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西門子300PLC一級代理商

模塊的應用與詳解

1．SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業，各種場合中的自動檢測、監測及控制等。S7-200 PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網絡都能實現復雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用。

2．SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC系統，能滿足中等性能要求的應用。各種單獨

的模塊之間可進行廣泛組合構成不同要求的系統。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結構，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運算速度；用浮點數運算比較有效地實現了更為復雜的算術運算；一個帶標準用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數賦值；方便的人機界面服務已經集成在S7-300操作系統內，人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面（HMI）從S7-300中取得數據，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數據。S7-300操作系統自動地處理數據的傳送；CPU的智能化的診斷系統連續監控系統的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統事件（例如：超時，模塊更換，等等）；多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密，防止未經允許的復制和修改；S7-300 PLC設有操作方式選擇開關，操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態功能，這使得組態非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業以太網總線系統；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統；多點接口（MPI）集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統。

3． SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、*性能范圍的可編程序控制器。 S7-400 PLC采用模塊化無風扇的設計，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據需要組合成不同的系統。當控制系統規模擴大或升級時，只要適當地增加一些模板，便能使系統升級和充分滿足需要。

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模塊的優點

可靠

PLC不需要大量的活動元件和連線電子元件。它的連線大大減少。與此同時，系統的維修簡單，維修時間短。Plc采用了一系列可靠性設計的方法進行設計。例如：冗余的設計。斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復。PLC是為工業生產過程控制而專門設計的控制裝置，它具有比通用計算機控制更簡單的編程語言和更可靠的硬件。采用了精簡化的編程語言。編程出錯率大大降低。

您只需在購買電源時考慮選擇優質電源，此后就無需再思考此類問題。SITOP 的可靠性已在范圍的幾乎每種供電系統中得到驗證。憑借其寬范圍輸入、優異的負載特性和*的驗證，SITOP 電源自身就可以保證電源的可靠性。根據具體的要求，可以采用擴展模塊，也可以采用不間斷電源（DC UPS）對 SITOP 電源進行個性化的改造。

據此，在輸出回路過載或輸入側出現電源故障等情況下，也可以保證機床或設備的 24 V 供電的可靠性。輸出電路保持對饋線執行選擇性關斷，并繼續為負載供電。針對十分關鍵的應用，可以配置冗余電源解決方案。若需要更換，西門子的客戶服務可確保快速交貨：所有 SITOP 產品都可現貨交付。

出色的 SITOP 效率

低能耗成本是一個寶貴競爭優勢。在這方面，SITOP 起到至關重要的作用：這些初級開關電源具有*運行效率。例如，SITOP PSU8200 和 PSU6200 的效率高達 95%。整個性能范圍內的功耗很低（即使在空載運行期間）。這十分重要，因為電源很少滿負載運行。

另一方面，SITOP PSU8600 還可捕捉所有輸出的能量數據，隨后再由能量管理系統來處理。借助于 PROFIenergy，也可以特別關閉具體電源輸出，例如在閑置期間。在產品的整個生命周期內，效率也是一個重要問題。例如，可使用提供的工具來選擇電源和 DC UPS，并獲取所有常用 CAE 系統的結構數據。

出色的 SITOP 集成

SITOP 是集成方面的基準：各個層次上 SITOP PSU8600 電源系統和 SITOP UPS1600 DC UPS 在全集成自動化、TIA Portal 以及新的 SITOP Manager 中的集成節省了時間與成本，簡化了故障安全組態。S7 函數塊對 SITOP PSE200U 選擇性模塊以及新的 SITOP PSU6200 產品線的重要診斷信息進行評估。

為了針對斷電為基于 PC 的自動化系統提供保護，SITOP UPS1600 可方便地經由 USB 或以太網進行集成。借助于 SIMATIC PCS 7 的 SITOP 庫，可在持續運行期間在過程控制系統中以透明方式提供 24 V 電源。除 PROFINET 外，SITOP PSU8600 和 SITOP UPS1600 現在也可通過 OPC UA 進行通信。借助于 OPC UA 服務器，可通過不同制造商的 OPC UA 客戶端，將控制器或 PC 等設備直接集成到自動化應用中。

滿足不同工業電源要求的三個 SITOP 類別

增強型電源

這些增強性能級開關電源是用于在過程與工業、機器制造或惡劣環境中實現高可靠性和功能的理想產品。SITOP PSU8200 電源產品系列具有出色的過載特性、效率和緊湊性，滿足這些領域中的嚴格要求。另外，SITOP PSU8600 還提供了一個具有開放通信功能的電源系統，可優集成在數字化環境中。

