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西門子G120變頻器160千瓦
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CPU外形結(jié)構(gòu)
CPU外形結(jié)構(gòu)
西門子G120變頻器160千瓦
圖1.CPU外形結(jié)構(gòu)
電源及傳感器輸出電源
在安裝或拆何電氣設(shè)備之前,，請確保已切斷該設(shè)備的電源。在安裝和拆卸CPU之前,，必須采取合適的安全預(yù)防措施并確保切斷該CPU的電源,。
將CPU連接至電源，下圖顯示了直流和交流型CPU的接線,。
圖2.直流安裝
圖3.交流安裝
如果在通電情況下嘗試安裝CPU或相關(guān)設(shè)備或者對他們進行接線,，則可能會觸電或?qū)е略O(shè)備錯誤運行。如果在安裝和拆卸過程中未切斷CPU和相關(guān)設(shè)備的所有電源,，則可能導(dǎo)致人員死亡,、重傷、或設(shè)備損壞,。
傳感器輸出電源：每一個CPU（除CRs）模塊都有一個24VDC傳感器電源（CPU的電源都在右上方,，而右下方是傳感器電源。）,，它為本機輸入點和擴展模塊繼電器線圈提供24VDC,。如果電源要求超出了CPU模塊24VDC電源的定額，你可以增加一個外部24VDC電源來供給擴展模塊的24VDC,。
CPU輸入電壓范圍
直流DC：20.4-28.8 VDC
交流AC：85-264VAC（47-63Hz）
S7-200 SMART 電源需求與計算
S7-200 SMART CPU模塊提供5VDC和24VDC電源：
CPU有一個內(nèi)部電源,，用于為CPU、擴展模塊,、信號板提供電源和滿足其他24 VDC用戶電源需求,。請使用以下信息作為指導(dǎo)，確定CPU可以為組態(tài)提供多少電能（或電流）,。
請參見特定CPU的技術(shù)規(guī)范,，確定24 VDC傳感器電源功率預(yù)算，CPU提供的5 VDC 邏輯預(yù)算,，以及擴展模塊和信號板5 VDC功率要求,。請參考計算功率預(yù)算來確定CPU可以為您的組態(tài)提供多少電能（或電流）。
CPU為系統(tǒng)中的所有擴展模塊提供5 VDC邏輯電源,。請?zhí)貏e注意系統(tǒng)配置,，確保CPU可提供所選擴展模塊要求的5 VDC電源。如果組態(tài)要求的電源超出CPU提供的電源范圍,，則必須拆下一些模塊,。
如果超出CPU功率預(yù)算，則可能無法連接CPU允許的大數(shù)量模塊,。
CPU還提供了 24V傳感器電源,，該電源可以為輸入點、擴展模塊上的繼電器線圈電源或其他需求提供24V電源,。必須手動將不同電源的公共端（M）連接在一起,。
如果需要外部24 VDC電源，則確保該電源未與CPU的傳感器電源并聯(lián),。為提高電氣噪聲保護能力,，建議將不同電源的公共端（M）連接在一起。
將外部24 VDC電源與CPU的24 VDC傳感器的電源并聯(lián)會導(dǎo)致這兩個電源之間有沖突,，因為每個電源都試圖建立自己可以選擇]的輸出電壓電平,。該沖突可能導(dǎo)致一個電源或兩個電源的壽命縮短或立即發(fā)生故障，從而導(dǎo)致PLC系統(tǒng)意外運行,。意外運行可能導(dǎo)致人員 死亡,、重傷或設(shè)備損壞。CPU的直流傳感器電源和任何外部電源應(yīng)給不同點供電,。允許將多個公共端連接到一起,。
S7-200 SMART 系統(tǒng)中的一些24 VDC電源輸入端口是互連的，并且通過一個公共邏輯電路連接多個M端子,。例如,，在數(shù)據(jù)表中為“非隔離”時，以下電路是互連的：CPU的24 VDC,、EM的繼電器線圈的電源輸入或非隔離模擬輸入的電源,。所有非隔離的M端必須連接到同一個外部參考電位。
