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更新時間:2020-05-28 15:26:08瀏覽次數(shù):125

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產品簡介

產地類別 進口 應用領域 化工,石油,地礦,電子,交通
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潯之漫 智控技術有限公司 上海詩慕自動化設備有限公司
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IEMENS 公司與廣大用戶的好評及大力支持。但公司并未僅僅滿足與現(xiàn)狀:隨著 SIMATIC S7 系列中小型 PLC 產品 S7200 、 S7300 及變頻器 MM420 、 MM440 系列的成功推出,其*的性能價格比受到眾多配套生產廠商的關注,在紡織機械生產行業(yè)上海羋錚公司先后采用 S7 PLC 及 MM 、 MDV 變頻器產品的電氣控制系統(tǒng)的設計與編程,并在北京紡機展覽會上獲得了全面的成功;在其他行業(yè)如、上海供水裝置的合作中也取得了良好的業(yè)績,并在售后服務方面贏得了用戶的*。 熱情周到 為廣大用戶提

西門子PLC作為PLC行業(yè)內的之一,在我國的應用相當廣泛,在冶金、化工、印刷生產線等領域都有應用。西門子PLC近年來推出了大量被客戶高度認可的PLC產品,其中包括S7-1500、S7-1200、S7-400、S7-300、S7-200、等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化,具有網絡通信能力,功能更強,可靠性高。尤其是西門子推出了西門子S7-1500系列PLC之后,其優(yōu)異的性能讓初次使用的工程人員愛不釋手。那么,相對于西門子傳統(tǒng)的SIMATIC S7-300、S7-400系列PLC,S7-1500系列PLC都有哪些優(yōu)勢呢?

西門子PLC發(fā)展歷史:

 

西門子SIMATIC系列PLC,誕生于1958年,經歷了C3,S3,S5,S7系列,已成為應用非常廣泛的可編程控制器。

西門子(SIMATIC)PLC的6代西門子(SIMATIC)PLC的6代

1、西門子公司的產品早是1975年投放市場的SIMATIC S3,它實際上是帶有簡單操作接口的二進制控制器。

2、1979年,S3系統(tǒng)被SIMATIC S5所取代,該系統(tǒng)廣泛地使用了微處理器。

3、20世紀80年代初,S5系統(tǒng)進一步升級——U系列PLC,較常用機型:S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。

4、1994年4月,S7系列誕生,它具有更化、更高性能等級、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢,其機型為:S7-200、300、400。

5、1996年,在過程控制領域,西門子公司又提出PCS7(過程控制系統(tǒng)7)的概念,將其優(yōu)勢的WINCC(與WINDOWS兼容的操作界面)、PROFIBUS(工業(yè)現(xiàn)場總線)、COROS(監(jiān)控系統(tǒng))、SINEC(西門子工業(yè)網絡)及控調技術融為一體。

6、西門子公司提出TIA(Totally Integrated Automation)概念,即全集成自動化系統(tǒng),將PLC技術溶于全部自動化領域。

由初發(fā)展至今,S3、S5系列PLC已逐步退出市場,停止生產,而S7系列PLC發(fā)展成為了西門子自

西門子PLC系列分類:

 

可編程控制器是由現(xiàn)代化生產的需要而產生的,可編程序控制器的分

類也必然要符合現(xiàn)代化生產的需求。

一般來說可以從三個角度對可編程序控制器進行分類。其一是從可編程序控制器的控制規(guī)模大小去分類,其二是從可編程序控制器的性能高低去分類,其三是從可編程序控制器的結構特點去分類。

控制規(guī)模

可以分為大型機、中型機和小型機。

小型機:小型機的控制點一般在256點之內,適合于單機控制或小型系統(tǒng)的控制。

西門子小型機有S7-200:處理速度0.8~1.2ms ;存貯器2k ;數(shù)字量248點;模擬量35路 。

中型機:中型機的控制點一般不大于2048點,可用于對設備進行直接控制,還可以對多個下一級的可編程序控制器進行監(jiān)控,它適合中型或大型控制系統(tǒng)

西門子中型機有S7-300:處理速度0.8~1.2ms ;存貯器2k ;數(shù)字量1024點;模擬量128路 ;網絡PROFIBUS;工業(yè)以太網MPI

大型機:大型機的控制點一般大于2048點,不僅能完成較復雜的算術運

算還能進行復雜的矩陣運算。它不僅可用于對設備進行直接控制,還可以對多個下一級的可編程序控制器進行監(jiān)控

西門子大型機有S7-400 :處理速度0.3ms / 1k字;

存貯器512k ;I/O點12672;

