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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zui多可以有 32 个模块,每个扩展装置上zui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(zui长 10m)。
在单层结构中,这可以实现 256 个 I/O 的zui大组态,在多层结构中zui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(zui多 125 个站点,如通过 IM153 连接的 ET200M)。插槽可编址,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 通过接口模块不仅可以连接到 PROFIBUS 上还可以连接到 PROFINET 上。
6 调试
由于FM352-5并行扫描以及应用于非常快的响应,以及FM352-5是门阵列,所以模块并没有预留程序调试接口,为了便于用户对程序的调试,提供了模拟调试功能(DEBUG),模拟调试功能是通过调用FB30实现的,FM352-5模块专用函数库中的FB30为调试块,当在CPU中调用FB30时,FM352-5模块集成的输入、输出点由CPU接替控制,适合于调试阶段程序模拟,FB30、FB31不能同时调用。FB30在OB1中的调用及参数赋值如图13所示:
图13 切换调试示例程序
与正常操作相比较,在行参上多出“APPFB”和“APPINSTDB”两个参数,分别赋值应用的FB块如FB3及FB3的背景数据块DB(需要重新生成),当M10.0为1时执行调试程序,应用程序的执行如同14所示:
图14 调试程序执行流程
从图14中可以看到FM352-5的CPU被旁通,应用程序被CPU直接调用。图中红色标识框中应在FM352-5执行的程序在调试下由CPU接替执行,数字标识的流程如下:
1) 在OB1中调用调试FB块(interface FB),CPU将命令发送到调试FB块,由调试
FB块传送到应用FB块的背景数据块DB中的CPU_OUT区。
2) 调试FB块将FM352-5的输入读出。
3) 调试FB块将读出的输入放入到应用FB块背景数据块DB中的MOD.INPUTS区。
4) 应用程序块从背景数据块中读出输入(包括命令)进行逻辑运算。
5) 将逻辑运算结果传送到背景数据块中。
6) 背景数据块将CPU_in的数据读到CPU中。
7) 背景数据块将MOD.OUTPUTS的数据直接输出到FM352-5模块。
8) 调试FB块将应用FB块传送的数据发送到CPU中。
7 存储器的操作
在图11中的第五步中,程序下载到MMC存储卡中,每次FM352-5模块再次上电,模块将存储于MMC卡中的程序到FPGA存储器中,如果上电后复位MMC卡(操作如图15所示),模块也将重新MMC卡中的程序到FPGA中。
图15 存储器的复位
从MMC卡程序到FPGA中相当于重新连接逻辑单元和功能单元,模块运行后MMC可以拔插而不会影响模块的运行,但是模块复位和再次上电时要再次程序而不能拔下MMC卡。
程序下载到模块后,在MMC中生成数据SDB 32512(硬件配置与程序),通过PG或带有MMC卡适配器的PC可以将程序上载上来,但是源代码的保护,程序不能再次下载到其他MMC中,如果PC机上带有源程序则没有任何下载。
8 FM352-5的编程资源
前面介绍过FM352-5使用可编辑元件实现一些基本的逻辑门电路,所以模块的编程资源是有限的,以份为单位共1200份,其中436份已被诊断或硬件配置占用,每个指令或多或少都需要占用编程资源,
图16 速度测量
过电压保护适配器
过压保护装置
过压保护装置:其主要组件构成火花间隙(放电路径)的设备和/或电压型电阻器(压敏变阻器、器二极管)。过压保护装置用于保护其他电气设备和电气避免不可接受的高过压,并建立等电位联结。
过压保护装置应根据以下进行分类:
a)根据其应用:
电力中和装置的过压保护装置
过压保护装置,用于信息装置和生产装置,可用于保护远程通讯和处理中现代化电控装置免受雷击和其他瞬态过压的直接和间接影响
接地或等电位联结的火花间隙
b)根据其浪涌电流放电能力及其保护措施:
1 类避雷器,用于因对设施和设备保护直接或近距离冲击而的影响
组合到一个部件中的类型 1 和类型 2 组合式避雷器,用于防止直接雷击和近距离雷击,以对装置、设备和终端设备提供保护
1 类和 2 类浪涌放电器,用于远距离冲击、分断过压,以及用于设施、设备和终端设备保护的静电放电。
浪涌放电器的分类要求
如果还考虑到生产装置部分的相关绝缘电阻,雷电流和过压保护才会有效。为此,不同过压类别的耐受脉冲电压应适应到适合 不同过压保护装置的zui高保护等级。
IEC 60664-1(EN 60664-1)区分了低压装置的四种斩波耐电压类别。特别是对于额定电压 230/400 V 的低压,以下类别适用:
避雷器和浪涌放电器的协调使用
实际上,不同要求类别的放电器是并行切换的。由于其不同工作特性、放电能力和保护任务,必须将不同放电器类型安装到中,以便不超过具体装置的公称值,从而确保始终如一的保护。
为了实现后续连接,我们建议每隔 10 m 一个附加 2 类浪涌放电器。
为了确保浪涌电流是转移到zui近的上游避雷器(如果存在浪涌电流可能使相应避雷器过载的危险),有必要将能量问题考虑在内。
这称为“高能协调”,必须在 1 类和 2 类放电器以及 3 类放电器之间建立。
过去,这是通过去耦电抗器的费力昂贵安装或足够长电缆长度来实现的。然而,由于现代脱扣技术,这不再需要。
遵守电流放电能力