將非隔離的M端子連接到不同參考電位將導(dǎo)致意外的電流,，該電流可能導(dǎo)致PLC和任何連接設(shè)備損壞或允許不確定,。不遵守這些準則可能會導(dǎo)致設(shè)備損壞或運行不確定，而后者可能導(dǎo)致死亡,、人員重傷和財產(chǎn)損失,。務(wù)必確保S7-200 SMART系統(tǒng)中的所有非隔離M端子都連接到同一個參考電位。
表1. S7-200 SMART CPU V1.0 版本供電能力
| CPU型號 | 電流供應(yīng) | |
|---|---|---|
| +5 VDC | +24 VDC(傳感器電源) | |
| CPU SR20 | 740mA | 300mA |
| CPU ST40 | 740mA | 300mA |
| CPU SR40 | 740mA | 300mA |
| CPU CR40 | -- | 300mA |
| CPU ST60 | 740mA | 300mA |
| CPU SR60 | 740mA | 300mA |
表2. S7-200 SMART CPU V2.0及以上版本供電能力
| CPU型號 | 電流供應(yīng) | |
|---|---|---|
| +5 VDC | +24 VDC(傳感器電源) | |
| CPU SR20/ST20 | 1400mA | 300mA |
| CPU SR30/ST40 | 1400mA | 300mA |
| CPU SR60/ST60 | 1400mA | 300mA |
| CPU CR40/CR60 | -- | 300mA |
| CPU CR20/30/40/60 s | -- | -- |
表3. CPU上的數(shù)字量輸入所消耗的電流
| CPU上的數(shù)字量 | 電流需求 | |
|---|---|---|
| ＋5VDC | +24VDC | |
| 每點輸入 | - | 4mA/每輸入 |
表4. 數(shù)字擴展模塊所消耗的電流
| 數(shù)字擴展模塊型號 | 電流供應(yīng) | |
|---|---|---|
| +5 VDC | +24 VDC | |
| EM DE08 | 105mA | 8*4mA |
| EM DT08 | 120mA | -- |
| EM DR08 | 120mA | 8*11mA |
| EM DT16 | 145mA | 輸入：8*4mA |
| EM DR16 | 145mA | 輸入：8*4mA |
| EM DT32 | 185mA | 輸入：16*4mA |
| EM DR32 | 180mA | 輸入：16*4mA |
表5.模擬擴展模塊所消耗的電流
| 模擬擴展模塊型號 | 電流供應(yīng) | |
|---|---|---|
| +5 VDC | +24 VDC | |
| EM AE04 | 80mA | 40mA（無負載） |
| EM AE08 | 80mA | 70mA（無負載） |
| EM AQ02 | 60mA | 50mA（無負載） |
| EM AQ04 | 60mA | 75mA（無負載） |
| EM AM03 | 60mA | 30mA（無負載） |
| EM AM06 | 80mA | 60mA（無負載） |
表6. RTD,、TC擴展模塊所消耗的電流
| RTD/TC擴展模塊型號 | 電流供應(yīng) | |
|---|---|---|
| +5 VDC | +24 VDC | |
| EM AR02 | 80mA | 40mA |
| EM AR04 | 80mA | 40mA |
| EM AT04 | 80mA | 40mA |
表7. 信號板和DP擴展模塊所消耗的電流
| 模擬擴展模塊型號 | 電流供應(yīng) | |
|---|---|---|
| +5 VDC | +24 VDC | |
| SB AQ01 | 15mA | 40mA（無負載） |
| SB DT04 | 50mA | 2*4mA |
| SB RS485/RS232 | 50mA | 不適用 |
| SB AE01 | 50mA | 不適用 |
