玉林西門子代理商

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SIEMENS  CPU模塊系列技術參數(shù)

簡介： 在工業(yè)自動化領域，可編程控制器(PLC)作為自動控制以成為大多數(shù)自動化系統(tǒng)的設備基礎，同時也給工業(yè)控制帶來了*的非凡變化。使用PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的用繼電器的工業(yè)控制系統(tǒng)相比，在操作、控制、效率和精度等各個方面都具有*的優(yōu)點。雖然在工業(yè)控制系統(tǒng)中所使用的繼電器控制設備不會被*淘汰，但是由于PLC的出現(xiàn)已經(jīng)改變了工業(yè)控制設計者的設計思想.

 　　一、控制繼電器存在的缺點

今天繼電器已應用到家庭及工業(yè)控制的各個領域。他們比以往的產品具有更高的可靠性。但是，這也是隨之帶來的一些問題。如絕大多數(shù)控制繼電器都是*磨損和疲條件下進行的，容易損壞。而且繼電器的觸點容易產生電弧，甚至會熔在一起產生誤操作，引起嚴重的后果。再者，對一個具體使用的裝有上百個繼電器的設備，其控制箱將是龐大而笨重的。在全負荷運載的情況下，大的繼電器將產生大量的熱及噪聲，同時也消耗了大量的電能。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡單的改動，也需要花費大量時間及人力和物力去改制、安裝和調試。

二、可編程序控制器的優(yōu)勢、特點及功能

可編程控制器以體積小功能強大所著稱，它不但可以很容易地完成順序邏輯、運動控制、定時控制、計數(shù)控制、數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過輸入輸出接口建立與各類生產機械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實現(xiàn)生產過程的自動控制。特別是現(xiàn)在，由于信息、網(wǎng)絡時代的到來，擴展了PLC的功能，使它具有很強的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛地應用于眾多行業(yè)。

１、順序控制

順序控制是PLC基本、應用較廣泛的領域。所謂的順序控制，就是按照工藝流程的順序，在控制信號的作用下，使得生產過程的各個執(zhí)行機構自動地按照順序動作。由于它還具有編程設計靈活、速度快、可靠性高、成本低、便于維護等優(yōu)點，所以在實現(xiàn)單機控制、多機群控制、生產流程控制中可以*取代傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)。它主要是根據(jù)操作按扭、限位開關及其它現(xiàn)場給來的指令信號和傳感器信號，控制機械運動部件進行相應的操作，從而達到了自動化生產線控制。比較典型應用在自動電梯的控制、管道上電磁伐的自動開啟和關閉、皮帶運輸機的順序啟動等。例如我分廠的原料混料系統(tǒng)就是利用了PLC的順序控制功能。

２、閉環(huán)過程控制

以往對于過程控制的模擬量均采用硬件電路構成的PID模擬調節(jié)器來實現(xiàn)開、閉環(huán)控制。而現(xiàn)在*可以采用PLC控制系統(tǒng)，選用模擬量控制模塊，其功能由軟件完成，系統(tǒng)的精度由位數(shù)決定，不受元件影響，因而可靠性更高，容易實現(xiàn)復雜的控制和*的控制方法，可以同時控制多個控制回路和多個控制參數(shù)。例如生產過程中的溫度、流量、壓力、速度等。

３、運動位置控制

PLC可以支持數(shù)控機床的控制和管理，在機械加工行業(yè)，可編程控制器與計算機數(shù)控（CNC）集成在一起，用以完成機床的運動位置控制，它的功能是接受輸入裝置輸入的加工信息，經(jīng)處理與計算，發(fā)出相應的脈沖給驅動裝置，通過步進電機或伺服電機，使機床按預定的軌道運動，以完成多軸伺服電機的自控。目前以用于控制無心磨削、沖壓、復雜零件分段沖裁、滾削摸削等應用中。

