曲靖西門子代理商

.S7-1500的數(shù)字量輸入模塊

• DI 32x24VDC HF

• DI 16x24VDC HF

• DI 16x230VAC BA

• DI 16x24VDC SRC BA型號簡介：

DI： Digital input，數(shù)字量輸入 32x24VDC：共32個輸入通道 (點) ,，電壓規(guī)格為直流24V 16x230VDC：共16個輸入通道 (點) ,，電壓規(guī)格為交流230V BA：Basic，基本型 HF：High feature, 高性能型 SRC： Source Input,， 源型輸入 ,，未標識為漏型。

4.S7-1500的數(shù)字量輸出模塊

• DQ 16x24VDC/0.5A ST

• DQ 32x24VDC/0.5A ST

• DQ 8x24VDC/2A HF

• DQ 8x230VAC/2A ST

• DQ 8x230VAD/5A ST

型號簡介,，以個型號為例：

DQ： Digital Ouput, 數(shù)量輸出 16x24VDC：共16個輸出通道,，輸出電壓為DC24V, 容量每個通道大0.5A。 HF：High Feature, 高性能型,，通常意味著模塊帶診斷功能,。相對應的是ST(Standard，標準)型，無診斷功能,。

5.S7-1500的模擬量輸入模塊

• AI 8xU/I/RTD/TC ST以個型號為例,，型號簡介：

AI： Analogue input，模擬量輸入模塊 8xU/I：8個通道,，支持電壓或電流型號輸入

6.S7-1500的模擬量輸出模塊

• AQ 4xU/I ST

• AQ 8xU/I HS同樣以個型號為例,，型號簡介：

AQ：Analogue Output，模擬量輸出模塊 4xU/I：共4個通道,，支持電壓,，電流輸出 ST：標準型

7.選定CPU和I/O模塊之后，要確定系統(tǒng)的供電,，選擇電源模塊,，電源模塊選型需要注意S7-1500有兩種背板供電方式：

• PM模塊： 不提供機架的背板工作電源，由CPU提供

PM 70 W 120/230 VAC PM 190 W 120/230 VAC

• PS模塊：連接到機架背板,，提供背板工作電壓,，有診斷功能

PS 25W 24VDC PS 60W 120/230V AC/DC

S7-1500電源選型按模塊消耗的功率選，TIA 博途軟件提供電源計算：

根據(jù)軟件提供的模塊功率可以選電源模塊,， 需要提一下是上圖的選項：

“Supply voltage L+ connected"選中,，意思是CPU的電源端子有輸入，CPU(也)提供背板的電源供電,。

8.S7-1500安裝需要導軌,，導軌按長度分，有這么幾種規(guī)格：

160mm,，482mm,，530mm，830mm,，2000mm,。

9.編程使用的工具是TIA博途軟件，使用以太網(wǎng)網(wǎng)線直接連接計算機網(wǎng)卡與CPU1500就可以下載程序

對于變頻器電路結構主要由整流電路,、限流電路,、濾波電路、制動電路,、逆變電路和檢測取樣電路部分組成,。

1）驅動電路

驅動電路是將主控電路中CPU產(chǎn)生的六個PWM信號，經(jīng)光電隔離和放大后,，作為逆變電路的換流器件（逆變模塊）提供驅動信號,。

對驅動電路的各種要求，因換流器件的不同而異,。同時,，一些開發(fā)商開發(fā)了許多適宜各種換流器件的驅動模塊。有些品牌、型號的變頻器直接采用驅動模塊,。但是,，大部分的變頻器采用驅動電路。從修理的角度考慮,，這里介紹較典型的驅動電路,。圖1是較常見的驅動電路（驅動電路電源見圖2）。驅動電路由隔離放大電路,、驅動放大電路和驅動電路電源組成,。三個上橋臂驅動電路是三個獨立驅動電源電路，三個下橋臂驅動電路是一個公共的驅動電源電路,。

2）保護電路

當變頻器出現(xiàn)異常時,，為了使變頻器因異常造成的損失減少到小，甚至減少到零,。每個品牌的變頻器都很重視保護功能,，都設法增加保護功能，提高保護功能的有效性,。

在變頻器保護功能的領域,，廠商可謂使盡解數(shù)，作好文章,。這樣,，也就形成了變頻器保護電路的多樣性和復雜性。有常規(guī)的檢測保護電路,，軟件綜合保護功能,。有些變頻器的驅動電路模塊、智能功率模塊,、整流逆變組合模塊等,，內(nèi)部都具有保護功能。

