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潯之漫 智控技術(shù)有限公司  上海詩慕自動化設(shè)備有限公司
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西門子6ES7450-1AP00-0AE0功能模塊 

FM 450-1 計數(shù)器模塊
概述

用于簡單計數(shù)任務(wù)的雙通道智能計數(shù)模塊
用于直接連接增量式編碼器
具有通過2個可選擇的比較值進(jìn)行比較的功能
當(dāng)達(dá)到比較值時通過內(nèi)置的數(shù)字量輸出進(jìn)行輸出響應(yīng)
注意:
SIMODRIVE Sensor/Motion Connect 500具有增量編碼器和預(yù)裝配的連接電纜，用于計數(shù)和定位功能。

6ES7450-1AP00-0AE0SIMATICS7-400功能模塊


6ES7450-1AP00-0AE0SIMATICS7-400功能模塊
應(yīng)用

培養(yǎng)高級PLC應(yīng)用人才的關(guān)鍵是自主學(xué)習(xí)

可編程控制器（PLC）具有結(jié)構(gòu)靈巧，硬件配置靈活方便、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，易學(xué)易用的特點(diǎn)，已作為普遍的自動化控制器件廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)?！禤LC原理及應(yīng)用》課程已成為工科院校一門覆蓋面較廣的專業(yè)課，作為學(xué)校如何培養(yǎng)出高素質(zhì)應(yīng)用型PLC人才，這成為社會、學(xué)校、教師與家長關(guān)注的焦點(diǎn)。根據(jù)多年的教學(xué)實踐，就影響PLC人才培養(yǎng)的各個因素的提高與協(xié)同，我提出以下幾點(diǎn)建議以供參考： 

    一、教學(xué)與實習(xí)設(shè)備投入。在PLC課程的實踐教學(xué)中，應(yīng)把機(jī)械、電工、電子、液壓、氣動和計算機(jī)等知識與PLC技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地聯(lián)系，擴(kuò)大實習(xí)實訓(xùn)課時的比重，逐步加大學(xué)校相關(guān)設(shè)備的投入，建立較為完備的PLC技術(shù)仿真實訓(xùn)室，從而為“PLC仿真項目開發(fā)”的實訓(xùn)教學(xué)創(chuàng)造良好條件。教學(xué)實踐證明，只有通過PLC仿真項目方面的實訓(xùn)，讓學(xué)生親自編程、實際接線和仿真調(diào)試，并對運(yùn)行過程中所遇到的問題進(jìn)行分析和改進(jìn)，才能真正培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合職業(yè)能力，真正實現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)后在PLC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域“*上崗”的終教學(xué)目標(biāo)。 

    二、理論、實驗與實訓(xùn)教學(xué)。任何課程教學(xué)活動的首要任務(wù)都是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同樣在PLC教學(xué)中激發(fā)學(xué)生的興趣并不難，重要的是讓學(xué)生不斷地提高，不斷地體驗到成功的喜悅，這樣才能始終保持其濃厚的興趣。

     1、理論課的首要任務(wù)是讓學(xué)生明確PLC是什么？PLC能做什么？怎么做？教師可以通過一個簡單、形象實例（如：電機(jī)的長動控制）的完整講解、操作與演示，先讓學(xué)生了解PLC控制系統(tǒng)包括主電路與控制電路，PLC的外部硬件連線與內(nèi)部軟件編程兩個基本的環(huán)節(jié)僅僅充當(dāng)控制電路部分，讓學(xué)生整體了解PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成與工作過程，再以此為基礎(chǔ)進(jìn)行外部硬件連線與內(nèi)部軟件編程兩個基本環(huán)節(jié)的深入講解，這樣便于學(xué)生對比繼電接觸器控制系統(tǒng)對本課程的整體把握，明確課程的中心任務(wù)，有了目標(biāo)也就有了學(xué)習(xí)的動力。 

    理論課教學(xué)過程中要使用多媒體教學(xué)手段，利用多種計算機(jī)技術(shù)制作以PPT為主體的電子課件，借助多媒體技術(shù)，用生動豐富的畫面和美妙動聽的音樂效果吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時可以提高教學(xué)的效率。PLC的外部接線（包括主電路接線）首先講原理圖，結(jié)合實驗、實訓(xùn)、實習(xí)講解裝配圖與實際連線圖，要讓學(xué)生體會課堂上的原理圖、實驗中的接線與實訓(xùn)、實習(xí)中的接線的區(qū)別與聯(lián)系，教會學(xué)生善于理論聯(lián)系實踐，以理論指導(dǎo)實踐，以實踐驗證理論。 