４、生產過程的監(jiān)控和管理

PLC可以通過通迅接口與顯示終端和打印機等外設相連。顯示器作為人機界面（HMI）是一種內含微處理芯片的智能化設備，它與PLC相結合可取代電控柜上眾多的控制按鈕、選擇開關、信號指示燈，及生產流程模擬屏和電控柜內大量的中間繼電器和端子排。所有操作都可以在顯示屏上的操作元件上進行。PLC可以方便、快捷地對生產過程中的數(shù)據(jù)進行采集、處理，并可對要顯示的參數(shù)以二進制、十進制、十六進制、ASCII字符等方式進行顯示。在顯示畫面上，通過圖標的顏色變化反應現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)，如閥門的開與關，電機的啟動與停止，位置開關的狀態(tài)等。PID回路控制用數(shù)據(jù)、棒圖等綜合方法反映生產過程中量的變化，操作人員通過參數(shù)設定可進行參數(shù)調整，通過數(shù)據(jù)查詢可查找任一時刻的數(shù)據(jù)記錄，通過打印可保存相關的生產數(shù)據(jù)，為今后的生產管理和工藝參數(shù)的分析帶來便利。

５、網(wǎng)絡特性

PLC可以實現(xiàn)多臺PLC之間或多臺PLC與一臺計算機之間的通訊聯(lián)網(wǎng)要求，從而組成多級分布式控制系統(tǒng)，構成工廠自動化網(wǎng)絡。

(1)  通過通訊模塊、上位機以及相應的軟件來實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的遠距離監(jiān)控。

(2)  通過調制解調器和公用網(wǎng)與遠程客戶端計算機相連，從而使管理者可通過線對控制系統(tǒng)進行遠距離監(jiān)控。

S7-300 PLC的選型原則是據(jù)生產工藝所需的功能和容量進行選型，并考慮維護的方便性、備件的通用性，以及是否易于擴展和有無特殊功能等要求。選型時具體注意以下幾方面：

(1)有關參數(shù)確定。一是輸入/輸出點數(shù)(I/O點數(shù))確定。這是確定PLC規(guī)模的一個重要依據(jù)，一定要根據(jù)實際情況留出適當余量和擴展余地。二是PLC存儲容量確定。注意當系統(tǒng)有模擬量信號存在或要進行大量數(shù)據(jù)處理時，其存儲容量應選大一些。

(2)系統(tǒng)軟硬件選擇。一是擴展方式選擇，S7-300 PLC有多種擴展方式，實際選用時，可通過控制系統(tǒng)接口模塊擴展機架、Profibus-DP現(xiàn)場總線、通信模塊、運程I/O及PLC子站等多種方式來擴展PLC或預留擴展口；二是PLC的聯(lián)網(wǎng)，包括PLC與計算機聯(lián)網(wǎng)和PLC之間相互聯(lián)網(wǎng)兩種方式。因S7-300 PLC的工業(yè)通信網(wǎng)絡淡化了PLC與DCS的界限，聯(lián)網(wǎng)的解決方案很多，用戶可根據(jù)企業(yè)的要求選用；三是CPU的選擇，CPU的選型是合理配置系統(tǒng)資源的關鍵，選擇時必須根據(jù)控制系統(tǒng)對CPU的要求(包括系統(tǒng)集成功能、程序塊數(shù)量限制、各種位資源、MPI接口能力、是否有 

     PROFIBUS-DP主從接口、RAM容量、溫度范圍等)，并在西門子公司的技術支持下進行，以獲得合理的選型；四是編程軟件的選擇，這主要考慮對CPU的支持狀況，我們的體會是：STEP7 V4.0對有些型號的CPU不支持，硬件組態(tài)時會發(fā)生故障出錯，而STEP7V5.0則不存在這種問題。 

