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西門子6FC5370-3AM20-0AA0
模塊化擴展模塊 用于連接 LOGO! 的擴展模塊模塊化 帶數(shù)字量輸入和輸出、模擬量輸入或模擬量輸出 注意： SIPLUS extreme 產(chǎn)品是基于西門子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的。此處列出的內(nèi)容來自相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。添加了 SIPLUS extreme 設(shè)備信息。 繼電器輸出，輸出電流最大為 5A。 不同的模塊： 4 點數(shù)字量輸入，4 點數(shù)字量輸出；或 4 點數(shù)字量
產(chǎn)品簡介
詳細(xì)介紹
西門子6FC5370-3AM20-0AA0
SINAMICS S120產(chǎn)品介紹
Sinamics S120 是西門子公司推出的全新的集 V/F、矢量控制及伺服控制于一體的驅(qū)動控制系統(tǒng)，它不僅能控制普通的三相異步電動機，還能控制同步電機、扭矩電機及直線電機。其強大的定位功能將實現(xiàn)進給軸的、相對定位。內(nèi)部集成的 DCC(驅(qū)動控制圖表)功能，用 PLC 的 CFC 編程語言來實現(xiàn)邏輯、運算及簡單的工藝等功能。
S120分為兩種，AC/AC（單軸驅(qū)動器）和DC/AC（多軸驅(qū)動器）。
更多S120產(chǎn)品信息請參考支持中心提供的相關(guān)網(wǎng)頁。
2. 準(zhǔn)備
2.1 環(huán)境要求
2.1.1 本文檔所述實例基于以下硬件環(huán)境：
• PS307 5A 6ES7307-1EA00-0AA0
• CPU 317TF-2DP 6ES7317-6TF14-0AB0
• SIMATIC MMC 8M 6ES7953-8LP11-0AA0
• SIMATIC Field PG M3 6ES7715-1BB23-0AA1
• PROFIBUS電纜
• 其他S7 300模塊（如果有，如DI、DO等）
• S120 Training Case 6ZB2480-0BA0，
圖2 S120 Training Case
包括：
（1）CU320 6SL3040-0MA00-0AA1
（2）非調(diào)節(jié)型電源模塊5kW 6SL3130-6AE15-0AA0
（3）雙電機模塊3A 6SL3120-2TE13-0AA0
（4）同步電機（1FK7022-5AK71-1AG3），通過SMC20（6SL3055-0AA00-5BA1）接增量型編碼器（2048,Sin/Cos，1Vpp）
（5）同步電機（1FK7022-5AK71-1LG3），通過DRIVE-CLIQ接值編碼器（512 ppr，EnDat）
（6）CompactFlash Card 6SL3054-0CG01-1AA0
2.1.2 本文檔所述實例基于以下軟件環(huán)境：
• bbbbbb XP SP3
• STEP 7 V5.5 SP2
• S7 Technology V4.2 SP1
• S7 Distributed Safety V5.4 SP52)
2）如需使用故障安全功能，則需要此軟件。
2.2 任務(wù)
2.2.1 組態(tài)實例
圖3 系統(tǒng)連接圖
1.熱電偶的概述
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(gòu)成一個閉合回路，利用溫差電勢原理來測量溫度的，當(dāng)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(jié)構(gòu)示意圖如下：
圖1 熱電偶測量結(jié)構(gòu)示意圖
注意：如上圖所示，熱電偶是有正負(fù)極性的，所以需要確保這些導(dǎo)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(yīng)很好地絕緣，以防短路；
③ 補償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠；
④ 保護套管應(yīng)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
| 屬性 | 熱電阻 | 熱電偶 |
| 信號的性質(zhì) | 電阻信號 | 電壓信號 |
| 測量范圍 | 低溫檢測 | 高溫檢測 |
| 材料 | 一種金屬材料（溫度敏感變化的金屬材料） | 雙金屬材料在（兩種不同的金屬，由于溫度的變化，在兩個不同金屬的兩端產(chǎn)生電動勢差） |
| 測量原理 | 電阻隨溫度變化的性質(zhì)來測量 | 基于熱電效應(yīng)來測量溫度 |
| 補償方式 | 3線制和4線制接線 | 內(nèi)部補償和外部補償 |
| 電纜接點要求 | 電阻直接接入可以更精確的避免線路的的損耗 | 要通過補償導(dǎo)線直接接入到模板；或補償導(dǎo)線接到參比接點，然后用銅制導(dǎo)線接到模板 |
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。
| 分度號 | 溫度范圍(℃) | 兩種金屬材料 |
| B型 | 0~1820 | 鉑銠—鉑銠 |
| C型 | 0~2315 | 鎢3稀土—鎢26 稀土 |
| E型 | -270~1000 | 鎳鉻—銅鎳 |
| J型 | -210~1200 | 鐵—銅鎳 |
| K型 | -270~1372 | 鎳鉻—鎳硅 |
| L型 | -200~900 | 鐵—銅鎳 |