圖3所示的電路是較典型的過流檢測保護電路,。由電流取樣、信號隔離放大,、信號放大輸出三部分組成,。

3）開關電源電路

開關電源電路向操作面板、主控板,、驅動電路及風機等電路提供低壓電源,。圖4富士G11型開關電源電路組成的結構圖。

直流高壓P端加到高頻脈沖變壓器初級端,，開關調整管串接脈沖變壓器另一個初級端后,，再接到直流高壓N端。開關管周期性地導通、截止,，使初級直流電壓換成矩形波,。由脈沖變壓器耦合到次級，再經(jīng)整流濾波后,，獲得相應的直流輸出電壓,。它又對輸出電壓取樣比較，去控制脈沖調寬電路,，以改變脈沖寬度的方式,，使輸出電壓穩(wěn)定。

4）主控板上通信電路

當變頻器由可編程（PLC）或上位計算機,、人機界面等進行控制時,，必須通過通信接口相互傳遞信號。圖5是LG變頻器的通訊接口電路,。

頻器通信時,，通常采用兩線制的RS485接口。西門子變頻器也是一樣,。兩線分別用于傳遞和接收信號,。變頻器在接收到信號后傳遞信號之前，這兩種信號都經(jīng)過緩沖器A1701,、75176B等集成電路,，以保證良好的通信效果。所以,，變頻器主控板上的通信接口電路主要是指這部分電路,，還有信號的抗干擾電路。

5）外部控制電路

變頻器外部控制電路主要是指頻率設定電壓輸入,，頻率設定電流輸入,、正轉、反轉,、點動及停止運行控制,，多檔轉速控制。頻率設定電壓（電流）輸入信號通過變頻器內(nèi)的A/D轉換電路進入CPU,。其他一些控制通過變頻器內(nèi)輸入電路的光耦隔離傳遞到CPU中,。

自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來,，PLC得到了快速發(fā)展,，在世界各地得到了廣泛應用。同時,，PLC的功能也不斷完善,。隨著計算機技術,、信號處理技術、控制技術網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高,，PLC在開關量處理的基礎上增加了模擬量處理和運動控制等功能,。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運動控制,、過程控制等領域也發(fā)揮著十分重要的作用,。

作為離散控的制的產(chǎn)品，PLC在二十世紀八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展,，世界范圍內(nèi)的PLC年增長率保持為20%～30%,。隨著工廠自動化程度的不斷提高和PLC市場容量基數(shù)的不斷擴大，近年來PLC在工業(yè)發(fā)達國家的增長速度放緩,。但是,，在中國等發(fā)展中國家PLC的增長十分迅速。綜合相關資料,，2004年PLC的銷售收入為100億美元左右,，在自動化領域占據(jù)著十分重要的位置。

PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的,，二十世紀七十年代的PLC只有開關量邏輯控制,，首先應用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲執(zhí)行邏輯運算,、順序控制,、定時、計數(shù)和運算等操作的指令,；并通過數(shù)字輸入和輸出操作,，來控制各類機械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達了生產(chǎn)過程的工藝要求,，并事先存入PLC的用戶程序存儲器中,。運行時按存儲程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作,。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器,，在程序運行過程中，每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加1,，程序從起始步（步序號為零）起依次執(zhí)行到終步（通常為END指令）,，然后再返回起始步循環(huán)運算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期,。不同型號的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間,。PLC用梯形圖編程,，在解算邏輯方面,，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點，在微秒量級,，解算1K邏輯程序不到1毫秒,。它把所有的輸入都當成開關量來處理，16位（也有32位的）為一個模擬量,。

在I/O尋址設備工作正常的情況下,，從單邊讀入的信息始終可以被兩個*控制器使用。在出現(xiàn)故障的情況下,，受到影響的*控制器的I/O模塊將會停止工作,。 單邊組態(tài)用于：不需要很高可用性的工廠部分。 連接基于用戶程序的冗余 I/O,。此時,，系統(tǒng)必須具有一種對稱設計。 增加可用性（倒換型配置） 在switched組態(tài)中,，I/O模塊為單通道設計,，但是其尋址工作是由兩個*控制器通過冗余PROFIBUS DP完成。Switched I/O模塊僅能插接 

