西門子PLC模塊6ES7513-1FL02-0AB0

　S7-1500 自動(dòng)化系統(tǒng)具有模塊化的結(jié)構(gòu)，可包含最多 32 個(gè)模塊。它擁有豐富的模塊，這些模塊可進(jìn)行各種組合。S7-1500 自動(dòng)化系統(tǒng)支持單層配置，其中的所有模塊均安裝在一個(gè) DIN 導(dǎo)軌上（請(qǐng)參見手冊(cè)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(jí)，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(hào)的 CPU：標(biāo)準(zhǔn) 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(jì)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(tái)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)程序和安全相關(guān)的程序。具有擴(kuò)展運(yùn)動(dòng)控制功能的 T-CPU，如同步運(yùn)行（通過同步位置進(jìn)行同步）、能以及運(yùn)動(dòng)控制功能。用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號(hào)模塊。工藝模塊用于高速計(jì)數(shù)、位置檢測(cè)或測(cè)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(jìn)行擴(kuò)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(duì)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(chǔ)整個(gè)工作存儲(chǔ)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(fù)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(jī)），集成在 CPU 中（PROFINET RT于 S7-1500R/H）；

　　用于獲得確定的響應(yīng)時(shí)間和高精度設(shè)備特性。

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

　　用于點(diǎn)到點(diǎn)連接的通訊模塊。

　　CPU 1515 PN 具有一個(gè)附加的集成 PROFINET 接口，其具有單獨(dú)的 IP 地址，例如，用于網(wǎng)絡(luò)分離或連接其他 PROFINET IO 設(shè)備。對(duì)于 CPU 1516-3 PN/DP，可通過該集成 PROFIBUS 接口來連接 PROFIBUS 節(jié)點(diǎn)。通過一個(gè) PROFIBUS CM，可方便地對(duì)不帶集成 PROFIBUS 接口的 CPU 進(jìn)行擴(kuò)展。

　　通過 PROFINET IO 進(jìn)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(shí)現(xiàn)具有確定響應(yīng)時(shí)間和高精度設(shè)備性能的分布式自動(dòng)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(jìn)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(yùn)行的人機(jī)界面設(shè)備

　　現(xiàn)場(chǎng)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(dāng)西門子PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)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(yīng)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(gè)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(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
　　（二）用戶程序執(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(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)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(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)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(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)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(huì)對(duì)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(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。
　?。ㄈ┹敵鏊⑿码A段
　　當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束，西門子PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O影響區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)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(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，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(gè)輸入或輸出比強(qiáng)制；RUN=當(dāng)CPU啟動(dòng)時(shí)閃爍，在運(yùn)行模式下常亮；STOP=在停止模式下常亮，有存儲(chǔ)器復(fù)位請(qǐng)求時(shí)慢速閃爍，正在執(zhí)行復(fù)位時(shí)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(qiáng)大，啟動(dòng)類型有冷啟動(dòng)（CRST）和熱啟動(dòng)（WRST）之分，其他基本一樣。他還有一個(gè)外部的電池電源接口，當(dāng)在線更換電池是可以向RAM提供后備電源

　　網(wǎng)絡(luò)連接器
　　網(wǎng)絡(luò)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(shí)仍然提供一個(gè)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(luò)連接器（訂貨號(hào)：6ES7 972-0BA52-0XA0）
　　右側(cè)的是帶編程口的網(wǎng)絡(luò)連接器（訂貨號(hào)：6ES7 972-0BB52-0XA0）
　　線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　　接地的目的通常有兩個(gè)，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(duì)PLC控制系統(tǒng)而言，它屬于高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。由于信號(hào)電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號(hào)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(diǎn)接地和串聯(lián)一點(diǎn)接地方式。
　　集中布置的PLC系統(tǒng)適合并聯(lián)一點(diǎn)接地方式，各裝置的柜體中心接地點(diǎn)以單獨(dú)的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應(yīng)采用串聯(lián)一點(diǎn)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(diǎn)，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(dǎo)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(yuǎn)處，而且PLC系統(tǒng)接地點(diǎn)必須與強(qiáng)電設(shè)備接地點(diǎn)相距10m以上。
　　信號(hào)源接地時(shí)，屏蔽層應(yīng)在信號(hào)側(cè)接地；不接地時(shí)，應(yīng)在PLC側(cè)接地；信號(hào)線中間有接頭時(shí)，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理，一定要避免多點(diǎn)接地；多個(gè)測(cè)點(diǎn)信號(hào)的屏蔽雙絞線與多芯對(duì)絞總屏電纜連接時(shí)，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理。選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接點(diǎn)。 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(jì)階段開始便采取三個(gè)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(diǎn)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(gè)系統(tǒng)工程，要求制造單位設(shè)計(jì)生產(chǎn)出具有較強(qiáng)抗干擾力的產(chǎn)品，且有賴于使用部門在工程設(shè)計(jì)、安裝施工和運(yùn)行維護(hù)中予以全面考慮，并結(jié)合具體情況進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，才能保證系統(tǒng)的電磁兼容性和運(yùn)行可靠性。進(jìn)行具體工程的抗干擾設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下兩個(gè)方面

