6ES7235-0KD22-0XA8优质产品
扩展单元S7-200系列PLC主要有6种扩展单元,它本身没有CPU,只能与基本单元相连接使用,用于扩展I/O点数,S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数的分配如表4-12所示。
3.编程器
PLC在正式运行时,不需要编程器。编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等,并将用户程序送入PLC中,在调试过程中,进行监控和故障检测。S7-200系列PLC可采用多种编程器,一般可分为简易型和智能型。
简易型编程器是袖珍型的,简单实用,价格低廉,是一种很好的现场编程及监测工具,但显示功能较差,只能用指令表方式输入,使用不够方便。智能型编程器采用计算机进行编程操作,将的编程软件装入计算机内,可直接采用梯形图语言编程,实现在线监测,非常直观,且功能强大,S7-200系列PLC的编程软件为STEP7-Micro/WIN。
4.程序存储卡为了保证程序及重要参数的安全,一般小型PLC设有外接EEPROM卡盒接口,通过该接口可以将卡盒的内容写入PLC,也可将PLC内的程序及重要参数传到外接EEPROM卡盒内作为备份。程序存储卡EEPROM有6ES7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0两种,程序容量分别为8K和16K程序步。
5.写入器写入器的功能是实现PLC和EPROM之间的程序传送,是将PLC中RAM区的程序通过写入器固化到程序存储卡中,或将PLC中程序存储卡中的程序通过写入器传送到RAM区。
6.文本显示器文本显示器TD200不仅是一个用于显示系统信息的显示设备,还可以作为控制单元对某个量的数值进行修改,或直接设置输入/输出量。文本信息的显示用选择/确认的方法,多可显示80条信息,每条信息多4个变量的状态。过程参数可在显示器上显示,并可以随时修改。TD200面板上的8个可编程序的功能键,每个都分配了一个存储器位,这些功能键在启动和测试系统时,可以进行参数设置和诊断。
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西门子S7-200系列PLC的优点
1、强大的性能,模块化和开放式通讯
2、结构紧凑小巧-狭小空间处理任何应用的理想选择
3、在所有CPU型号中的基本和功能
4、大容量程序和数据存储器
5、杰出的实时响应-在任何时候均可对整个过程进行*控制,从而提高了质量、效率和安全性
6、易于使用STEP 7-Micro/WIN工程软件-初学者和的理想选择
7、集成的 R-S 485接口或者作为系统总线使用
8、极其快速和jingque的操作顺序和过程控制
9、通过时间中断完整控制对时间要求严格的流程
低压通用变频器,其主电路控制方式一般采用VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频和矩阵式交-交控制变频等。除采用矩阵式交交控制方式的变频器外,另三种控制方式的变频器其电路结构均为交直交变频。其共同点是输入功率因数低、谐波电流大,直流电路均需要大的储能电容。而矩阵式交交变频虽省去了中间直流环节,从而省去了体积大、价格贵的电解电容器。但该技术目前尚未成熟,不能推广应用。在目前实用的变频器中,均需使用大型铝电解电容器来平滑变频电路的输入电压。
2变频器对大型铝电解电容器的技术要求
变频器的简单工作原理图如图1所示。
图1中示出,有两处需用铝电解电容器,该种大型铝电解电容器是用于平滑滤波的,对其主要技术要求如下:
1)耐大纹波电流;
2)体积小,是一般电解电容器的2/3~3/4;
3)高压、大容量、即高CV值;
4)长寿命;
5)高可靠性和安全性。
