上海诗幕自动化设备有限公司
西门子存储卡6ES79521KP000AA0 安装调试
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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
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。
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,从立的自动化加工岛到整套的网络加工系统,使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。
西门子存储卡6ES79521KP000AA0
输入电流微处理器;处理器处理每条二进制指令执行时间约为 50 ns,每条浮点数运行指令约为 450ns。384 KB 主存储器(相当于大约 128 K 条指令)
与程序组件执行相关的大容量工作存储器为用户程序提供了充分的空间。作为程序装载存储器的微型存储卡(大为 8 MB)也允许将可以项目(包括符号和注释)保存在 CPU 中。装载存储器还可用于数据归档和配方管理
灵活的扩展
多达 32 个模块(4 层结构)
MPI/DP 组合接口
集成的 MPI/DP 接口多能同时建立 16 个与 S7-300/400的连接或与编程器、PC 和 OP 的连接。 在这些连接中始终分别为 PG 和 OP 各保留一个连接
MPI 可以通过“全局数据通讯”与多32个CPU组建简单的网络
该接口可从MPI接口重新设置为DP接口
PROFIBUS DP 接口
DP 接口可用作 DP 主站或 DP 从站运行。在该接口上,PROFIBUS DP从站可在等时模式下运行.全面支持 PROFIBUS DP V1 标准。这将增加 DP V1 标准从站在诊断和参数赋值能力的范围
以太网接口
CPU 315-2 PN/DP 的第 2 个内置接口是一个基于以太网 TCP/IP 的 PROFINET 接口,带有双端交换机
它支持下列协议:
S7通讯用于在SIMATIC控制器间进行数据通讯
通过 STEP 7 进行编程、启动和诊断的 PG/OP 通讯
与HMI和SCADA连接的PG/OP通讯
在PROFINET上实现开放的TCP/IP、UDP和ISO-on-TCP (RFC1006)通讯
SIMATIC NET OPC-Server用于与其它控制器以及CPU自带的I/O设备进行通讯
数据存储器PLC运行过程中需生成或调用中间结果数据(如输入/输出元件的状态数据、定时器、计数器的预置值和当前值等)和组态数据(如输入输出组态、设置输入滤波、脉冲捕捉、输出表配置、定义存储区保持范围、模拟电位器设置、高速计数器配置、高速脉冲输出配置、通信组态等),这类数据存放在工作数据存储器中,由于工作数据与组态数据不断变化,且不需要*保存,所以采用随机存取存储器RAM。RAM是一种高密度、低功耗的半导体存储器,可用锂电池作为备用电源,一旦断电就可通过锂电池供电,保持RAM中的内容
运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。寄存器参与运算,并存储运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数,它们决定着PLC的工作速度,IO数量及软件容量等,因此限制着控制规模。4I/O模块PLC与电气回路的接口,是通过输入输出部分(I/O)完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统,输出模块相反。I/O分为开关量输入(DI),开关量输出(DO),模拟量输入(AI),模拟量输出
(1)单路脉冲输入的内部方向控制加/减计数。即只有一个脉冲输入端,通过高速计数器的控制字节的第3位来控制作加计数或者减计数。该位=1,加计数;该位=0,减计数。如图1所示内部方向控制的单路加/减计数
(2)单路脉冲输入的外部方向控制加/减计数。即有一个脉冲输入端,有一个方向控制端,方向输入信号等于1时,加计数;方向输入信号等于0时,减计数。如图2所示外部方向控制的单路加/减计数
1 创建一个项目结构,项目就象一个文件夹,所有数据都以分层的结构存在于其中,任何时候你都可以使用。在创建一个项目之后,所有其他任务这个项目下执行
2 组态一个站,组态一个站就是你要使用的可编程控制器,例如S7300、S7400等
3 组态硬件,组态硬件就是在组态表中你的控制方案所要使用的模板以及在用户程序中以什么样的地址来访问这些模板,地址一般不用修改由程序自动生成。模板的特性也可以用参数进行赋值
