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西门子PLC模块CPU412-2
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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
概述
用于对SIMATIC S7-400的供电
用于将AC或DC网络电压转换为所需的5 V DC和24 V DC工作电压
输出电流为4 A,10 A和20 A
应用
电源模板通过背板总线向SIMATIC S7-400提供5 V DC和24 V DC电源。
电源可提供85到264 V的AC网络电压和19.2到300 V的DC电压。
每个机架均需要电源模板,除了:
包含有电源传输的接口,控制器中的电源模板也向扩展单元中的所有模板供电。
传感器和执行器用的负载电压应单*提供。
使用冗余电源时,标准系统和容错系统可作为无故障安全系统运行。
说明
如果工艺功能(如MC_MoveAbsolute)的动态参数值 (速率,加速度,减速度,Jerk)被动态计算或预设 (如通过HMI),则必须确保没有传递无效参数或工艺功能启动时不能使用无效值。
如果启动运动任务时使用一个或多个无效的动态参数值,CPU会关闭所有输出通道,与CPU连接的驱动器也会被关闭。在这种状况下不再可能继续运行。
如果使用默认的动态参数值或动态参数值被传送到功能块,就没有必要检查动态参数值是否有效。
S7-400主要支持的硬件有:
(1)电源(PS)
电源模块提供了机架和CPU内部的供电电源,置于1号机架的位置。
(2)处理器(CPU)
CPU存储并处理用户程序,为模块分配参数,通过嵌入的MPI总线处理编程设备和PC、模块、其它站点之间的通讯,并可以为进行DP主站或从站操作装配一个集成的DP接口。置于2号机架。
(3)接口模块(IM)
接口模块将各个机架连接在一起。不同型号的接口模块可支持机架扩展或PROFIBUS DP连接。置于3号机架,没有接口模块时,机架位置为空。
(4)信号模块(SM)
通常称为I/O(输入/输出)模块。测量输入信号并控制输出设备。信号模块可用于数字信号和模拟信号,还可用于进行连接,如传感器和启动器的连接。
(5)功能模块(FM)
用于进行复杂的、重要的但*立于CPU的过程,如:计算、位置控制和闭环控制。
(6)通讯处理器(CP)
模块化的通讯处理器通过连接各个SIMATIC站点,如:工业以太网,PROFIBUS或串行的点对点连接等。
后三个模块在机架上可以任意放置,系统可以自动分配模块的地址。
需要说明的是,每个机架多只能安装8个信号模块、功能模块或通讯模块。如果系统任务过了8个,则可以扩展机架(每个带CPU的机架可以扩展3个机架)。
各个模块的性能具体如下:
(1)电源模块(PS)
电源模块用于将SIMATIC S7-300 连接到120/230V AC电源。
(2)CPU模块
各种CPU 有各种不同的性能,例如,有的CPU 上集成有输入/输出点,有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通讯接口等。
以上只是列出了部分指标,设计时还要参看相应的手册。
(3)接口模块
接口模块用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架 (ER)。S7-300通过分布式的主机架(CR)和3个扩展机架(ER),可以操作多达32个模块。运行时无需风扇。
(4)信号模块
信号模块用于数字量和模拟量输入/输出,又分DI/DO(数字量输入/输出)和AI/AO(模拟量输入/输出)模块。
①数字量输入模块:
②数字量输出模块:
③数字输入/输出模块:
④继电器输出模块:
⑤模拟量输入模块
⑥模拟量输出模块:
⑦模拟量输入/输出模块:
(5)功能模块
西门子S7-400功能模块模块适用于各种场合,功能块的所有参数都在STEP7中分配,操作方便,而且不必编程。包括:计数器模块(FM350),定位模块(FM351),凸轮控制模块(FM352),闭环控制模块(FM355)等许多用于特定场合的模块。
(6)通讯模块(CP)
S7-300通讯模块是用于连接网络和点对点通讯用的模块,比如:用于S7-300和SIMATIC C7通过PROFIBUS通讯的模块CP343-5,用于S7-300和工业以讯的模块CP343-1及CP343-1 IT
CP 243-1 具有以下功能:
