西门子6ES7214-1AD23-0XB8参数方式
接线端子的塑料绝缘材料和导电部件直接关系到端子的质量,它们分别决定了端子的绝缘性能和导电性能。任何一个接线端子失效都将导致整个系统工程的失败。这方面国内外发生的惨痛教训是十分深刻的。
预防是目的,分析是基础。从某种意义上讲,预防失效比分析失效更重要。它对保证接线端子的质量和可靠性具有更现实的意义.
接线端子从使用角度讲,应该达到的功能是:接触部位该导通的地方必须导通,接触可靠。绝缘部位不该导通的地方必须绝缘可靠。接线端子常见的致命故障形式有以下三种:
1. 接触不良
接线端子内部的金属导体是端子的核心零件,它将来自外部电线或电缆的电压,电流或信号传递到与其相配的连接器对应的接触件上。故接触件必须具备优良的结构,稳定可靠的接触保持力和良好的导电性能。由于接触件结构设计不合理,材料选用错误,模具不稳定,加工尺寸超差,表面粗糙,热处理电镀等表面处理工艺不合理,组装不当,贮存使用环境恶劣和操作使用不当,都会在接触件的接触部位和配合部位造成接触不良。
2. 绝缘不良
绝缘体的作用是使接触件保持正确的位置排列,并使接触件与接触件之间,接触件与壳体之间相互绝缘。故绝缘件必须具备优良的电气性能,机械性能和工艺成型性能。特别是随着高密度,小型化接线端子的广泛使用,绝缘体的有效壁厚越来越薄。这对绝缘材料,注塑模具精度和成型工艺等提出了更苛严的要求。由于绝缘体表面或内部存在金属多余物,表面尘埃,焊剂等污染受潮,有机材料析出物及有害气体吸附膜与表面水膜融合形成离子性导电通道,吸潮,长霉,绝缘材料老化等原因,都会造成短路,漏电,击穿,绝缘电阻低等绝缘不良现象。
3. 固定不良
绝缘体不仅起绝缘作用,通常也为伸出的接触件提供**的对中和保护,还具有安装定位,锁紧固定在设备上的功能。固定不良,轻者影响接触可靠造成瞬间断电,严重的就是产品解体。解体是指接线端子在插合状态下,由于材料,设计,工艺等原因导致结构不可靠造成的插头与插座之间,插针与插孔之间的不正常分离,将造成控制系统电能传输和信号控制中断的严重后果。由于设计不可靠,选材错误,成型工艺选择不当,热处理,模具,装配,熔接等工艺质量差,装配不到位等都会造成固定不良。
由于镀层起皮,腐蚀,碰伤,塑壳飞边,破裂,接触件加工粗糙,变形等原因造成的外观不良,由于定位锁紧配合尺寸超差,加工质量一致性差,总分离力过大等原因造成的互换不良,也是常见病,多发病。这几种故障一般都能在检验及使用过程中及时发现剔除。
预防失效的可靠性筛选检验
为确保接线端子的质量和可靠性,预防上述致命故障的发生,建议按照产品的技术条件,研究制定相应的筛选技术要求,开展以下有针对性的预防失效的可靠性检验。
1. 预防接触不良
1) 导通检测
目前,一般接线端子生产厂家产品验收试验无此项目,而用户装机后一般均需要进行导通检测。建议生产厂家对一些重点型号的产品应该增加的逐点导通检测。
2) 瞬断检测
有些接线端子是在动态振动环境下使用的。实验证明仅用检验静态接触电阻是否合格,并不能保证动态环境下使用接触可靠。因为,往往接触电阻合格的连接器在进行振动,冲击等模拟环境试验时仍出现瞬间断电现象,故对一些高可靠性要求的接线端子,好能对其进行动态振动试验考核其接触可靠性。
3) 单孔分离力检测
单孔分离力是指插合状态的接触件由静止变为运动的分离力,用来表征插针和插孔正在接触。实验表明:单孔分离力过小,在受振动、冲击载荷时有可能造成信号瞬断。用测单孔分离力的方法检查接触可靠性比测接触电阻有效。检查发现单孔分离力超差的插孔,测量接触电阻往往仍合格。为此,生产厂除要研制开发新一代的柔性插合接触稳定可靠的接触件外,不应对用于重点型号采用自动插拔力试验机多点齐测,应对成品进行的逐点单孔分离力检查,防止因个别插孔松驰造成信号瞬断。
2. 预防绝缘不良
1)绝缘材料检查
原材料质量优劣对绝缘体的绝缘性能影响很大。对于原材料厂家的选择格外重要,不可一味的降低成本而丧失了材料质量.应选择信誉好的大厂材料.且对每批材料来料要仔细核对检查批号,材质证明等重要信息.做好材料使用的追溯性资料.