| N型 | -270~1300 | 鎳鉻硅—鎳硅 |
| R型 | -50~1769 | 鉑銠—鉑 |
| S型 | -50~1769 | 鉑銠—鉑 |
| T型 | -270~400 | 銅—銅鎳 |
| U型 | -270~600 | 銅—銅鎳 |
表2 分度號對照表
2.2可用的模板
| CPU類型 | 模板類型 | 支持熱電偶類型 |
| S7-300 | 6ES7 331-7KF02-0AB0（8點） | E,J,K,L,N |
| 6ES7 331-7KB02-0AB0（2點） | E,J,K,L,N | |
| 6ES7 331-7PF11-0AB0（8點） | B,C,E,J,K,L,N,R,S,T,U | |
| S7-400 | 6ES7 431-1KF10-0AB0（8點） | B,E,J,K,L,N,R,S,T,U |
| 6ES7 431-7QH00-0AB0（16點） | B,E,J,K,L,N,R,S,T,U | |
| 6ES7 431-7KF00-0AB0（8點） | B,E,J,K,L,N,R,S,T,U |
表3 S7 300/400 支持熱電偶的模板及對應(yīng)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(guān)系。若測量時冷端的環(huán)境溫度變化，將嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)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(yuǎn)，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本可以用補償導(dǎo)線延伸冷端到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，但補償導(dǎo)線的材質(zhì)要和熱電偶的導(dǎo)線材質(zhì)相同。熱電偶補償導(dǎo)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。
| 溫度補償方式 | 說 明 | 接 線 | |
| 內(nèi)部補償 | 使用模板的內(nèi)部溫度為參比接點進行補償，再由模板進行處理。 | 直接用補償導(dǎo)線連接熱電偶到模擬量模板輸入端。 | |
| 外部補償 | 補償盒 | 使用補償盒采集并補償參比接點溫度，不需要模板進行處理。 | 可以使用銅質(zhì)導(dǎo)線連接參比接點和模擬量西門子CP5711網(wǎng)卡模板輸入端。 |
| 熱電阻 | 使用熱電阻采集參比接點溫度，再由模板進行處理。 | ||
| 如果參比接點溫度恒定可以不要熱電阻參考 | |||
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(dǎo)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。
| CPU類型 | 支持內(nèi)部補償模板類型 | 可連接熱電偶個數(shù) |
| S7-300 | 6ES7 331-7KF02-0AB0 | 多8個（4種類型，同通道組必須相同） |
| 6ES7 331-7KB02-0AB0 | 多2個（1種類型，同通道組必須相同） | |
| 6ES7 331-7PF11-0AB0 | 多8個（8種類型） | |
| S7-400 | 6ES7 431-7KF00-0AB0 | 多8個（8種類型） |
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(biāo)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(fù)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(dǎo)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)
西門子6FC5370-3AM20-0AA0
1、控制單元：
CU320（6SL3040-0MA00-0AA0，6SL3040-0MA00-0AA1），CU320-2 DP（6SL3040-1MA00-0AA0），它是驅(qū)動系統(tǒng)的大腦，負(fù)責(zé)控制和協(xié)調(diào)整個驅(qū)動系統(tǒng)中的所有模塊，完成各軸的電流環(huán)、速度環(huán)甚至位置環(huán)的控制，并且同一塊CU320 控制的各軸之間能相互交換數(shù)據(jù)，即任意一根軸能夠讀取控制單元上其它軸的數(shù)據(jù)，這一特征廣泛被用作多軸之間的簡單的速度同步。
2、電源模塊
電源模塊就是我們常說的整流或整流/回饋單元，它是將三相交流電整流成直流電，供給各電機模塊（又常稱逆變器），有回饋功能的模塊還能夠?qū)⒅绷麟娀仞伣o電網(wǎng)。根據(jù)是否有回饋功能及回饋的方式，將電源模塊分成下列三種：
基本型電源模塊
基本型電源模塊（BLM: Basic Line Modules）：整流單元，但無回饋功能?？拷又苿訂卧椭苿与娮璨拍軐崿F(xiàn)快速制動。型號有：6SL3330-1TE34-2AA0，6SL3330-1TE35-3AA0，6SL3330-1TH33-0AA0，6SL3130-1TE22-0AA0，6SL3136-1TE22-0AA0，6SL3130-1TE24-0AA0，6SL3136-1TE24-0AA0，6SL3130-1TE31-0AA0，6SL3136-1TE31-0AA0。
智能型電源模塊
