西門子6ES7953-8LG20-0AA0代理商

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高效工程組態(tài)成就高效自動(dòng)化

自六十年代后期以來，由于微處理器和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展及其價(jià)格的降低,，使變頻器發(fā)生了很大的變化,。但是，變頻器的基本原理并沒有變,。
變頻器可以分為四個(gè)主要部分：

1,、整流器。它與單相或三相交流電源相連接,，產(chǎn)生脈動(dòng)的直流電壓,。整流器有兩種基本類型---可控和不可控的。
2,、中間電路,。它有以下三種類型：
a) 將整流電壓變換成直流電流。
b) 使脈動(dòng)的直流電壓變得穩(wěn)定或平滑,，供逆變器使用,。
c) 將整流后固定的直流電壓變換成可變的直流電壓。
3,、逆變器,。它產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)電壓的頻率。另外,，一些逆變器還可以將固定的直流電壓變換成可變的交流電壓,。
4、控制電路,。它將信號(hào)傳送給整流器,、中間電路和逆變器，同時(shí)它也接收來自這部分的信號(hào),。具體被控制的部分取決于各個(gè)變頻器的設(shè)計(jì),。如下圖：

上圖示出變頻器不同的設(shè)計(jì)及控制原理。圖中：
1- 可控整流器,，
2- 不可控整流器,，
3- 可變直流電流的中間電路，西門子6ES7953-8LG20-0AA0代理商
4- 固定直流電壓的中間電路,，
5- 可變直流電壓的中間電路,，
6- 脈沖幅度調(diào)試逆變器，
7- 脈沖寬度調(diào)制逆變器,。
電流逆變器：CSI（1+3+6）
脈沖幅度調(diào)制逆變器：PAM（1+4+7）,，（2+5+7）
脈沖寬度調(diào)制逆變器：PAM/VVC(2+4+7)
為了全面，還應(yīng)該簡要的提一下沒有中間電路的直接變頻器。這種變頻器用于功率等級(jí)不兆瓦級(jí)的地方,，它們直接將50Hz電源變換為一個(gè)低頻電源，其zui大輸出頻率為30Hz,。
整流器
變頻器中的整流器可由二極管或晶閘管單獨(dú)構(gòu)成,，也可由兩者共同構(gòu)成。由二極管構(gòu)成的是不可控整流器,，有晶閘管構(gòu)成的是可控整流器,。二極管和晶閘管都用的整流器是半控整流器。
中間電路
中間電路可看做是一個(gè)能量的存儲(chǔ)裝置,，電動(dòng)機(jī)可以通過逆變器從中間電路獲得能量,。和逆變器不同，中間電路可根據(jù)三種不同的原理構(gòu)成,。
在使用電源逆變器時(shí),，中間電路由一個(gè)大的電感線圈構(gòu)成，它只能與可控整流器配合使用,。電感線圈將整流器輸出的可變電流電壓轉(zhuǎn)換成可變的直流電流,。電機(jī)電壓的大小取決于負(fù)載的大小。
中間電路的濾波器使斬波器輸出的方波電壓變得平滑,。濾波器的電容和電感使輸出電壓在給定頻率下維持一定,。
中間電路還能提供如下一些附加功能，這取決于中間電路的設(shè)計(jì),。例如：
l使整流器和逆變器解耦
l減少諧波
西門子SIMATIC系列PLC,，誕生于1958年，經(jīng)歷了C3,S3,S5,S7系列,，已成為應(yīng)用非常廣泛的可編程控制器,。

西門子（SIMATIC）PLC的6代西門子（SIMATIC）PLC的6代

1、西門子公司的產(chǎn)品zui早是1975年投放市場的SIMATIC S3,，它實(shí)際上是帶有簡單操作接口的二進(jìn)制控制器,。

2、1979年,，S3系統(tǒng)被SIMATIC S5所取代,，該系統(tǒng)廣泛地使用了微處理器。

3,、20世紀(jì)80年代初,，S5系統(tǒng)進(jìn)一步升級(jí)——U系列PLC，較常用機(jī)型：S5-90U,、95U,、100U、115U、135U,、155U,。

4、1994年4月,，S7系列誕生,，它具有更化、更高性能等級(jí),、安裝空間更小,、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢，其機(jī)型為：S7-200,、300,、400。

5,、1996年,，在過程控制領(lǐng)域，西門子公司又提出PCS7（過程控制系統(tǒng)7）的概念,，將其優(yōu)勢的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）,、PROFIBUS（工業(yè)現(xiàn)場總線）、COROS（監(jiān)控系統(tǒng)）,、SINEC（西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)）及控調(diào)技術(shù)融為一體,。

6、西門子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念,，即全集成自動(dòng)化系統(tǒng),，將PLC技術(shù)溶于全部自動(dòng)化領(lǐng)域。