2)绝缘体绝缘电阻检查
目前,有部分生产厂工艺规定装配成成品后再检测电性能,结果由于绝缘体本身绝缘电阻不合格,只得整批成品报废。合理的工艺应是在绝缘体零件状态就进行工艺筛选,确保电性能合格。
3. 预防固定不良
1)互换性检查
互换性检查是一种动态检查。它要求同一系列相配的插头和插座都能进行相互插配连接,从中发现是否有由于绝缘体、接触件等零件尺寸超差,缺装零件或装配不到位等原因造成无法插合、定位和锁紧,甚至在受旋转力的作用下造成解体。互换性检查的另一作用是通过螺纹、卡口等插拔连接能及时发现是否有产生影响绝缘性能的金属多余物。故对一些重要用途的接线端子应进行该项目检查,以避免出现这类重大的致命失效事故。
2)耐力矩检查
耐力矩检查是一种考核接线端子结构可靠性十分有效的检查方法。如美军标MIL-L-39012标准规定.根据标准应该每批都抽测样品进行耐力矩检查,及时发现问题.
3)压接导线的通测
在电装时经常发现个别芯压接导线送不到位,或送到位后锁不住,接触不可靠。分析原因是个别安装孔螺牙处有毛刺或脏污卡死。特别是使用厂已电装到一个插头座的后几个安装孔,发现该疵病后只得将已安装好的其它孔压接导线一一卸出,重新更换插头座。由于导线线径与压接孔径选择配合不当,或由于压接工艺操作失误,还会造成压接端不牢的事故。为此,生产厂在成品出厂前要对交货的插头(座)的样品所有安装孔进行通测,即用装卸工具将压接有插针或插孔的导线摸拟送到位,检查能否锁住。根据产品技术条件规定,对逐根压接导线进行拉脱力的检查。
没有可靠的接线端子,就没有可靠的系统工程。失效与可靠是相对应又相互联系的一个矛盾体的两个方面。通过接线端子可靠性筛选发现各种失效模式和失效机理,可引出大量经验教训和排除各种隐患,为改进设计、工艺、检验和使用提供科学依据,它也是修订和制订接线端子技术条件的重要依据。寻找预防失效的措施,实现由失效变为可靠的转化,是失效分析的终目的。
对于PLC系统,用户程序处理的是输入/输出(I/O)信号直接的逻辑关系。那么往往系统需配置I/O模块,S7-
1500的CPU模块自身没有集成I/O,I/O信号输入通过拓展I/O模块进行输入输出。常见I/O信号有,
• 数字量输入(DI):也就是开关量(还有称作离散量)信号输入
• 数字量输出(DQ):开关量信号输出
• 模拟量输入(AI):连续量输入,如电压-10V ~ +10V, 4 ~ 20mA等
• 模拟量输出(AQ):连续量输出
• 还有脉冲输入(PI), 脉冲输出(PQ)等
3.S7-1500的数字量输入模块
• DI 32x24VDC HF
• DI 16x24VDC HF
• DI 16x230VAC BA
• DI 16x24VDC SRC BA
使用PST软件进行PROFINET 通讯故障初步诊断
4.1 基本配置及使用
PST工具使用及设置比较简单,需要进行PG/PC 接口的设置,接口选择使用的物理网卡:
图27 PST setting
图28 设置PG/PC接口
设置完 PG/PC接口后,即可进行下一步操作,扫描所有的可访问的以太网节点:
图29 PST扫描以太网节点
图30 PST扫描以太网节点结果
西门子模块6ES7515-2TM01-0AB0参数详细
常问问题
为什么其它厂家的CPU也支持以太网TCP/IP协议,却不能与西门子的CPU用以太网通信?
一个开放式系统互连是建立在7个协议层上的:应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。一般地,网络中的通信任务是由三个类型之间的协议分配负责完成的:应用协议、传输协议和网络协议。
TCP/IP协议中,TCP属于传输协议,IP属于网络协议;而在应用层协议中,西门子使用的是S7协议。其它厂家的CPU能接收到西门子CPU的数据包,却读不懂S7协议的内容,亦然。
西门子的以太网模块只允许在西门子的产品间进行工业以太网通信。对于PC机上位监控软件可以安装西门子SIMATIC NET 软件(或PCAccess )后通过OPCSEVER 实现以太网访问。
CP243-1支持TCP/IP意味着它可以在TCP/IP兼容的网络上使用,与其他支持TCP/IP的通信节点共存。例如,一个办公网络中也可以连接西门子的PLC。
CP243-1能否与光纤连接?