二 設計及使用

1. 設計注意事項

設計時主要應注意以下幾方面：

(1)PLC輸出電路中沒有保護，因此在外部電路中應設置串聯(lián)熔斷器等保護裝置，以防止負載短路造成PLC損壞。熔斷器容量一般為0.5A。

(2)PLC存在I/O響應延遲問題，因此在快速響應設備中應加以注意。MPI通信協(xié)議雖簡單易行，但響應速度較慢。

(3)編制控制程序時，用模塊式結構程序。這樣既可增強程序的可讀性，方便調試和維護工作；又能使數(shù)據(jù)庫結構統(tǒng)一，方便WinCC組態(tài)時變量標簽的統(tǒng)一編制和設備狀態(tài)的統(tǒng)一顯示。

(4)硬件資源。要合理配置硬件資源，以提高系統(tǒng)可靠性。如PLC電源配電系統(tǒng)要配備冗余的UPS不間斷電源，以排除停電對全線運行的不利影響。又如對電機的控制回路要進行繼電器隔離，以消除外部負載對I/O模塊的可能損壞。另外，系統(tǒng)設備要采用獨立的接地系統(tǒng)，以減少雜波干擾。

2. 使用要點

(1)抗干擾措施。來自電源線的雜波，能造成系統(tǒng)電壓畸變，導致系統(tǒng)內電氣設備的過電壓、過負荷、過熱甚至燒毀元器件，造成PLC等控制設備誤動作。所以，在電源入口處應設置屏蔽變壓器或電源濾波等防干擾設施。其中，電源濾波器的地要以短線路接到*保護地。對于直流電源，則可加裝微分電容加以干擾抑制。

(2)保護接地。可采取用不小于10mm2的保護導線接好配電板的保護地；相鄰的控制柜也應良好接觸并與地可靠連接。同時要做好防雷保護接地，通常可采取總線電纜使用屏蔽電纜且屏蔽層兩端接地，或模擬信號電纜采取兩層屏蔽，外層屏蔽兩端接地等措施。另外，為防止感應雷進入系統(tǒng)，可采用浪涌吸收器。

(3)做好信號屏蔽。信號的屏蔽非常關鍵，一般可采取屏蔽電纜傳送模擬信號。注意對多個模擬信號共用一根多芯屏蔽電纜或用兩種屏蔽電纜傳送時，信號間一定要做好屏蔽。而且電纜的屏蔽層一端(一般在控制柜端)要可靠接地。

(4)當現(xiàn)場沒有或無法設置硬點時，可在操作界面上采取軟按鍵的方法解決走向選擇或控制方式選擇等問題。此外，與變頻器、智能儀表等的連接，還是采用信號線直接相連的方式。

(5)應合理配置PLC的使用環(huán)境，提高系統(tǒng)抗干擾能力。具體采取的措施有：遠離高壓柜、高頻設備、動力屏以及高壓線或大電流動力裝置；通信電纜和模擬信號電纜盡量不與其他屏 (盤)或設備共用電纜溝；PLC柜內不用熒光燈等。另外，PLC雖適合工業(yè)現(xiàn)場，但使用中也應盡量避免直接震動和沖擊、陽光直射、油霧、雨淋等；不要在有腐蝕性氣體、灰塵過多、發(fā)熱體附近應用；避免導電性雜物進入控制器。

三 調試要點及注意事項

(1)常規(guī)檢查。在通電之前要耐心細致地作一系列的常規(guī)檢查(包括接線檢查、絕緣檢查、接地電阻檢查、保險檢查等)，避免損壞PLC模塊(用STEP7的診斷程序對所有模塊進行檢查)。

(2)系統(tǒng)調試。系統(tǒng)調試可按離線調試與在線調試兩階段進行。其中離線調試主要是對程序的編制工作進行檢查和調試，采用STEP7能對用戶編制程序進行自動診斷處理，用戶也可通過各種邏輯關系判斷編制程序的正誤。而在線調試是一個綜合調試過程，包括程序本身、外圍線路、外圍設備以及所控設備等的調試。在線調試過程中，系統(tǒng)在監(jiān)控狀態(tài)下運行，可隨時發(fā)現(xiàn)問題、隨時解決問題，從而使系統(tǒng)逐步完善。因此，一般系統(tǒng)所存在的問題基本上可在此過程中得到解決。 

