上海诗幕自动化设备有限公司
西门子S7-400存储卡6ES7952-1AM00-0AA0 品质保证
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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。
使用USS协议的步骤:1)安装指令库后在STEP7-Micro/win32指令树的/指令/库/USS PROTOOL文件夹中将出现8条指令,用它门来控制变频器的运行和变频器参数的读写操作,这些子程序是西门子公司开发的用户不需要关注这些指令的内部结构,只需要在程序中调用即可。2)调用USS—INIT初始化改变USS的通讯参数,只需要调用一次即可,在用户程序中每一个被激活的变频器只能用一条USS-DRIVE-CTRL指令,可以任意使用USS-RPM-X 或USS-WPM-X指令,但是每次只能激活其中的一条指令。3)为USS指令库分配V存储区。在用户程序中调用USS指令后,用鼠标点击指令书中的程序块图标,在探出的菜单中执行库内存命令,为USS指令库使用的397个字节的V存储区起始地址,4)用变频器的操作面板设置变频器的通讯参数,使之与用户程序中所用的波特率和从站地址相一致。5)连接CPU和变频器之间的通讯电缆,为了提高看干扰能力好采用屏蔽电缆。
西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化,具有网络通信能力,功能更强,可靠性高。工作速度很快,能带的输入输出模块的数量很多,输入和输出模块的种类也很。例如,这允许您使用诸如变量表(VAT)这样的工具来控制和监视变量。’l维修中多次使用回流焊、热风。而使用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,浔之漫智控技术(上海)有限公司值也不过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命。S7-300有两种类型:纺织机械精益的成功实施并不难,关键在于的决心与管理层观念的转变。近年来,我国工业绿色低碳转型取得了显著成效。处理时需要加负荷分配控制。它也是由各个单元的组合构成。6结束语这样,ABB变频器与S7-300PLC的连接已经基本建立,可以通过编写程序通过PLC来控制变频器的启、停、速度给定等各项功能,来满足工艺要求。一个项目(Project)包括的基本组件有程序块、数据块、系统块、符号表、状态图表、交叉引用表。Profibus-DP通讯协议的数据电报结构分为协议头、网络数据和协议层。金融服务集团帮助西门子其他业务集团把握商机,支持开发新客户和加强与现有合作伙伴的财务决策者的关系。向内部电路输入信号。丰富的扩展模块4.2步进电机的选择300中型控制系统一般来说,当遇到西门子变频器故障时,再上电之前**要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧,线路板上有没有明显烧损的痕迹。
CPU 1517-3 PN/DP 是具有极大容量程序及数据存储器的 CPU,适用于除集中式 I/O 外还包含分布式自动化结构的应用中要求十分苛刻的任务。
可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系统(PROFINET 智能设备)。集成式 PROFINET IO IRT 接口设计为 2-端交换机以便在系统中设立总线型拓扑。
附加的集成 PROFINET 接口,具有单*的 IP 地址,可用于网络分离等。
分布式 I/O 可通过 PROFIBUS 以及集成 PROFIBUS 接口进行连接。
另外,CPU 还提供全面的控制功能,并能够通过标准化的 PLC-open 块连接变频器
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PLC的发展趋势
1、功能向增强化和化的方向发展,针对不同行业的应用特点,开发出化的PLC产品。以此来提高产品的性能和降低产品的成本,提高产品的易用性和化水平。
2、规模向小型化和大型化的方向发展,小型化是指提高系统可靠性基础上,产品的体积越来越小,功能越来越强;大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场,应用的规模从几十点扩展到上千点,应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。
3、系统向标准化和开放化方向发展,以个人计算机为基础,在WINOOWs平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。
通过提供标准化和开放化的接口,可以很方便地将PLC接入其它系统[2]。
PLC的功能特点
PLC的功能  随着自动化技术、计算机技术及网络通信技术的迅速发展,PLC的功能日益增多。它不仅能实现单机控制,而且能实现多机制;不仅能实现逻辑控制,还能实现过程控制、运动控制和数据处理等,其主要功能如下:
1、开关量逻辑控制
这是PLC的基本的功能。PLC具有强大的逻辑运算能力,它提供了与、或、非等各种逻辑指令,可实现继电器触点的串联、并联和串并联等各种连接的开关控制,常用于取代传统的继电器控制系统。使用PLC提供的定时、计数指令,可实现定时、计数功能,其定时值和计数值既可由用户在编程时设定,也可用数字拨码开关来设定,其值可进行在线修改,操作十分灵活方便。
2、模拟量控制
在工业生产过程中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。PLC提供了各种智能模块,如模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块、热电阻用模拟量输入模块、热电阻用模拟量输出模块等,通过使用这些模块,把现场输入的模拟量经A/D转换后送CPU处理;而CPU处理的数字结果,经D/A转换成模拟量去控制被控设备,以完成对连续量的控制。
3、闭环过程控制
使用PLC不仅可以对模拟量进行开环控制,而且还可以进行闭环控制。配置PID控制单元或模块,对控制过程中某一变量(如速度、温度、电流、电压等)进行PID控制。
4、定时、定位、计数控制
PLC具有定时控制的功能,它为用户提供了若干个定时器,定时器的时间可以由用户在编写程序时设定,也可以用拨盘开关在外部设定,实现定时或延时控制。定位控制是PLC不可缺少的控制功能之一。PLC提供了定位模块、脉冲输出模块等智能模块,以实现各种需求的定位控制。PLC具有计数控制的功能,它为用户提供了若干个计数器或高速计数模块。计数器的计数值可以由用户在编写程序时设定,也可以用拨盘开关在外部设定,实现计数控制。、 5、顺序(步进)控制
在工业控制中,选用PLC实现顺序控制,可以采用IEC规定的用于顺序控制的标准化语言——顺序功能图进行设计,可以用移位寄存器和顺序控制指令编写程序。
6、网络通信
现代PLC具有网络通信的功能,它既可以对远程I/O进行控制,又能实现PLC与计算机之间的通信,从而构成“集中管理,分散控制”的分布式控制系统,实现工厂自动化。PLC通过RS232接口可与各种RS232设备进行通信。PLC还可与其它智能控制设备(如变频器、数控装置)实现通信。PLC与变频器组成联合控制系统,可提高交流电动机的自动化控制水平。
7、数据处理
