西門子PLC模塊6ES7513-1FL02-0AB0

　S7-1500 自動化系統(tǒng)具有模塊化的結(jié)構(gòu),，可包含最多 32 個模塊。它擁有豐富的模塊,，這些模塊可進行各種組合,。S7-1500 自動化系統(tǒng)支持單層配置，其中的所有模塊均安裝在一個 DIN 導軌上（請參見手冊以了解要求）,。

　　系統(tǒng)包含下列組件：

　　控制器：CPU 具有不同性能等級,，并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS 接口，用于連接分布式 I/O 或用于編程設(shè)備,、操作員面板,、其它 SIMATIC 控制器或第三方設(shè)備間的通信。SIMATIC S7-1500 適合使用多種型號的 CPU：標準 CPU（MFP 版本：能夠在控制器上執(zhí)行 C/C++ 代碼）緊湊型 CPU 不僅配備數(shù)字型和模擬型輸入輸出,，還配備計數(shù)器輸入和高速輸出,，將技術(shù)功能直接集成在 CPU 上。故障安全型 CPU（MFP 版本：能夠在控制器上執(zhí)行 C/C++ 代碼）適用于在同一臺計算機上執(zhí)行標準程序和安全相關(guān)的程序,。具有擴展運動控制功能的 T-CPU,，如同步運行（通過同步位置進行同步）、能以及運動控制功能,。用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊,。工藝模塊用于高速計數(shù)、位置檢測或測量等功能,。通信模塊和通信處理器可通過通信接口將控制器進行擴展根據(jù)具體要求,，也可使用下列模塊：

　　在 CPU 向背板總線的輸出對于所有連接的模塊來說不夠充分的情況下,，電源模塊 (PS) 通過背板總線為 S7-1500 模塊的內(nèi)部電路供電,。另外，60 W 24/48/60 V DC HF PS 還可讓 CPU 性存儲整個工作存儲器的內(nèi)容（數(shù)據(jù)）,。用于將 SIMATIC S7-1500 連接到 120/230 VAC 電源的負載電源模塊 (PM),。接口模塊用于連接基于 S7-1500 的分布式 I/O。

　　S7-1500 配有各種通信接口：

　　PROFINET IO IRT 接口（2 端換機）,，集成在 CPU 中（PROFINET RT于 S7-1500R/H）,；

　　用于獲得確定的響應時間和高精度設(shè)備特性。

　　通信處理機,，用于連接到 PROFIBUS,，工業(yè)以太網(wǎng)和 PROFINET 總線系統(tǒng)。

　　用于點到點連接的通訊模塊,。

　　CPU 1515 PN 具有一個附加的集成 PROFINET 接口,，其具有單獨的 IP 地址,，例如，用于網(wǎng)絡分離或連接其他 PROFINET IO 設(shè)備,。對于 CPU 1516-3 PN/DP,，可通過該集成 PROFIBUS 接口來連接 PROFIBUS 節(jié)點。通過一個 PROFIBUS CM,，可方便地對不帶集成 PROFIBUS 接口的 CPU 進行擴展,。

　　通過 PROFINET IO 進行過程通信

　　SIMATIC S7-1500 通過集成的 PROFINET 接口連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)，可實現(xiàn)具有確定響應時間和高精度設(shè)備性能的分布式自動化配置,。

　　從用戶的角度來看,，PROFINET IO 上的分布式 I/O 處理與集中式 I/O 處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）,。

