西门子变频器6SL3210-5FE10-4UA0

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由于PLC从结构上分为整体式和模块式，下面分别介绍中型机中典型代表整体式P型机和模块式C200H型机的系统组成。

  (1)中型机中C系列P型机组成

  C系列P型机采用整体结构，内部组成一个计算机系统，包括电源、微处理器、系统存储器、控制逻辑、接口电路、I/O单元等，其组成槟图如图2-12所示。

  另外，还提供编程器接口和I/O总线接口排槽，用于安装用户程序存储器。面板上设有电源指示，系统运行指示，报警及错误指示。系统上电后，绿色POWEE指示灯亮，系流正常运行时绿色RUN指示灯亮，系统运行过程中出现不停机做障时红色ERROR指示灯亮。交流供电的PLC还提供直流24V输出，可用于输入回路。

  (2)中型机中C200HPLC组成

  C200HPLC系统为模块式结构，其结构框图如图2-13所示，CPU单元为系统核心，包括电源、微处理器、系统存储器、控制逻辑和接口电路等；基本I/O单元和特殊I/O单元提供现场输入设备和输出设备与CPU的接口电路，它们都通过统一的标准总线SYSBUS与CPU单元连接，I/O的个数可根据用户的需要配置；CPU单元上还提供了用户存储器、录音机及编程器接口。

  C200HPLC的基本组成为：一个母板(安装机架)提供系统总线和模块插槽，一个CPU单元，一个存储器单元，一个编程器及若干个基本I/O单元，基本I/O单元的个数视系统I/O点数及母板上的槽数而定。因为CPU单元内装电源，所以系统不需要再配电源单元，此外，CPU单元内系统存储器中国化了系统管理程序。

  C200HPLC系统有两种扩展方式可供用户选择。一种是在CPU单元所在的母板上用电缆连接I/O扩展母板，Zui多可连两个扩展母板，且为串联方式，两母板间Zui大距离为10m，但CPU与两扩展母板的距离总和不超过12m，扩展母板可根据需要配置I/O单元，不需要再配置CPU单元，但要配置扩展电源单元，另一种扩展方式是建立远程I/O系统，即在CPU母板或扩展母板上配置远程I/O主单元，而在另外的扩展母板上配置远程I/O从单元。用双绞线或其他通信电缆将远程I/O主单元和远程I/O从单元连接起来，构成远程I/O主从系统，既可扩展系统的I/O点数，又可控制远离CPU的I/O点。每个C200HPLC的CPU单元Zui多可配置2个远程I/O主单元、系统中Zui多可配置5个远程I/O从单元。两种扩展方式混合应用的系统配置如图2-14所示。

  (3)中型机C系列的系统特点

  ①C系列P型机系统特点C系列P型机采用整体式结构，体积小，大幅度节省了安装空间。采用了比较先进的微处理器，可用于一般的控制系统。系统特点如下。

  a.处理速度，基本指令执行时间为4～17.5μs/条，平均指令执行时间为10μs/条。b.编程容量：1194字(步)。

  c.指令系统。除12条基本指令外，有25条特殊功能指令，可实现诸如算术运算、数值比较、码制变换、微分等功能。

  d.编程方式。使用简易编程器时只能使用助记符命令语句表编程，使用图形编程或智能编程器时可用梯形图及gaoji语言编程。

  e.I/O点数：Zui小点数为20点，Zui大点数为148点，一个CPU单元可扩展一个或两个I/O扩展单元和一个I/O链接单元或模拟定时器单元。

  f.定时器和计数器：系统内部提供48个定时器和计数器。g，输入类型：开关量、模拟量、脉冲。

  h.输出类型：继电器、品闸管、品体管、模拟量。

  i.抗干扰能力：PLC内装信号调节和滤波电路，具有良好的抗电子噪声干扰能力，不需配备隔离变压器，在CPU与I/O之间装有光电隔离电路，可抗峰值为1000V的隔声干扰。

  j.联网能力：既可与C系列其他PLC组成通信网络，也可通过主机链接单元与上位机通信。

  k.特殊功能I/O单元：除基本I/O单元之外，C系列P型机还配有高速计数功能，Zui多可接收2kHz的脉冲信导。并配有模/数转换单元和数/模转换单元，可实现模拟量输入和输出。