| EM DP01 | 150mA | 30 mA,；通信端口激活時 60 mA；通信端口加90mA/5V負載時 180 mA,；通信端口加120mA/24V負載時 |
功率要求計算示例
下表給出了包括以下模塊的CPU系統(tǒng)的功率要求計算例子：
? CPU SR40 AC/DC/ 繼電器 (固件版本V1.0)
? 3個 EM 8 點繼電器型數(shù)字量輸出（EMDR08）
? 一個 EM 8 點數(shù)字量輸入（EM DE08）
該安裝共有32點輸入40點輸出
該CPU已分配驅(qū)動CPU內(nèi)部繼電器線圈所需的功率,。功率計算中無需包括內(nèi)部繼電器線圈功率要求。
本例中的CPU提供了足夠5VDC電流,，但沒有通過傳感器電源為所有輸入和擴展繼電器線圈提供足夠的24VC電流,。I/O需要392mA,，但CPU提供了300mA。該安裝額外需要一個至少為92mA的24VDC電源以運行所有包括的24 VDC輸入和輸出,。
表8.電源計算示例
| CPU功率預(yù)算 | 5 VDC | 24 VDC |
|---|---|---|
| CPU SR40 AC/DC/繼電器 | 740mA | 300mA |
| 減去 | ||
| 系統(tǒng)要求 | 5 VDC | 24 VDC |
| CPU SR40 ,，24點輸入 | -- | 24*4mA=96mA |
| 插槽0：EM DR08 | 120mA | 8*11mA=88mA |
| 插槽1：EM DR08 | 120mA | 8*11mA=88mA |
| 插槽2：EM DR08 | 120mA | 8*11mA=88mA |
| 插槽3：EM DE08 | 105mA | 8*4mA=32mA |
| 總要求 | 465mA | 392mA |
| 等于 | ||
| 電流差額 | 5 VDC | 24 VDC |
| 總電流差額 | 275mA | （92mA） |
不同型號CPU輸入/輸出接線
表1. CPU SR20/ST20/CR20s接線圖
CPU SR20 | CPU ST20 | CPU CR20s |
 |  |  |
表2. CPU SR30/ST30/CR30s接線圖
CPU SR30 | CPU ST30 | CPU CR30s |
 |  |  |
表3. CPU SR40/ST40/CR40s接線圖
CPU SR40 | CPU ST40 | CPU CR40s |
 |  |  |
表4. CPU SR60/ST60/CR60s接線圖
CPU SR60 | CPU ST60 | CPU CR60s |
 |  |  |
數(shù)字量輸入接線
圖7. 漏型輸入接法 | 圖8. 源型輸入接法 |
對于大多數(shù)輸入來講，都是24VDC輸入,，其中ST CPU的 I0.0-I0.3 支持 5-24V 輸入,，另外ST20/30 的I0.6、I0.7也支持5-24V輸入,。如下表所示：
S7-200 SMART的數(shù)字量輸入點內(nèi)部為雙向二級管,，可以接成漏型（圖7）或源型（圖8），只要每一組接成一樣就行,。 對于數(shù)字量輸入電路來說,，關(guān)鍵是構(gòu)成電流回路。輸入點可以分組接不同的電源,，這些電源之間沒有聯(lián)系也可以,。
數(shù)字量輸出接線
圖9. 源型輸出 | 圖10. 繼電器輸出 |
- 晶體管輸出只能接成源型輸出（圖9），不能接成漏型,，即輸出為24V,。
- 繼電器輸出是一組共用一個公共端的干節(jié)點，可以接交流或直流,，電壓等級高到220V,。例：可以接24V/110V/220V交直流信號。但要保證一組輸出接同樣的電壓（一組共用一個公共端,，如1L,、2L）。對于弱小信號,，如小于 5V 的信號,，需要自己驗證其輸出的可靠性。
繼電器輸出點（圖10）接直流電源時,，公共端接正或負都可以,。
對于數(shù)字量輸出電路來說，關(guān)鍵是構(gòu)成電流回路,。輸出點可以分組接不同的電源,，這些電源之間沒有聯(lián)系也可以。
