上海诗幕自动化设备有限公司
西门子S7-400PLC模块控制单元CPU412-1
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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 品牌西门子
SIMATIC S7-400 是一种通用控制器:
具有很高电磁兼容性以及抗冲击性和抗振性,因此拥有极高的工业适用性。
可以带电连接和断开各模块。
S7-400H
在自动化技术的许多领域中,对自动化系统的可用性(从而故障安全性)的需求在不断提高。在许多领域中,设备停机会产生极高的成本。此时,只有冗余系统才能满足可用性要求。
容错型 SIMATIC S7-400H 即能满足这些要求。即使在一个或多个故障导致控制器的部件出现故障时,也能继续运行。通过以这种方式实现的可用性让 SIMATIC S7-400H 尤其适用于以下应用领域:
控制器发生故障后重启会产生很高费用的过程(通常在过程工业中)。
停产的代价十分高昂的过程。
涉及贵重材料的过程(例如在制药工业中)。
无人监视的应用
涉及较少维护人员的应用
订货数据
关于 S7-400H 组件的订货数据,请参见在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相应模块。
S7-400F/FH
SIMATIC S7-400F/FH 故障安全自动化系统可在安全要求较高的工厂中使用。它可对立即停机不会给人员或环境带来危险的过程进行控制。S7-400F/FH 具有两种基本设计:
S7-400F:
故障安全自动化系统。在控制系统中发生故障的情况下,生产过程会切换到安全状态并中断。
S7-400FH:
故障安全和高可用性自动化系统。在控制系统中发生故障的情况下,冗余控制部分将发挥作用,继续控制生产过程。
通过另外使用标准模块,可以建立一个全集成控制系统,可在非安全相关和安全相关任务共存的工厂环境中使用。可以使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。
西门子S7-400PLC是 SIMATIC 控制器家族功能为强大的 PLC。它可以成功实现全集成自动化 (TIA) 解决方案。S7-400 是一个用于制造业和过程工业系统解决方案的自动化平台,其主要特点是具有模块化的结构并拥有性能储备。
中端到性能范围内功能强大的PLC400,可满足要求极为苛刻的任务的解决方案,全面的模块和各种性能等级 CPU 可针对具体自动化任务进行良好调整,可实现分布式结构,适用十分灵活。
S7400连接方便,优通信和联网功能。操作方便,设计简单,不含风扇。任务增加时可顺利扩展。
多重计算:多个CPU在一个S7-400控制器中同时运行。多重计算功能可对S7-400 的总体性能进行分配。例如,可将复杂的技术任务(如开环控制、计算或通信)进行拆分并分配给不同的 CPU。可以为每个 CPU 分配自己的 I/O。
模块化:通过功能强大的 S7-400 背板总线和可直接连接到 CPU 的通信接口,可实现许多大量通信线路的高性能操作。例如,这样可以拥有一条用于 HMI 和编程任务的通信线路、一条用于高性能等距运动控制组件的通信线路和一条“正常”I/O 现场总线。另外,还可以实现额外需要的与 MES/ERP 系统或 Internet 的连接。
工程组态和诊断:结合使用 SIMATIC 工程组态工具,可极为地对 S7-400 进行组态和编程,尤其对于采用高性能工程组件的广泛自动化任务。为此,可以使用语言(如 SCL)以及用于顺序控制、状态图和工艺图的图形化组态工具。
西门子为水泥行业提供解决方案、系统、产品和服务的全球供应商。 我们专注于确保我们的客户能够利用我们服务的全部潜力。
通过激发信心和鼓励协作精神,我们致力于提高您工厂的生产率和产品质量。借助于我们为整个工厂和单个产品提供的解决方案和服务,我们的系列产品涵盖工厂全周期内的各个方面 — 从自动化、驱动工程和能源供应到基础设施、通讯和企业资源规划。
包含运行阶段IT应用和服务的技术工厂概念已经与我们的 SICEMENT 产品系列中的一系列软件包组合。 通过将经过选择和验证的标准组合在一个集成的工厂解决方案中,我们可以为我们的客户提供“即插即生产”的投资和运行安全。 SICEMENT 由可以一次又一次地投入市场的一系列工业特定的解决方案和产品以及协同的各自接口组成。