4 组态网络和通讯连接,通讯的基础是预先组态网络,也就是要创建一个满足你的控制方案的子网,设置网络特性、设置网络连接特性以及任何联网的站所需要的连接。网络地址也是程序自动生成如果没有更改经验一定不要修改
5 定义符号,可以在符号表中定义局部或共享符号,在你的用户程序中用这些更具描述性的符号名替代地址。符号的命名一般用字母编写不超过8个字节
6 创建程序,用梯形图编程语言创建一个与模板相连结或与模板无关的程序并存储。创建程序是我们控制工程的重要工作之一,一般可以采用线形编程(基于一个块内,OB1)、分布编程(编写功能块FB,OB1组织调用)、结构化编程(编写通用块)
7 下载程序到可编程控制器,完成所有的组态、参数赋值和编程任务之后,可以下载整个用户程序到可编程控制器。在下载程序时可编程控制器必须在允许下载的工作模式下
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工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。存放在RAM中,以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中,设有存放输入输出继电器、继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区,这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要,部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态,这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。
通常情况下,机械、设备生产线等的负载指恒转矩(G型)负载;一般风机、水泵类负载指平方转矩(P型)负载。
由于系统程序及工作数据与用户无直接联系,所以在PLC 产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量是指用户程序存储器。当PLC提供的用户存储器容量不够用,许LC还提供有存储器扩展功能。 PLC存储器所用的种类主要有:可读/写操作的随机存储器RAM;只读存储器或可擦除可编程的只读存储器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。
(1)现场控制单元
现场控制单元一般远离控制中心,安装在靠近现场的地方,其高度模块化结构可以根据过程监测和控制的需要配置成由几个点到数百个点的规模不等的过程控制单元。
现场控制单元的结构是由许多功能分散的插板(或称卡件)按照一定的逻辑或物理顺序安装在插板箱中,各现场控制单元及其与控制管理级之间采用总线连接,以实现信息交互。
现场控制单元的硬件配置需要完成以下内容:
插件的配置 根据系统的要求和控制规模配置主机插件(CPU插件)、电源插件、I/O插件、通信插件等硬件设备;
硬件冗余配置 对关键设备进行冗余配置是提高DCS可靠性的一个重要手段,DCS通常可以对主机插件、电源插件、通信插件和网络、关键I/O插件都可以实现冗余配置。
硬件安装 不同的DCS,对于各种插件在插件箱中的安装,会在逻辑顺序或物理顺序上有相应的规定。另外,现场控制单元通常分为基本型和扩展型两种,所谓基本型就是各种插件安装在一个插件箱中,但更多的时候时需要可扩展的结构形式,即一个现场控制单元还包括若干数字输入/输出扩展单元,相互间采用总线连成一体。
就本质而言,现场控制单元的结构形式和配置要求与模块化PLC的硬件配置是一致的。
1.        系统存储器:
系统存储器用于存放输入输出过程映像区(PII,PIQ)、位存储器(M)、定时器(T)和计数器(C))、块堆栈和中断堆栈以及临时存储器(本地数据堆栈)。
2.        工作存储器:
工作存储器仅包含运行时使用的程序和数据。RAM 工作存储器集成在CPU中, RAM中的内容通过电源模块供电或后备电池保持。除了S7 417-4 CPU可以通过插入的存储卡来扩展工作存储器外,其他PLC的工作存储器都无法扩展。
3.    装载存储器:
装载存储器是用于存放不包含符号地址分配或注释(这些保留在编程设备的存储器中)的用户程序。装载存储器可以是存储器卡、内部集成的RAM或内部集成的EPROM.
4.    保持存储器:
保持存储器是非易失性的RAM,通过组态可以在PLC掉电后即使没有安装后备电池的情况下,保存一部分位存储器(M)、定时器(T)、计数器(C)和数据块(DB)。在设置CPU参数时一定要要保持的区域。(注意:由于S7-400 PLC没有非易失性RAM,即使组态了保持区域,再掉电时若没有后备电池,也将丢失所有数据。这是S7-300 PLC 与S7-400 PLC 的重要区别)
高速计数器怎样占用输出点?
