西門子CPU模塊6ES7214-1AF40-0XB0技術(shù)參數(shù)

在自動化控制領(lǐng)域,，PLC是一種重要的控制設(shè)備,。目前,，上有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品，應(yīng)用在汽車（23%）,、糧食加工（16.4%）,、化學(xué)/制（14.6%）、金屬/礦山（11.5%）,、紙漿/造紙（11.3%）等行業(yè),。為了使各位初學(xué)者更方便地了解PLC，本文對PLC的發(fā)展,、基本結(jié)構(gòu),、配置、應(yīng)用等基本知識作一簡介,，以期對各位網(wǎng)友有所幫助,。
   一、PLC的發(fā)展歷程
在工業(yè)生產(chǎn)過程中,，大量的開關(guān)量順序控制,，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制,，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集,。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的,。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求,，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置,，采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制,，這就是*代可編程序控制器，稱Programmable Controller（PC）,。
個人計算機（簡稱PC）發(fā)展起來后,，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點,，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）,，現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC,。
PLC的定義有許多種,。電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計,。它采用可編程序的存貯器,，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制,、定時,、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令,，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出,，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程,。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備,，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,，易于擴充其功能的原則設(shè)計。

上世紀(jì)80年代至90年代中期,，是PLC發(fā)展較快的時期,，年增長率一直保持為30~40%。在這時期,，PLC在處理模擬量能力,、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高,，PLC逐漸進入過程控制領(lǐng)域,，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。
PLC具有通用性強,、使用方便,、適應(yīng)面廣、可靠性高,、抗*力強,、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位,，在可預(yù)見的將來,，是無法取代的。
   二,、PLC的構(gòu)成
     從結(jié)構(gòu)上分,，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板,、I/O板,、顯示面板、內(nèi)存塊,、電源等,，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊,、I/O模塊,、內(nèi)存、電源模塊,、底板或機架,，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。
   三,、CPU的構(gòu)成
CPU是PLC的核心,，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU,，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù),，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中,，同時,，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后,，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路,。
CPU主要由運算器,、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間的數(shù)據(jù),、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成,，CPU單元還包括芯片、總線接口及有關(guān)電路,。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù),，是PLC*的組成單元。

西門子CPU模塊6ES7214-1AF40-0XB0技術(shù)參數(shù)     在使用者看來,，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路,，但對各部分的工作機制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作,，由它讀取指令,、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制,。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算,，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算,，并存儲運算的中間結(jié)果,，它也是在控制器指揮下工作。
CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù),，它們決定著PLC的工作速度,，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模,。
   四,、I/O模塊
PLC與電氣回路的接口,，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路,，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài),，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng),，輸出模塊相反,。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO）,，模擬量輸入（AI）,，模擬量輸出（AO）等模塊。
     開關(guān)量是指只有開和關(guān)（或1和0）兩種狀態(tài)的信號,，模擬量是指連續(xù)變化的量,。常用的I/O分類如下：
     開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC,、110VAC,、24VDC，按隔離方式分,，有繼電器隔離和晶體管隔離,。
     模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）,、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等,，按精度分，有12bit,14bit,16bit等,。
     除了上述通用IO外,，還有特殊IO模塊，如熱電阻,、熱電偶,、脈沖等模塊。
     按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量,，I/O模塊可多可少,，但其大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受大的底板或機架槽數(shù)限制

在變頻器的功率分級與電動機功率分級不相同時,，則變頻器的功率要盡可能接近電動機的功率,，但應(yīng)略大于電動機的功率。3）當(dāng)電動機屬頻繁起動,、制動工作或處于重載起動且較頻繁工作時,，可選取大一級的變頻器，以利用變頻器*、安全地運行,。
4）經(jīng)測試,，電動機實際功率確實有富余，可以考慮選用功率小于電動機功率的變頻器,，但要注意瞬時峰值電流是否會造成過電流保護動作,。5）當(dāng)變頻器與電動機功率不相同時,，則必須相應(yīng)調(diào)整節(jié)能程序的設(shè)置,，以利達(dá)到較高的節(jié)能效果[1]。
常見有下列幾種結(jié)構(gòu)類型可供用戶選用：1）敞開型IPOO型本身無機箱,，適用裝在電控箱內(nèi)或電氣室內(nèi)的屏,、盤、架上,，尤其是多臺變頻器集中使用時,，選用這種型式較好，但環(huán)境條件要求較高,；2）封閉型IP20型適用一般用途,，可有少量粉塵或少許溫度、濕度的場合,；3）密封型IP45型適用工業(yè)現(xiàn)場條件較差的環(huán)境,；4）密。