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S7-400PLC模块控制单元CPU412-1
关于西门子S7-400组件的订货数据,请参见在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相应模块。
S7-400F/FH:
SIMATIC S7-400F/FH 故障安全自动化系统可在安全要求较高的工厂中使用。它可对立即停机不会给人员或环境带来危险的过程进行控制。S7-400F/FH 具有两种基本设计:
S7-400F:
故障安全自动化系统。在控制系统中发生故障的情况下,生产过程会切换到安全状态并中断。
S7-400FH:
故障安全和高可用性自动化系统。在控制系统中发生故障的情况下,冗余控制部分将发挥作用,继续控制生产过程。
通过另外使用标准模块,可以建立一个全集成控制系统,可在非安全相关和安全相关任务共存的工厂环境中使用。可以使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。
S7-400:
S7-400 自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块,这些模块可进行各种组合。
系统包含下列组件:
电源模块 (PS):用于将 SIMATIC S7-400 连接到 120/230 V AC 或 24 V DC 电源电压。
CPU:配有集成 PROFIBUS DP 接口的不同 CPU 具有不同性能范围。根据具体型号,这些 CPU 也可以带有集成 PROFINET 接口。使用 PROFIBUS接口,多可以连接 125 个PROFIBUS DP 从站。可以将多 256 个 PROFINET IO 设备连接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可处理极大型的配置。此外,在一个控制器中的多重计算模式下,多个 CPU 可以协同工作以提高性能。这些 CPU 处理速度快且具有确定性响应时间,可实现较短机器循环时间。
用于数字量 (DI/DO) 和模拟量 (AI/AO) 输入/输出的信号模块 (SM)
通信处理器 (CP),例如,用于总线连接和端到点连接
功能模块 (FM):用于完成计数、定位和凸轮控制等要求苛刻的任务的模块。
根据具体要求,也可使用下列模块:
接口模块 (IM):用于连接控制器和扩展单元。SIMATIC S7-400 的控制器可带有多 21 个扩展单元运行。
SIMATIC S5 模块:在相关 SIMATIC S5 扩展单元中,可以寻址 SIMATIC S5-115U/-135U/-155U 的所有输入/输出模块。此外,在 S5 EU 或者直接在 CC 中(使用适配器)都可以使用 SIMATIC S5 的特定 IP 和 WF 模块。
SIMATIC S7-400有多个型号:
S7-400:
Power PLC,用于中、性能应用,并采用模块化、免风扇设计。
S7-400H:
容错型自动化系统使用冗余设计,可以用于故障安全型应用。
S7-400F/FH:
故障安全自动化系统也使用冗余设计,同样具备容错能力。
S7-400
S7-400自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块,且这些模块均可以立地组合使用。
一个系统包含下列组件:
电源模块(PS):
用于将120/230 V AC 或 24 V DC电源连接至SIMATIC S7-400。
CPU:
针对各种性能范围,都可以提供集成有PROFIBUS DP接口的不同CPU。视型号的不同,也可以为它们配供集成式PROFINET接口。使用PROFIBUS接口,***多可以连接125个PROFIBUS DP从站。PROFINET接口***多可以连接256个PROFINET IO设备。SIMATIC S7-400的所有CPU 可以处理极为大型的组态。此外,在单个控制器的多值计算模式下,多个CPU可以协同工作,据此,可以进一步提高系统的性能。这些CPU 处理速度极快,具备确定性的响应时间,因此,其机器周期时间极短。
信号模板(SM),用于数字量(DI/DO)和模拟量(AI/AO)的输入/输出。
用于连接总线和点对点连接的通讯处理器 (CP)。