目前,，PLC 不僅可以執(zhí)行開環(huán)控制,，而且還可以執(zhí)行 

閉環(huán)控制、

定位,、

計數(shù),、比例控制、

閥門控制以及其它功能,。

為此,，西門子公司開發(fā)了各種智能型 I/O 模板。 它們均為微處理器控制,，能夠*獨立地執(zhí)行時間要求苛刻的控制任務,，并可直接通過其輸入/輸出通道連接到過程控制。 避免了對 CPU 的額外負擔,。 

分布式 I/O 

在連接遠距離分布的過程與 I/O 模板時,，其布線往往非常復雜，而且極易造成故障,。 若需要一個模塊化的靈活自動化系統(tǒng),，我們還是建議使用分布式 I/O 系統(tǒng)： 

使用分布式 I/O 系統(tǒng) ET 200，即可從距離遠達 23km 的過程站遠程操控遠程 I/O 設備,、小型控制系統(tǒng)以及大量現(xiàn)場設備,。設備之間通過快速現(xiàn)場總線 PROFIBUS-DP 連接，符合標準 EN 50 170,。

編程器,，軟件 

SIMATIC® 系列產(chǎn)品提供有一種精心打造的全面編程器解決方案,，包括從經(jīng)濟的便攜式編程器，到功能強大的臺式編程器,。 

同時,，我們還提供與之相匹配的應用軟件。 所適用的操作系統(tǒng)： 

Windows 95/98/NT 或業(yè)已驗證的 SIMATIC® 軟件以及適用于所有 PC 的應用程序

并且,，通過西門子 STEP® 7 軟件,，可快速、便捷地對控制器進行編程,。 使用同一種軟件,，即可進行歸檔和測試。

西門子PLC串口通訊方法

1,、RS485串口通信

第三方設備大部分支持,，西門子S7 PLC可以通過選擇自由口通信模式控制串口通信。較簡單的情況是只用發(fā)送指令（XMT）向打印機或者變頻器等第三方設備發(fā)送信息,。不管任何情況,，都必須通過S7 PLC編寫程序實現(xiàn)。當選擇了自由口模式,，用戶可以通過發(fā)送指令（XMT）,、接收指令（RCV）、發(fā)送中斷,、接收中斷來控制通信口的操作,。 

2、PPI通信 

    PPI協(xié)議是S7-200CPU基本的通信方式,，通過原來自身的端口（PORT0或PORT1）就可以實現(xiàn)通信,，是S7-200 CPU默認的通信方式。 PPI是一種主-從協(xié)議通信,，主-從站在一個令牌環(huán)網(wǎng)中,。在CPU內(nèi)用戶網(wǎng)絡讀寫指令即可，也就是說網(wǎng)絡讀寫指令是運行在PPI協(xié)議上的,。因此PPI只在主站側編寫程序就可以了,，從站的網(wǎng)絡讀寫指令沒有什么意義。 

3,、MPI通信 

    MPI通信是一種比較簡單的通信方式,，MPI網(wǎng)絡通信的速率是19.2Kbit/s~12Mbit/s，MPI網(wǎng)絡多支持連接32個節(jié)點,，大通信距離為50M,。通信距離遠，還可以通過中繼器擴展通信距離,，但中繼器也占用節(jié)點,。 MPI網(wǎng)絡節(jié)點通?？梢話霺7-200,、人機介面,、編程設備、智能型ET200S及RS485中繼器等網(wǎng)絡元器件,。

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由于放置主站CPU和變頻器的控制柜與橫移車比較遠,，在橫移車上放置了遠程I/O模塊和高速計數(shù)器模塊ET200S，通過PROFIBUS總線相連,，將現(xiàn)場的傳感器,，編碼器信號直接連接在遠程I/O和計數(shù)模塊上，減少了現(xiàn)場的走線和故障的發(fā)生,，維護方便,。通訊速率可過1.5M，整個系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如1,。

??

