西門子6ES7960-1AA04-0XA0

西門子PLC之S7家族

的模塊之間可進行廣泛組合構成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較,，S7-300 PLC采用模塊化結構,，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運算速度,；用浮點數(shù)運算比較有效地實現(xiàn)了更為復雜的算術運算,；一個帶標準用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數(shù)賦值；方便的人機界面服務已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi),，人機對話的編程要求大大減少,。SIMATIC人機界面（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、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時,，模塊更換,，等等）；多級口令保護可以使用戶高度,、有效地保護其技術機密,，防止未經(jīng)允許的復制和修改；S7-300 PLC設有操作方式選擇開關,，操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出,，當鑰匙拔出時，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到點的通信系統(tǒng),；多點接口（MPI）集成在CPU中，用于同時連接編程器,、PC機,、人機界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(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采用模塊化無風扇的設計，可靠耐用,，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）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),。當控制系統(tǒng)規(guī)模擴大或升級時,，只要適當?shù)卦黾右恍┠０澹隳苁瓜到y(tǒng)升級和充分滿足需要,。

工作原理

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

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)中的相應得單元內(nèi),。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段,。在這兩個階段中,，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變,。因此,，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期,，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,，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右,、先上后下的順序?qū)τ捎|點構成的控制線路進行邏輯運算,，然后根據(jù)邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài),；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應位的狀態(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,，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(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)行結果會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)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。

梯形圖中的左,、右母線

    畫梯形圖時必須遵守兩點：

    (1)左母線只能直接接各類繼電器的觸頭,，繼電器線圈不能直接接在左母線上。

    (2)右母線只能直接接各類繼電器的線圈（不含輸入繼電器的線圈）,，繼電器的觸頭不能直接接右母線,。

    圖1a所示是錯誤的梯形圖，一個錯誤是線圈直接接在左母線上,，另一個錯誤是常開觸頭直接接在右母線上。

    圖1    梯形圖的畫法

    2)繼電器線圈和觸頭

    (1)梯形圖中所有繼電器的編號,，應在所選PLC軟件元件表所列范圍內(nèi),，不能任意選用。一般情況下,，同一線圈的編號在梯形圖中只能出現(xiàn)一次,，而同一觸頭的編號在梯形圖中可以重復出現(xiàn)。

    同一編號的線圈在程序中使用兩次或兩次以上,，稱為雙線圈輸出,，雙線圈輸出只有在特殊情況下才允許出現(xiàn)。用步進指令編寫的程序中,，就允許同一編號的線圈多次出現(xiàn),。一般程序中如果出現(xiàn)雙線圈輸出,，則容易引起誤操作。

    (2)梯形圖中,，只表示輸入繼電器的觸頭,，輸入繼電器的線圈是不反映出來的。

    (3)梯形圖中,，不允許出現(xiàn)PLC所驅(qū)動的負載,，只能出現(xiàn)相應輸出繼電器的線圈。

    (4)梯形圖中,，所有觸頭都應按從上到下,、從左到右的順序排列，并且觸頭只允許畫在水平方向（主控觸頭除外）,。

    3)合理設計梯形圖

    (1)在每個邏輯行中,，串聯(lián)觸頭多的電路塊應安排在上面，這樣可省略一條ORB指令,。

    (2)在每個邏輯行上,，并聯(lián)觸頭多的電路塊應安排在左邊，這樣可省略一條ANB指令,。

    (3)如果多個邏輯行中都具有相同的控制條件,，可將每個邏輯行中相同的部分合列在一起，共用同一個控制條件,，以簡化梯形圖,。

    (4)設計梯形圖時，一定要了解PLC的掃描工作方式,，即在程序處理階段,，對梯形圖按從上到下、從左到右的順序逐一掃描處理,，這一點有別于繼電控制線路,。

 西門子6ES7960-1AA04-0XA0

2.3 監(jiān)控通信結果
下載S7-1200和S7-300中的所有組態(tài)及程序，監(jiān)控通信結果,，如圖10,、圖11所示。
在S7-1200 CPU中向DB3中寫入數(shù)據(jù)：“11”,、“22”,、“33”，則在S7-300中的DB2塊收到數(shù)據(jù)也為“11”,、“22”,、“33”。
在S7-300 CPU中，將“2#1111_1111”寫入IB0,，則在S7-1200 CPU中QB0中收到的數(shù)據(jù)也為“2#1111_1111”,。