當(dāng)前流行的三菱PLC的編程軟件為FXGP_WIN-C與GXDeveloper，F(xiàn)XGP_WIN-C沒有仿真功能，在理論講授中缺乏直觀性，而GXDeveloper編程軟件加裝GXSimulator6-C后具有仿真功能，在編程器件、指令與編程實例的講解中利用仿真可以加強(qiáng)直觀性，便于學(xué)生的理解，對于某些程序的檢驗與編寫學(xué)生可以不用到實驗室，直接利用學(xué)校機(jī)房結(jié)合軟件的仿真功能完成，這樣既增強(qiáng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提高了學(xué)習(xí)興趣，也提高了學(xué)習(xí)的效率，學(xué)生不用走進(jìn)實驗室也能使理論教學(xué)與實驗教學(xué)同步進(jìn)行，大大提高老師的教學(xué)效果以及學(xué)生的理解和接受能力。

    2、實驗、實訓(xùn)與上機(jī)課可以采用自主學(xué)習(xí)方式。自主學(xué)習(xí)方式是一種學(xué)習(xí)者在總體教學(xué)目標(biāo)的宏觀調(diào)控下，在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)自身條件和需要自由地選擇學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法，并通過自我調(diào)控的學(xué)習(xí)活動完成具體學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)習(xí)方式。自主學(xué)習(xí)離不開教師的適時指導(dǎo)與評價，學(xué)生只有在教師的適時幫助下，才能不斷地完成一個又一個實驗與實訓(xùn)項目，獲得越來越大的成就感，增加自己自主學(xué)習(xí)的動力，從而保證自主學(xué)習(xí)方式的良性發(fā)展。教師還必須結(jié)合理論課程的進(jìn)程，結(jié)合實驗實訓(xùn)設(shè)備編寫由淺入深、逐步遞進(jìn)、面向不同層次學(xué)生的實驗實訓(xùn)指導(dǎo)書，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供有力的理論支撐。

     3、綜合實訓(xùn)是PLC課程重要的一個環(huán)節(jié)。要安排充足的時間進(jìn)行，還要提高實訓(xùn)的效率，綜合考慮學(xué)生個體的差異。在實訓(xùn)中，遵循能者多勞，共同提高的原則，把學(xué)生按個體差異分組，各組根據(jù)自己的能力情況選擇不同控制要求的實訓(xùn)內(nèi)容，根據(jù)控制要求，進(jìn)行編程、調(diào)試，故障診斷與排除。這種方法較靈活的解決了學(xué)生能力差異存在的相互制約問題，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的分工及團(tuán)隊合作的能力。 

    三、成績評價機(jī)制。應(yīng)該明確成績評價不是教學(xué)行為的終目的，成績評價應(yīng)作為激勵學(xué)生學(xué)習(xí)的一種方法，成績評價應(yīng)做到及時、公正，具有可操作性。1、理論成績評定包括筆試成績、平時成績和實驗成績，筆試成績通過開卷或閉卷方式，考核了學(xué)生對PLC基本知識的掌握程度；平時成績通過平時獨(dú)立完成作業(yè)的質(zhì)量、上課出勤、課堂上解決問題的能力及創(chuàng)新方法等來評定；2、實驗實訓(xùn)成績評價應(yīng)能體現(xiàn)出競爭機(jī)制，根據(jù)不同的任務(wù)要求分兩種情況：第質(zhì)量評定分?jǐn)?shù)。教師根據(jù)完成質(zhì)量或速度只對每個團(tuán)隊進(jìn)行分?jǐn)?shù)評定，團(tuán)隊每個成員的分?jǐn)?shù)則依據(jù)教師給定分?jǐn)?shù)通過本團(tuán)隊民主評議得分，這樣促進(jìn)團(tuán)隊內(nèi)每個成員的積極性與主動性，同時培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊意識。 

    四、校內(nèi)學(xué)習(xí)與校外鍛煉。學(xué)生在學(xué)校所學(xué)的PLC知識與技能對比實際工作崗位中的PLC控制系統(tǒng)，仍具有一定的差異或差距，學(xué)生就業(yè)后在工作崗位中一定會遇到一些難于解決的難題，這就需要學(xué)校、教師仍然要加強(qiáng)對學(xué)生畢業(yè)工作過程的指導(dǎo)，把這些問題的解決方法做成典型案例對在校學(xué)生講解，對在校生來說也是一種良好經(jīng)驗的積累。學(xué)生就業(yè)后，在工作崗位上應(yīng)不斷地與學(xué)校教師溝通，不斷地向有經(jīng)驗的師傅請教，才能熟練掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用。