智能型電源模塊（SLM:Smart Line Modules，又稱非調(diào)節(jié)型電源模塊）：整流/回饋單元，但直流母線電壓不可調(diào)。SLM 的供電電壓為380－480V，功率范圍為5-36Kw。在實際應(yīng)用中，在電網(wǎng)和BLM之間必須安裝與其功率相對應(yīng)的電抗器。
型號有：6SL3130-6AE15-0AB0，6SL3131-6AE15-0AA0，6SL3130-6AE21-0AB0，6SL3131-6AE21-0AA0，6SL3130-6TE21-6AA3，6SL3130-6TE23-6AA3。
主動型電源模塊
主動型電源模塊（ALM: Active Line Modules，又稱調(diào)節(jié)型電源模塊）：整流/回饋單元，且直流母線電壓可調(diào)。主動接口模塊AIM（Active Interface Modules），AIM 安裝在電網(wǎng)和ALM 之間，它集成了濾波器、預(yù)充電回路及電源電壓監(jiān)控電路。型號有：6SL3130-7TE21-6AA3，6SL3131-7TE21-6AA3，6SL3130-7TE23-6AA3，6SL3131-7TE23-6AA3，6SL3130-7TE25-5AA3，6SL3131-7TE25-5AA3，6SL3130-7TE28-0AA3，6SL3131-7TE28-0AA3，6SL3130-7TE31-2AA3，6SL3131-7TE31-2AA3，6SL3100-0BE25-5AB0，6SL3100-0BE28-0AB0，6SL3100-0BE31-2AB0，6SL3330-7TE32-1AA0，6SL3330-7TE32-6AA0，6SL3330-7TE33-8AA0，6SL3330-7TE35-0AA0，6SL3300-7TE32-6AA0，6SL3300-7TE33-8AA0，6SL3300-7TE35-0AA0
3、電機模塊
電機模塊就是我們常說的逆變單元，它是將540V 或600V 的直流電逆變成三相交流電。目前的電機模塊有兩種類型：書本型和裝機裝柜型。書本型又分為單軸電機模塊和雙軸電機模塊，單軸為3-200A；雙軸為3-18A。裝機裝柜型為210-1405A（380-480V 電網(wǎng)）；85-1270A（500-690V電網(wǎng)）。電機模塊和主控單元之間通過DRIVE-CLIQ 接口，進行快速數(shù)據(jù)交換。
6SL3040-1MA01-0AA0對模塊進行了精細(xì)的設(shè)計，因而能夠快速和最佳地滿足系統(tǒng)的要求： 不需保留備件 沒有不必要的和多余的通道 即使在應(yīng)用對象的要求是形形色色的情況下，利用更換或組合各種各樣 I/O 模塊的方法，可明顯縮短設(shè)備的調(diào)整時間。 以 PROFIBUS DP總線上高達 12 MB/s 的數(shù)據(jù)信號傳輸速率和極其強大的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送能力，ET 200S分布式系統(tǒng)也非常適合應(yīng)用于時間極其關(guān)鍵的場合。
6SL3040-1MA01-0AA0 通信 中央控制器與故障安全 ET 200 模塊之間的安全通信和標(biāo)準(zhǔn)通信是通過 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 完成的。 專門開發(fā)的 PROFIBUS 行規(guī) PROFIsafe 支持在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報文幀中傳送安全功能的用戶數(shù)據(jù)。無需其它硬件組件，例如特殊安全總線。所需的軟件既可以作為一個操作系統(tǒng)的擴展功能集成在硬件組件中，也可以作為一個軟件塊裝載到 CPU 中。 操作模式 F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信號模塊中。 信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術(shù)來監(jiān)視輸入和輸出信號。 CPU通過周期性自檢、命令測試以及基于邏輯和時間的程序執(zhí)行檢測，檢查控制器運行的正確性。此外，通過“活躍標(biāo)志（sign-of-life）"請求，還可以對 I/O 進行檢測。 當(dāng)系統(tǒng)診斷出一個故障時，系統(tǒng)將進入安全狀態(tài)。 CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 的運行無需使用一份 F 運行版授權(quán)。
6SL3040-1MA01-0AA0 LOGO! 模塊化擴展模塊 用于連接 LOGO! 的擴展模塊模塊化 帶數(shù)字量輸入和輸出、模擬量輸入或模擬量輸出 注意： SIPLUS extreme 產(chǎn)品是基于西門子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的。此處列出的內(nèi)容來自相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。添加了 SIPLUS extreme 設(shè)備信息。 繼電器輸出，輸出電流最大為 5A。 不同的模塊： 4 點數(shù)字量輸入，4 點數(shù)字量輸出；或 4 點數(shù)字量輸入，4 點繼電器輸出；或 2 點模擬量輸入；或 2 模擬量輸出。 用于連接到 LOGO! 模塊化邏輯模塊的接口。 關(guān)于兼容性的說明： LOGO! 的擴展模塊8 只能在 LOGO! 上使用8 個基本設(shè)備! LOGO! 的擴展模塊6 和 7 不能與 LOGO! 結(jié)合使用8 個基本設(shè)備