標準型電源

西門子的標準產品線在設計中考慮了典型工業要求，如系列機器生產中的要求。功能多樣的新型 SITOP PSU6200 電源是基于西門子在經過時間證明的 SITOP 產品線上的經驗開發的。新的 SITOP 標準型電源具有更高效率、大量診斷功能且更加堅固。

基本型電源

從適用于配電柜的扁型電源到經濟實用的基本型電源，再到適合控制箱的細長型電源 – SITOP 電源滿足全部需求，包括低端性能范圍內的需求。LOGO!Power 是一種小型電源，例如，它具有 LOGO!8 模塊設計形式。這些極為節省空間的 SITOP compact 電源非常適合分布式應用。SITOP lite 價格適中，滿足可靠的主開關式調節器的主要要求

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對于變頻器電路結構主要由整流電路、限流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路和檢測取樣電路部分組成。

1）驅動電路

驅動電路是將主控電路中CPU產生的六個PWM信號，經光電隔離和放大后，作為逆變電路的換流器件（逆變模塊）提供驅動信號。

對驅動電路的各種要求，因換流器件的不同而異。同時，一些開發商開發了許多適宜各種換流器件的驅動模塊。有些品牌、型號的變頻器直接采用驅動模塊。但是，大部分的變頻器采用驅動電路。從修理的角度考慮，這里介紹較典型的驅動電路。圖1是較常見的驅動電路（驅動電路電源見圖2）。驅動電路由隔離放大電路、驅動放大電路和驅動電路電源組成。三個上橋臂驅動電路是三個獨立驅動電源電路，三個下橋臂驅動電路是一個公共的驅動電源電路。

2）保護電路

當變頻器出現異常時，為了使變頻器因異常造成的損失減少到小，甚至減少到零。每個品牌的變頻器都很重視保護功能，都設法增加保護功能，提高保護功能的有效性。

在變頻器保護功能的領域，廠商可謂使盡解數，作好文章。這樣，也就形成了變頻器保護電路的多樣性和復雜性。有常規的檢測保護電路，軟件綜合保護功能。有些變頻器的驅動電路模塊、智能功率模塊、整流逆變組合模塊等，內部都具有保護功能。

圖3所示的電路是較典型的過流檢測保護電路。由電流取樣、信號隔離放大、信號放大輸出三部分組成。

3）開關電源電路

開關電源電路向操作面板、主控板、驅動電路及風機等電路提供低壓電源。圖4富士G11型開關電源電路組成的結構圖。

直流高壓P端加到高頻脈沖變壓器初級端，開關調整管串接脈沖變壓器另一個初級端后，再接到直流高壓N端。開關管周期性地導通、截止，使初級直流電壓換成矩形波。由脈沖變壓器耦合到次級，再經整流濾波后，獲得相應的直流輸出電壓。它又對輸出電壓取樣比較，去控制脈沖調寬電路，以改變脈沖寬度的方式，使輸出電壓穩定。

4）主控板上通信電路

當變頻器由可編程（PLC）或上位計算機、人機界面等進行控制時，必須通過通信接口相互傳遞信號。圖5是LG變頻器的通訊接口電路。

頻器通信時，通常采用兩線制的RS485接口。西門子變頻器也是一樣。兩線分別用于傳遞和接收信號。變頻器在接收到信號后傳遞信號之前，這兩種信號都經過緩沖器A1701、75176B等集成電路，以保證良好的通信效果。所以，變頻器主控板上的通信接口電路主要是指這部分電路，還有信號的抗干擾電路。

5）外部控制電路

變頻器外部控制電路主要是指頻率設定電壓輸入，頻率設定電流輸入、正轉、反轉、點動及停止運行控制，多檔轉速控制。頻率設定電壓（電流）輸入信號通過變頻器內的A/D轉換電路進入CPU。其他一些控制通過變頻器內輸入電路的光耦隔離傳遞到CPU中。

自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發展，在世界各地得到了廣泛應用。同時，PLC的功能也不斷完善。隨著計算機技術、信號處理技術、控制技術網絡技術的不斷發展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關量處理的基礎上增加了模擬量處理和運動控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領域也發揮著十分重要的作用。