江西信达电子公司研制成功的CDC03型螺钉结构大型铝电解电容器就具备上述特点,该产品的主要性能指标详见表1和表2所列,外形图如图2所示,外形尺寸如表3所列。
3影响大型铝电解电容器耐纹波电流能力的因素
通常情况下纹波电流Ir为
式中:α为散热系数;
Δt为电容芯包温度与环境温度差(温升);
A为电容外表面积。
从式(1)中可知,纹波电流Ir与
正比。散热系数α,它包括幅射散热和对流散热,它不仅与产品表面的温度差、直径大小、直立或横卧有关,与芯包结构、电容器内的导热情况、热流方向、芯包固定方式等密切相关。
由铝电解电容器等效电路可知
tanδ=ωCR(2)
式中:R为等效串联电阻,它由三部分所组成,即
R=R1+R2+R3(3)
式中:R1是氧化膜介质损耗所代表的等效串联电阻;
R3是极板、导电层的欧姆电阻以及其间的接触电阻;
R2是电解质所代表的等效串联电阻,即
R2=φ·ρ·d/2s(4)
式中:φ为电解纸的渗透系数;
ρ为工作电解液的电阻率(Ω·cm);
d为电解纸的厚度(cm);
s为阳极箔的外观几何尺寸(cm2)。
由以上分析可知,选用氧化膜介质损耗小的铝箔,选择渗透系数小、厚度薄的电解纸,降低工作电解液的电阻率和粘度,改进产品结构等都可明显降低产品的tanδ。通过降低tanδ,增大产品的散热系数,都可提高产品耐纹波电流的能力,从而保证产品达到寿命长等要求。
4原材料的选用
4.1工作电解液的研制
为满足大纹波电流、长寿命、高可靠性等要求,研制了电阻率低、闪火电压高、形成能力强、高温性能稳定的新型高性能工作电解液。
4.2阳极箔和电解纸的选择
CDC03型产品选用了化成电压较高、氧化膜质量稳定、比容恰当的进口化成箔;选用了从NKK公司进口的高密度、薄型、耐电压高的综合性能优良的电解纸。
5芯包结构和零部件的设计
5.1芯包结构的设计
将阳极箔均匀分段,采用多对引线条引出和特殊芯包结构,明显地减小了极板的等效串联电阻,降低了产品的tanδ,从而提高了产品耐纹波电流的能力。
CPU分配给自个的,用于此意图本地输入/输出。
有些使命也可以从每个多值核算方法中止开,一个CPU处理要害时刻的处理使命,另一个处理非要害时刻的使命。
在多值核算操作中,一切的CPU的运转做法像一个CPU,也就是说,当一个CPU进入STOP情况,别的的也停止。几个CPU的动作可以经过同步指令挑选性地和谐调用。CPU之间的数据交换经过高速的大局数据通讯机制。
数据/程序存储器
从精细分级的各种CPU中挑选合适的CPU取决于集成作业存储区的巨细。集成装载存储器(RAM)足以满意中小型公司计划。关于大型程序,经过刺进RAM或FEPROM存储卡增大装载内存(64KB到64 MB)。
特别功用
S7- 400 CPU有一些十分有用的特别功用:
从工程作业站经过网络更新固件完成更简略和迅速的晋级
经过一个体系功用完成额定的写维护(例如没有从PC器材下载到CPU)
集成的路由功用答应在不一样总线体系和网络问数据记载,例如操控级PC可以经过S7-400操控器与衔接在PROFINET或许PROFIBUS接口上的现场设备进行通讯。
经过读取存储卡的序列号取得维护,确保了程序只与特定的存储卡一同运转
S7-400 信号模块
SIMATIC S7-400 信号模块
描绘
信号模块是操控器进行进程操作的接口。很多不一样的数字量和模仿量模块依据每一项使命的请求,jingque供给输入/输出。数字量和模仿量模块在通道数量、电压和电流规模、电绝缘、确诊和警报功用等方面都存在着不一样。S7-400信号模块不仅是可以在中心机架拓展,可以经过 PROFIBUS DP 衔接到 S7-400中心操控器。支撑热插拔,这使更换模块变得简略。
规划和功用
装置简洁
经过前衔接器衔接传感器/履行器。更换模块后,只需将前衔接器刺进一样类型的新模块中,并保存本来的布线。前衔接器带主动编码功用可防止发作过错。S7-400也可以检查前衔接器是不是已刺进。
迅速衔接