圖10 S7-1200監(jiān)控表

圖11 S7-300 變量表

3. TCP 通信
使用TCP 協(xié)議通信，除了連接參數(shù)的定義不同,，通信雙方的其它組態(tài)及編程與前面的ISO on TCP 協(xié)議通信*相同,。
S7-1200 CPU中，使用 TCP 協(xié)議與S7-300通信時,，PLC_1的連接參數(shù),，如圖12所示。通信伙伴 S7-300 的連接參數(shù),，如圖13所示,。

圖12 S7-1200 的TCP連接參數(shù)的配置

圖13 S7-300 的TCP連接參數(shù)的配置

1.1 熱電偶的工作原理
熱電偶和熱電阻一樣，都是用來測量溫度的,。
熱電偶是將兩種不同金屬或合金金屬焊接起來,，構成一個閉合回路，利用溫差電勢原理來測量溫度的,，當熱電偶兩種金屬的兩端有溫度差,，回路就會產(chǎn)生熱電動勢，溫差越大,，熱電動勢越大,，利用測量熱電動勢這個原理來測量溫度。
結構示意圖如下：

圖1 熱電偶測量結構示意圖

注意：如上圖所示,，熱電偶是有正負極性的,，所以需要確保這些導線連接到正確的極性，否則將會造成明顯的測量誤差
為了保證熱電偶可靠,、穩(wěn)定地工作,，安裝要求如下：
① 組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固；
② 兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣,，以防短路,；
③ 補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠；
④ 保護套管應能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離,；
⑤ 熱電偶對于外界的干擾比較敏感,，因此安裝還需要考慮屏蔽的問題。

1.2 熱電偶與熱電阻的區(qū)別

表1 熱電偶與熱電阻的比較

2. 熱電偶的類型和可用模板

2.1熱電偶類型
根據(jù)使用材料的不同，分不同類型的熱電偶，以分度號區(qū)分,，分度號代表溫度范圍,，且代表每種分度號的熱電偶具體多少溫度輸出多少毫伏的電壓，熱電偶的分度號有主要有以下幾種,。

 表2 分度號對照表

2.2可用的模板

表3 S7 300/400 支持熱電偶的模板及對應熱電偶類型

3. 熱電偶的補償接線

3.1 補償方式
熱電偶測量溫度時要求冷端的溫度保持不變,，這樣產(chǎn)生的熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關系。若測量時冷端的環(huán)境溫度變化,，將嚴重影響測量的準確性,，所以需要對冷端溫度變化造成的影響采取一定補償?shù)拇胧?br />由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時），而測溫點到控制儀表的距離都很遠,，為了節(jié)省熱電偶材料,，降低成本可以用補償導線延伸冷端到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，但補償導線的材質(zhì)要和熱電偶的導線材質(zhì)相同,。熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極,，使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,，不起補償作用,。因此，還需采用其他修正方法來補償冷端溫度變化造成的影響,，補償方式見下表,。

表4 各類補償方式

3.2各補償方式接線

3.2.1內(nèi)部補償
內(nèi)部補償是在輸入模板的端子上建立參比接點,，所以需要將熱電偶直接連接到模板的輸入端，或通過補償導線間接的連接到輸入端,。每個通道組必須接相同類型的熱電偶,，連接示意圖如下。

表5 支持內(nèi)部補償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€數(shù)

圖2 內(nèi)部補償接線

注1：模板6ES7 331-7KF02-0AB0和6ES7 331-7KB02-0AB0需要短接補償端COMP+(10)和Mana(11)，其它模板無,。

3.2.2 外部補償—補償盒
補償盒方式是通過補償盒獲取熱電偶的參比接點的溫度,，但補償盒必須安裝在熱電偶的參比接點處,。
補償盒必須單獨供電，電源模塊必須具有充分的噪聲濾波功能,，例如使用接地電纜屏蔽,。
補償盒包含一個橋接電路，固定參比接點溫度標定,，如果實際溫度與補償溫度有偏差,，橋接熱敏電阻會發(fā)生變化，產(chǎn)生正的或者負的補償電壓疊加到測量電勢差信號上,，從而達到補償調(diào)節(jié)的目的,。
補償盒采用參比接點溫度為0℃的補償盒，推薦使用西門子帶集成電源裝置的補償盒,，訂貨號如下表,。