现代PLC具有数算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表[2]。
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S7-400
功能强大的PLC,满足中、高性能要求。
要求苛刻的任务的解决方案。
品种齐全的模块和性能分级的 CPU,佳适应自动化任务。
通过简单实施分布式结构可实现灵活的使用;操作简单的连接方法。
佳的通讯和网络连接选件。
方便用户和简易的无风扇设计。
当控制任务增加时,可自由扩展。
多CPU运行:
多个 CPU 在一个 S7-400 控制器中同时运行。
通过多处理器计算扩大 S7-400 的整体性能。例如,复杂的任务可以分解为各种技术,如开环控制、计算或通讯,并分配给不同的 CPU。每个 CPU 可赋与其本地的 I/O。
模块化:
功能强大的 S7-400 背板总线和可以直接连接到 CPU 的通讯接口可以实现许多通讯线路的高性能操作。例如,这允许把一条通讯线路用于 HMI 和编程任务,一条通讯线路用于高性能和等距运动控制组件,一条通讯线路用于普通 I/O 现场总线。还可以执行额外需要的与 MES/ERP 系统或 Internet 的连接。
工程和诊断:
尤其是在使用采用高性能工程组件的大量自动化解决方案时,使用 SIMATIC 工程工具可以极为有效地组态和编程 S7-400。为此,提供有可语言(如 SCL)、用于顺序控制的图形工程工具、状态图和技术功能图。
S7-400H
采用冗余设计的容错自动化系统。
适合对故障安全要求很高的应用。
满足重启动费用高、昂贵的停机、极少的以及很少的维护的过程应用。
冗余的集功能。
提高 I/O 的可用性:网管型 I/O 配置。
也可作为标准 I/O 使用:单边配置。
热后备:发生故障时,可自动切换到备用设备。
采用 2 个*立机架或一个分开的机架进行配置
经过冗余 PROFIBUS-DP 来连接切换的 I/O。
S7-400F/FH
故障安全型自动化系统,大大提高了工厂生产过程的安全性
符合 IEC 61508 SIL3、DIN V 19250 AK6 和 EN 954-1 Cat.4 等安全要求。
如果需要,也可通过冗余设计而实现容错
安全相关的 I/O 不增加接线:
通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 进行安全通讯
基于带有故障安全模块的 S7-400H 和 ET 200M
标准模块可以使用在自动化系统的非故障安全型应用场合
隔离模块,用于在一个 ET 200M 的安全模式中组合使用故障安全型模块和标准模块。
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。
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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。
PLC产品种类繁多,其规格和性能也各不相同。对于PLC,通常根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类。
1.按结构形式分类
根据PLC的结构形式,可将PLC分为整体式和模块式两类。
(1)整体式PLC
整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内,如图所示。具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型PLC一般采用这种整体式结构。整体式PLC由不同I/O点数的基本单元(又称主机)和扩展单元组成,基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等;扩展单元内只有I/O和电源等,而没有CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式PLC一般还可配备功能单元,如模拟量单元、位置控制单元等,使其功能得以扩展。
(2)模块式PLC
模块式PLC将PLC的各组成部分分别做成若干个单*的模块,如CPU模块、I/O模块、电源模块(有的含在CPU模块中)以及各种功能模块。模块式PLC由框架或基板和各种模块组成,模块装在框架或基板的插座上,如图所示。这种模块式PLC的特点是配置灵活,可根据需要选配不同规模的系统,而且装配方便,便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。
还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来,构成所谓的叠装式PLC。叠装式PLC的CPU、电源、I/O接口等也是各自*立的模块,但它们之间是靠电缆进行连接的,并且各模块可以一层层地叠装。这样,不但系统可以灵活配置,还可做得体积小巧。
2.按功能分类
根据PLC的功能不同,可将PLC分为低档、中档、三类。
(1)低档PLC
低档PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、等基本功能,还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较及通信等功能,主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。
(2)中档PLC
中档PLC除具有低档PLC的功能外,还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序及通信联网等功能;有些还可增设中断控制、PID控制等功能,适用于复杂的控制系统。
(3)PLC
PLC除具有中档PLC的功能外,还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其他功能函数的运算、制表及表格传送功能等。PLC具有更强的通信联网功能,可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统,进而实现工厂自动化。
3.按I/O点数分类
根据PLC的I/O点数多少,可将PLC分为小型、中型和大型三类。
(1)小型PLC
小型PLC的I/O点数小于256,具有单CPU及8位或16位处理器,用户存储器容量为4KB以下。例如:三菱FX0S系列。
(2)中型PLC
中型PLC的I/O点数在256~2048,具有双CPU,用户存储器容量为2~8KB。
(3)大型PLC
大型PLC的I/O点数大于2048,具有多CPU及16位或32位处理器,用户存储器容量为8~16KB。
世界上,PLC产品可按地域分成流派,一个流派是美国产品,一个流派是欧洲产品,一个流派是日本产品。美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离情况下*立研究开发的,因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差。而日本的PLC技术是由美国引进的,对美国的PLC产品有一定的继承性,但日本的主推产品定位在小型PLC上。美国和欧洲以大中型PLC而闻名,而日本则以小型PLC著称。
http://www.absygs.com

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