     總之，作為學(xué)校只有做到以上若干方面協(xié)同優(yōu)化，才能真正培養(yǎng)出高素質(zhì)應(yīng)用型PLC人才。

FM 450-1是實現(xiàn)簡計數(shù)任務(wù)的單通道計數(shù)器模板?？稍赟IMATIC S7-400中使用。

應(yīng)用包括：

裝配和裝卸設(shè)備
塑料機(jī)械
機(jī)械制造
造紙機(jī)械
紡織機(jī)械
包裝機(jī)械

6ES7450-1AP00-0AE0SIMATICS7-400功能模塊
設(shè)計

通過FM 450-1為編碼器提供電源。

該模板具有下列機(jī)械特性：

設(shè)計緊湊：
堅固的塑料機(jī)殼里包括：
故障指示燈(INTF/EXTF)
指示計數(shù)器的運(yùn)行（CR）和計數(shù)方向（DIR）的指示燈
數(shù)字量輸入和輸出模塊用的指示燈
信號模板上的前連接器
前蓋上的標(biāo)簽區(qū)。
安裝方便：
把模塊簡單地安裝在機(jī)架上并用螺絲擰緊。通過前連接器上的編碼元件使之適配。
用戶友好的接線：
通過插入式前連接器來對模板接線。*次插入時，模塊上的編碼元件與之嚙合，這樣該連接器以后只能插入同類型的模塊。更換模塊時，對于新的同類型模塊，可原封不動保持前連接器的接線狀態(tài)。
組態(tài)軟件包
組態(tài)所需的組態(tài)軟件包包括：

手冊
參數(shù)賦值的屏幕格式
與CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)功能塊

6ES7450-1AP00-0AE0SIMATICS7-400功能模塊
功能

該模板通過下列方式減輕CPU的負(fù)擔(dān)：

每個通道可以直接連接一個增量編碼器
通過集成數(shù)字量輸入直接連接門控信號（光柵等）
通過集成數(shù)字輸出模塊實現(xiàn)比較功能和響應(yīng)輸出
功能如下：

2 個通道用于增計數(shù)或減計數(shù)；各 32 位
計數(shù)頻率達(dá) 500 kHz （用于 RS422 編碼器）
計數(shù)范圍 0 至 32 位或 ±31 位,根據(jù)要求設(shè)置
單次或周期計數(shù)
單倍、雙倍或四倍
可以連接到增量編碼器；例如起動器，24V編碼器或RS422編碼器(5V)
用電平進(jìn)行門控
通過數(shù)字輸入進(jìn)行設(shè)置
可用預(yù)先設(shè)定的起始值裝載計數(shù)器
通過兩個用戶可定義的參考值進(jìn)行比較
當(dāng)達(dá)到參考值、過零或超范圍運(yùn)行（可以選擇）時作出中斷響應(yīng)
由比較功能控制的輸出信號（24V 電平）：可選擇脈沖寬度，或者從比較值到計數(shù)極限值的連續(xù)信號。
功能模塊可以使CPU從資源密集型任務(wù)中解脫出來，如計數(shù)、定位和閉環(huán)控制
模塊種類
計數(shù)器模塊
用于快速移動/爬行速度驅(qū)動的定位模塊
用于伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)的定位任務(wù)
電子凸輪控制器
閉環(huán)控制模塊


功能模塊

計數(shù)

FM 450-1計數(shù)器模塊

定位

FM451定位模板用于快速移動/爬行速度驅(qū)動


FM 452 電子凸輪控制器


FM 453 定位模塊

閉環(huán)控制

FM 455 閉環(huán)控制模塊


FM 458-1 DP 應(yīng)用模板


西門子6ES7450-1AP00-0AE0功能模塊 
運(yùn)行模式
在直接可連接的門控信號控制下，F(xiàn)M 450-1 計數(shù)器能夠按照 500 kHz 的頻率檢測增量編碼器所發(fā)的脈沖。它分析脈沖方向，并且在各個通道上獨(dú)立地將各自實際值與兩個可以規(guī)定的比較值進(jìn)行比較。

通過兩種方式對過程輸出響應(yīng)：

數(shù)字量輸出:
可以通過一個公用寄存器來選擇數(shù)字輸出的小脈沖或電平轉(zhuǎn)換。
底板總線:
FM 450-1 可通過集成底板總線向 CPU 發(fā)送中斷信號。
工作模式