  ②C200HPLC特性 C200HPLC具有功能强、体积小、结构灵活、应用范围广等特性，具体如下。

  a.处理违度：基本指令执行时间为0.75μx/条，高性能指令执行时间一般为2.25μs/条。

  b. 编程容量：Zui大8K字(步)。

PLC程序

 在S7系列PLC中，用户程序是由块组成的。构成用户程序的块包括：

  (a)组织块OB(Organization Block);(b)功能块FB(FunctionBlock);(c)功能FC(Function);

  a.组织块OB。组织块OB是操作系统和用户程序之间的界面。操作系统只调用组织块，其他的程序块需要通过用户程序中的指令训用，操作系统才会加以处理(扫描)。其中主要的组织块是OB1，这是操作系统自动地做循环扫描的的一个块。其他的组织块包括启动组织块和各种中断组织块，均由操作系统在特定条件下调用，用户不可以用简单的指令调用组织块。

  b.功能FC和功能块FB。功能FC和功能块FB是用户程序中的主要逻辑操作块。主要的控制、运算、操作等均由PC和FB来完成。组织块(主要是OB1)负责安排FC和FB的调用条件和调用顺序。在前期的实验中，把程序写在FC中，在OB1中安排调用。

  c.系统功能块SFB和系统功能SFC，系统功能块SFB和系统功能SFC本质上就是FB和FC，只是它们属于西门子公司。SFB和SFC通常用于完成一些通用的功能，如读写实时时钟、设置参数、数据通信等。在S7-300/400CPU中通常会固化有一部分SFB和SFC，用户在编程时可以调用。

  d.数据块DB。数据块DB用于记录数据。在数据块中只有数据没有程序，但数据块占用程序容量。按使用方法，数据块可分为全局(共享)数据块和背景(伴随)数据块两种。

集中布置的PLC控制器适于并联一点接地方式，各装置的柜体中心接地点以单的接地线引向接地极。分散布置的PLC控制器，应采用串联一点接地方式。接地极的接地电阻小于2Ω，接地好埋在距建筑物10～15m远处，而且PLC控制器接地点与强电设备接地点相距10m以上。如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。

信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；信号源不接地时，应在PLC控制器侧接地。信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，各屏蔽层应相互连接好。选择适当的接地处单点接地，要避免多点接地。

3、采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰。
对于PLC控制器供电的电源，应采用非动力线路供电，直接从低压配电室的主母线上采用线供电。选用隔离变压器，且变压器容量应比实际需要大1.2～1.5倍左右，还可在隔离变压器前加入滤波器。对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、采用多次隔离和屏蔽及漏感技术的配电器

控制器和I/O系统分别由各自的隔离变压器供电，并与主电路电源分开。PLC控制器的24V直流电源尽量不要给外围的各类传感器供电,以减少外围传感器内部或供电线路短路故障对PLC控制器的干扰。
此外，为电网馈电不中断，可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电，UPS具备过压、欠压保护功能、软件、与电网隔离等功能，可提高供电的安全可靠性。对于一些重要的设备，交流供电电路可采用双路供电系统。

4、正确选择电缆的和实施敷设，消除可编程控制器、人机界面的空间辐射干扰。
不同类型的信号分别由不同电缆传输，采用远离技术，信号电缆按传输信号种类分层敷设，相同类型的信号线采用双绞方式。严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号，避免信号线与动力电缆靠行敷设，增大电缆之间的夹角，以减少电磁干扰。
为了减少动力电缆尤其是变频装置馈电电缆的辐射电磁干扰，从干扰途径上阻隔干扰的侵入，要采用屏蔽电力电缆。

5、PLC控制器输入输出通道的抗干扰措施
输入模块的滤波可以降低输入信号的线间的差模干扰。为了降低输入信号与大地间的共模干扰，PLC控制器要良好接地。输入端有感性负载时，对于交流输入信号，可在负载两端并接电容和电阻，对于直流输入信号可并接续流二极管。为了抑制输入信号线间的寄生电容、与其他线间的寄生电容或耦合所产生的感应电动势，可采用RC浪涌吸收器

西门子PLC S7-1500系列工艺模块特点

西门子PLC S7-1500系列的工艺模块，分为位置工艺模块和计数工艺模块两种，下面来分别进行说明：

1. 位置工艺模块

西门子PLC S7-1500系列的位置工艺模块：

供电电压24VDC，可连接编码器的种类是：带和不带信号 N 的 RS422/TTL增量编码器，具有方向信号的RS422/TTL脉冲编码器，不具有方向信号的 RS422/TTL脉冲编码器，用于向上和向下计数脉冲的RS422/TTL脉冲编码器。大计数频率1MHz，功能有：2个计数器；大计数频率4MHz（4倍脉冲评估），比较器，频率，周期，速度测量功能，位置和相对位置检测功能。4个数字量输入，每个计数通道2个，具有门控制，同步，捕捉，自由设定功能；数字量输出4个，每个通道2个，比较值转换和自由设定功能。具有等时模式，具有硬件中断，诊断中断，诊断功能等。
2. 计数工艺模块