SIMATIC TOP衔接使衔接变得愈加简略、迅速。可运用预先装置的带有单个电缆芯的前衔接器,和带有前衔接器模块、衔接线缆和端子盒的完好插件模块化体系。
高拼装密度
模块中为数众多的通道完成了节约空间的规划。例如,可运用带有 16 至 32 个数字通道和 8 至 16个模仿通道的模块。
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变频器输入端电源滤波器是采用高导磁率的铁氧体磁心及铁粉芯,配接一定的电容,构成LC滤波器,将变频器产生的高次谐波(在某一频带内的)滤掉,而使临近或同一电网工作的电器设备不受干扰,能够正常工作。其原理图如图1所示。
图1 输入滤波器电路原理图
变频器输出端电源滤波器采用电感(L)滤波,抑制变频器输出的传导干扰和减少输出线上低频辐射干扰,使直接驱动的电机电磁噪声减小,使电机的铜损、铁损大幅减少。其原理图如图2所示。
购买了该类滤波器后,我们去现场进行了调试。由于对该类现场接触较少,技术人员准备不太充分,增加了滤波器,但滤波效果仍不理想,在重载时仍存在干扰,DCS系统不能正常工作,变频器仍无法运行。于是我们对问题做了具体的分析。
变频器产生干扰的原因
图3 变频器主电路图
变频器主电路一般是交流—直流—交流模式见图3,外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥路不可控整流成直流电压信号,经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流信号。在整流回路中,输入电流的波形为不规则的矩形波,波形按傅立叶级数分解为基波和各次谐波,其中的高次谐波将干扰输入供电系统。在逆变输出回路中,输出电流信号是受PWM载波信号调制的脉冲波形,对于GTR大功率逆变元件,其PWM的载波频率为2~3kHz,而IGBT大功率逆变元件的PWM载频可达15kHz。同样,输出回路电流信号也可分解为只含正弦波的基波和其他各次谐波,而高次谐波电流对负载直接干扰。高次谐波电流还通过电缆向空间辐射,干扰邻近电气设备。
变频器干扰的主要传播途径
变频器工作时,作为一个强大的干扰源,其干扰途径一般分为辐射、传导、电磁耦合、二次辐射和边传导边辐射等。主要途径如图4所示:
图4变频器干扰的主要传播途径
从上图可以看出,变频器产生的辐射干扰对周围的无线电接收设备产生强烈的影响,传导干扰使直接驱动的电机产生电磁噪声,使得铜损、铁损大幅增加,传导干扰和辐射干扰对电源输入端所连接或邻近的电子敏感设备有很大的影响。
针对这两次调试情况和变频器产生干扰及干扰的途径,我们联合电源滤波器生产厂商的工程师进行了分析并与北京康拓生物工程有限公司的工程师多次进行了沟通,了解了其工作原理、布线情况,分析认为主要还是变频器输入端产生的高频谐波造成的干扰。因装变频器后,变频器的输入线在原动力线槽内,而输出线不在线槽内,离电机也比较近。原布线系统不太合理,动力线槽与控制线槽距离较近,只有20cm,按规定应不少于50cm,且两线槽平行走线,这些都是比较忌讳的。变频器的地线接的也不太合理,接在了电源线的走线槽上,线槽的作用一是支撑电源线、二是起屏蔽的作用,变频器的干扰又通过地线到了线槽上。变频器产生的高次谐波通过变频器的输入线和地线辐射到其它设备的电源线和信号线上(尤其是比较敏感的传感器的信号线。这里强调一点:我们的变频器与DCS控制系统不是同一台变压器给电,可以排除直接传导干扰),干扰了控制系统的正常工作。
分析这些问题,由于原布线系统已成定型,再动几乎是不可能,改变电源线和信号线布线的想法应予以排除,变频器地线可以另走,拉一根地线直接接至配电室电控柜的地线上,对变频器的输入端再加强滤波措施,按理论问题应于解决。
在现场原发酵罐停车后,我们在原滤波器基础上又增加了一套共模及差模磁环,在输入、输出每相线上各套二个差模环,在输入的三根相线上套两个共模磁环,并将地线接至配电室的地上。这样处理后开机运行,在电机空载的情况下运行正常,没有出现干扰报警现象。
