西门子变频器6SL3121-2TE21-8AA3

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表面声波式触摸屏的结构与工作原理如图1-26所示。

  (1)表面声波

  表面声波是超声波的一种，是在介质(例如玻璃或金属等刚性材料)表面浅层传播的机械能量波。通过楔形三角基座(根据表面波的波长严格设计)，可以做到定向、小角度的表面声波能量发射。表面声波性能稳定、易于分析，并且在横波传递过程中具有非常尖锐的频率特征。近年来在无损探伤、造影和探波器方面应用发展很快，表面声波相关的理论研究、半导体材料、声导材料、检测等技术都已经相当成熟。表面声波式触摸屏的屏幕部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板，安装在CRT、LED、LCD或是等离子体显示器屏幕的前面。玻璃屏在左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的4个周边则有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。

  (2)表面声波式触摸屏的工作原理

  以右下角X轴发射换能器为例，发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递，然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量向上面均匀传递，声波能量经过屏体表面，再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给X轴的接收换能器，接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。当发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历经不同途径到达接收换能器，走Zui右边的Zui早到达，走Zui左边的Zui晚到达，早到达的和晚到达的声波能量叠加成一个较宽的波形信号，不难看出，接收信号集合了所有在X 轴方向历经长短不同的路径回归的声波能量，它们在Y轴走过的路程是相同的，但在X轴上，Zui远的比Zui近的多走了2倍X轴的Zui大距离。因此这个波形信号的时间轴反映各原始叠加前的位置，也就是X轴坐标。发射信号与接收信号波形在没有触摸时，接收信号的波形与参照波形完全一样。当手指或其他能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时，X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收，反映在接收波形上(即某一时刻位置上)为波形有一个衰减缺口。接收波形对于手指挡住部分的信号衰减了一个缺口，计算缺口位置即得触摸坐标，控制器分析到接收信号的衰减，并由缺口的位置判定X坐标。之后Y轴以同样的过程判定出触摸点的Y坐标。除一般触摸屏都能响应的X、Y坐标外，表面声波式触摸屏还响应第三轴(Z轴)坐标，也就是能感知用户触摸压力的大小值。三轴一旦确定，控制器就把它们传给主机。

  (3)表面声波式触摸屏的特点

  ①优点。防爆，在公共场所使用较多；反应快，是所有触摸屏中速度Zui快的，感觉比较顺畅；清晰度较高、透光率好、高度耐久、抗刮伤性良好(相对于电阻式、电容式触摸屏等有表面镀膜)、反应灵敏、分辨率高、寿命长(维护良好情况下5000万次)、透光率高(92%)，不受温度和湿度等环境因素影响，能保持清晰透亮的图像质量，没有漂移，只需安装时一次校正；具有第三轴，即有压力轴效应，这是因为用户触摸屏的力量越大，接收信号波形上的衰减缺口也就越宽、越深。

  ②缺点。当灰尘、油污甚至饮料的液体粘在屏的表面时，都会阻塞触摸屏表面的导波槽，使波不能正常发射，或使波形改变，导致控制器无法正常识别，从而影响触摸屏的正常使用，由此，表面声波式触摸屏需要经常维护，用户需严格注意卫生。必须经常擦抹屏的表面，以保持屏面的光洁，并定期做一次全面彻底的擦除。

西门子S7-200产品信息

本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。可连接2个扩展模块。6K字节程序和数据存储空间。4个立的30kHz高速计数器，2路立的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。

本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个立的30kHz高速计数器，2路立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。

本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，大扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节程序和数据存储空间，6个立的高速计数器（100KHz），2个100KHz的高速脉冲输出，2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。本机还新增多种功能，如内置模拟量I/O,位控特性，自整定PID功能，线性斜坡脉冲指令，诊断LED，数据记录及配方功能等。是具有模拟量I/O和强大控制能力的新型CPU。

本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个立的30kHz高速计数器，2路立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可*适应于一些复杂的中小型控制系统。

西门子S7-300产品说明

S7-300 CPU 的六个性能等级

现有性能范围极宽的分级 CPU 系列，可用于组态控制器。
产品范围包括 7 种标准的 CPU、
7 种紧凑式 CPU、5 种故障防护型 CPU 以及 3 种工艺 CPU。
现有 CPU 的宽度仅 40mm
SIMATICS7-300 是我们全集成自动化设计的一部分，是大的控制器。