代表24VDC傳感器電源輸出
常問問題
1. 同一個模塊的數(shù)字量輸入端可以同時接NPN和PNP兩種信號的設(shè)備嗎,？
不可以,，因為NPN和PNP兩種類型的信號在DI端形成的回路中對于DI點的電流方向相反，同樣地M點的電流方向也相反，如圖7和圖8,，NPN和PNP回路的電流方向不同所示,，如果把兩種信號接到一個M端，則M端有兩種電流流向,，這是不正確的,。因此不能在同一個模塊的DI輸入端同時接NPN和PNP兩種信號的設(shè)備。
2. DO分成晶體管和繼電器兩種類型,，它們的區(qū)別是什么？
繼電器的負載電流比晶體管的大,，但是輸出頻率受到機械裝置的影響不能太快,，同時存在機械壽命的限制。晶體管的負載電流比繼電器的小,，但是輸出頻率快,，可以用于高速脈沖輸出，沒有機械壽命的限制,。
3. S7-200 SMART CPU數(shù)字量輸出可以接漏型的設(shè)備嗎,？
不可以，S7-200 SMART CPU 本體和擴展模塊的DO端都只能接源型24V類型的設(shè)備,，即集電極開路的PNP設(shè)備,。
4. S7-200 SMART I/O擴展模塊DIAG指示燈以紅色閃爍的原因？
組態(tài)保持范圍
單擊“系統(tǒng)塊”(System Block)對話框的“保持范圍”(Retentive Ranges) 節(jié)點組態(tài)在循環(huán)上電后保留下來的存儲器范圍,。
圖1.組態(tài)數(shù)據(jù)保存范圍設(shè)置窗口
選擇要在上電循環(huán)期間保持的存儲區(qū),。 為 V 、M,、T 或 C 存儲器輸入新值,。
您可將下列存儲區(qū)中的地址范圍定義為保持： V 、M,、T 和 C ,。對于定時器，只能保持保持性定時器 (TONR) ,，而對于定時器和計數(shù)器,，只能保持當(dāng)前值（每次上電時都將定時器和計數(shù)器位清零）。
默認情況下,，CPU 中并未定義保持區(qū)域,，但可組態(tài)保持范圍以保持多 10 KB 的存儲器 空間。
CPU 斷電后的數(shù)據(jù)保持
CPU 在斷電和上電時對保持性存儲器執(zhí)行以下操作：
● 斷電時： CPU 將的保持性存儲器范圍保存到存儲器,。
● 上電時： CPU 先將 V ,、M、C 和 T 存儲器清零,，將所有初始值都從數(shù)據(jù)塊復(fù)制到 V 存儲器,，然后將保存的保持值從存儲器復(fù)制到 RAM ,。
所有類型的 CPU，只要是在系統(tǒng)塊里設(shè)置了數(shù)據(jù)保持的數(shù)據(jù),，斷電后數(shù)據(jù)都會保存（不依靠于超級電容）,，但保存的存儲區(qū)的范圍大為10K。對于未設(shè)置為數(shù)據(jù)保持的存儲在RAM 中的數(shù)據(jù),，一旦掉電其數(shù)據(jù)就會丟失,。超級電容可以用于保持實時時鐘，一般上電24小時后通常保持7天,。
表1.S7-200 SMART CPU 存儲器地址保持范圍
| 數(shù)據(jù)類型 | 描述 | CPU SR20 | CPU CR40 | CPU SR40 CPU ST40 | CPU SR60 CPU ST60 |
|---|---|---|---|---|---|
| V | 數(shù)據(jù)存儲器 | VB0-VB8191 | VB0-VB8191 | VB0-VB16383 | VB0-VB20479 |
| T | 定時器 | T0-T31 | T0-T31 | T0-T31 | T0-T31 |
| C | 計數(shù)器 | C0-C255 | C0-C255 | C0-C255 | C0-C255 |
| M | 標志位 | MB0-MB31 | MB0-MB31 | MB0-MB31 | MB0-MB31 |
從 RAM 建立數(shù)據(jù)塊
