上海诗幕自动化设备有限公司
西门子扩展模块6ES7421-1BL01-0AA0
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产品描述

系列S7-400 是否进口 产品认证CE 结构形式:模块 安装方式:现场安装 功能:PLC/CPU 西门子
介绍了针对西门子S7-300/400系统供电设计的一般原则,详细介绍了针对CPU电源、机架电源、模块工作电源、传感器电源的设计原则,给出了详细的处理措施,另外还对S7-300/400 110模块的接线的一些注意事项进行了汇总,希望通过本文档,能给用户以工程实施的帮助和。
工业现场严重的干扰,会通过工控机电源对工控系统造成严重危害,供电系统设计的好坏直接影响到控制系统的可靠性。对于应用PLC的工控系统,在设计供电系统时应考虑下列因素:供电与接地系统的合理设计;电源系统的抗干扰性;外部设备失电时不应影响P LC的供电,控制系统不允许断电的场合供电电源的冗余等.西门子S7-300/400系列可编程控制器是为工业控制设计的,对于S7-300/400来说,电源系统一般会设计到三种电源类型:CPU电源,模块工作电源,传感器电源,如何合理布局三种电源对系统的工作稳定性至关重要,合理的电源设计才能保证整个系统的可靠.
介绍了针对西门子S7-300/400系列可编程控制器的抗干扰措施,从系统设计阶段(包括硬件和软件方面)及系统安装阶段详细分析了抗干扰措施的方法和步骤,希望能给使用S7-300/400系列可编程控制器用户入门。
西门子S7-300/400系列可编程控制器是为工业控制设计的,在设计和制造过程中SIEMENS采取了多层次抗干扰措施,使系统能在恶劣的工业环境下与强电设备一起工作。运行的稳定性和可靠性很高,S7-300/400平均无故障工作时间高达几万小时。随着计算机技术的发展,S7-300/400的功能也越来越强,使用越来越方便,因此在工业控制系统中使用日益广泛。但是,产品的可靠性高只是保证系统可靠工作的前提,还必须在设计和安装S7-300/400系统过程中采用相应的措施,才能保证系统可靠工作.在S7-300/400使用现场的情况往往比较复杂,常常存在各种不同配电、控制及驱动设备,各个设备之间控制电缆的铺设也很接近,这就造成了干扰的产生。电网的波动、大功率用电设备电缆线及其本身产生的电磁斜波,另外一些自然环境如闪电等都会对S7-300/400的正常工作造成影响。
电源接线PLC供电电源为50Hz、220V±10%的交流电。FX系列可编程控制器有直流24V输出接线端。该接线端可为输入传感(如光电开关或接近开关)提供直流24V电源。如果电源发生故障,中断时间少于10ms,PLC工作不受影响。若电源中断过10ms或电源下降过允许值,则PLC停止工作,所有的输出点均同时断开。当电源恢复时,若RUN输入接通,则操作自动进行。对于电源线来的干扰,PLC本身具有足够的能力。如果电源干扰特别严重,可以安装一个变比为1:1的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰。
3.接地良好的接地是保证PLC可*工作的重要条件,可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接,基本单元接地。如果要用扩展单元,其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰,应给可编程控制器接上地线,接地点应与动力设备(如电机)的接地点分开。若达不到这种要求,也必须做到与其他设备公共接地,禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能*近PLC
4.直流24V接线端使用无源触点的输入器件时,PLC内部24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流。PLC上的24V接线端子,还可以向外部传感器(如接近开关或光电开关)提供电流。24V端子作传感器电源时,COM端子是直流24V地端。如果采用扩展船员,则应将基本单元和扩展单元的24V端连接起来。另外,任何外部电源不能接到这个端子。如果发生过载现象,电压将自动跌落,该点输入对可编程控制器不起作用。
每种型号的PLC的输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点,它不耗电,因此在这种情况下,24V电源端子向外供电流的能力可以增加。FX系列PLC的空位端子,在任何情况下都不能使用。
