西门子模块6ES7322-5HF00-0AB0详细说明
SIMATIC和SITOP模块可以作为S7-1500负载电源模块（PM）？
描述
SIMATICS7-1500负载电源模块（PM）提供模块的输入输出电路以及为CPU、IM、CM等提供24V直流电源。与S7-1500系统电源模块不同，负载电源模块不需要与系统背板总线相连接 (PS)。也可以选择SITOPSMART电源模块代替SIMATIC负载电源模块。在以下状况下建议使用SITOP SMART电源模块：
高供电量需求
电源冗余
不间断电源
下表了列出了可供选择使用的SIAMTIC和SITOP负载电源模块
电源供应功率*订货号输入输出SIMATIC PM 1507 24 V/3 A72 W6EP1332-4BA00AC 120/230VDC 24 V/3 ASIMATIC PM 1507 24 V/8 A192 W6EP1333-4BA00AC 120/230VDC 24 V/8 ASITOP PSU100S 10A288 W6EP1334-2BA20AC 120/230 VDC 24V/10 ASITOP PSU100S 20A480 W6EP1336-2BA10AC 120/230 VDC 24 V/20ASITOP PSU300S 10A240 W6EP1434-2BA103 AC 400-500 VDC 24 V/10 ASITOPPSU300S 20A480 W6EP1436-2BA103 AC 400-500 VDC 24 V/20 ASITOPPSU300S 40A960 W6EP1437-2BA203 AC 400-500 VDC 24 V/40 A*实际功率输出
S7-1500电源供应示例
通过CPU供电而不带系统电源
CPU通过负载电源模块获得直流24V。各模块例如CPU、IM、SM负载电路等通过前连接器连接到电源模块。CPU通过背板总线给系统供电，模块数量取决于模块的电源消耗（多可带10个模块）。
图 01
通过CPU和系统电源供电
CPU通过负载电源模块获得直流24V。系统被分为多个电源分区。CPU通过背板总线为电源分区1提供电源（多可带10个模块）。多2个电源分区通过系统电源模块供电。
.图02所示为SITOP SMART供电模块作为负载电源模块的解决方案。
图 02
注意
SITOP SMART电源模块只能替代S7-1500负载电源模块(PM)而不能替代S7-1500电源模块(PS)
西门子6SE7021-0ES87-1FE0
如何通过估算模块电源损耗来选择供电电源？
1 举例说明
1.1估算样例
表1-1所示的是一个S7-300电源需求量估算的例子，它包括以下模块：
? CPU 315-2DP 6ES7 315-2AH14-0AB0
? 1个SM321 6ES7 321-1BL00-0AA0
? 1个SM322 6ES7 322-1BL00-0AA0
? 1个SM331 6ES7 331-7KF02-0AB0
? 1个SM332 6ES7 332-5HD01-0AB0
表1-1针对一个组态实例的电源定额计算
CPU电源定额5 VDC24 VDCCPU 315-2DP1.2A 1)0mA模块损耗5 VDC（背板总线）24VDC（L+（空载）+通道）CPU 315-2DP（150mA） 850mA2)1个SM3211* 15mA= 15mA0mA+32* 7mA=224mA3)1个SM3221*110mA=110mA160mA+32*（5~600）mA=320~19360mA4)1个SM331
（2线制电流）
1* 50mA= 50mA30mA+ 8* 60mA= 510mA5)1个SM3321* 60mA= 60mA240mA+ 4*20mA= 320mA6)系统需求总量235mA7)2224～21264mA 8)
1.2标注说明：
1）模块安装规则如图1-1所示：
图1-1
更多信息，请参见 S7-300 手册《CPU 31xC 和 CPU 31x：安装》中4.5章节，其他接口模块总线供电能力（IM361，IM365，IM153等）详见相应技术规范手册。
下载链接：13008499
2）典型电流消耗（开路）150mA，电流消耗（额定值）850mA。
图1-2
更多信息，请参见S7-300 手册《CPU 31xC 和 CPU 31x ：技术规范》中9.5章节。
下载链接：12996906
3） “1"信号时输入电流典型值7mA，由于该模块本身不用DC24V供电，L+没有电流损耗。
图1-3
更多信息，请参见S7-300 模块数据手册中3.7章节技术规范。
下载链接：8859629
4）“1"信号时输出电流额定值0.5A，允许范围5mA到0.6A。用户需要根据现场设备实际损耗来综合考虑在这个典型范围内选取合适的参考值用于电源容量的估算。
图1-4
更多信息，请参见S7-300 模块数据手册中3.20章节技术规范。
下载链接：8859629
5）L+ 供电 30mA (无2线制传感器)。如果8通道全是2线制电流信号则有传感器，电源电流8*60mA（每通道）。
图1-5
更多信息，请参见S7-300 模块数据手册中6.7章节技术规范。
下载链接：8859629
6）L+ 供电，大 240mA。以电流信号为参考，则有电流大 4*20mA（每通道）。
图1-6
更多信息，请参见S7-300 模块数据手册中6.14章节技术规范。
下载链接：8859629
7）背板总线电流损耗累计不大于1.2A，则满足要求。
8）DC24V供电电源容量必须大于21264mA则能够满足上述模块正常使用，当然用户应该根据实际需求调整余量，以便保证系统正常工作。
2 估算建议
上述电源估算仅局限于模块本身和通道的容量统计,多数参数选用典型值作为参考值。也不涉及外部元器件的电流消耗。还有一些特殊情况，例如继电器的吸合电流的考虑等。在电源的选型问题上，需要在理论运算的基础上，根据实际使用情况，借鉴经验参数来综合考虑各方面需求，以便做出合理、有效的配置方案
SINAMICS G120D的24V电源可以在几个控制单元和其他设备之间级联，例如SIRIUS M200D,通过插头连接器到X01和X02.