CP243-1上只有一个RJ45口,没有BFOC口,不能与光纤电缆直接连接。但可以用一个OMC(单点)模块或OSM(多点)模块来将RJ45口的连接转换成光纤连接。
CP243-1是否能够连接无线以太网?
通过无线交换机等网络设备,CP243-1可以连接无线以太网。
如何配置CP243-1以太网通信模板连接西门子触摸屏
S7-1500 自动化系统具有模块化的结构,可包含多 32 个模块。它拥有丰富的模块,这些模块可进行各种组合。S7-1500自动化系统支持单层配置,其中的所有模块均安装在一个 DIN 导轨上(请参见手册以了解要求)。
系统包含下列组件:
控制器:CPU 具有不同性能等级,并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS接口,用于连接分布式 I/O 或用于编程设备、操作员面板、其它 SIMATIC 控制器或第三方设备间的通信。SIMATICS7-1500 适合使用多种型号的 CPU:标准 CPU(MFP 版本:能够在控制器上执行 C/C++ 代码)紧凑型 CPU不仅配备数字型和模拟型输入输出,还配备计数器输入和高速输出,将技术功能直接集成在 CPU 上。故障安全型 CPU(MFP版本:能够在控制器上执行 C/C++ 代码)适用于在同一台计算机上执行标准程序和安全相关的程序。具有扩展运动控制功能的T-CPU,如同步运行(通过同步位置进行同步)、凸能以及运动控制功能。用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块。工艺模块用于高速计数、位置检测或测量等功能。通信模块和通信处理器可通过通信接口将控制器进行扩展根据具体要求,也可使用下列模块:
在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下,电源模块 (PS) 通过背板总线为 S7-1500模块的内部电路供电。60 W 24/48/60 V DC HF PS 还可让 CPU 性存储整个工作存储器的内容(数据)。用于将SIMATIC S7-1500 连接到 120/230 VAC 电源的负载电源模块 (PM)。接口模块用于连接基于 S7-1500的分布式 I/O
有集成的总线终端电阻器的设备
具有垂直电缆出口(90°)的总线连接器
这种连接器可以使用传输率高达 12 Mbit/s 的具有集成总线终端电阻器的垂直电缆出口(具有或者没有 PG 接口)。 传输速率达到3.6 或者 12 Mbit/s 时, 就需要在具有附加 PG 接口的总线连接器和编程设备之间用 SIMATIC S5/S7连接电缆。
具有 30°电缆出口(低成本版本)的总线连接器,不带传输速率 1.5 Mbit/s 的 ΠΓ 接口,不带集成的总线终端电阻器。
PROFIBUS FastConnect RS485 总线连接器 (90° 或 180° 电缆引出线), 大传输速率可达 12Mbit/s,采用隔离位移法(适用于刚性和柔性电线)可以很方便地进行安装。
总线连接器直接插入到 PROFIBUS 节点或者 PROFIBUS 网络组件的 PROFIBUS 接口(9 针式 Sub-D型非插入式连接器)。
进线和出线 PROFIBUS LAN 电缆通过连接器中的四个端子连接。
使用从外部很容易接近的开关( 6ES7 972-0BA30-0XA0 除外)来连接集成在总线连接器中的线路终接器。在这里,进线和出线总线电缆在连接器中是分开的(隔离功能)。
西门子PLC在使用PROFIBUS DP进行通讯过程中,PROFIBUSDP电缆线的通断,会影响到现场站之间和现场站与中控的连接,是系统能正常工作的基础。判断DP线是否正常的方法,介绍一些方法:
1.把DP线两端的DP头的终端电阻都打到ON上,在其中一段用万用表量DP头3引脚和8号引脚之间的电阻,正常测量值是110欧姆左右;
2. 把测量端的终端电阻打到OFF上,远端的不动,这时的正常测量值是220欧姆左右;
3. 把远端的终端电阻打到OFF上,测量端的终端电阻打到ON上,这时正常的测量值也应该是220欧姆左右;
4. 把两端的终端电阻都打到OFF上,这时应该是开路,量不出电阻。
假如总线上有不止一个DP头,可以只测量两端,中间的DP头的终端电阻,始终处在OFF上就可以了。不通的话,可以分段测量。把DP头的出线拆掉来测量,排除干扰因素。
常见的DP故障,原因目前发现两个:
1. 通讯电缆质量差,抗干扰能力差(前提接地,布线很合理的情况),买的通讯电缆不够,又使用其他种类的电缆情况,混用;
2. DP接头没有做好接地,就是电缆接头处的屏蔽线和DP头内的金属片接触不好,就是DP头损坏
西门子模块6ES7516-3TN00-0AB0参数详细
S7-1500 配有各种通信接口:
PROFINET IO IRT 接口(2 端换机),集成在 CPU 中(PROFINET RT于 S7-1500R/H);
用于获得确定的响应时间和高精度设备特性。
通信处理机,用于连接到 PROFIBUS,工业以太网和 PROFINET 总线系统。
用于点到点连接的通讯模块。
CPU 1515 PN 具有一个附加的集成 PROFINET 接口,其具有单独的 IP 地址,例如,用于网络分离或连接其他PROFINET IO 设备。对于 CPU 1516-3 PN/DP,可通过该集成 PROFIBUS 接口来连接 PROFIBUS节点。通过一个 PROFIBUS CM,可方便地对不带集成 PROFIBUS 接口的 CPU 进行扩展。
通过 PROFINET IO 进行过程通信
SIMATIC S7-1500 通过集成的 PROFINET 接口连接到 PROFINET IO总线系统,可实现具有确定响应时间和高精度设备性能的分布式自动化配置。
从用户的角度来看,PROFINET IO 上的分布式 I/O 处理与集中式 I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
可将下列设备作为 IO 控制器进行连接:
SIMATIC S7-1500
SIMATIC S7-1200
SIMATIC S7-300(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
SIMATIC S7-400(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
SIMATIC ET 200(通过带有 PROFINET 接口的 CPU)
以下可作为智能设备或设备连接:
SIMATIC S7-1500
SIMATIC S7-1200(FW 4.0 或更高版本)
ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
ET 200SP CPU 1510SP-1 PN, CPU 1512SP-1 PN
ET 200 分布式 I/O 设备
作为直接按键模块运行的人机界面设备
现场设备
以下模块类型可用于 SIMATIC S7-1500/ET 200MP:
标准和故障安全数字量输入模块标准和故障安全数字量输出模块数字量输入/输出模块模拟量输入模块模拟 I/O 模块模拟量输出模块包括高速(HS) 模拟量模块,无论激活的通道数如何,基本执行时间都是 62.5 μs用于计数和定位的工艺模块用于 IO-Link和点到点通信和总线连接的通信模块提供了各种模块等级,可使用户在其应用中实现扩展。模块本身通过标签进行相应标记:
BA(基本型):简易低成本模块,无诊断功能,没有参数ST(标准型):具有与模块或负载组相关的诊断的模块,如果适用,带有参数;模拟量模块:准确度等级0.3%HF(高性能型):模块具有特定通道诊断功能和参数设置功能并支持等时同步模式;对于模拟量模块:准确度等级0.1%,抗扰度和电流隔离程度提高HS(高速型):具有滤波和转换时间的模块适用于超高速应用以及对同步模式的支持;例如 8通道模拟量模块,无论激活的通道数如何,基本执行时间都是 62.5 μs。I/O 模块的附件:
标签纸:可插入到 I/O 模块中(10 张 DIN A4 标签纸,每张标签纸带有 10个标签,预穿孔,可使用标准激光打印机进行打印;可用颜色:Al 灰)屏蔽连接:SIMATIC S7-1500系统(模拟量模块和工艺模块)提供了一个简易屏蔽连接套件,无需使用工具即可安装。此套件包含一个 24 V DC馈电元件、一个屏蔽夹和一个通用屏蔽端子。该屏蔽端子可用于单根细干线电缆、多根细干线电缆或一根粗干线电缆。由于对 24 V DC电源和测量信号进行分离,并且在屏蔽和信号电缆之间具有低阻抗连接,可确保较高的 EMC 稳定性和抗干扰性。统一的 40针前连接器I/O 模块的前门或自组装背板总线的 U 型连接器等其它附件
网络连接器
网络连接器主要分为两种类型:带和不带编程口的。不带编程口的插头用于一般联网,带编程口的插头可以在联网的仍然提供一个编程连接端口,用于编程或者连接HMI等。
图4. 左侧为不带编程口的网络连接器(订货号:6ES7 972-0BA52-0XA0)
右侧的是带编程口的网络连接器(订货号:6ES7 972-0BB52-0XA0)
线型网络结构
通过PROFIBUS电缆连接网络插头,构成总线型网络结构。
图5. 总线型网络连接
在上图中,网络连接器A、B、C分别插到三个通信站点的通信口上;电缆a把插头A和B连接起来,电缆b连接插头B和C。线型结构可以照此扩展。
注意圆圈内的“终端电阻"开关设置。网络终端的插头,其终端电阻开关必须放在“ON"的位置;中间站点的插头其终端电阻开关应放在“OFF"位置。
具体现场安装,请参看:Profibus现场安装指导