5.输入接线PLC一般接受行程开关、限位开关等输入的开关量信号。输入接线端子是PLC与外部传感器负载转换信号的端口。输入接线,一般指外部传感器与输入端口的接线。输入器件可以是任何无源的触点或集电极开路的NPN管。输入器件接通时,输入端接通,输入线路闭合,同时输入指示的发光二极管亮。输入端的一次电路与二次电路之间,采用光电耦合隔离。二次电路带RC滤波器,以防止由于输入触点抖动或从输入线路串入的电噪声引起PLC误动作。若在输入触点电路串联二极管,在串联二极管上的电压应小于4V。若使用带发光二极管的舌簧开关,串联二极管的数目不能过两只。另外,输入接线还应特别注意以下几点:
(1)输入接线一般不要过30m。但如果环境干扰较小,电压降不大时,输入接线可适当长些。
(2)输入、输出线不能用同一根电缆,输入、输出线要分开。
(3)可编程控制器所能接受的脉冲信号的宽度,应大于扫描周期的时间。
6.输出接线
(1)可编程控制器有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出3种形式。
(2)输出端接线分为独立输出和公共输出。当PLC的输出继电器或晶闸管动作时,同一号码的两个输出端接通。在不同组中,可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。
(3)由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上,并且连接至端子板,若将连接输出元件的负载短路,将烧毁印制电路板,因此,应用熔丝保护输出元件。
(4)采用继电器输出时,承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命,因此继电器工作寿命要求长。
(5)PLC的输出负载可能产生噪声干扰,因此要采取措施加以控制。此外,对于能使用户造成伤害的危险负载,除了在控制程序中加以考虑之外,还应设计外部紧急停车电路,使得可编程控制器发生故障时,能将引起伤害的负载电源切断。交流输出线和直流输出线不要用同一本电缆,输出线应尽量远离高压线和动力线,避免并行。
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直流调速系统装置故障处理和维修的方法
(一)直观法
通过故障发生时的各种光、声、味等异常现象,利用人的手、眼、耳、鼻等感官来寻找原因,认真观察系统的各个部分,将故障缩小到一定范围。例机加一车间XKA2140×80数控龙门铣床,起动主轴旋转时主轴所带的附件铣头不动,6RA27直流调速装置系统也无异常,观察故障现象发现主轴电机也正常旋转,因此怀疑主轴电动机与主轴箱Ⅰ轴传动轴间的连轴节损坏,拆开发现由于连轴节磨损严重,从而使主轴箱Ⅰ轴传动轴轴端磨损,产生相对滑动,更换新的连轴节及主轴箱Ⅰ轴传动轴后故障即可消除。
(二)自诊断功能法
6RA27直流调速装置系统都设计有的自诊断程序的功能,随时监视系统的工作状态及整个系统的软、硬件性能,一旦发现故障则会立即显示报警内容或用发光二极管指示故障的起因,然后结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位,而且还有排除的方法提示。例如总装车间5×8数控龙门铣床,机床送电一切正常后起动主轴,主轴不动,经观察故障现象发现西门子6RA27直流调速装置显示屏显示F04报警,其报警内容为“缺相。在有调节器释放信号时(在端子64)主电路块熔断或控制电路电源被切断。”检查装置保险未损坏,装置前端主接触器上端电压正常,下端电压缺一相,拆开主接触器发现主接触器一触点接触不好造成电源缺相,更换主接触器后故障即可解除。
(三)参数检查法
6RA27直流调速装置系统发现故障时应及时核对系统参数,系统参数的变化会直接影响到机床的性能,甚至使机床不能正常工作,出现故障。由于外界的因素或误操作等,都会引起机床参数的丢失或变化,通过核对参数,就能排除故障。
(四)互换法
所谓互换法就是在分析出故障大致范围的情况下,利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元件替换有疑点的部分,从而把故障范围缩小到一定范围。