带载运行时,305、307罐出现干扰报警。将地线改至控制307罐(该罐已使用变频器,线槽内走的是该变频器的输出线)变压器的地线上,305罐不再干扰报警,但307罐仍间隔几分钟出现干扰报警现象,分析可能是两台变频器产生的共模干叠加所至,也可能是地线放在动力线槽内,走线较长引起的,于是在地线上加装地线滤波器,但效果也不太好。后来将地线拆除(经测量变频器整机漏电流很小,对人体不会造成危害,可以将地线拆除),效果好一些,但报警现象也是间断出现,这样分析应该不是地线引起的,还是输入端的滤波措施不够,没有将高频干扰滤除干净。停机,在输入的每相线上再加两只差模环,在三条输入相线上再套三个共模环,这样开机运行,工作正常,整个系统不再出现干扰现象。系统处理后的框图如图5所示。
S7-200 SMART 电源需求与计算
S7-200 SMART CPU模块提供5VDC和24VDC电源:
CPU有一个内部电源,用于为CPU、扩展模块、信号板提供电源和满足其他24VDC用户电源需求。请使用以下信息作为指导,确定CPU可以为组态提供多少电能(或电流)。
请参见特定CPU的技术规范,确定24 VDC传感器电源功率预算,CPU提供的5 VDC 逻辑预算,以及扩展模块和信号板5VDC功率要求。请参考计算功率预算来确定CPU可以为您的组态提供多少电能(或电流)。
CPU为系统中的所有扩展模块提供5 VDC逻辑电源。请特别注意系统配置,确保CPU可提供所选扩展模块要求的5VDC电源。如果组态要求的电源超出CPU提供的电源范围,则必须拆下一些模块。
如果超出CPU功率预算,则可能无法连接CPU允许的数量模块。
CPU还提供了24V传感器电源,该电源可以为输入点、扩展模块上的继电器线圈电源或其他需求提供24V电源。必须手动将不同电源的公共端(M)连接在一起。
如果需要外部24VDC电源,则确保该电源未与CPU的传感器电源并联。为提高电气噪声保护能力,建议将不同电源的公共端(M)连接在一起。
将外部24 VDC电源与CPU的24VDC传感器的电源并联会导致这两个电源之间有冲突,因为每个电源都试图建立自己的输出电压电平。该冲突可能导致一个电源或两个电源的寿命缩短或立即发生故障,从而导致PLC系统意外运行。意外运行可能导致人员死亡、重伤或设备损坏。CPU的直流传感器电源和任何外部电源应给不同点供电。允许将多个公共端连接到一起。
S7-200 SMART 系统中的一些24VDC电源输入端口是互连的,并且通过一个公共逻辑电路连接多个M端子。例如,在数据表中为“非隔离"时,以下电路是互连的:CPU的24VDC、EM的继电器线圈的电源输入或非隔离模拟输入的电源。所有非隔离的M端必须连接到同一个外部参考电位。
将非隔离的M端子连接到不同参考电位将导致意外的电流,该电流可能导致PLC和任何连接设备损坏或允许不确定。不遵守这些准则可能会导致设备损坏或运行不确定,而后者可能导致死亡、人员重伤和财产损失。务必确保S7-200SMART系统中的所有非隔离M端子都连接到同一个参考电位。
表1. S7-200 SMART CPU V1.0 版本供电能力
CPU型号电流供应 +5 VDC+24 VDC(传感器电源)CPU SR20740mA300mACPU ST40740mA300mACPU SR40740mA300mACPUCR40--300mACPU ST60740mA300mACPU SR60740mA300mA
表2. S7-200 SMART CPU V2.0及以上版本供电能力
CPU型号电流供应 +5 VDC+24 VDC(传感器电源)CPU SR20/ST201400mA300mACPU SR30/ST401400mA300mACPUSR60/ST601400mA300mACPU CR40/CR60--300mA
