西门子S120电机驱动模块6SL3120-1TE13-0AD0

西门子S120电机驱动模块6SL3120-1TE13-0AD0

术规格时间/频率 

程序输入 PLC 后，应先进行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。在将 PLC连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。

（ 8 ）应用系统整体调试

在 PLC软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。

（ 9 ）编制技术文件

系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、 PLC 梯形图。

@
PLC 硬件系统设计

1 ． PLC 型号的选择

在作出系统控制方案的决策之前，要详细了解被控对象的控制要求，从而决定是否选用 PLC 进行控制。

在控制系统逻辑关系较复杂（需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等）、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理（有数据运算、模拟量的控制、PID 调节等）、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC产品，使用户眼花缭乱、无所适从。全面权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨，不要盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来考虑。

（ 1 ）对输入 / 输出点的选择

盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。

要先弄清除控制系统的 I/O 总点数，再按实际所需总点数的 15 ～ 20 ％留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需PLC 的点数。

要注意，一些高密度输入点的模块对接通的输入点数有限制，一般接通的输入点不得超过总输入点的 60 ％； PLC每个输出点的驱动能力（ A/ 点）也是有限的，有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般 PLC的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。

PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种 PLC平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离，则应选择前两种输出方式的 PLC 。

（ 2 ）对存储容量的选择

对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘 10 字 / 点＋输出总点数乘 5 字 /点来估算；计数器/ 定时器按（ 3 ～ 5 ）字 / 个估算；有运算处理时按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模拟量输入 /输出的系统中，可以按每输入 / （或输出）一路模拟量约需（ 80 ～ 100 ）字左右的存储容量来估算；有通信处理时按每个接口 200字以上的数量粗略估算。后，一般按估算容量的50 ～ 100 ％留有裕量。对缺乏经验的设计者，选择容量时留有裕量要大些。

（ 3 ）对 I/O 响应时间的选择

PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 2 ～ 3个扫描周期）等。对开关量控制的系统，PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑 I/O响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。

（ 4 ）根据输出负载的特点选型

不同的负载对 PLC的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的PLC 。

（ 5 ）对在线和离线编程的选择

离线编程示指主机和编程器共用一个 CPU ，通过编程器的方式选择开关来选择 PLC 的编程、监控和运行工作状态。编程状态时，CPU 只为编程器服务，而不对现场进行控制。编程器编程属于这种情况。在线编程是指主机和编程器各有一个 CPU ，主机的 CPU完成对现场的控制，在每一个扫描周期末尾与编程器通信，编程器把修改的程序发给主机，在下一个扫描周期主机将按新的程序对现场进行控制。计算机辅助编程既能实现离线编程，也能实现在线编程。在线编程需购置计算机，并配置编程软件。采用哪种编程方法应根据需要决定。

（ 6 ）据是否联网通信选型

若 PLC 控制的系统需要联入工厂自动化网络，则 PLC 需要有通信联网功能，即要求 PLC 应具有连接其他 PLC、上位计算机及 CRT 等的接口。大、中型机都有通信功能，目前大部分小型机也具有通信功能。

（ 7 ）对 PLC 结构形式的选择

在相同功能和相同 I/O点数据的情况下，整体式比模块式价格低。但模块式具有功能扩展灵活，维修方便（换模块），容易判断故障等优点，要按实际需要选择 PLC的结构形式。

2 ．分配输入 / 输出点

一般输入点和输入信号、输出点和输出控制是一一对应的。

分配好后，按系统配置的通道与接点号，分配给每一个输入信号和输出信号，即进行编号。

在个别情况下，也有两个信号用一个输入点的，那样就应在接入输入点前，按逻辑关系接好线（如两个触点先串联或并联），再接到输入点。

（ 1 ）确定 I/O 通道范围

仅在编译后显示的错误包括：　　电力用户曾使用PLC，用以实时记录用户用电情况，以实现不同用电时间、不同计价的收费办法，鼓励用户在用电低谷时多用电，达到合理用电与节约用电的目的。集成数字量和模拟量输入/输出各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务模拟量输入模块　　（6）过程控制和管理功能。随着plc、dcs和ipc（工业现场控制用计算机）之间的竞争逐步加强，各plc厂家正在逐步将传统dcs所特有的过程控制功能逐步移植到plc中，使其在过程控制领域能够与dcs进行竞争，这方面plc已经取得了很大的成果。为了满足生产管理的需要,各plc厂家也在其软件开发上增加了管理软件，通过与其plc的实时通讯采集现场数据当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。整个运行期间，