西門子PLC模塊6ES7511-1CK01-0AB0參數(shù)詳細(xì)

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(jī)的閉環(huán)控制。由于驗(yàn)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(jìn)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(gè) PROFINET 接口用于接入更高等級(jí)的控制

對(duì)于此應(yīng)用應(yīng)該選擇 2000A、400V AC 的四象限變頻器。用于感測(cè)速度的增量編碼器（安裝在電機(jī)上）直接在SINAMICS DC MASTER 的 CUD 中進(jìn)行評(píng)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(jī)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(dòng)單相電機(jī)嗎？可以使用單相電源嗎？

基本上不能用。對(duì)于調(diào)速器開關(guān)起動(dòng)式的單相電機(jī)，在工作點(diǎn)以下的調(diào)速范圍時(shí)將燒毀輔助繞組；對(duì)于電容起動(dòng)或電容運(yùn)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(duì)于小容量的，也有用單相電源運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)種。

27、變頻器本身消耗的功率有多少？

它與變頻器的機(jī)種、運(yùn)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(dòng)式（FR-K）變頻器，如果把制動(dòng)時(shí)的損耗也考慮進(jìn)去，功率消耗將變大，對(duì)于操作盤設(shè)計(jì)等必須注意。

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

一般電機(jī)利用裝在軸上的外扇或轉(zhuǎn)子端環(huán)上的葉片進(jìn)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(yùn)轉(zhuǎn)相同的發(fā)熱，必須降低在低速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，或采用容量大的變頻器與電機(jī)組合，或采用電機(jī)。 　 29、使用帶制動(dòng)器的電機(jī)時(shí)應(yīng)注意什么？

制動(dòng)器勵(lì)磁回路電源應(yīng)取自變頻器的輸入側(cè)。如果變頻器正在輸出功率時(shí)制動(dòng)器動(dòng)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(dòng)器動(dòng)作。

30、想用變頻器傳動(dòng)帶有改善功率因數(shù)用電容器的電機(jī)，電機(jī)卻不動(dòng)，請(qǐng)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(dòng)，作為對(duì)策，請(qǐng)將電容器拆除后運(yùn)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(fēng)扇那樣的消耗器件，如果對(duì)它們進(jìn)行定期的維護(hù)，可望有10年以上的壽命。

32、變頻器內(nèi)藏有冷卻風(fēng)扇，風(fēng)的方向如何？風(fēng)扇若是壞了會(huì)怎樣？

對(duì)于小容量也有無冷卻風(fēng)扇的機(jī)種。有風(fēng)扇的機(jī)種，風(fēng)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(jī)械器材。還有，變頻器上方不要放置怕熱的零件等。風(fēng)扇發(fā)生故障時(shí)，由電扇停止檢測(cè)或冷卻風(fēng)扇上的過熱檢測(cè)進(jìn)行保護(hù)

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(shí)間的推移而緩緩減少，定期地測(cè)量靜電容量，以達(dá)到產(chǎn)品額定容量的85%時(shí)為基準(zhǔn)來判斷壽命。

34、裝設(shè)變頻器時(shí)安裝方向是否有限制。

應(yīng)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(jì)要針對(duì)實(shí)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)