例如机加一车间CH5240D主轴不动作,6RA27直流调速装置系统显示黑屏,经检查可能是由于电源板故障造成的,换上备用板后,显示屏显示数值主轴运转正常。在备件板的更换中要注意以下问题:更换任何备件都必须在断电情况下进行,在更换备件板上一定要记录下原有的设定开关的设定状态,1或0(on或off)并将新板按同样的状态设定。
(五)假设法
在修理机床时,有不少故障是由于外部条件不满足,没有输入信号造成的,这时可以给它一个信号看工作是否正常,如果能正常工作,就可检查此信号缺失的原因。
例如西门子6RA27系列全数字化晶闸管直流调速装置端子63为“脉冲释放”信号、端子64为“调节器释放”信号、端子72为系统“准备好/故障”信号,这三个信号是相互联系、相互制约着使用,由于外部条件未满足,从而造成端子63、端子64触点无法闭合,端子72有信号输出产生报警,此时可人为将端子63、端子64触点闭合,观查端子72输出信号是否正常(正常为0状态),由此可以判断是直流调速装置故障还是外部条件未满足,从而确定诊断方向,提高维修效率。
(六)关键点的维修
根据机床操作者对故障现象的描述,结合维修手册相关内容的解释与说明以及自己的维修工作经验的积累、故障经常发生的地方等要素来分析确定故障产生的原因,找到产生的原因,故障就迎刃而解了。
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技术发展动向
1. 产品规模向大、小两个方向发展
大:  I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描
速度高速化。
小:  由整体结构向小型模块化结构发展,增加了配置的灵活性,降低了成本。
2. PLC在闭环过程控制中应用日益广泛
3. 不断加强通讯功能
4. 新器件和模块不断推出用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块。
工艺模块用于高速计数、位置检测或测量等功能。
通信模块和通信处理器可通过通信接口将控制器进行扩展
根据具体要求,也可使用下列模块:
在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下,电源模块 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
用于将 SIMATIC S7-1500 连接到 120/230 VAC 电源的负载电源模块 (PM)。
接口模块用于连接基于 S7-1500 的分布式 I/O。
设计
简单的设计使得 SIMATIC S7-1500 十分灵活,便于维护。
集成背板总线:
集成的背板总线;背板总线集成在模块上。模块通过 U 形连接器相连,总线连接器插在外壳的背面。可以节省安装时间。
模块组装在 S7-1500 安装导轨上:
具有各种长度,包括切割至定长的型号。由于具有集成式 DIN 导轨,可以卡装广泛的标准部件,如附加端子、小型断路器或小型继电器。
性能可靠,接线方便:
I/O 信号是通过统一的 40 针前连接器来连接的。信号模块和前连接器之间具有机械编码,可防止因意外的错误插入而对电路造成破坏。
为了对前连接器进行简单接线,可将该连接器置于“预接线位置”。在此位置上,插头尚未与模块电路接触。此位置还可用于在运行过程中进行改动。用户可借助于前盖内侧的一个印制电缆连接图进行连接。
前连接器作为带螺钉型端子或推入式端子的型号提供。两个型号都可以连接线芯截面积为 0.252?~ 1.5 mm2(AWG 24 ~ AWG 16)的导线。
另外,数字量信号模块可通过 TOP Connect 进行系统接线。通过 TOP Connect,可以快速而清晰地连接到现场的传感器和执行器,并可在控制柜中进行简便接线。
对于模拟量模块,可以直接在模块上进行屏蔽;随模块提供了一个屏蔽连接套件,无需工具即可进行安装。
设备特定标签:
标签条可用于 SIMATIC S7-1500 的信号模块。可使用标准激光打印机来打印这些 DIN A4 标签纸上的标签。可以从 TIA Portal 进行自动打印,而无需重新输入符号或地址。通过这些标签条的设计形式,可为通道或诊断显示 1:1 分配标签。如果前盖打开,则诊断显示到端子的这种 1:1 分配会保留。
可变和可扩展的站配置:
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
大配置包括带有 31 个模块(30 个模块 + 1 个电源)的 CPU。在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下,需要由电源 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