由于使用通訊功能,，可以省去用于控制變頻器的幾個輸出點，PLC的輸出點也減少了,。

2．高速計數(shù)器模塊ET200S的控制系統(tǒng)中所選的編碼器分辨率為2048P/R,，輪徑φ250，齒輪比3,，可計算出脈沖精度：250×3.14/2048×3=0.127mm/脈,。能*橫移車的準確定位精度。

精確定位過程如下：

首先設定好橫移車運行的一個方向為正方向（加脈沖）,，當橫移車向設定的位置運行時（工作運行速度）,，高速計數(shù)器自動進行加/減速計數(shù)，在距離設定位置300—400mm時,，控制變頻器的輸出頻率,，以低速運行，在到達設定的位置時,，停止變頻器的輸出,，同時實施機械抱閘，完成了準確定位,。

讀取高數(shù)計數(shù)模塊的程序段如下：

L PID 272 //模塊開始地址,，將計數(shù)器模塊狀態(tài)值存放到MD20~MD27

T MD 20 //當前計數(shù)值

L PID 276

T MD 24

L 123 //裝載比較值

T MD 30

SET

= M 34.0 //打開軟件門

A M 10.0 //使能傳送比較值功能

= M35.2

L MD 30

T PQD 272

L MD 34

T PQD 276

3．PLC和變頻器通訊

在CPU進行硬件配置時，對掛在總線PROFIBUS 站點都分配了物理地址,，PLC與變頻器進行通訊也有相應的物理地址,，CPU內(nèi)部有通訊功能塊SFC14，SFC15,，使用內(nèi)部的寄存器DB塊存放數(shù)據(jù),，當PLC對變頻器進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出時,，就需知道PLC和變頻器定義的相關功能的地址，然后依據(jù)這些地址進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出,，才能實現(xiàn)對變頻器的控制,。

此控制系統(tǒng)變頻器需設定的參數(shù)介紹如下：

??P60=1，P53=6,，P554=3100,，P571=3101

??P572=3102，P443=3002,，P566=3107

??P734.1=32,，，P734.2=148

??其它的參數(shù)可以按出廠默認值即可

對S7-1500 PLC的模擬量模塊進行接線,，為保證信號安全,，必須帶有屏蔽支架和屏蔽線夾。另外,，模擬量模塊還需要使用電源元件,，將電源元件插入前連接器，可為模擬量模塊供電,。電源元件的接線如圖5-186所示,，其中端子41(L+)和44(M)連接電源電壓，通過端子42(L+)和43(M)為下一個模塊供電,。

圖5-186    電源元件的接線

模擬量輸入模塊可以測量電壓類型,、電流類型、電阻類型和熱電偶類型的模擬量信號,，本文艾特貿(mào)易小編以自動灌裝生產(chǎn)線所使用的模擬量輸入模塊AI 8xU/I/RTD/TC ST(6ES7531 - 7KF00 -0AB0)為例,，介紹電壓類型、電流類型和電阻類型的模擬量輸入模塊的接線,。熱電偶類型的模擬量輸入接線及其他模擬量輸入模塊的接線,，請依據(jù)硬件手冊進行。

模擬量輸入模塊AI 8xU/I/RTD/TC ST（6ES7531 - 7KF00 - 0AB0）有8路模擬量輸入通道,，圖5-187為其連接電壓類型傳感器的模塊框圖和端子分配示意圖,。

電壓測量模塊框圖和端子分配示意圖

圖5-187    電壓測量模塊框圖和端子分配示意圖

①模數(shù)轉換器(ADC)  ②背板總線接口③通過電源元件進行供電④等電位連接電纜（可選）

圖5-188為模擬量輸入模塊AI 8xU/I/RTD/TC ST（6ES7531 - 7KF00 - 0AB0）連接4線制變送器的電流測量模塊框圖和端子分配。

圖5-189為模擬量輸入模塊AI 8xU/I/RTD/TC ST (6ES7531 - 7KF00 - 0AB0)連接2線制變送器的電流測量模塊框圖和端子分配,。

圖5-190為模擬量輸入模塊AI 8xU/I/RTD/TC ST (6ES7531 - 7KF00 - 0AB0)連接電阻傳感器或2,、3和4線制熱電阻的模塊框圖和端子分配。

4線制電流測量模塊框圖和端子分配示意圖

圖5-188    4線制電流測量模塊框圖和端子分配示意圖

①接線4線制變送器②模數(shù)轉換器(ADC)  ③背板總線接口④通過電源元件進行供電⑤等電位連接電纜（可選）

2線制電流測量模塊框圖和端子分配示意圖

  圖5-189    2線制電流測量模塊框圖和端子分配示意圖

①接線2線制變送器②模數(shù)轉換器( ADC)  ③背板總線接口④通過電源元件進行供電⑤等電位連接電纜