在線調試設備開停時，必須先調試空開關的運行情況；如果設備設有運行監(jiān)視開關，則可把監(jiān)視開關強制為"１"(正式運行時，撤銷強制)。調試單臺設備時可針對性地建立該設備的變量表，對該設備及其與該設備相關的變量進行實時監(jiān)視。這樣既可判斷邏輯操作是否正確，對模擬量的變化也可一目了然。比如調試電動執(zhí)行器時，可建立一變量表，對執(zhí)行器的位置信號、限位信號、過力矩信號及輸出命令信號等進行實時監(jiān)視，便可非常直觀地觀測執(zhí)行器的動作情況。

(3)S7-300 PLC模擬量模塊可通過變換信號類型卡支持各種類型信號。當改造老生產工藝線時，不可避免地會遇到多類信號。因此，設計時不把幾種信號接到同一模塊；同時必須先組態(tài)好模塊，再接信號線，檢查無誤后送電。此外，應避免兩線制與四線制信號、電流與電壓信號的混接，以免燒壞模塊。

(4)一般變送器的負載能力為600Ω，而模擬量輸入模塊的抗阻各不相同(一般在250Ω以下)。如果回路內設安全欄，必　　須注意抗阻的匹配；模擬量輸出模塊的負載能力為600Ω，一般 執(zhí)行器的負載能力為250Ω；如線路較長，也存在抗阻匹配問題。此外，要加強信號的隔離，特別是要加強與支流調速裝置、變頻調速裝置及設備配套的小型PLC之間的信號隔離，防止相互干擾

 在實際應用中，經(jīng)常會遇到I/O點數(shù)不夠的問題，可以通過增加擴展單元或擴展模塊的方法解決，也可以通過對輸入信號和輸出信號進行處理，減少實際所需I/O點數(shù)的方法解決。

    1.減少輸入點數(shù)的方法

    （1）分時分組輸入。一般系統(tǒng)中設有“自動"和“手動"兩種工作方式，兩種方式不會同時執(zhí)行。將兩種方式的輸入分組，從而減少實際輸入點。

    PLC通過I1.0識別“手動"和“自動"，從而執(zhí)行手動程序或自動程序。圖中的二極管用來切斷寄生電路。若圖中沒有二極管，轉換開關在“自動"，S1、S2、S3閉合，S4斷開，這時電流從L+端子流出，經(jīng)S3、S1、S2形成的寄生回路電流流入I0.1，使I0.1錯誤的變?yōu)镺N。各開關串如入二極管后，則切斷寄生回路。

    （2）硬件編碼，PLC內部軟件譯碼

    （3）輸入點合并。將功能相同的常閉觸點串聯(lián)或將常開觸點并聯(lián)，就只占用一個輸入點。一般多點操作的起動停止按鈕、保護、報警信號可采用這種方式。

    （4）將系統(tǒng)中的某些輸入信號設置在PLC之外。系統(tǒng)中某些功能單一的輸入信號，如一些手動操作按鈕、熱繼電器的常閉觸點就沒有必要作為PLC的輸入信號，可直接將其設置在輸出驅動回路當中。

    2.減少輸出點的方法

    （1）在可編程控制器輸出功率允許的條件下，可將通斷狀態(tài)*相同的負載并聯(lián)共用一個輸出點。

    （2）負載多功能化。一個負載實現(xiàn)多種用途，如在PLC控制中，通過編程可以實現(xiàn)一個指示燈的平光和閃爍，這樣一個指示燈可以表示兩種不同的信息，節(jié)省了輸出點