由zui初發(fā)展至今,，S3,、S5系列PLC已逐步退出市場，停止生產(chǎn),，而S7系列PLC發(fā)展成為了西門子自動(dòng)化系統(tǒng)的控制核心,，而TDC系統(tǒng)沿用SIMADYN D技術(shù)內(nèi)核，是對S7系列產(chǎn)品的進(jìn)一步升級(jí),，它是西門子自動(dòng)化系統(tǒng)zui*,，功能zui強(qiáng)的可編程控制器。

產(chǎn)品分類編輯

可編程控制器是由現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要而產(chǎn)生的,，可編程序控制器的分
西門子PLCS7-200系列西門子PLCS7-200系列
類也必然要符合現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求,。
一般來說可以從三個(gè)角度對可編程序控制器進(jìn)行分類。其一是從可編程序控制器的控制規(guī)模大小去分類,，其二是從可編程序控制器的性能高低去分類,，其三是從可編程序控制器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)去分類,。

控制規(guī)模

可以分為大型機(jī)、中型機(jī)和小型機(jī),。
西門子PLCS7-300系列西門子PLCS7-300系列

小型機(jī): 小型機(jī)的控制點(diǎn)一般在256點(diǎn)之內(nèi),適合于單機(jī)控制或小型系統(tǒng)的控制,。

西門子小型機(jī)有S7-200：處理速度0.8~1.2ms ；存貯器2k ,；數(shù)字量248點(diǎn),；模擬量35路 。

中型機(jī):中型機(jī)的控制點(diǎn)一般不大于2048點(diǎn),可用于對設(shè)備進(jìn)行直接控制,，還可以對多個(gè)下一級(jí)的可編程序控制器進(jìn)行監(jiān)控，它適合中型或大型控制系統(tǒng)的控制,。

西門子中型機(jī)有S7-300：處理速度0.8~1.2ms ,；存貯器2k ；數(shù)字量1024點(diǎn),；模擬量128路 ,；網(wǎng)絡(luò)PROFIBUS；工業(yè)以太網(wǎng),；MPI,。

大型機(jī)：大型機(jī)的控制點(diǎn)一般大于2048點(diǎn),不僅能完成較復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)
西門子PLCS7-400系列西門子PLCS7-400系列
算還能進(jìn)行復(fù)雜的矩陣運(yùn)算。它不僅可用于對設(shè)備進(jìn)行直接控制,，還可以對多個(gè)下一級(jí)的可編程序控制器進(jìn)行監(jiān)控,。
西門子大型機(jī)有S7-400 ：處理速度0.3ms / 1k字；

存貯器512k ,；I/O點(diǎn)12672,；

控制性能

可以分為高檔機(jī)、中檔機(jī)和低檔機(jī),。

低檔機(jī)

這類可編程序控制器,，具有基本的控制功能和一般的運(yùn)算能力。工作速度比較低,，能帶的輸入和輸出模塊的數(shù)量比較少,。

比如，德國SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-200就屬于這一類,。

中檔機(jī)

這類可編程序控制器,，具有較強(qiáng)的控制功能和較強(qiáng)的運(yùn)算能力,。它不僅能完成一般的邏輯運(yùn)算,，也能完成比較復(fù)雜的三角函數(shù)、指數(shù)和PID運(yùn)算,。工作速度比較快,，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量也比較多,，輸入和輸出模塊的種類也比較多。

比如，德國SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-300就屬于這一類,。

高檔機(jī)

這類可編程序控制器,，具有強(qiáng)大的控制功能和強(qiáng)大的運(yùn)算能力。它不僅能完成邏輯運(yùn)算,、三角函數(shù)運(yùn)算,、指數(shù)運(yùn)算和PID運(yùn)算，還能進(jìn)行復(fù)雜的矩陣運(yùn)算,。工作速度很快,，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量很多,，輸入和輸出模塊的種類也很全面,。這類可編程序控制器可以完成規(guī)模很大的控制任務(wù)。在聯(lián)網(wǎng)中一般做主站使用,。

比如，德國SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-400就屬于這一類,。

結(jié)構(gòu)

整體式

整體式結(jié)構(gòu)的可編程序控制器把電源,、CPU,、存儲(chǔ)器,、I/O系統(tǒng)都集成
plc結(jié)構(gòu)plc結(jié)構(gòu)
在一個(gè)單元內(nèi),，該單元叫做作基本單元,。一個(gè)基本單元就是一臺(tái)完整的PLC,。
控制點(diǎn)數(shù)不符合需要時(shí),，可再接擴(kuò)展單元。整體式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是非常緊湊,、體積小、成本低,、安裝方便,。