高速计数器根据被定义的工作模式,按需要占用CPU上的数字量输入点。每一个计数器都按其工作模式占用固定的输入点。在某个模式下没有用到的输入点,仍然可以用作普通输入点;被计数器占用的输入点(如外部复位),在用户程序中仍然访问到。
为什么高速计数器不能正常工作?
在程序中要使用初次扫描存储器位SM0.1来调用HDEF指令,而且只能调用一次。如果用SM0.0调用或者第二次执行HDEF指令会引起运行错误,而且不能改变*次执行HDEF指令时对计数器的设定
高速计数器如何寻址? 为什么从SMDx中读不出当前的计数值?
可以直接用HC0;HC1;HC2;HC3;HC4;HC5对不同的高速计数器进行寻址读取当前值,也可以在状态表中输入上述地址直接监视高速计数器的当前值。SMDx不存储当前值。高速计数器的计数值是一个32位的有符号整数。
高速计数器如何复位到0?
选用带外部复位模式的高速计数器,当外部复位输入点信号有效时,高速计数器复位为0, 也可使用内部程序复位,即将高速计数器设定为可更新初始值,并将初始值设为0,执行HSC指令后,高数计数器即复位为0 。
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PLC及其程序设计
2.1 SIMATIC S5-115U硬件组成及编程概要
可编程序控制器SIMATIC S5-115U采用标准的模块式结构,电源、CPU、各种I/O模件都插在一块母板上,并可以根据不同的I/O点数增加扩展母板,输入、输出模件和存储器的精细分级,使得这种装置具有较强的配置适应能力;通过通讯处理器和局部网,可方便地实现PLC之间及与计算机的通讯。
SIMATIC S5-115U的编程语言是STEP5,有3种表达方法,即控制系统流程图CSF,梯形图LAD和语句表STL。其中语句表STL接近于机器内部的控制程序,功能也比前两种方法丰富得多,因此在本系统实际编程应用中全部采用语句表STL。
STEP5的大特点是采用了结构化编程方法,并提供大量标准功能块如乘功能块FB242、通讯功能块FB244等,使得编程工作大大简化,而且所编程序条理清晰,易于读懂、修改和测试,这一优点尤其在编制大型复杂程序时更能显现出来。
要完成复杂任务,可以把整个程序分成一个个立的程序块,STEP5有5种块类型,即组织块(OB)、程序块(PB)、顺序块(SB)、功能块(FB)和数据块(DB),其中组织块(OB)用以管理用户程序,形成了操作系统和控制程序之间的接口,所有其它类型块在此被调用执行。功能块(FB)用于实现反复调用或者特别复杂的程序功能,这些功能块可以是系统以标准功能块的形式提供的,也可以由用户自己编制。例如标准功能块FB242就可以实现16位二进制乘功能、FB244可以实现CPU与通讯处理器之间的数据传送,用到这些功能时可以直接调用这些功能块。
将通过背板总线和基本连接器,由安装在机架左侧插槽中的电源模块为插入机架的模块
提供所需的工作电压(5 V 用于逻辑控制器,24 V 用于接口模块)。
对于本地连接,还可通过 IM 460-1/IM 461-1 接口模块为 ER 供电。
发送 IM 460-1 两个接口中的各个接口多可通过 5 A 的电流,即多可为本地连接中的
每个 ER 提供 5 A 的电流。
I/O 总线
I/O 总线是并行背板总线,设计用于快速交换 I/O 信号。 每个机架均有一条 I/O 总线,对
信号模块的过程数据进行时间要求严格的访问均通过 I/O 总线进行。)
通讯总线(C 总线)
通讯总线(C 总线)是串行背板总线,设计用于快速交换与 I/O 信号相应的大量数据。 除机
架 ER1 和 ER2 外,其余每个机架均有一条通讯总线。
带有 I/O 总线和通讯总线的机架
下图显示了带有 I/O 总线和通讯总线的机架。每个插槽中都有 I/O 总线和通讯总线连接
器。 交付机架时,这些连接器由外盖加以保护。
分段 CR
属性