要將 CPU V 存儲器當(dāng)前值保存到數(shù)據(jù)塊頁面,；或者執(zhí)行下載操作，擔(dān)心 RAM 區(qū)數(shù)據(jù)當(dāng)前值丟失,，可以在執(zhí)行下載操作前,，先執(zhí)行從 RAM 建立數(shù)據(jù)塊，備份 V 存儲區(qū)的當(dāng)前值,。
操作方法如下：
1,、備份好源程序，新建空白項目操作
2,、選擇 PLC > 從 RAM 建立數(shù)據(jù)塊（Create Data Block from RAM）菜單命令,。如圖2所示
圖2
3、PLC 處于運行狀態(tài),，執(zhí)行操作時,，會提示 “ 設(shè)置 PLC 為 STOP 模式 ？”,，選擇是才可以繼續(xù)執(zhí)行此功能,，如圖3所示；如果操作前 PLC 已處于 STOP 狀態(tài),，不會出現(xiàn)此對話框
注意：想要執(zhí)行從 RAM 建立數(shù)據(jù)塊功能,，需要在 PLC 可以切換到 STOP 的情況下才可以操作！
圖3
4,、圖3點擊“是”之后出現(xiàn)下面的對話框,，如圖4所示，選擇 “是” 將執(zhí)行更新,，將 CPU 中 RAM 區(qū)的 V 存儲區(qū)數(shù)據(jù)當(dāng)前值上傳到數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)頁中,。
如果執(zhí)行操作時，使用的程序文件是源程序,，選擇 " Yes " 前,，一定要注意源程序的備份！
圖4
5、等待一段上傳數(shù)據(jù)的時間,，出現(xiàn)對話框,，如圖5 所示，點擊" OK ",，可以在數(shù)據(jù)塊中查看 V 區(qū)數(shù)據(jù)
圖5
執(zhí)行從 RAM 建立數(shù)據(jù)塊,，上載到數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)有可能存放的位置
- 用戶定義1：上一次下載數(shù)據(jù)塊時，在數(shù)據(jù)塊中用戶自定義過初始值
- _PLC_DATA1：上一次下載數(shù)據(jù)塊時,，未定義初始值,，在程序執(zhí)行過程中修改過的 V 區(qū)地址，執(zhí)行"從 RAM 建立數(shù)據(jù)塊"命令時,，這些已修改的地址會被給一個新的標簽名
- 向?qū)傻臄?shù)據(jù)塊（例如 PID1_DATA）:上一次下載數(shù)據(jù)塊時,，包含配置完向?qū)Ш笞詣由傻臄?shù)據(jù)塊，比如 配置完 PID 后生成如 PID1_DATA 的數(shù)據(jù)塊,，執(zhí)行"從 RAM 建立數(shù)據(jù)塊"命令時，依然上傳到此數(shù)據(jù)塊中
6,、將上傳的各個數(shù)據(jù)塊頁面中的 V 區(qū)地址復(fù)制,，粘貼到要下載的程序文件的數(shù)據(jù)塊頁面中，此時,，一旦下載,，數(shù)據(jù)塊保存到 EEPROM 中，作為 V 存儲區(qū)數(shù)據(jù)的初始值生效,。
常見問題
為什么S7-200 SMART 系統(tǒng)塊設(shè)置斷電保持后,，數(shù)據(jù)依舊無法實現(xiàn)斷電保持？
可以根據(jù)以下步驟核對設(shè)置：
1.確保已設(shè)置斷電保持的程序下載到PLC,。
2.如果SMART PLC 有連接HMI,、上位機或者其他PLC，請先斷開相關(guān)的通訊設(shè)備,，再做測試,，避免這些設(shè)備給PLC相關(guān)地址不斷更新數(shù)據(jù)。
3.如果根據(jù)以上步驟測試均無效,，請創(chuàng)建一個空項目,，只做系統(tǒng)塊斷電保持設(shè)置，重新下載程序后通過狀態(tài)圖表給斷電保持范圍內(nèi)某一地址寫入新值后將PLC斷電再上電查看,。
化工儀器網(wǎng)