西门子PLC S7-1500系列的计数工艺模块数据：

供电电压24VDC，可连接编码器的数量为2，可连接编码器的种类是：带和不带信号 N 的 24 V 增量编码器，具有方向信号的24V脉冲编码器，不具有方向信号的 24 V 脉冲编码器，用于向上和向下计数脉冲的 24V脉冲编码器。大计数频率200KHz，功能有：2个计数器；大计数频率800KHz（4倍脉冲评估），比较器，频率，周期，速度测量功能，位置和相对位置检测功能。6个数字量输入，每个计数通道3个，具有门控制，同步，捕捉，自由设定功能；数字量输出4个，每个计数通道2个，比较值转换和自由设定功能。具有等时模式，具有硬件中断，诊断中断，诊断功能等。

1．*处理单元（CPU）

同一般的微机一样，CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU随机型不同而不同，常用有三类：通用微处理器（如Z80、8086、80286等）、单片微处理器（如8031、8096等）和位片式微处理器(如AMD29W等)。小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器；中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器；大型PLC大多采用高速位片式微处理器。

目前，小型PLC为单CPU系统，而中、大型PLC则大多为双CPU系统，甚至有些PLC中多达8个CPU。对于双CPU系统，一般一个为字处理器，一般采用8位或16位处理器；另一个为位处理器，采用由各厂家设计制造的芯片。字处理器为主处理器，用于执行编程器接口功能，监视内部定时器，监视扫描时间，处理字节指令以及对系统总线和位处理器进行控制等。位处理器为从处理器，主要用于处理位操作指令和实现PLC编程语言向机器语言的转换。位处理器的采用,提高了PLC的速度，使PLC更好地满足实时控制要求。

安装方便

FastConnect 插头采用绝缘刺破连接技术，可确保极短的组装时间

集成端接电阻 (6ES7 972-0BA30-0XA0 中不具有)

通过带 Sub-D 接口的连接器可以连接编程器，无需额外安装网络节点

西门子DP连接器 设计

提供有各种类型的总线连接器，可优化用于连接的设备：

总线连接器具有轴向电缆引出线（180°），可用于如 PC 和 SIMATIC HMIOP，传输速率高达12Mbit/s，带集成的总线端接电阻

带垂直电缆引出线的总线连接器（90°）；

这种接头采用垂直电缆引出线（有或没有编程器接口），数据传输速率高达 12 Mbit/s，带集成的终端电阻。传输速率为3、6或12Mbit/s 时，在带编程器接口的总线接头和编程器之间，需要使用 SIMATIC S5/S7 连接电缆。

有 30°电缆引出线的总线接头（经济型），无编程器接口，数据传输速率大为 1.5 Mbit/s，无集成的总线端接电阻。

PROFIBUS **连接 RS485总线接头（90°或180°电缆引出线），传输速率大为12Mbit/s，采用绝缘刺破技术可实现**简单安装（用于硬线和软线）。

西门子DP连接器 功能

总线连接器可直接插入到 PROFIBUS 站或 PROFIBUS 网络组件的 PROFIBUS 接口（9针Sub-D接口）中。

可使用 4 个端子在插头中连接进入和离开的 PROFIBUS 电缆。

通过从外部清晰可见的便于接触的开关，可以连接总线连接器中集成的总线端接器（不适用于6ES7972-0BA30-0XA0）。在此过程中，连接器中的进线和出线总线电缆是分开的（隔离功能）

SIMATIC NET PC 软件简介
SIMATICNET是西门子在工业控制层面上提供给您的一个开放的，多元的通讯系统。它意味着您能将工业现场的PLC、主机、工作站和个人电脑联网通讯，为了适应自动化工程中的种类多样性，SIMATICNET推出了多种不同的通讯网络以因地制宜，这些通讯网络符合德国或*标准，他们包括：
?工业以太网
?AS-I
?PROFIBUS
?PROFIBUS-PA
SIMATIC NET系统包括：
?传输介质，网络配件和相应的传输设备
?协议务
?连接PLC和电脑到LAN网上的通讯处理器（CP模块）

2．用于PROFIBUS的**PC组态
**PC组态是随SIMATIC NETV6.0以上提供的。AdvancedPCConfiguration代表一个PC站的全新、简单、*和经济的调试和诊断解决方案。它可以取代以前的PC组态工具COMLS7和COMPROFIBUS PC EDITION。 通过使用NCM PC V5.1+SP2或以上和STEP7V5.1+SP2或更高版本，一台PC可以和在SIMATIC S7中一样进行组态，并通过网络装入。