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应用范围

特别是在后期加工工艺上，S7-300 可以用于以下行业：

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优点

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设计和功能

桌面 CPU 创新

设计

S7-300 可以实现空间节省和模块式组态。除了模块，只需要一条 DIN 安装轨用于固定模块并把它们旋转到位。
这样就实现了坚固而且具有 EMC 兼容性的设计。
随用随建式的背板总线可以通过简单的插入附加的模块和总线连接器进行扩展。S7-300 系列丰富的产品既可以用于集中扩展，也可用于构建带有 ET 200M 的分布式结构；因此实现了经济的备件控制。

扩展选件

如果自动化任务需要超过 8 个模块，S7-300 的*控制器 (CC) 可以使用扩展装置 (EU) 扩展。中心架上多可以有 32 个模块，每个扩展装置上多 8 个。接口模块 (IM) 可以同时处理各个机架之间的通讯。如果工厂覆盖范围很宽，CC/EU 还可以相互间隔较长距离安装（长 10m）。

在单层结构中，这可以实现 256 个 I/O 的大组态，在多层结构中多可以达到 1024 个 I/O。在带有 PROFIBUS DP 的分布式组态中，可以有 65536 个 I/O 连接（多 125 个站点，如通过 IM153 连接的 ET200M）。插槽可自由编址，因此无需插槽规则。

S7-300 模块种类丰富，还可以用在分布式自动化解决方案中。
与 S7-300 具有相同结构的 ET 200M I/O 系统通过接口模块不仅可以连接到 PROFIBUS 上还可以连接到 PROFINET 上。

西门子S7-400产品说明

有一系列从入门级CPU直到CPU，用于配置控制器。所有CPU控制大量结构;多个CPU可以在一个多值计算配置中一起工作以提。由于CPU的高处理速度和确定性的响应时间，可缩短机器的循环周期。

不同的CPU具有不同性能，例如，工作存储器，地址范围，连接数量和执行时间。十款款标准的CPU，集成PROFIBUS、PROFINET 总线接口。

应用

S7-400 的成功应用如下：

效益

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设计和功能

模块化

S7 - 400的一个重要特点是它的模块化。S7- 400的高速通讯背板总线和允许直接插入CPU集成的DP接口，允许多条通讯线路的运行。例如，把一根总线用于HMI通讯和编程任务，一根总线用于运动控制，一根总线用于普通I / O现场总线通讯。
此外，也可以实现另外连接到MES-/ERP系统或通过SIMATIC IT连接到互联网的需要。根据任务情况，可对S7 – 400进行集中扩展或分布式配置。附加设备和接口模块也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可实现分布式扩展。如果需要，也可以使用通讯处理器（CP）。

设计

设计一个S7 - 400系统基本上包括机架，电源，和*处理单元。它可以以一个模块化的方式安装和扩展。所有的模块都可以自由地放置在左侧插入的电源旁边。S7- 400具有无风扇的坚固设计。信号模块可以热插拔。一个多层面的模块范围可用于*扩展以及具有ET200的分布式拓扑结构的简单配置。
在集中式扩展中，额外安装机架直接连接到*控制器。

除了标准的安装机架，也提供9槽和18槽铝合金安装机架。这些铝机架可以很高地耐受不利环境条件，紧固，重量轻25％左右。

多值计算

多值计算，也就是在一个S7- 400*控制器中的几个CPU的同时操作，为用户提供不同的益处：

在多值计算操作中，所有的CPU的运行行为像一个CPU，也就是说，当一个CPU进入STOP状态，其他的也停止。几个CPU的动作可以通过同步指令选择性地协调调用。此外，CPU之间的数据交换通过高速的全局数据通讯机制。

数据/程序存储器

从精细分级的各种CPU中选择合适的CPU取决于集成工作存储区的大小。集成装载存储器（RAM）足以满足中小型企业方案。对于大型程序，通过插入RAM或FEPROM存储卡增大装载内存（64 KB到64 MB）。

特殊功能

S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能：