ERP 系统对接、大量数据存储分析）；

  4. 新型工业场景（如工业 4.0、智能工厂的柔性生产）。

总结

西门子 TI305 系列 PLC 的应用场景核心是 “传统、小型、低复杂度”—— 无论是单机设备控制、小型生产线联动，还是过程工业监控，均围绕 “基础顺序控制 + 简单信号采集” 展开。如今虽已被 S7-1200/1500 等现代 PLC 取代，但在存量老设备维护、特定合规场景中仍不可替代，其 “稳定可靠、适配恶劣环境” 的特性，使其成为工业自动化发展史上的经典应用案例

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