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FLUDEX 聯(lián)軸器的選擇

根據(jù)要求，產品目錄中提供了各種系列、規(guī)格和類型的 FLUDEX 聯(lián)軸器。FLUDEX 系列聯(lián)軸器的特點是它的流動室配置、安裝的延遲室或流動室中的接頭。類型由附加聯(lián)軸器的設計決定。這樣就產生了可用于大多數(shù)應用的不同起動因子和特性?？赏ㄟ^指明流動外部直徑來規(guī)格。

進行選擇時，必須在考慮起動因子和特性的基礎上來選擇應用所需的系列。

FLUDEX 系列的選擇

對于僅作為用于電機起動的輔助裝置而沒有特殊使用條件的 FLUDEX 聯(lián)軸器，可使用第 13/12 頁上的分配表（對于 n = 1500 rpm）或第 13/14 頁上的分配表（對于 n = 3000 rpm）進行選擇。

如果根據(jù)原動機或被帶動機器的工作方式對聯(lián)軸器有特殊要求，或需要將聯(lián)軸器在的環(huán)境條件下使用，請在詢價或訂單中提供特定詳細情況。為此，可使用“用于類型與規(guī)格選擇的技術數(shù)據(jù)"表格。

 FLUDEX FA 系列聯(lián)軸器是基本型聯(lián)軸器（不帶延遲室），它們通過帶葉輪 (105) 的空心軸 (106) 帶動。這樣就可利用補償室和工作室的優(yōu)點。也可輕松實現(xiàn)與制動鼓/盤和皮帶輪的組合。聯(lián)軸器起動時，大滑差區(qū)域內部分加注的油通過很強的旋轉流動被強迫送入徑向布置的內室和補償室中。這會使工作室中的有效注油量降低，并在起動過程中達到所需的轉矩限制（大約 TN 的兩倍）。通過使用附加接頭，可將起動操作開始時的聯(lián)軸器轉矩限制在大約 1.5 倍額定值。在加速到正常速度過程中，補償室中的油再次返回工作室中，從而有助于降低滑差。

FLUDEX FG 和 FV 系列聯(lián)軸器是通過聯(lián)軸器外殼進行傳動的。在帶有延遲室的 FV 系列聯(lián)軸器中，電機通過彈性 N-EUPEX 聯(lián)軸器（部件 2/3）和延遲室 (115) 來驅動由葉輪 (101) 和護蓋 (102) 組成的聯(lián)軸器外殼。聯(lián)軸器中加注油的旋轉流動驅動輸出側的葉輪 (105) 和空心軸 (106)，該空心軸安裝在減速器或被帶動機器的軸上。FG 系列基本型聯(lián)軸器中沒有延遲室，彈性聯(lián)軸器直接通過法蘭安裝在葉輪上。

當聯(lián)軸器起動時，部分加注的油被強迫流回緩沖室。這樣就能在起動過程中達到所需的轉矩限制（大約 TN 的兩倍）。在 FV 系列中，延遲室還根據(jù)聯(lián)軸器靜止時的油位接受部分加注油。起動過程中，工作室中的有效注入油量減少延遲室中的油量大小，從而大大降低了起動轉矩（大約 TN 的 1.5 倍）。油通過小孔從位于驅動側的延遲室流回工作室（與時間有關），轉矩將會升高，即使輸出發(fā)生閉鎖。

由于具有這種補充注油功能，可通過一臺幾乎無負載的電機以非常低的起動轉矩對驅動裝置進行軟起動。同時，增加的負荷轉矩可通過聯(lián)軸器中的轉矩增加來克服。

可對帶延遲室的聯(lián)軸器的性質有效加以利用，例如，用于軟起動空的、帶部分負荷和滿負荷傳送帶。

FG 系列聯(lián)軸器用于正常起動轉矩限制（作為用于隔離振動的起動離合器），并用于發(fā)生驅動裝置閉鎖時的負荷限制。