避雷器的以下电流放电能力数据表示放电器能够自中断、无需通过上游保护装置(例如,熔断器或小型断路器)帮助该故障的zui大线路电流。残余电流是由避雷器释放雷电流所产生的短时短路引起的。因此,以下电流是短路电流,其为 50 Hz。
如果生产装置的zui大容许短路电流小于由 SPD 的zui大电流,无需上游保护装置。如果不是此种情况,则需要一个熔断器或小型断路器。
带小型断路器和熔断器的 SPD
小型断路器或熔断器应执行以下任务:
在过电流情况下保护 SPD 避免过载
确保生产装置可用性
帮助电流
因此,熔断器或小型断路器确保不超过 SPD 的zui大容许峰值电流 Ip max 和zui大容许能值 I2tmax。这可防止 SPD 损坏。
西门子S7-1500PLC模块
S7-300
一般步骤
S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块,且这些模块均可以独立地组合使用。
一个系统包含下列组件:
CPU:
不同的 CPU 可用于不同的性能范围,包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
用于高速计数、定位(开环/闭环)及 PID 控制的功能模块(FM)。
根据要求,也可使用下列模块:
用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。
接口模块 (IM),用于多层配置时连接中央控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。
通过分布式中央控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU),SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行,并且无需风扇。
SIPLUS 模块可用于扩展的环境条件:
适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅,在防护等级为 IP20 机柜内使用时,可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。
设计
简单的结构使得 S7-300 使用灵活且易于维护:
安装模块:
只需简单地将模块挂在安装导轨上,转动到位然后锁紧螺钉。
集成的背板总线:
背板总线集成到模块里。模块通过总线连接器相连,总线连接器插在外壳的背面。
模块采用机械编码,更换极为容易:
更换模块时,必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构,可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。
现场证明可靠的连接:
对于信号模块,可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。
TOP 连接:
为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。
规定的安装深度:
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内,并有前盖保护。因此,所有模块应有明确的安装深度。
无插槽规则:
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
扩展
若用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时,则可对 S7-300(除 CPU 312 和 CPU 312C 外)进行扩展:
中央控制器和3个扩展机架最多可连接32个模块:
总共可将 3 个扩展装置(EU)连接到中央控制器(CC)。每个 CC/EU 可以连接八个模块。
通过接口模板连接:
每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在中央控制器上它总是在 CPU 旁边的插槽中,并自动处理与扩展装置的通信。
通过 IM 365 扩展:
1 个扩展装置最远扩展距离为 1 米;电源电压也通过扩展装置提供。
通过 IM 360/361 扩展:
3 个扩展装置, CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的最远距离为 10m。
单独安装:
对于单独的 CC/EU,也能够以更远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离:长达 10m。
灵活的安装选项:
CC/EU 既可以水平安装,也可以垂直安装。这样可以***限度满足空间要求。
通信
S7-300 具有不同的通信接口:
连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线系统的通信处理器。
用于点到点连接的通信处理器
多点接口 (MPI), 集成在 CPU 中;
是一种经济有效的方案,可以同时连接编程器/PC、人机界面系统和其它的 SIMATIC S7/C7 自动化系统。
PROFIBUS DP进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 主站/从站接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFIBUS DP 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
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