西门子S7-400PLC模块控制单元CPU412-1
技术规范
商品编号6ES7417-5HT06-0AB0CPU417-5H PN/DP,32MB,用于 S7-400H/F/FH一般信息 产品名称CPU 417-5H PN/DP硬件产品型号1固件版本V6.0工程组态方式 ● 编程软件包STEP 7 V5.5 SP2(带 HF1)及以上版本CiR - 在 RUN 模式下组态 CiR 同步时间,基本负载60 msCiR 同步时间,每个 I/O字节从站的时间0 μs电源电压 额定值 (DC)● 24 VDC-;通过系统电源供电输入电流 从背板总线 5 VDC,典型值1.6 A从背板总线 5 VDC, 值1.9 A从背板总线 24 VDC, 值150 mA;每个 DP 接口 150 mA从接口 5 V DC, 90 mA;在每个 DP 接口处功耗 功耗,典型值7.5 W存储器 存储器类型其它工作存储器 ● 集成32 MB● 集成(用于程序)16 MB● 集成(用于数据)16 MB● 可扩展-装载存储器 ● 可扩展 FEPROM√;带存储卡(FLASH)● 可扩展 FEPROM, 64 MB● 集成 RAM, 1 MB● 可扩展 RAM√● 可扩展 RAM, 64 MB后备 ● 提供√● 带电池√;所有数据● 无电池-电池 后备电池 ● 备份电流,典型值180 μA;在 40°C 温度下有效● 后备电流, 1,000 μA● 后备时间,长模块数据手册中提供了条件和影响因素● CPU 外部备份电压进给5 V DC 到 15 V DCPU 处理时间 位操作时,典型值7.5 ns字操作时,典型值7.5 ns**数运算时,典型值7.5 ns浮点数运算时,典型值15 nsCPU 块 DB ● 数量16,000;数值范围:1 - 16000● 大小64 KBFB ● 数量8,000;数值范围:0 - 7999● 大小64 KBFC ● 数量8,000;数值范围:0 - 7999● 大小64 KBOB ● 数量见“指令表”● 大小64 KB● 空循环 OB 的数量1; OB 1● 时间报警 OB 的数量8; OB 10-17● 延时报警 OB 的数量4; OB 20-23● 循环中断 OB 数9; OB 30-38● 过程报警 OB 的数量8; OB 40-47● DPV1 报警 OB 的数量3; OB 55-57● 启动 OB 的数量2; OB 100, 102● 异步错误 OB 的数量9; OB 80-88● 同步错误 OB 的数量2; OB 121, 122嵌套深度 ● 每个优先级24● 在一个错误 OB 中附加2计数器、定时器及其保持性 S7 计数器 ● 数量2 048保持性 — 可调节√— 下限0— 上限2 047— 预置Z 0 - Z 7计数范围 — 下限0— 上限999IEC 计数器 ● 数量不限(只取决于 RAM 容量)S7 定时器 ● 数量2 048保持性 — 可调节√— 下限0— 上限2 047— 预置无保持定时器时间范围 — 下限10 ms— 上限9,990 sIEC 定时器 ● 提供√● 类型SFB● 数量不限(只取决于 RAM 容量)数据区及其保持性 保持数据区域总共总工作存储器和装入存储器(带有备用电池)标志 ● 数量16 384 字节● 可保持√● 预设保持性MB 0 - MB 15● 时钟存储器数量8; (1个存储字节)数据块 ● 数量16,000;数值范围:1 - 16000● 大小64 KB本地数据 ● 可调节, 64 KB● 预置32 KB地址区 I/O 地址区 ● 输入16 KB● 输出16 KB其中分布式 — MPI/DP 接口,输入2 kbyte— MPI/DP 接口,输出2 kbyte— DP 接口,输入8 KB— DP 接口,输出8 KB— PROFINET接口,输入8 KB— PROFINET 接口,输出8 KB过程映像 ● 输入,可调16 KB● 输出,可调16 KB● 默认输入1,024 字节● 默认输出1,024 字节● 一致性数据。
西门子S7-400PLC模块控制单元CPU412-1
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)环境温度超过0~50℃的范围;
(2)相对湿度超过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)超过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。如果周围环境超过55C,要安装电风扇,强迫通风。