3變頻器箱體結(jié)構(gòu)的選用變頻器的箱體結(jié)構(gòu)要與環(huán)境條件相適應(yīng),，即必須考慮溫度,、濕度、粉塵,、酸堿度,、腐蝕性氣體等因素。4變頻器容量的確定合理的容量選擇本身就是一種節(jié)能降耗措施,。根據(jù)現(xiàn)有資料和經(jīng)驗,，比較簡便的方法有三種：1）電機實際功率確定發(fā)。
變頻器容量選定過程,，實際上是一個變頻器與電機的上海騰樺電氣設(shè)備有限公司匹配過程,，較常見、也較安全的是使變頻器的容量大于或等于電機的額定功率,，但實際匹配中要考慮電機的實際功率與額定功率相差多少,，通常都是設(shè)備所選能力偏大，而實際需要的能力小,，因此按電機的實際功率選擇變頻器是合理的,，避免選用的變頻器過大，。
首先測定電機的實際功率,，以此來選用變頻器的容量,。2）公式法。當(dāng)一臺變頻器用于多臺電機時,，應(yīng)滿足：至少要考慮一臺電動機啟動電流的影響,，以避免變頻器過流跳閘。3）電機額定電流法變頻器,。對于輕負(fù)載類,，變頻器電流一般應(yīng)按1.1N（N為電動機額定電流）來選擇，或按廠家在產(chǎn)品中標(biāo)明的與變頻器的輸出功率額定值相配套的

5主電源1）電源電壓及波動,。應(yīng)特別注意與變頻器低電壓保護整定值相適應(yīng),，因為在實際使用中，電網(wǎng)電壓偏低的可能性較大,。2）主電源頻率波動和諧波干擾,。這方面的干擾會增加變頻器系統(tǒng)的熱損耗，導(dǎo)致噪聲增加,，輸出降低,。
內(nèi)資高壓變頻器的*已經(jīng)超過55%.從企業(yè)排名看，合康變頻增長13.2%,，*13%,，已經(jīng)躋身行業(yè)的位置；利德華福*12%,、西門子占比11%,、ABB占比9%、東方日立占比5%.國電四維發(fā)展速度較快,，2012年增長44%,，行業(yè)占比接近5%.2：中國中高壓變頻器市場具有廣闊的發(fā)展空間，,。
3）變頻器和電機在工作時,，自身的功率消耗。在進行系統(tǒng)主電源供電設(shè)計時,，兩者的功率消耗因素都應(yīng)考慮進去[1],。發(fā)展方向編輯1：整個高壓變頻器市場沒有出現(xiàn)持續(xù)的發(fā)式的增長，但我國變頻器品牌已經(jīng)涵蓋了幾乎所有領(lǐng)域,，而且相對品牌有性價比優(yōu)勢,。

目錄1簡介2參數(shù)設(shè)置3控制參數(shù)4常見型號5日常維護6故障處理7選擇使用8常見問題9保養(yǎng)簡介編輯西門子變頻器以其強大的品牌效應(yīng)，打破了以前日本品牌變頻器在中國市場上的壟斷地位,，據(jù)有關(guān)專業(yè)市場調(diào)研機構(gòu)的統(tǒng)計,，西門子的高低壓變頻器在中國市場上已位居*。
西門子變頻器在中國市場的使用早是在鋼鐵行業(yè)，西門子變頻器（圖1）西門子變頻器（圖1）然而在當(dāng)時電機調(diào)速還是以直流調(diào)速為主,，變頻器的應(yīng)用還是一個新興的市場,，但隨著電子元器件的不斷發(fā)展以及控制理論的不斷成熟，變頻調(diào)速已逐步取代了直流調(diào)速,，成為驅(qū)動產(chǎn)品的主流,，西門子變頻器因其強大的品牌效應(yīng)在這巨大的中國。
在中國市場上我們能碰到的早期的西門子變頻器主要有電流源的SIMOVERTA,以及電壓源的SIMOVERTP,，這些變頻器也主要由于設(shè)備的引進而一起進入了中國的市場,，目前仍有少量的使用，而其后在中國市場大量銷售的主要有MICROMASTER和MIDIMASTER,以及西門子變頻器較為成功的一個系列SIM,。
西門子變頻器是由德國西門子公司研發(fā),、生產(chǎn)、銷售的變頻器品牌,，主要用于控制和調(diào)節(jié)三相交流異步電機的速度。并以其穩(wěn)定的性能,、豐富的組合功能,、高性能的矢量控制技術(shù)、低速高轉(zhuǎn)矩輸出,、良好的動態(tài)特性,、*的過載能力、創(chuàng)新的BiCo（內(nèi)部功能互聯(lián)）功能以及*的靈活性,，在變頻器市場占據(jù)著重要的地位