　　可將下列設(shè)備作為 IO 控制器進行連接：

　　SIMATIC S7-1500

　　SIMATIC S7-1200

　　SIMATIC S7-300（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

　　SIMATIC S7-400（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

　　SIMATIC ET 200（通過帶有 PROFINET 接口的 CPU）

　　以下可作為智能設(shè)備或設(shè)備連接：

　　SIMATIC S7-1500

　　SIMATIC S7-1200（FW 4.0 或更高版本）

　　ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU

　　ET 200SP CPU 1510SP-1 PN, CPU 1512SP-1 PN

　　SIMATIC S7-300（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

　　SIMATIC S7-400（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

　　ET 200 分布式 I/O 設(shè)備

　　作為直接按鍵模塊運行的人機界面設(shè)備

　　現(xiàn)場設(shè)備

西門子PLC模塊6ES7513-1FL02-0AB0

一,、西門子PLC的工作原理
　　掃描技術(shù)
　　當西門子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,。
　?。ㄒ唬┹斎氩蓸与A段
　　在輸入采樣階段，西門子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(jié)束后，轉(zhuǎn)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。
　?。ǘ┯脩舫绦驁?zhí)行階段
　　在用戶程序執(zhí)行階段,，西門子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(gòu)成的控制線路,，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算,，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)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(shè)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(jié)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,。
　?。ㄈ┹敵鏊⑿码A段
　　當掃描用戶程序結(jié)束，西門子PLC就進入輸出刷新階段,。在此期間,，CPU按照I/O影響區(qū)內(nèi)對應的狀態(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)動相應的外設(shè),。這時,，才是西門子PLC真正輸出。
　　狀態(tài)指示器：SF,，BATF=電池故障,；DC5V=內(nèi)部5V DC電壓指示；FRCE=表示至少有一個輸入或輸出比強制,；RUN=當CPU啟動時閃爍,，在運行模式下常亮；STOP=在停止模式下常亮,，有存儲器復位請求時慢速閃爍,，正在執(zhí)行復位時快速閃爍。
　　MPI接口用來連接到編程設(shè)備或其他設(shè)備,，DP接口用來直接連接到分布式I/O,。
　　西門子PLC S7-400
　　同西門子PLC S7-300的區(qū)別主要是規(guī)模和性能上更強大,，啟動類型有冷啟動（CRST）和熱啟動（WRST）之分,，其他基本一樣。他還有一個外部的電池電源接口,，當在線更換電池是可以向RAM提供后備電源

　　網(wǎng)絡連接器
　　網(wǎng)絡連接器主要分為兩種類型：帶和不帶編程口的,。不帶編程口的插頭用于一般聯(lián)網(wǎng)，帶編程口的插頭可以在聯(lián)網(wǎng)的同時仍然提供一個編程連接端口,，用于編程或者連接HMI等,。
　　圖4. 左側(cè)為不帶編程口的網(wǎng)絡連接器（訂貨號：6ES7 972-0BA52-0XA0）
　　右側(cè)的是帶編程口的網(wǎng)絡連接器（訂貨號：6ES7 972-0BB52-0XA0）
　　線型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
　　接地的目的通常有兩個,，其一是為了安全，其二是為了抑制干擾,。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一,。
　　系統(tǒng)接地方式有浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式,。對PLC控制系統(tǒng)而言,，它屬于高速低電平控制裝置，應采用直接接地方式,。由于信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響,，裝置之間的信號交換頻率一般都低于1MHz，所以PLC控制系統(tǒng)接地線采用一點接地和串聯(lián)一點接地方式,。
　　集中布置的PLC系統(tǒng)適合并聯(lián)一點接地方式,，各裝置的柜體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。如果裝置間距較大,，應采用串聯(lián)一點接地方式,，用一根大截面銅母線（或絕緣電纜）連接各裝置的柜體中心接地點，然后將接地母線直接連接接地極,。
　　接地線采用截面積大于22mm2的銅導線,，總母線使用截面積大于60mm2的銅排。接地極的接地電阻小于2Ω,，接地極埋在距建筑物10～15m遠處,，而且PLC系統(tǒng)接地點必須與強電設(shè)備接地點相距10m以上。
　　信號源接地時,，屏蔽層應在信號側(cè)接地,；不接地時，應在PLC側(cè)接地,；信號線中間有接頭時,，屏蔽層應牢固連接并進行絕緣處理，一定要避免多點接地,；多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏電纜連接時,，各屏蔽層應相互連接好，并經(jīng)絕緣處理,。選擇適當?shù)慕拥靥巻吸c接點,。 為了保證系統(tǒng)在工業(yè)電磁環(huán)境中免受或減少內(nèi)外電磁干擾，必須從設(shè)計階段開始便采取三個方面抑制措施：抑制干擾源,；切斷或衰減電磁干擾的傳播途徑,；提高裝置和系統(tǒng)的抗干擾力。這三點就是抑制電磁干擾的基本原則,。
　　PLC控制系統(tǒng)的抗干擾是一個系統(tǒng)工程,，要求制造單位設(shè)計生產(chǎn)出具有較強抗干擾力的產(chǎn)品,，且有賴于使用部門在工程設(shè)計、安裝施工和運行維護中予以全面考慮,，并結(jié)合具體情況進行綜合設(shè)計,，才能保證系統(tǒng)的電磁兼容性和運行可靠性。進行具體工程的抗干擾設(shè)計時,，應注意以下兩個方面

西門子PLC模塊6ES7511-1CK01-0AB0參數(shù)詳細

SINAMICS DC MASTER 用于處理選定的具有 420 V 額定電樞電壓和 1306A 額定電樞電流的 560 kW 直流電機的閉環(huán)控制,。由于驗收方規(guī)定了超出尺寸 25%，并且由于可能出現(xiàn)環(huán)境溫度zui高 45℃ 的情況,，所以變頻器的額定電流必須進一步降低 5%,。因此選擇了額定供電電流2000 A 的設(shè)備。變頻器具有能源回收的能力,，要連接 400V 線路供電,。需要一個 PROFINET 接口用于接入更高等級的控制