“分段”特性与 CR 的组态相关。 在非分段 CR 中,I/O 总线是连续的,且所有 18 个或 9 个
插槽互连在一起;而在分段 CR 中,I/O 总线由两个 I/O 总线段组成。
分段 CR 具有以下重要特性:
● 通讯总线是连续的(全局),而 I/O 总线分为两个 I/O 总线区段,分别有 10 个和 8 个插
槽。
使用电源装置时,要确保次级线圈不与保护接地导线连接。
24 VDC 电源过滤
在使用未接地组态的电池为 S7-400 供电时,必须为 24 VDC 电源提供干扰抑制。 请使用
西门子电源电缆过滤器,例如 B84102-K40。
隔离监视
如果双重故障可导致安装进入危险状态,则必须提供隔离监视。
未接地操作实例
只有已组态带本地连接的 S7-400,并且在 CR 中将整个安装接地,才可在未接地组态中
操作 ER。
在我们调试S120项目的时候,还要用到的存储介质为PG/PC,它保存的是项目的离线参数信息。
同数字量模块,模拟量模块有各种点数可选,如4点输入,2点输出,4点输入/1点输出等等,可根据实际需要选择。
PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点,这是它能持久的占有市场的根本原因。随着工业自动化水平的不断提升,PLC所占据的地位可以说功不可没,虽然PLC是专为工业应用而设计,硬件设计有极高的安全性和稳定性,但是不乏一些自然原因和人为因素导致PLC损坏,不能正常使用。
扩展模块数字量模块数字量模块分为:数字量输入模块EM221,数字量输出模块EM222和数字量输入/输出模块EM223。
PLC的价格少则几百,多则上万,所以从节省开支方面讲,PLC损坏后还是具有一定的维修价值。PLC的维修技术,不单是PLC硬件上的修复,还有PLC线路以及软件的相互配合,再者,PLC不像单片机那样,是单一的芯片,加上少量电路就能工作,修复相对简单。
西门子模块CPU412-1控制单元规格型号 制动逻辑调试的好坏,直接影响到起重机的安全运行。数字量模块有各种点数可选,如16点输入,8点输出,32输入/32输出等等,可根据实际需要选择。
PLC内部集成了CPU,存储器,I/O电路,通讯电路,开关电源等,是各部分协调工作,因此,单就PLC硬体上的维修,具有一定的学问。PLC型号众多,但内部大同小异,原理基本一样。今天我就以西门子S7-200PLC为例,谈谈PLC硬件维修的一些思路和方法,不但对工控初级维修有性的帮助,此文也对PLC初学者更好的理解PLC这门理论,有积极的帮助。
EM253是一个单轴的开环运动控制模块,输出高频率达200KHz,支持定位,相对定位,回参考点等功能,集成急停,限位,参考点开关等I/O点。
CPU板为PLC中的核心部件,也是维修当中棘手的地方,CPU板出问题会导致PLC故障灯常亮,PLC不运行,现就CPU板各元件说明如下:1:CPU元件:即处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。
DO(Digital Output)开关量输出,
亦称数字量输出,它可由控制将输出通道变成高电平或低电平,通过驱动电路即可带动继电器或其他开关元件,也可驱动指示灯显示状态。开关量输出DO可用来控制开关、交流器、变频器以及可控硅等执行元件。
AI(Analogy bbbbb)模拟量输入,
模拟量输入的物理量有温度、压力、流量等,这些物理量由相应的传感器感应测得,往往经过变送器转变为电送入控制器的模拟输。
AO(Analogy Output)模拟量输出,
模拟量输出的是电压(如0~5V、0~10V间的电压)或电流(如0~10mA间的电流),其输出电压或电流的大小由控制决定。
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。
http://www.absygs.com

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