推薦使用的補償盒		訂貨號
帶有集成電源裝置的參比端，用于導軌安裝		M72166-V V V V V
輔助電源	B1	230VAC
	B2	110VAC
	B3	24VAC
	B4	24VDC
連接到熱電偶	1	L型
	2	J型
	3	K型
	4	S型
	5	R型
	6	U型
	7	T型
參考溫度	00	0℃

表6 西門子參比接點的補償盒訂貨數(shù)據(jù)

圖3 S7-300模板支持接線方式

圖3 類型：熱電偶通過補償導線連接到參比接點,，再用銅質(zhì)導線連接參比接點和模板的輸入端子構成回路,，同時由一個補償盒對模板連接的所有熱電偶進行公共補償，補償盒的9,，8端子連接到模板的補償端COMP+(10)和Mana(11),，所以模板的所有通道必須連接同類型的熱電偶。

圖4 S7-400模板支持接線方式

圖4 類型：模板的各個通道單獨連接一個補償盒,，補償盒通過熱電偶的補償導線直接連接到模板的輸入端子構成回路,，所以模板的每個通道都可以使用模板支持類型的熱電偶，但是每個通道都需要補償盒,。

表7 支持外部補償盒補償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€數(shù)

3.2.3 外部補償—熱電阻
熱電阻方式是通過外接電阻溫度計獲取熱電偶的參比接點的溫度,，再由模板處理然后進行溫度補償，同樣熱電阻必須安裝在熱電偶的參比接點處,。

2.3 監(jiān)控通信結果
下載S7-1200和S7-300中的所有組態(tài)及程序,，監(jiān)控通信結果，如圖10,、圖11所示。
在S7-1200 CPU中向DB3中寫入數(shù)據(jù)：“11”,、“22”,、“33”,，則在S7-300中的DB2塊收到數(shù)據(jù)也為“11”,、“22”,、“33”,。
在S7-300 CPU中，將“2#1111_1111”寫入IB0,，則在S7-1200 CPU中QB0中收到的數(shù)據(jù)也為“2#1111_1111”,。

圖10 S7-1200監(jiān)控表

圖11 S7-300 變量表

3. TCP 通信
使用TCP 協(xié)議通信，除了連接參數(shù)的定義不同,，通信雙方的其它組態(tài)及編程與前面的ISO on TCP 協(xié)議通信*相同。
S7-1200 CPU中,，使用 TCP 協(xié)議與S7-300通信時，PLC_1的連接參數(shù),，如圖12所示。通信伙伴 S7-300 的連接參數(shù),，如圖13所示,。

圖12 S7-1200 的TCP連接參數(shù)的配置

圖13 S7-300 的TCP連接參數(shù)的配置

1.1 熱電偶的工作原理
熱電偶和熱電阻一樣,，都是用來測量溫度的。
熱電偶是將兩種不同金屬或合金金屬焊接起來,，構成一個閉合回路,，利用溫差電勢原理來測量溫度的,，當熱電偶兩種金屬的兩端有溫度差，回路就會產(chǎn)生熱電動勢,，溫差越大,，熱電動勢越大，利用測量熱電動勢這個原理來測量溫度,。
結構示意圖如下：

圖1 熱電偶測量結構示意圖

注意：如上圖所示,，熱電偶是有正負極性的，所以需要確保這些導線連接到正確的極性,，否則將會造成明顯的測量誤差
為了保證熱電偶可靠,、穩(wěn)定地工作，安裝要求如下：
① 組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固,；
② 兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣,，以防短路；
③ 補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠,；
④ 保護套管應能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離,；
⑤ 熱電偶對于外界的干擾比較敏感，因此安裝還需要考慮屏蔽的問題,。

1.2 熱電偶與熱電阻的區(qū)別

表1 熱電偶與熱電阻的比較

2. 熱電偶的類型和可用模板

2.1熱電偶類型
根據(jù)使用材料的不同,，分不同類型的熱電偶，以分度號區(qū)分,，分度號代表溫度范圍，且代表每種分度號的熱電偶具體多少溫度輸出多少毫伏的電壓,，熱電偶的分度號有主要有以下幾種,。

 表2 分度號對照表

2.2可用的模板

表3 S7 300/400 支持熱電偶的模板及對應熱電偶類型

3. 熱電偶的補償接線

3.1 補償方式
熱電偶測量溫度時要求冷端的溫度保持不變，這樣產(chǎn)生的熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關系,。若測量時冷端的環(huán)境溫度變化,，將嚴重影響測量的準確性，所以需要對冷端溫度變化造成的影響采取一定補償?shù)拇胧?br />由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時）,，而測溫點到控制儀表的距離都很遠,，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本可以用補償導線延伸冷端到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi),，但補償導線的材質(zhì)要和熱電偶的導線材質(zhì)相同,。熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上,，它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,，不起補償作用。因此,，還需采用其他修正方法來補償冷端溫度變化造成的影響,，補償方式見下表。