虽然使用磁性槽楔会使启动转矩下降%~%,但采用磁性槽楔的电动机比采用普通槽楔的电动机的铁损耗可降低k,而且很适应空载或轻载启动的电动机改造。采用Y/△自动转换装置。为解决设备轻载时对电能的浪费现象,在不更换电动机的前提下,可以采用Y/△自动转换装置以达到节电的目的。因为三相交流电网中,负载的不同接法所获取的电压是不同的,因而从电网中吸取的能量也就不同。电动机的功率因数无功补偿。提高功率因数,减少功率损耗是无功补偿的主要目的。。
西门子PLC模块CPU412-1处理单元安装顺序
西如果负载不是很重,也没有什么快速停车要求,这种场合是不需要使用制动电阻的,即使你装了制动电阻,制动单元的工作阀值电压没有被触发,制动电阻也不会投入工作。除了大负荷减速场合需要增加制动电阻和制动单元来快速刹车外,实际上如果符合比较重,启动时间时间要求非常快那种,也需要制动单元和制动电阻来配合启动的,以往我试过用变频器带动一种的冲床,要求把变频器的加速时间设计成秒,这时候满负荷启动,虽然负荷并不是非常重,但是因为加速时间太短了,这时候母线电压波动非常厉害,也会出现过压或者过流的情况,后来增加了外置的制动单元和制动电阻,变频器就能正常工作了。
西门子PLC模块CPU412-1处理单元安装顺序
另外电网电压长期偏低,使得正常工作的电机电流偏大,因而损耗,三相电压不对称度越大,电压越低,则损耗越大。三是老旧淘汰)型电机的仍在使用。这些电机采用E级绝缘,体积较大,启动性能差,效率低。虽经历年改造,但仍有许多地方在使用。四是维修管理不善。有些单位对电机及设备没有按照要求进行维修保养,任其长期运行,使得损耗不断。因此,针对这些耗能表现,选择何种节能方案值得研究。电机节能方案大致有七种。一一分析说,选用节能型电动机。。
西门子PLC模块CPU412-1处理单元安装顺序
西门子PLC-USS协议和变频器之间的通讯
1、需要控制系统在设计时采用很多硬件,价格昂贵
2、现场的布线多容易引起躁声和干扰
3、PLC 和变频器之间传输的信息受硬件的限制,交换的信息量很少。
4、在变频器的启停控制中由于继电器接触器等硬件的动作时间有延时,影响控制精度。
5、通常变频器的故障状态由一个接点输出,PLC能得到变频器的故障状态,但不能准确的判断当故障发生时,变频器是何种故障。
西门子PLC模块CPU412-1处理单元安装顺序
分析起来,是因为启动时间太短,母线电容的电压瞬间被掏空了,而整流器瞬间有大的电流充进来,引起母线电压突然变高,这样母线的电压波动太厉害,瞬间可能会超过了伏,加上了制动电阻,就可以及时这个波动的高压,让变频器工作在正常状态。还有一种的情况,是矢量控制场合,电机的扭矩和速度方向相反,或者工作在零转速扭矩输出的场合,比如吊机掉了重物停在半空中,收放卷场合需要力矩控制,都需要让电机工作在发电机状态,源源不断的电流会反充到母线电容中,通过制动电阻,就可以及时消耗掉这些能量,保持母线电压平衡稳定了。。  尽管增加电机铁心长度可以获得更多的转矩,但力度十分有限。绕线型电机在启动时通过滑环给转子绕组通电,形成转子磁场,与旋转的定子磁场相对运动,因此获得转矩更大。且在启动过程中串联水电阻来降低启动电流,水电阻由成熟的电控装置控制随启动过程改变阻值。适用于轧机提升机等负载。由于绕线型异步电机相对鼠笼型电机增加了滑环水电阻等,在整体设备价格上有一定提高。其与直流电机相比,调速范围较为狭窄且转矩相对较小,相应价值也低。
西门子PLC模块6ES7 400-1TA11-0AA0按键图解 实现组态连接通讯方法:在项目的NETPRO中设置S7网络连接,在建立连接中块参数ID时需要留意下,它是作为识别发送数据和接收数据的地址标识,在客户端编程需要调用SFB14、SFB15系统功能块,后保存编译下载至PLC中即可实现通讯。S7-400/400通讯时,S7-400即可作为服务器又可作为客户机,其大数据包长度可达160字节。西门子PLC-USS协议和变频器之间的通讯1、需要控制系统在设计时采用很多硬件,价格昂贵2、现场的布线多容易引起躁声和干扰3、PLC和变频器之间传输的信息受硬件的限制,交换的信息量很少。
http://www.absygs.com

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