作為離散控的制的產品，PLC在二十世紀八十年代至九十年代得到了迅速發展，世界范圍內的PLC年增長率保持為20%～30%。隨著工廠自動化程度的不斷提高和PLC市場容量基數的不斷擴大，近年來PLC在工業發達國家的增長速度放緩。但是，在中國等發展中國家PLC的增長十分迅速。綜合相關資料，2004年PLC的銷售收入為100億美元左右，在自動化領域占據著十分重要的位置。

PLC是由摸仿原繼電器控制原理發展起來的，二十世紀七十年代的PLC只有開關量邏輯控制，首先應用的是汽車制造行業。它以存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和運算等操作的指令；并通過數字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產過程。用戶編制的控制程序表達了生產過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內容逐條執行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內有指示程序步存儲地址的程序計數器，在程序運行過程中，每執行一步該計數器自動加1，程序從起始步（步序號為零）起依次執行到終步（通常為END指令），然后再返回起始步循環運算。PLC每完成一次循環操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的PLC，循環掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現出快速的優點，在微秒量級，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當成開關量來處理，16位（也有32位的）為一個模擬量。

在I/O尋址設備工作正常的情況下，從單邊讀入的信息始終可以被兩個*控制器使用。在出現故障的情況下，受到影響的*控制器的I/O模塊將會停止工作。 單邊組態用于：不需要很高可用性的工廠部分。 連接基于用戶程序的冗余 I/O。此時，系統必須具有一種對稱設計。 增加可用性（倒換型配置） 在switched組態中，I/O模塊為單通道設計，但是其尋址工作是由兩個*控制器通過冗余PROFIBUS DP完成。Switched I/O模塊僅能插接 

目前，PLC 不僅可以執行開環控制，而且還可以執行 

閉環控制、

定位、

計數、比例控制、

閥門控制以及其它功能。

為此，西門子公司開發了各種智能型 I/O 模板。 它們均為微處理器控制，能夠*獨立地執行時間要求苛刻的控制任務，并可直接通過其輸入/輸出通道連接到過程控制。 避免了對 CPU 的額外負擔。 

分布式 I/O 

在連接遠距離分布的過程與 I/O 模板時，其布線往往非常復雜，而且極易造成故障。 若需要一個模塊化的靈活自動化系統，我們還是建議使用分布式 I/O 系統： 

使用分布式 I/O 系統 ET 200，即可從距離遠達 23km 的過程站遠程操控遠程 I/O 設備、小型控制系統以及大量現場設備。設備之間通過快速現場總線 PROFIBUS-DP 連接，符合標準 EN 50 170。

編程器，軟件 

SIMATIC® 系列產品提供有一種精心打造的全面編程器解決方案，包括從經濟的便攜式編程器，到功能強大的臺式編程器。 

同時，我們還提供與之相匹配的應用軟件。 所適用的操作系統： 

Windows 95/98/NT 或業已驗證的 SIMATIC® 軟件以及適用于所有 PC 的應用程序

并且，通過西門子 STEP® 7 軟件，可快速、便捷地對控制器進行編程。 使用同一種軟件，即可進行歸檔和測試。

西門子PLC串口通訊方法

1、RS485串口通信

第三方設備大部分支持，西門子S7 PLC可以通過選擇自由口通信模式控制串口通信。較簡單的情況是只用發送指令（XMT）向打印機或者變頻器等第三方設備發送信息。不管任何情況，都必須通過S7 PLC編寫程序實現。當選擇了自由口模式，用戶可以通過發送指令（XMT）、接收指令（RCV）、發送中斷、接收中斷來控制通信口的操作。 

2、PPI通信 

    PPI協議是S7-200CPU基本的通信方式，通過原來自身的端口（PORT0或PORT1）就可以實現通信，是S7-200 CPU默認的通信方式。 PPI是一種主-從協議通信，主-從站在一個令牌環網中。在CPU內用戶網絡讀寫指令即可，也就是說網絡讀寫指令是運行在PPI協議上的。因此PPI只在主站側編寫程序就可以了，從站的網絡讀寫指令沒有什么意義。 

3、MPI通信 

    MPI通信是一種比較簡單的通信方式，MPI網絡通信的速率是19.2Kbit/s~12Mbit/s，MPI網絡多支持連接32個節點，大通信距離為50M。通信距離遠，還可以通過中繼器擴展通信距離，但中繼器也占用節點。 MPI網絡節點通常可以掛S7-200、人機介面、編程設備、智能型ET200S及RS485中繼器等網絡元器件