對于此應用應該選擇 2000A、400V AC 的四象限變頻器,。用于感測速度的增量編碼器（安裝在電機上）直接在SINAMICS DC MASTER 的 CUD 中進行評估,，無需任何其他選配件

MM420變頻器的外部接線圖

MicroMaster420變頻器的外部接線圖如圖7-7所示，分為主電路和控制電路,。端子1～15為控制回路端子,，其他為主電路端子。(1)主電路 主電路和通用變頻器相同,，都是把單相或者三相交流電經(jīng)過整流和逆變橋轉(zhuǎn)換成其他頻率的交流電,。主電路端口分為輸入（L1、L2,、L3或者L,、N）端子，它可以為三相或者單相,，輸出為U,、V、W接至電機端

    MicroMaster420變頻器的外部接線圖如圖7-7所示,，分為主電路和控制電路,。端子1～15為控制回路端子，其他為主電路端子,。

變頻器能用來驅(qū)動單相電機嗎,？可以使用單相電源嗎？

基本上不能用,。對于調(diào)速器開關(guān)起動式的單相電機,，在工作點以下的調(diào)速范圍時將燒毀輔助繞組；對于電容起動或電容運轉(zhuǎn)方式的,，將誘發(fā)電容器爆炸,。變頻器的電源通常為3相，但對于小容量的,，也有用單相電源運轉(zhuǎn)的機種,。

27、變頻器本身消耗的功率有多少,？

它與變頻器的機種,、運行狀態(tài)、使用頻率等有關(guān),，但要回答很困難,。不過在60Hz以下的變頻器效率大約為94%~96%，據(jù)此可推算損耗,，但內(nèi)藏再生制動式（FR-K）變頻器,，如果把制動時的損耗也考慮進去，功率消耗將變大,，對于操作盤設(shè)計等必須注意,。

28、為什么不能在6~60Hz全區(qū)域連續(xù)運轉(zhuǎn)使用,？

一般電機利用裝在軸上的外扇或轉(zhuǎn)子端環(huán)上的葉片進行冷卻,，若速度降低則冷卻效果下降，因而不能承受與高速運轉(zhuǎn)相同的發(fā)熱,，必須降低在低速下的負載轉(zhuǎn)矩,，或采用容量大的變頻器與電機組合，或采用電機,。 　 29,、使用帶制動器的電機時應注意什么？

制動器勵磁回路電源應取自變頻器的輸入側(cè),。如果變頻器正在輸出功率時制動器動作,，將造成過電流切斷。所以要在變頻器停止輸出后再使制動器動作,。

30,、想用變頻器傳動帶有改善功率因數(shù)用電容器的電機，電機卻不動,，請說明原因,。

變頻器的電流流入改善功率因數(shù)用的電容器，由于其充電電流造成變頻器過電流(OCT),所以不能起動,，作為對策,，請將電容器拆除后運轉(zhuǎn)，至于改善功率因數(shù)，在變頻器的輸入側(cè)接入AC電抗器是有效的,。

31,、變頻器的壽命有多久？

變頻器雖為靜止裝置,，但也有像濾波電容器,、冷卻風扇那樣的消耗器件，如果對它們進行定期的維護,，可望有10年以上的壽命,。

32、變頻器內(nèi)藏有冷卻風扇,，風的方向如何,？風扇若是壞了會怎樣？

對于小容量也有無冷卻風扇的機種,。有風扇的機種,，風的方向是從下向上，所以裝設(shè)變頻器的地方,，上,、下部不要放置妨礙吸、排氣的機械器材,。還有,，變頻器上方不要放置怕熱的零件等。風扇發(fā)生故障時,，由電扇停止檢測或冷卻風扇上的過熱檢測進行保護

33,、濾波電容器為消耗品，那么怎樣判斷它的壽命,？

作為濾波電容器使用的電容器,，其靜電容量隨著時間的推移而緩緩減少，定期地測量靜電容量,，以達到產(chǎn)品額定容量的85%時為基準來判斷壽命,。

34、裝設(shè)變頻器時安裝方向是否有限制,。

應基本收藏在盤內(nèi),，問題是采用全封閉結(jié)構(gòu)的盤外形尺寸大，占用空間大,，成本比較高,。其措施有：

（1）盤的設(shè)計要針對實際裝置所需要的散熱；

（2）利用鋁散熱片,、翼片冷卻劑等增加冷卻面積,；

35,、變頻器直流電抗器的作用是什么？

減小輸入電流的高次諧波干擾,，提高輸入電源的功率因數(shù)