表3. CPU上的数字量输入所消耗的电流
CPU上的数字量电流需求
+5VDC+24VDC 每点输入-4mA/每输入表4. 数字扩展模块所消耗的电流
数字扩展模块型号电流供应 +5 VDC+24 VDCEM DE08105mA8*4mAEM DT08120mA--EM DR08120mA8*11mAEM DT16145mA
输入:8*4mA
输出:---------
输入:8*4mA
输出:8*11mA
输入:16*4mA
输出:---------
输入:16*4mA
输出:16*11mA
表5.模拟扩展模块所消耗的电流
模拟扩展模块型号电流供应 +5 VDC+24 VDCEM AE0480mA40mA(无负载)EM AE0880mA70mA(无负载)EM AQ0260mA50mA(无负载)EMAQ0460mA75mA(无负载)EM AM0360mA30mA(无负载)EM AM0680mA60mA(无负载)
表6. RTD、TC扩展模块所消耗的电流
RTD/TC扩展模块型号电流供应 +5 VDC+24 VDCEM AR0280mA40mAEM AR0480mA40mAEM AT0480mA40mA
表7. 信号板和DP扩展模块所消耗的电流
模拟扩展模块型号电流供应 +5 VDC+24 VDCSB AQ0115mA40mA(无负载)SB DT0450mA2*4mASB RS485/RS23250mA不适用SBAE0150mA不适用EM DP01150mA30 mA;通信端口激活时
60 mA;通信端口加90mA/5V负载时
180 mA;通信端口加120mA/24V负载时功率要求计算示例
下表给出了包括以下模块的CPU系统的功率要求计算例子:
? CPU SR40 AC/DC/ 继电器 (固件版本V1.0)
? 3个 EM 8 点继电器型数字量输出(EMDR08)
? 一个 EM 8 点数字量输入(EM DE08)
该安装共有32点输入40点输出
该CPU已分配驱动CPU内部继电器线圈所需的功率。功率计算中无需包括内部继电器线圈功率要求。
本例中的CPU提供了足够5VDC电流,但没有通过传感器电源为所有输入和扩展继电器线圈提供足够的24VC电流。I/O需要392mA,但CPU提供了300mA。该安装额外需要一个至少为92mA的24VDC电源以运行所有包括的24VDC输入和输出。
表8.电源计算示例
CPU功率预算5 VDC24 VDCCPU SR40 AC/DC/继电器740mA300mA减去系统要求5 VDC24 VDCCPU SR40 ,24点输入--24*4mA=96mA插槽0:EMDR08120mA8*11mA=88mA插槽1:EM DR08120mA8*11mA=88mA插槽2:EMDR08120mA8*11mA=88mA插槽3:EM DE08105mA8*4mA=32mA总要求465mA392mA等于
电流差额5 VDC24 VDC总电流差额275mA(92mA)
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在同一个项目下的配置按照以下步骤在同一个项目下配置两个CPU:
在STEP 7 (TIAPortal)里创建一个新项目。
项目里添加一个 S7-1500CPU 和一个 S7-300CPU。
为 S7-1500CPU 和一个 S7-300CPU 组态不同的IP地址,它们必须在同一个IP子网中。
在“设备和网络"编辑器中打开网络视图,从硬件目录中拖放ET200SP相应的接口模块(IM)。
在“设备和网络"编辑器中打开ET200SP的设备视图,从硬件目录中拖放输入输出模块至ET200SP的相应插槽中。
在ET200SP的设备视图中,选中输出模块,窗口列出了输出模块的属性。
在“常规"选项下找到“模块参数>DQ组态"。
SharedDevice 的模块副本(MSO)下的模块副本选择“一个输出副本作为输入"。