西门子6ES7321-7BH01-0AB0

PLCCPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 　　输入采样　　PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，输入采样阶段。并将它存入I/O映象区中的相应单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段，在这两个阶段中，输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会发生改变。如果输入的是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必需大于一个扫描周期，才能保证在任何的情况下，该输入才均能被读入。　　用户程序执行　　PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图），每扫描到一条梯形图时，用户程序开始执行。其总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态。或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态，再确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。　　用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化。排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起到作用。排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。　　输出刷新　　当扫描用户程序结束后，PLC就进入了新的输出阶段。在此期间，CPU依照I/O映象区内对应的状态和数据，刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时才是PLC的真正输出。　　根据其排列次第的不同，同样的若干条梯形图，其执行的结果也有所不同。采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果也有所区别。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。辐射干扰符合EN 50081-1 和内部通信总线(C-bus)：UL 认证设计与操作4）编程容量增大，从几K字节增大到几十K，甚至上百K字节。　　2、使用威纶触摸屏MT6100IV3的系统保留寄存器激活穿透功能?水/污水诊断定期出现高电磁干扰

在执行这些工作时，Jack显得从容不迫，他之这样是有充分理由的，因为他并未真正处于危险之中。Jack不是真正的人，而是一个虚拟化身，一个人类的仿真品。Jack“工作”在一座虚拟核电站内，在这里，他对随后将由真正的工人来执行的维护和维修操作进行测试。

这种对在危险区域内所执行的工作的三维模拟，旨在尽可能地降低人类面临的风险。这些模拟有助于能源企业遵守“可合理达到的尽量低（ALARA）”安全原则，这一原则不仅已在美国得到*，不久前也获得了欧洲能源界的认可。UlrichRaschke博士是西门子工业自动化集团设在密歇根州的人类模拟技术部的主任，他表示，“那些曾帮助我们开发这个模拟解决方案的美国能源企业，现在正在这些新应用中测试这种虚拟化身。”

模型人。Jack和他的同事Jill，是符合生物统计学特征的模型。早在1997年，汽车行业、军事领域以及航空航天行业的工程师和设计师们，就已开始使用这种模型来帮助创建符合人机工程学的、优化的工作环境。它们也有助于规划工作流程，以及测试新产品的用户友好程度。西门子打造的这些模拟解决方案，是西门子公司面向工业生产规划的Tecnomatix业务组合的一部分。而Tecnomatix又是西门子产品生命周期管理（PLM）软件系统的组成部分之一。

Jack和Jill不仅仅是呆笨的人像。它们有68个关节，可以执行135种动作，几乎*地呈现了人类身体的运动能力。二者均采用了目标区域人群的一般体形，正因为如此，中国版本比北美版本的个子矮一些。也可以改变它们的体形，以保证不论高矮胖瘦，任何人都能够在模拟所呈现的环境中高效地工作。

利用科研数据来进行分析，可以回答诸如在抬高重物时，人体承受了多大压力等问题。根据分析结果，则可以预测受伤害的风险以及产生疲劳的可能性。Tecnomatix团队与密歇根大学Humosim实验室联合开发的一款运动程序，可“推动”Jack和Jill在虚拟工厂中走来走去。现在，借助一个能计算辐射剂量的算法，可以相对轻松地使用这个程序来模拟在核电站内的工作。这个算法是美国电力企业出资成立的美国电力研究院（EPRI）提供给西门子的。

虚拟测试的益处显而易见。借助虚拟化身，企业可以在产品开发、装配、维护规划等过程的早期阶段，考虑人的因素。不再需要制作成本不菲且未经测试的原型，也无需在日后进行费时费钱的调整。虚拟化身可令工程师防止设计错误，避免大幅度的改进。这不仅节省了金钱，也提高了产品的质量和安全性，缩短了产品的上市周期。

人机工程学测试。自1998年以来，福特公司一直在使用Jack和Jill来测试装配线工作区及车辆模型。在这里，这两个虚拟化身实现了增强算法，可以根据多年观察得到的数据，计算出姿势、动作和身体承受的压力。

进行人机工程学分析，计算出受伤害的风险。开发工程师也想知道，汽车的操控性能如何、仪表盘是否易于操作，以及驾驶员座椅能提供什么样的前方道路视野等。为了弄清楚这些情况，他们戴上沉浸式头盔，进入虚拟化身的三维世界，就像玩电脑游戏那样。

事实证明，在实际生产作业中，Tecnomatix业务组合中的Jack和Jill软件也很有用。几年前，在这款软件的帮助下，福特公司的人机工程学实验室发现，为某些车型安装车门挡风雨条很困难。工人很容易感到疲劳，伤害风险性也更高，并且挡风雨条的安装还常常出错。

借助虚拟化身，企业可以将人的因素纳入产品开发、装配和维护过程的规划中。

发现问题之后，福特公司的工程师改进了新车型挡风雨条的安装过程。这不仅使装配变得更加容易，大大提高了安装质量。Raschke说：“仿真软件有助于汽车行业大幅减少生产中的问题。现在，在福特公司和其他企业，虚拟分析已经成为设计过程中*的步骤。”