表4 各類補償方式

3.2各補償方式接線

3.2.1內(nèi)部補償
內(nèi)部補償是在輸入模板的端子上建立參比接點,，所以需要將熱電偶直接連接到模板的輸入端,，或通過補償導線間接的連接到輸入端,。每個通道組必須接相同類型的熱電偶,，連接示意圖如下,。

表5 支持內(nèi)部補償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€數(shù)

圖2 內(nèi)部補償接線

注1：模板6ES7 331-7KF02-0AB0和6ES7 331-7KB02-0AB0需要短接補償端COMP+(10)和Mana(11)，其它模板無,。

3.2.2 外部補償—補償盒
補償盒方式是通過補償盒獲取熱電偶的參比接點的溫度,，但補償盒必須安裝在熱電偶的參比接點處,。
補償盒必須單獨供電，電源模塊必須具有充分的噪聲濾波功能,，例如使用接地電纜屏蔽,。
補償盒包含一個橋接電路，固定參比接點溫度標定,，如果實際溫度與補償溫度有偏差,，橋接熱敏電阻會發(fā)生變化，產(chǎn)生正的或者負的補償電壓疊加到測量電勢差信號上,，從而達到補償調(diào)節(jié)的目的,。
補償盒采用參比接點溫度為0℃的補償盒，推薦使用西門子帶集成電源裝置的補償盒,，訂貨號如下表,。

推薦使用的補償盒		訂貨號
帶有集成電源裝置的參比端，用于導軌安裝		M72166-V V V V V
輔助電源	B1	230VAC
	B2	110VAC
	B3	24VAC
	B4	24VDC
連接到熱電偶	1	L型
	2	J型
	3	K型
	4	S型
	5	R型
	6	U型
	7	T型
參考溫度	00	0℃

表6 西門子參比接點的補償盒訂貨數(shù)據(jù)

圖3 S7-300模板支持接線方式

圖3 類型：熱電偶通過補償導線連接到參比接點，再用銅質(zhì)導線連接參比接點和模板的輸入端子構成回路，同時由一個補償盒對模板連接的所有熱電偶進行公共補償，補償盒的9,，8端子連接到模板的補償端COMP+(10)和Mana(11),，所以模板的所有通道必須連接同類型的熱電偶。

圖4 S7-400模板支持接線方式

圖4 類型：模板的各個通道單獨連接一個補償盒,，補償盒通過熱電偶的補償導線直接連接到模板的輸入端子構成回路,，所以模板的每個通道都可以使用模板支持類型的熱電偶，但是每個通道都需要補償盒,。

表7 支持外部補償盒補償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€數(shù)

3.2.3 外部補償—熱電阻
熱電阻方式是通過外接電阻溫度計獲取熱電偶的參比接點的溫度，再由模板處理然后進行溫度補償,，同樣熱電阻必須安裝在熱電偶的參比接點處,。

6DD1684-0GE0所以提醒大家應當確保固定接線的螺絲應當具備10Nm的力矩旋緊。,， 4、插座說明：不同系列的歐姆龍繼電器需要對應的插座底座。若是當?shù)膲毫謴偷陀趬毫刂破魉O定的下限值時,，那么它又會自動接通電路開始正常工作。奇勝,，為了迅速熄滅斷開時的電弧，通常器都滅弧裝置,，一般采用半封式縱縫陶土滅弧罩,，并配有強磁吹弧回路。族類化合物及氧化性酸和強堿等：,，并考慮到因溫度變化發(fā)生在產(chǎn)品表面上的凝露,。， 5,、總的照明配電箱應該設在靠近電源處,，分照明配電箱應該設在用電負荷或設備相對集中地區(qū)，分照明配電箱與各用電設備的開關箱之間超過30米,。然后可以按下ON電源按鈕進行啟動操作,，

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能強大的 PLC。它可以成功實現(xiàn)全集成自動化 (TIA) 解決方案,。S7-400 是一個用于制造業(yè)和過程工業(yè)系統(tǒng)解決方案的自動化平臺,，其主要特點是具有模塊化的結構并擁有性能儲備。