組合式

組合式結(jié)構(gòu)的可編程序控制器是把PLC系統(tǒng)的各個(gè)組成部分按功能分成
plc組合plc組合
若干個(gè)模塊,，如CPU模塊,、輸入模塊,、輸出模塊,、電源模塊等等,。其中各模塊功能比較單一，模塊的種類卻日趨豐富,。比如,，一些可編程序控制器，除了－些基本的I/O模塊外,，還有一些特殊功能模塊,，像溫度檢測模塊、位置檢測模塊,、PID控制模塊,、通訊模塊等等。組合式結(jié)構(gòu)的PLC特點(diǎn)是CPU,、輸入,、輸出均為獨(dú)立的模塊,。模塊尺寸統(tǒng)一,、安裝整齊、I/O點(diǎn)選型自由,、安裝調(diào)試,、擴(kuò)展、維修方便,。
疊裝式

疊裝式結(jié)構(gòu)集整體式結(jié)構(gòu)的緊湊,、體積小,、安裝方便和組合式結(jié)構(gòu)的I/O點(diǎn)搭配靈話,、安裝整齊的優(yōu)點(diǎn)于一身。它也是由各個(gè)單元的組合構(gòu)成,。其特點(diǎn)是CPU自成獨(dú)立的基本單元（由CPU和一定的I/O點(diǎn)組成）,，其它I/O模塊為擴(kuò)展單元。在安裝時(shí)不用基板,，僅用電纜進(jìn)行單元間的聯(lián)接,，各個(gè)單元可以一個(gè)個(gè)地疊裝。使系統(tǒng)達(dá)到配置靈活,、體積小巧,。
詳細(xì)介紹編輯

1．SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè),，各種場合中的自動(dòng)檢測,、監(jiān)測及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行,，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能,。 S7-200PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU可供選擇使用。

2．SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng),，能滿足中等性能要求的應(yīng)用,。各種單獨(dú)
西門子PLC之S7家族西門子PLC之S7家族

的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較,，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu),，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算,；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值,；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對話的編程要求大大減少,。SIMATIC人機(jī)界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù),，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送,；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常,、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時(shí)，模塊更換,，等等）,；多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密,，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改,；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出,，當(dāng)鑰匙拔出時(shí),，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序,。具備強(qiáng)大的通信功能,，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能,，這使得組態(tài)非常容易、簡單,。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口,，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng),；多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中,，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī),、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng),。

3． SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器,。 S7-400 PLC采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計(jì),，可靠耐用，同時(shí)可以選用多種級(jí)別（功能逐步升級(jí)）的CPU,，并配有多種通用功能的模板,，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級(jí)時(shí),，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級(jí)和充分滿足需要。

4工作原理編輯

當(dāng)PLC投入運(yùn)行后,，其工作過程一般分為三個(gè)階段,，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段,。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期,。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段,。

輸入采樣

在輸入采樣階段,，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi),。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段,。在這兩個(gè)階段中,，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變,。因此,，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期,，才能保證在任何情況下,，該輸入均能被讀入,。

用戶程序執(zhí)行

在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖),。在掃描每一條梯形圖時(shí),，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右,、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算,，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài),；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài),；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。

即,，在用戶程序執(zhí)行過程中,，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,，而且排在上面的梯形圖,，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反,，排在下面的梯形圖,，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。

輸出刷新

當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段,。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè),。這時(shí)，才是PLC的真正輸出,。

同樣的若干條梯形圖,，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同,。另外,，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然,，如果掃描周期所占用的時(shí)間對整個(gè)運(yùn)行來說可以忽略,，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。

l 儲(chǔ)存能量以承受斷續(xù)的負(fù)載波動(dòng)
逆變器
逆變器是變頻器zui后一個(gè)環(huán)節(jié),，其后與電動(dòng)機(jī)相聯(lián),。它zui終產(chǎn)生適當(dāng)?shù)妮敵鲭妷骸?br />變頻器通過使輸出電壓適應(yīng)負(fù)載的辦法，保證在整個(gè)控制范圍內(nèi)提供良好的運(yùn)行條件。這方法是將電機(jī)的勵(lì)磁維持在*值,。
逆變器可以從中間電路得到以下三者之一,。
l 可變直流電流
l 可變直流電壓
l 固定直流電壓
在以上每種情況下，逆變器都要確保給電機(jī)提供可變的量,。換句話說,，電動(dòng)機(jī)電壓的頻率總是由逆變器產(chǎn)生的。如果中間電路提供的電流或電壓是可變的,，逆變器只需調(diào)節(jié)頻率即可,。如果中間電路只提供固定的電壓，則逆變器既要調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的頻率,，還要調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的電壓,。
晶閘管在很大程度上被頻率更好的晶體管所取代，因?yàn)榫w管可以跟快速地導(dǎo)通和關(guān)斷,。開關(guān)頻率取決于所用的半導(dǎo)體器件,，典型的開關(guān)頻率在300Hz到20KHz之間。
逆變器中的半導(dǎo)體器件,，由控制電路產(chǎn)生的信號(hào)使其導(dǎo)通和關(guān)斷,。這些信號(hào)可以受到不同的控制。