可对通过工业以太网的数据通讯进行预先格式化。基于标准TCP/IP 协议进行通讯。
使用 CP 243-1,通过工业以太网,可实现 S7-200 和其它 S7-200或 S7-300 或 S7-400 PLC 之间的通讯。
可通过RJ45 进行以太网访问
通过S7-200 总线,即可与S7-200 系统简单连接
可以实现一种灵活的分布式自动化架构
通过工业以太网和STEP 7 Micro/WIN 32,实现S7-200 系统的远程编程、组态和诊断。
多可以组态 8 个连接。对于连接控制(保持活动状态),可以为主动和被动伙伴的所有的 TCP/IP 传输连接进行组态。
功能单元
功能单元种类的多少与功能的强弱是衡量PLC产品的一个重要指标。近年来各PLC厂商非常重视功能单元的开发,功能单元种类日益增多,功能越来越强,使PLC的控制功能日益扩大。
可扩展能力
PLC的可扩展能力包括I/O点数的扩展、存储容量的扩展、联网功能的扩展、各种功能模块的扩展等。在选择PLC时,经常需要考虑PLC的可扩展能力。
西门子PLC更换后备电池/充电电池:
注意:为了避免丢失内部用户存储器的数据和保持CPU运行的时钟,只能在电源接通时更换后备电池或充电电池。**每年更换一次后备电池。
更换后备电池/充电电池的步骤如下:
1.打开CPU的前盖。
2.用螺丝刀将后备电池/充电电池从电池盒中撬出来。
3.将新电池的连接器插入CPU电池盒中对应的插座,电池连接器上的凹口必须指向左面。
4.将新的后备电池/充电电池放到CPU的电池盒中。
5.关上CPU的前盖。
西门子PLC插入更换存储器卡
注意:如不是在STOP模式插入存储卡,则CPU会自动进入STOP模式,同时STOP—LED以1秒间隔闪烁以请求储器复位!
1.设置CPU为STOP(停机)模式。
2.是否已插入储器卡,如果是,拔掉它。
3.将新储器卡插入到CPU的插座中,请注意存储器卡上的插入标记应对准的CPU上的标记。
4.复位CPU。
六.将操作系统后备到存储器卡:
CPU313,314,315IMB以上的存储器卡
用LED指示灯进行诊断:
LED说明
SF点亮情况:○1硬件故障;○2编程错误;○3参数赋值错误;○4计算错误;○5定时器错误;○6存储器错误○7电池故障或无后备电池;○8I/O故障/错误(于外部I/O);○9通讯故障
BATF点亮情况:当无后备电池,后备电池故障或没有充电时点亮.
注意:当连接充电电池时该灯点亮,其原因是充电电池不能对用户程序进行后备.
STOP当CPU不处理用户程序时点亮当CPU申请存储器复位时闪烁.
西门子PLCPU复位
注意:CPU复位进行的活动:
1.CPURAM中和负载存储器中的整个用户程序(不包括EPROM负载存储器)。
2.CPU保持数据。
3.CPU测试本身的硬件。
4.如已插入存储器卡.则CPU将存储器中有关的内容复制到RAM。
步骤复位CPU存储器
1将钥匙开关拔至STOP位置
2将钥匙开关拔至MRES位置,直至STOP指示灯亮几秒并保持点亮(持续3秒)
3在3秒钟内,必须将开关拨回MRES位置并保持住,直至STOP指示灯闪烁(2HZ)。
当CPU复位,STOP指示灯停止闪烁并保持点亮。此时,CPU已对存储器复位。
一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。通过携手高校提升其数字化设计和制造的教学水平,我们非常自豪能够响应和推动‘智能制造’的发展趋势。优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。许多普通产品和机器设备含有控制其操作和支持有用应用的微型计算机。有些人甚至认为这简直是不可能的,设计人员能做的多就是在设计中进行充分考虑,尤其在布局时。1)合理处理电源以电网引入的腾桦至少,在任何一个PLC的项目的招标中。分别对速度,磁场两个分量进行控制。它与变频器的机种、运行状态、使用频率等有关,但要回答很困难。比如,德国SIEMENS公司生产的S7-200就属于这一类。我们的终目标是通过放慢晶体管的通断速度,使电磁腾桦降低至可接受的水平,同时保证其温度足够低以确保稳定性。变频器主要由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。当PLC投入运行时,**它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。PLC17.P2103为故障自复位参数,当变频器发生故障时。