尺寸紧凑:
的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外,还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等化模块。
5. 编程工具丰富多样,功能不断提高,编程语言趋向标准化
有各种简单或复杂的编程器及编程软件,采用梯形图、功能图、语句表等编程语言,亦有的PLC指令系统。
6. 发展容错技术
采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。
7.追求软硬件的标准化。
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数字化加工生产对计算机设计(CAD)、计算机生产(CAM)以及数控机床(CNC)的全过程提出了更高的要求,其中重要的是将CAD/CAM信息无差错地转换为数控程序。而这正是目前在机床的数字化加工中使用频繁的CAD-CAM-CNC工艺链条(如图4)。借助于“数字化双胞胎,西门子对工件的设计和编程集成关联CAD/CAM-CNC工序链,集成VNCK虚拟机床仿真工件加工过程,可以实现虚拟调试,缩短机床调试时间,降低调试过程中机床碰撞或损坏的风险,提高机床在用户端的生产力。
值得一提的是,西门子840Dsl数控系统具有高度的开放性和灵活性,用户不仅可以自行定义不同的参数和操作界面,而且,在机床加工制造的过程中,系统还能够采集零件与加工信息,并将这些信息反馈回制造执行系统中,从而形成一个信息的闭环。
“在加工过程中,功能简单的数据比较容易实现,但是我们需要更进一步的数据价值。”王道华坦言:“只有将NC程序、名称、代码等数据都实时上传并生成数据库,我们才能有针对性的开发相应的分析软件,得出每个工序的成本、效率等信息,进而优化加工节拍。”
事实上,西门子840D sl系列解决方案还能够进一步扩展,从独立的自动化加工岛到整套的网络加工系统,使独立加工站的零件流实现自动化乃至全面的生产规划和控制,从而优化和原料管理及维护,以达到极高的生产效率。
2018年,GMU在国产五轴加工中心的市场推广已全面推开,相信埃弗米和西门子的联手,将为各类复杂零件、模具等铣削加工用户带去全新的加工体验。
制造业是立国之本,而机床行业作为制造业的基础,其发展往往也会对其他行业产生“蝴蝶效应”。在数字化浪潮的推动下,机床行业如何抓住先机进一步挖掘数字化带来的巨大潜能?
在下周开幕的在十六届中国国际机床展览会(CIMT2019)上,以“机床数字化制造——正当时!”为主题的西门子展台,将给你一个满意。
划重点,现场,你将可以
·         目击西门子如何基于数字化平台,例如MindSphere、工业边缘计算平台、数控系统数据采集与分析平台等, 推进机床行业全价值链的数字化
·         体验MindSphere现场连接来自机床厂商的数十台设备,实时采集并分析机床数据,以提供优化建议
·         和柯马机器人玩一玩,感受如何借助Sinumerik Run MyRobot /Direct Control实现数控系统与机器人的直接集成
·         同时,时间了解新鲜热辣的新品——针对标准型机床市场的新一代Sinumerik 828数控系统。
数字化是不同行业机床客户提升生产力的首要因素,在为期六天的展会上,西门子将展示持续升级的机床行业数字化企业解决方案,以及其为机床制造商和机床用户挖掘数字化带来的巨大潜能。
基于数字化平台,实现机床行业全价值链的数字化
西门子能够借助其全面解决方案,在虚拟世界中对机床用户的实际工艺链进行仿真设计,创建机床制造全价值链数字化双胞胎,涵盖产品设计、生产规划、生产工程、生产制造和数字化服务。
(西门子为机床用户和机床制造商提供涵盖全价值链的数字化解决方案 )
西门子为机床行业提供的数字化企业解决方案依托于一系列集成、统一的开放式数字化平台:
•  西门子基于云的开放式物联网操作系统MindSphere能够帮助机床行业客户充分利用基于云的数字化优势。
•  西门子工业边缘计算(Siemens Industrial Edge)平台支持在机床端直接完成本地高性能数据处理,并将其集成到相关的自动化解决方案之中。在这个平台中,西门子专为机床行业的边缘计算应用提供了Sinumerik Edge平台,可在机床运行过程中实现高频的数据处理,并与自动化解决方案相集成。