模拟核电站，标志着Tecnomatix跨入了一个新时代。说到底，它们只是汽车行业和航空航天行业仿真应用的扩展。自2010年9月起，西门子和美国电力研究院一直在合作研究核电站的仿真应用。美国电力研究院的研究人员开发了一个算法，能够根据所涉及的材料、辐射场和存在的任何防护屏障等因素，计算出辐射强度。这意味着能够准确地预测，房间内每一个点的辐射剂量。

西门子工程师在Jack和Jill程序中安装了这个算法。这个算法允许利用仿真辐射剂量测定装置，测出辐射强度。在三维仿真中，采用了色码来显示测定结果。其中，红色表示可能引起危险的高辐射剂量，而绿色则表示无害剂量（参见下右图）。

三菱工控产品在各工矿企业的应用非常广泛，虽产品本身质量已有保证，但由于工业现场的情况千变万化，规律不明，设备成套后整个系统运行中难免出现干扰现象。因干扰是相互作用的过程，任何一方对另一方的作用都会造成系统故障。它在原理分析和实际解决中很复杂，既要情况判断又需实践经验。据目前用户使用产品过程中较容易发生该问题的来源有：

    1因设备庞大、布置分散而使走线过长、路径欠合理造成接地不良、形成干扰回路、产生线噪声、与相关设备互为影响等。

    2排线时未按强弱电分路原则，即动力、控制、通讯等合为一股。动力方面较易区分，而控制信号内容较多，按不同实际要求对其分类也各异。

    3相关设备与系统的相互影响，一般为电磁干扰，大致有：

    a）变频器、伺服装置等具脉冲发生源的设备

    b）线切割机、电火花加工机等产生脉冲和电弧的设备

    c）照明器具（日光灯）开启阶段的抖动

    d）继电器、接触器释放时的反峰电压

    e）周边设备与系统的部分信号频率相近

    一控制信号的基本分类：

    1开关（数字）型输入

    a）干触点---------操作按钮（开关）、行程及限位开关、继电器、接触器辅助触点等。由于plc输入端导通电流为5-7mA，为保证信号稳定，须使输入端导通时电流维持在3.5和4.5mA。如果由于接触不良或导线过长则易受干扰。较大容量的接触器辅助触点在小电流时应考虑其接触可靠。

    b）接近开关、光电开关、集电极开路型编码器等---------这类元件大都置于现场，与PLC间产生一定的距里，有受干扰的可能，应尽量选用开关性能好的产品。一般在电平的间隔/脉宽比大的情况下较易受干扰。 

    c）差动型编码器---------这类形式的传感器较适合长距里、高速度的场合，受干扰机会比前者要少。而集电极开路型会因导线过长衰减输出电平。

    2开关（数字）型输出：

    a）继电器-----------用于驱动接触器、电磁阀、照明灯、电子线路及其它设备。负载电源为DC30V以下和AC240V以下。若是交流负载，为方便排线，这类控制信号在通常情况下可与动力线一齐安置。直流负载下依照其电压等级及所驱动之设备性质视实情而定。

    b）晶体管输出（DC5-30V）Ⅰ驱动继电器、指示灯、电子线路及其它设备，低电压负载时需考虑干扰因素。Ⅱ以电平或脉冲形式驱动变频器、定位装置、电子线路等。建议与动力线保持适当距里，至少30cm。在系统设计时考虑尽量远离可能相互产生影响的装备。

    c）注意事项-----------PLC输出所接外部负载(接触器、电磁阀)等感性元件,应按交直流性质加接阻容吸收电路或续流二极管。虽三菱plc推广至今并未因忽略此项工作而引起干扰，但会使其内部的输出元件缩短寿命，并且很容易影响外部的电子设备，效果明显。

    3模拟型输入：

    以电压或电流形式接入PLC，一般从各类检测或控制设备（传感器、仪器仪表等）中输出，如它们由于线路过长、使用不当或本身质量等问题则易受干扰进而仿碍系统的运作。尤其小信号时，建议采用电流型输入。

    4模拟型输出：

    以电压或电流形式从PLC输出至相关设备，与模拟型输入一样，关注小信号时的可靠性，如长距里时的干扰及衰减现象等。

    5通讯线路：

    a）光缆------------由于脱离电平传输的方式，故能进行高效能、低损耗的信息传递。可不受电磁干扰的影响。

    b）同轴电缆和双绞线-----------均属电气连接，具电平传输的特点。同轴电缆因介质良好、结构精制而传输距里远、速度高、链接站数多、少受干扰，但造价偏高。双绞线在此方面的性能低于前者，但价格经济、排线方便，可自行制作。在系统庞大、空间有限的场合下较为适合（需接终端电阻）。在布置通讯线缆时应尽力做到与动力线、控制线分开而单独行走，保证全系统的通讯畅通，不受干扰。目前尚少发现三菱产品因干扰而因起的通讯异常现象。