西门子PLC模块CPU412-2
PLC的安装PLC适用于大多数工业现场,但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制PLC的工作环境,可以有效地提高它的工作效率和寿命。在安装PLC时,要避开下列场所:
(1)环境温度过0~50℃的范围;
(2)相对湿度过85%或者存在露水凝聚(由温度突变或其他因素所引起的);
(3)太阳光直接照射;
(4)有腐蚀和易燃的气体,例如、硫化氢等;
(5)有打量铁屑及灰尘;
(6)频繁或连续的振动,振动频率为10~55Hz、幅度为0.5mm(峰-峰);
(7)过10g(重力加速度)的冲击。
小型可编程控制器外壳的4个角上,均有安装孔。有两种安装方法,一是用螺钉固定,不同的单元有不同的安装尺寸;另一种是DIN(德国共和标准)轨道固定。DIN轨道配套使用的安装夹板,左右各一对。在轨道上,先装好左右夹板,装上PLC,然后拧紧螺钉。为了使控制系统工作可*,通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中,以防止灰尘、油污、水溅。为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内,安装机器应有足够的通风空间,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。如果周围环境过55C,要安装电风扇,强迫通风。
为了避免其他设备的电干扰,可编程控制器应尽可能远离高压电源线和高压设备,可编程控制器与高压设备和电源线之间应留出至少200mm的距离。
当可编程控制器垂直安装时,要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部,造成印刷电路板短路,使其不能正常工作甚至损坏。
2.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*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。
西门子PLC模块CPU412-2
国内发展及应用概况
我国的PLC产品的研制和生产经历了三个阶段:顺序控制器(1973~1979)——一位处理器为主的工业控制器(1979~1985)——8位微处理器为主的可编程序控制器(1985以后)。在对外开放政策的推动下,国外PLC产品大量进入我国市场,一部分随成套设备进口。如宝钢一、二期工程就引进了500多套,还有咸阳显象管厂、秦皇岛煤码头、汽车厂等。现在,PLC在国内的各行各业也有了极大的应用,技术含量也越来越高。
这种类型的RTU装置直接使用A/D转换元件对交流电量进行采集计算,无需变送器之类的转换设备,但需要快速的数字处理单元进行配合,以对采集到的数据进行分析、综合。它不仅可以反映电量的瞬时变化,而且可以进行谐波分析,计算频率,简单地实现电能量总加功能。它们多使用微型计算机(如8 X86等)配合多个单片机(如8051、8098等)、并加上大量的A/D转换电路,来实现开关量、模拟量的采集。
当前在数字技术得到充分发展和应用的情况下,交流采样方案是配网自动化的一个合理选择。它以数字电路为主,辅以少量的模拟电路,功能强大,扩充容易,可靠性较直流采样方案有较大提高,综合成本低。
2.2 中低压配网自动化的应用特点
中低压配网自动化系统由主站、远方终端单元(RTU)、线路传感器、远方控制SF6 或真空开关、通信电缆等五个部分组成。中低压配电网自动化的应用有自己不同的特点:
a)传统的变电站RTU在功能上偏重遥信、遥测,但中低压配电网的自动化对象(开关房、开闭所和配电房)数目繁多,开关操作频繁,更注重遥信、遥控功能。
b)中低压配电网的自动化对象遍布城市、农村等各种不同环境,被不同层次的用电管理人员(包括农村电工)所操作。更要求其具有安装灵活、易操作、免维护、抗恶劣环境等特点。
c)应用于中低压配电网的RTU,在功能上应具有模块化结构,在硬件上要越简单、越可靠越好。好是同一套简单硬件,只要简单进行一下设置,就可以满足不同场合、不同规模的要求。
由此可见,有必要开发新型的、不同于传统结构的RTU,以适合中低压配电网自动化的特点和需要。
2.3 中低压配电网自动化RTU的PLC实现