連續(xù)計數(shù)

門開啟后，從起始值起，在上下兩個極限值之間不停地計數(shù)。

單次計數(shù)

門開啟后, 根據(jù)主計數(shù)方向，系統(tǒng)從起始值開始正計數(shù)或倒計數(shù)。

主計數(shù)方向為增計數(shù)：從 0 計到編程設(shè)定的極限值。
主計數(shù)方向為減計數(shù)：從編程設(shè)定的起始值計到 0。
周期計數(shù)

門開啟后，從起始值開始，根據(jù)主計數(shù)方向，在編程設(shè)定的范圍內(nèi)循環(huán)計數(shù)。

主計數(shù)方向為增計數(shù)：循環(huán)性地從 0 計到編程設(shè)定的上限值減1。
主計數(shù)方向為減計數(shù)：循環(huán)地從編程設(shè)定的起始值計到 1。


參數(shù)
在參數(shù)化屏幕格式的幫助下，用STEP 7進(jìn)行參數(shù)賦值。為此，需要一個組態(tài)包。


S7-400/S7-400H/S7-400F/FH
6ES7421-7BH01-0AB0-SIMATICS7數(shù)字輸入模塊
S7-400 是 SIMATIC 控制器家族能較為強(qiáng)大的 PLC。它可以成功實現(xiàn)全集成自動化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個用于制造業(yè)和過程工業(yè)系統(tǒng)解決方案的自動化平臺，其主要特點(diǎn)是具有模塊化的結(jié)構(gòu)并擁有性能儲備。

S7-400
中端到性能范圍內(nèi)功能強(qiáng)大的 PLC
可滿足要求極為苛刻的任務(wù)的解決方案
全面的模塊和各種性能等級 CPU 可針對具體自動化任務(wù)進(jìn)行調(diào)整
可實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)，適用十分靈活
連接方便
信和聯(lián)網(wǎng)功能
操作方便，設(shè)計簡單，不含風(fēng)扇
任務(wù)增加時可順利擴(kuò)展
多重計算：
多個 CPU 在一個 S7-400 *控制器中同時運(yùn)行。
多重計算功能可對 S7-400 的總體性能進(jìn)行分配。例如，可將復(fù)雜的技術(shù)任務(wù)（如開環(huán)控制、計算或通信）進(jìn)行拆分并分配給不同的 CPU?？梢詾槊總€ CPU 分配自己的 I/O。
模塊化：
通過功能強(qiáng)大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口，可實現(xiàn)許多大量通信線路的高性能操作。例如，這樣可以擁有一條用于 HMI 和編程任務(wù)的通信線路、一條用于高性能等距運(yùn)動控制組件的通信線路和一條“正常”I/O 現(xiàn)場總線。另外，還可以實現(xiàn)額外需要的與 MES/ERP 系統(tǒng)或 Internet 的連接。
工程組態(tài)和診斷：
結(jié)合使用 SIMATIC 工程組態(tài)工具，可極為高效地對 S7-400 進(jìn)行組態(tài)和編程，尤其對于采用高性能工程組件的廣泛自動化任務(wù)。為此，可以使用高級語言（如 SCL）以及用于順序控制、狀態(tài)圖和工藝圖的圖形化組態(tài)工具。
6ES7421-7BH01-0AB0-SIMATICS7數(shù)字輸入模塊
S7-400H
具有冗余設(shè)計的高可用性自動化系統(tǒng)。
用于具有很高故障安全要求的應(yīng)用：
重新啟動成本很高、停產(chǎn)代價高昂、幾乎不需要監(jiān)視且維護(hù)選項較少的過程。
冗余設(shè)計的集能
提高 I/O 的可用性：切換式 I/O 配置
也可使用具有標(biāo)準(zhǔn)可用性的 I/O：單側(cè)配置
熱后備：發(fā)生故障時，自動切換到備用設(shè)備。
包含 2 個單獨(dú)機(jī)架或一個分隔式*機(jī)架的配置
通過冗余 PROFIBUS DP 或系統(tǒng)冗余 PROFINET I/O 來連接切換式 I/O。
S7-400F/FH
故障安全型自動化系統(tǒng)，適用于具有很高安全要求的工廠
符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）
如果需要，也可通過冗余設(shè)計來實現(xiàn)容錯
不對安全相關(guān) I/O 進(jìn)行額外接線
通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 實現(xiàn)安全通信
基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
適用于非安全相關(guān)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)模塊也可以在自動化系統(tǒng)中使用