    由于用户在设备成套时选用三菱产品仅为系统之一部分，自行配置了一定数量的周边设备，如低压电器、电机、电磁阀、传感器、仪器仪表、电子电路、电脑、各种网络及其它工控产品。其中有些产品或网络并非都具有工业标准或者未经历考验，系统集成后相互间均可能产生影响。在系统设计、元件选用、设备就位、安装、接排线、调试、维护等方面都有合理与否的问题，有先天条件限制也有后天人为因素，或刚运行时正常以后随着诸多原因致使环境变化而引起异常。

    电器成套时为减少干扰的机会，应按有关行业规定做相关的准备工作，以杜绝隐患。鉴于系统设计、设备就位等事宜均由用户根据各自生产情况、使用要求、资金条件等因素权衡而定，不便随意更改，这里仅从电气方面提些建议，包括：

    1设备就位----------在整个系统大原则已确定的情况下（包括电气柜内的元件），参照原理，尽力做到布置合理，便于减少无效排线路径以降低有害因素。

    2排线------------若条件所限不便详细分类也应大致分为强、弱电，并尽可能保证线缆减少并行机会以降低导线间互感。弱电信号线较长时可按需要采用双绞线方式以减小分布电容和互感。

    3在硬件上无法消除干扰，有时在部分场合中也可用增补对应程序的方法予以改善。

    目前据用户反映，一般在使用了高速计数、温度控制、变频器、伺服（步进）装置等产品时容易出现干扰现象。

    1高速计数模块AISD62：

    编码器与模块相距30m，出现计数时有不准（脉冲丢失）现象。安装接线要求应附合编码器与电源应单独连接，而不能通过模块电源线路径，纠正后情况改善。

    2热电偶温度模块FX2N-4AD-TC：

    温度值常跳跃不定，范围为3-5℃，影响机组工作，程序中对平均采样点数之相关BFM进行了反复调整，无效果。后将补偿导线的屏蔽端改接至模块供电电源之0V，情况明显改善。其波动范围为0.1-0.3℃。在某些场合若采取以上措施仍无作用，可采用热电偶+变送器+普通A/D模块的方式，因变送器本身已形成一隔离环节，故能在较大程度上解决数值扰动问题。

    3定位模块FX1S（1N）、FX2N-1PG、FX2N-10（20）GM：

    有关定位模块与伺服装置的抗干扰措施可参阅产品使用手册，这里简单解释一下与步进电机驱动器相连的情况。不少步进电机驱动器与进口产品比较存有差别，常见的现象为因干扰脉冲引起电机失步而造成位置误差大，除了采取与伺服装置类似的方法外，较简易的做法可加装滤波器加以改善。由于脉冲驱动类装置的工作频率范围较宽，并不知其输入(出)阻抗，难以计算，故勿轻易加装自制滤波器一类的元件,选用不当不但会吸收正常的高频脉冲，降低系统的响应水平，应征对具体情况而定。

    4变频器FR-E500：

    用户在电控柜内安装了多台了A500和E500系列变频器，运行时有多台E500变频器出现操作面板上频率显示为0，且RUN指示熄灭，但运行照常。按动任一键则恢复显示。观察中发现所有变频器接地端相连至电器柜箱体，而箱体并未接地。接地是一项较严格的工作，须做彻底，若无条件可暂不接地，做一半而舍一半，则容易引起干扰。设备运至现场正式接地后故障消除。

    5变频器FR-A500：

    变频器运行时对用户控制仪表形成干扰，卸掉电机后使变频器空载运行，系统正常，初判断应为输出线噪声所致，选用FR-BLF线噪声滤波器接于变频器U、V、W端与电机之间。干扰程度明显降低。如线噪声并非来自于负载，而是源于电网输入，则可将滤波器接于进线侧R、S、T端。

    6在某些场合由于无法完全消除干扰，可在软件中增加程序，其原则为降低所受干扰数据的灵敏度，通过定时平均运算，使之相对迟钝，不易波动。当然，它仅适合在实时要求不高的场合。

    以上所涉及产品功能并技术数据仅以三菱产品为参照，相关内容也只是本人在以往工作中的一些体会，这些现象的产生远远超越某个品牌产品的范围。鉴于干扰现象的复杂性与不确定性及现场经验等原因，有些认识并不全面。望有相关经验的同行加以补充、指正，更好地维护和提高所从事产品之信誉