问题
如何在几个控制单元之间的实现24V电源级联？
“可关断"和“非可关断"24V电源的含义？
答案
级联
每个接头连接器的负荷为8A，这就限制了控制单元的级联数量。
图 01
必须定义以下术语：
“可关断"和“非可关断"24V电源
非可关断24V
非可关断24V电源供电通常指用于装置的功能和电流消耗：
非可关断24V供电通常指用于装置功能。非可关断24V的电流消耗依赖于使用的控制单元（PROFIBUS 和PROFINET），功率单元和连接的传感器/编码器。
SINAMICS G120D 的非可关断24V电源电流消耗计算如下：
CU2x0D-2 DP = 300mA
CU2x0D-2 PN = 400mA
+ 传感器的数字量输入大电流约300mA
+ 传感器的模拟量输入（仅CU240D-2) =大电流约 2 x 10 mA
+ 4kW及以上功率单元，风扇电流=150mA
+ HTL编码器=大电流约150mA
+ SSI编码器 (仅 CU250D-2) = 大电流约250 mA
说明：
如果非可关断24V直流供电容量不够，会产生以下情况：
1.控制单元无反应。
2.现场总线检测不到G120D节点，或偶尔报通信故障。
可关断24V
可关断24V仅提供给两个数字量输出DO0和DO1，每个数字量输出大提供0.5A电流。 输入级联切换需要断开24V电源供电。所有的执行器级联,要在断电状态，连接到数字输出。
图 02
如果需要不断开24V电源，那么可关断24V和非可关断24V使用相同的供电（需要短接“可关断的0V"和“非可关断的0V"-和短接“可关断的+24V"和“非可关断的+24V‘，请参考图03）
6SE7032-6ES87-1FE0电抗器
描述：在电源模块 F-PM-E 24VDC/8A PPM ST (6ES7136-6PA00-0BC0)右侧安装基座上的模块，只要没有打开新的电位组，那么模块在电源模块的负载组内。通过断开电源模块 F-PM-E 24VDC/8A PPMST 的负载组可以实现这种方式的模块的安全停机。
3类/PL d描述
在电源模块 F-PM-E 24VDC/8A PPM ST (6ES7136-6PA00-0BC0)右侧安装基座上的模块，只要没有打开新的电位组，那么模块在电源模块的负载组内。通过断开电源模块 F-PM-E 24VDC/8A PPMST 的负载组可以实现这种方式的模块的安全停机。
标准模块的安全停机可达 SIL 2 / PL d
电源模块 F-PM-E 24VDC/8A PPM ST (下文称为 F-PM-E)和标准输出模块的组合可实现达到SIL2和PL d 标准的安全停机。SIL 2 符合 IEC 61508:2010标准，PL d 符合 EN ISO13849-1:2015标准。
图. 01
注意
当电源模块 F-PM-E 24VDC/8A PPM ST 连接电容性负载，必须考虑标准模块(见上表)的输入电容。可以参考条目号为78645796的手册 B 章节 "开关负载"。
对于标准输出模块，应该禁用“缺少L +电源诊断"参数，否则在电源模块的每次dark test中都会触发对标准输出模块的诊断。
如果未接地负载连接标准输出模块，必须考虑标准输出模块的输出在机架和地之间的电容和电阻。可以参考条目号为78645796的手册中 3.1 章节 "端子分配"。
设置dark test / switch-on test 的大回读时间
在设置电源模块 F-PM-E 参数"dark test的大回读时间"和 "switch-ontest的大回读时间"时，必须考虑以下三步。
第1步
考虑内部电容和电源消耗
每个标准输出模块都有内部电容 Ci 和内部电源消耗 Ii (不考虑连接的负载)。按如下公式计算电源模块F-PM-E打开的电位组内的标准输出模块的内部电容和内部电源消耗的总和。
Ci_total = ?Ci
Ii_total = ?Ii
从上面的表格中获得相关值。
必须选择参数"switch-on test的大回读时间"和 "dark test的大回读时间"保证 Ci_total 和Ii_total
第2步
考虑标准输出模块的输出负载
参考以下参数的技术数据或测量值
负载电流 IL 和
负载电容 CL
定义连接了执行机构的标准输出模块的每个输出的数值。其中:
CL_total = ?CL
IL_total = ?IL
必须选择“switch-on test的大回读时间"和“darktest的大回读时间"参数，以使标准输出模块的每个输出端的负载电流IL和负载电容CL在电源模块F-PM-E的容性负载曲线之下。
第3步
确定电容和电流消耗的总量
总的电容 Ctotal 由 Ci_total 和连接到标准输出模块的所有负载电容的总和 CL 组成。总的电源消耗Itotal 由 Ii_total 和标准输出模块输出的所有负载电流的总和 IL 组成。
Ctotal = Ci_total + CL_total
Itotal = Ii_total + IL_total
必须选择参数"switch-on test的大回读时间"和 "dark test的大回读时间"保证Ctotal 和Itotal 的值在电源模块 F-PM-E 的电容负载曲线之下