可编程序控制器(programmable logic con-troller,PLC)技术经过几十年的发展,已经相当成熟。其品种齐全,功能繁多,已被广泛应用于工业控制的各个领域。用PLC来实现中低压配电网自动化的RTU功能,能够很好地满足RTU的特有的要求。在国内市场,有来自许多厂家的PLC产品。这些产品从简单到复杂,都自成系列,可以满足不同应用的要求。大多数中低档次的PLC产品,都包含有离散点输入和输出(点数的多少可以依据应用情况增减)、模拟采样输入、时钟、通信等功能。利用这类PLC的现成功能,可以方便地实现中低压配电网自动化的 RTU功能。使用PLC的离散输入点来实现遥信、用PLC的离散输出点来实现遥控、用PLC的模拟采样输入来实现遥测、用PLC的通信功能来实现和主机的通信。完成这些功能,都无需额外的硬件,只需根据开关房的实际情况,对PLC进行简单编程即可。不仅如此,利用PLC的模拟输出功能,甚至还可以实现配电网的遥调。例如调节调压变压器的变比,调节静止无功补偿设备的电压、电流相角等。
这样一种基于PLC的中低压配电网自动化的RTU实现方案,可以满足中低压配网自动化的要求。它具有以下特点和优势:硬件结构简单,免维护;规模可大可小,只需将 PLC的扩展模块连接在一起,就可以实现遥控点、遥信点、遥测点的增加;抗恶劣环境;高可靠性;编程实现各种功能,免硬件调试;费用低廉。
西门子PLC模块CPU412-2
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。
方便用户接线
装置单元通过连接器连接。当连接模块时,编码设备锁定在连接器中,这样该连接器只能适合于同样类型的模块。更换模块时,对于新的同类型模块,可原封不动保持前连接器的接线状态。这样可以避免在更换模块已接线的前连接器到错误模块中。
数字量输入/输出
灵活地适应控制器,以各自任务需要
用于连接数字传感器和执行机构
Area of application
数字量输入/输出模块用于处理自动化中的数字量输入/输出任务。 可通过这些模块连接数字量传感器和执行器。
使用数字量输入/输出模块给用户提供以下优点:
适应性;
采用的模块组合,可以匹配控制任务所需的输入/输出的点数。 不需要过多的投资
灵活的连接;
可使用各种不同的数字量执行器和传感器,将自动化连接到控制中。
Design
数字量输入/输出模块具有下列机械特性:
紧凑型设计
坚固的塑料机壳里包括:
绿色 LED,用于指示输入/输出的状态
前连接器插座,通过前门保护
前门上的标签区。
连接器针脚分配,用于在前门内部进行配线。
安装方便
模块安装在 DIN 导轨上并通过总线连接器连接到相邻模块。没有插槽规则;输入地址由插槽决定。
当在 ET 200M 分布式 I/O 中与有源总线模块一起使用时,可以对数字量输入/输出模块进行热插拔,而不会有任何反应。其它模块继续工作。
功能强大的处理器:
CPU 对每个二进制指令的执行时间可短到 0.75 μs。
CPU 412-1:288 KB RAM (其中,程序和数据各使用 144 KB);
CPU 412-2:512 KB RAM (其中,程序和数据各使用 256 KB);
快速 RAM 用于执行部分用户程序
灵活扩展:
高 65536 个数字量以及 4096 个模拟量输入/输出。
MPI多点接口:
通过 MPI,可将多 32 个站连成简单网络,数据传输速率高达 12 Mbit/s。CPU 可与通讯总线(C 总线)和 MPI 的站之间建立多 16 个连接。
模式选择开关:
波动开关设计。
诊断缓冲区:
后的120个故障和中断事件保存在一个环形缓冲器中,用于进行诊断。可以对输入数目进行设定。
实时时钟:
日期和时间附加在 CPU 的诊断消息后面。
存储卡:
用于扩展内置的装载存储器。存储在装载存储器中的信息包括S7-400参数数据以及程序,因此需要2倍的存储空间。其结果是:
内置装载存储器的容量显著提高,因此,基本上不需要存储器卡。
CPU 412-2 还具有:
PROFIBUS-DP 接口和组合的MPI/DP 接口:
通过 PROFIBUS DP 主站接口,可以实现分布式自动化组态,从而提高了速度,便于使用。对用户来说,分布式I/O单元可作为一个集中式单元来处理(相同的组态、编址和编程).
组合式配置:
SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作为PROFIBUS主站符合EN 50 170规范。
http://www.absygs.com

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