•  西门子数控系统数据采集与分析平台(Sinumerik Integrate)可以实现对机床生产车间的生产管理、加工性能分析、机床状态等功能,而且提供了标准的数据接口,能够将机床集成到制造执行系统(MES)和企业资源管理系统(ERP)等生产IT中,从而发挥工厂内数据处理的各种优势。
在展会现场,西门子将数十台来自机床厂商的设备连接到了MindSphere,让观众直观感受数字化平台的力量。
数控系统与机器人的直接集成
在展会现场,西门子将展示Sinumerik数控系统与柯马机器人的直接集成。借助Sinumerik Run MyRobot /Direct Control解决方案,西门子机床数控系统能够将机器人直接集成到生产环境中,利用Sinumerik数控系统来控制机器人,无需额外的机器人控制器便可让机器人集成到生产过程中,实现方便灵活的上下料、搬运,乃至直接加工。
通过机器人与机床数控系统的直接集成,机器人可以获取所有可用的数控系统功能。
西门子PLC卡件CPU412-1讲解 总之,PLC的编程语言是面向用户的,对使用者不要求具备高深的知识,不需要长时间的训练。可编程控制器的软硬件组成详细介绍PLC基本组成包括处理器(CPU),存储器,输入/输出接口(缩写为I包括输入接口,输出接口,外部设备接口,扩展接口等),外部设备编程器及电源模块组成,
柜温温报警单元柜测温点的温度大于55℃时,系统会发出柜温温轻故障报警。检查单元柜柜顶风机是否工作正常,安装于二次室内的风机开关是否跳闸;过滤网是否堵塞(拿一张A4纸置于过滤网上,看是否能吸附,否则需要清洁过滤网);变频器是否长期工作于过载状态;环境温度是否过高(环境温度应低于45℃,否则需要加强通风(墙上安装通风机或柜顶安装风道)或安装制冷设备);变压器柜风机控制和保护电路是否正常。
否则只能靠我们的加班和勤奋无限接近。都说苹果把诺基亚干掉了,但是诺基亚仍然是手机的只不过苹果把手机重新定义了,诺基亚时代手机是用来打电话发的,苹果时代手机打电话发的功能比例甚至都可以忽略了。细分用户市场差距不大:这里的细分市场差距不大指的是对用户来说的。
典型的例子是基本控制--"起保停控制"中的停车控制。图2"起保停控制"电气原理图图2为"起保停控制"电气原理图,在该系统中,按钮SB0用于停车控制,因此使用其常闭触点串联于控制线路。SBl为起动按钮,使用其常开触点。
变压器过热变压器温控仪测量温度大于其设置的跳闸温度(默认设置为130℃)时,温控仪跳闸触点闭合,系统会报变压器过热重故障。温控仪显示的温度是否在130度以上,若不是则检查温控仪的温报警值是否设定为130度;其余检查项见变压器温报警。 PLC连接的过程变量按信号类型划分可分为开关量(即数字量),模拟量和脉冲量等,相应输入输出模块可分为开关量输入模块,开关量输出模块,模拟量输入模块,模拟量输出模块和脉冲量输入模块等。编程器编程器是PLC必不可少的重要外部设备。
检验工艺及技能要求
(1) 丈量电压时,要用数字电压表或精度为1%的表丈量
(2)电源机架,CPU主板都只能正在主电源时取下;
(3) 正在RAM模块从CPU取下或CPU之前,要中断开PC的电源,如许数据不杂沓;
(4) 正在取下RAM模块之前,搜检一下模块电池是不是正常事情,假如电池毛病灯亮时取下模块RAM内容将拾;
(5) 输入/输出板取下前也应先关失落总电源,但若是时I/0板也可正在可编程节制器运转时取下,但CPU板上的QVZ(时)灯亮;
(6) 拨插模板时,要非分特别,轻拿轻放,并阔别静电的物品;
(7) 改换元件不得带电操纵;
(8) 检验后模板安装必然要安插到位
当PLC的用户顺序要保存RAM中时,就会用到电池,电池凡是是3V或3.6V的不行充电的锂电池,电池的利用寿命平常是五年,电池用久了,电压就会降落,当其下落到不敷以包管RAM中数据时,RAM中的法式就会拾。假如用户没有备份顺序,就会相称。
一样平常PLC内部设有电池电压检测电路,当电压下落到必然时,PLC就会,提示电池。PLC的利用书都有供给电池的办法。一样平常来 说,PLC正在电后,由于PLC上RAM电源端接有充电电容,纵然把电池去失落,电容上充电电量也充足RAM内的数据连结一段工夫,以是取失落电池后正在短 工夫内(凡是5分钟)再将新电池换上去,数据是不会拾的。
http://www.absygs.com

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