控制性能

可以分為高檔機、中檔機和低檔機。

低檔機

這類可編程序控制器,具有基本的控制功能和一般的運算能力。工作速度比較低,能帶的輸入和輸出模塊的數(shù)量比較少。

比如,德國SIEMENS公司生產的S7-200就屬于這一類。

中檔機

這類可編程序控制器,具有較強的控制功能和較強的運算能力。它不僅能完成一般的邏輯運算,也能完成比較復雜的三角函數(shù)、指數(shù)和PID運算。工作速度比較快,能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量也比較多,輸入和輸出模塊的種類也比較多。

比如,德國SIEMENS公司生產的S7-300就屬于這一類。

高檔機

這類可編程序控制器,具有強大的控制功能和強大的運算能力。它不僅能完成邏輯運算三角函數(shù)運算、指數(shù)運算和PID運算,還能進行復雜的矩陣運算。工作速度很快,能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量很多,輸入和輸出模塊的種類也很全面。這類可編程序控制器可以完成規(guī)模很大的控制任務。在聯(lián)網中一般做主站使用。

比如,德國SIEMENS公司生產的S7-400就屬于這一類。

1 熱電偶測量結構示意圖

注意:如上圖所示,熱電偶是有正負極性的,所以需要確保這些導線連接到正確的極性,否則將會造成明顯的測量誤差
為了保證熱電偶可靠、地工作,安裝要求如下:
① 組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固;
② 兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣,以防短路;
③ 補償導線與熱電偶端的連接要方便可靠;
④ 保護套管應能保證熱電極與有害介質充分隔離;
⑤ 熱電偶對于外界的比較,因此安裝還需要考慮屏蔽的問題。

1.2 熱電偶與熱電阻的區(qū)別

屬性熱電阻熱電偶
的性質電阻電壓
測量范圍低溫檢測高溫檢測
材料一種金屬材料(溫度變化的金屬材料)雙金屬材料在(兩種不同的金屬,由于溫度的變化,在兩個不同金屬的兩端產生電動勢差)
測量原理電阻隨溫度變化的性質來測量基于熱電效應來測量溫度
補償 3線制和4線制接線內部補償和外部補償
電纜接點要求電阻直接接入可以更的避免線路的的損耗要通過補償導線直接接入到模板;或補償導線接到參比接點,然后用銅制導線接到模板

表1 熱電偶與熱電阻的比較


2. 熱電偶的類型和可用模板

2.1熱電偶類型
根據(jù)使用材料的不同,分不同類型的熱電偶,以分度號區(qū)分,分度號代表溫度范圍,且代表每種分度號的熱電偶具體多少溫度輸出多少毫伏的電壓,熱電偶的分度號有主要有以下幾種。

分度號溫度范圍(℃)兩種金屬材料
B型0~1820鉑銠—鉑銠
C型0~2315鎢3稀土—鎢26 稀土
E型-270~1000鎳鉻—銅鎳
J型-210~1200鐵—銅鎳
K型 -270~1372鎳鉻—鎳硅
L型-200~900鐵—銅鎳
N型-270~1300鎳鉻硅—鎳硅
R型-50~1769鉑銠—鉑
S型-50~1769鉑銠—鉑
T型-270~400銅—銅鎳
U型 -270~600銅—銅鎳

 表2 分度號對照表

 

2.2可用的模板

CPU類型模板類型支持熱電偶類型
S7-3006ES7 331-7KF02-0AB0(8點)E,J,K,L,N
6ES7 331-7KB02-0AB0(2點) E,J,K,L,N
6ES7 331-7PF11-0AB0(8點)B,C,E,J,K,L,N,R,S,T,U
S7-4006ES7 431-1KF10-0AB0(8點)B,E,J,K,L,N,R,S,T,U
6ES7 431-7QH00-0AB0(16點)B,E,J,K,L,N,R,S,T,U
6ES7 431-7KF00-0AB0(8點)B,E,J,K,L,N,R,S,T,U

表3 S7 300/400 支持熱電偶的模板及對應熱電偶類型


3. 熱電偶的補償接線

3.1 補償
熱電偶測量溫度時要求冷端的溫度保持不變,這樣產生的熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關系。若測量時冷端的溫度變化,將嚴重影響測量的準確性,所以需要對冷端溫度變化造成的影響采取一定補償?shù)拇胧?br />由于熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用時),而測溫點到控制儀表的距離都很遠,為了節(jié)省熱電偶材料,成本可以用補償導線延伸冷端到溫度比較的控制室內,但補償導線的材質要和熱電偶的導線材質相同。熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極,使熱電偶的冷端到控制室的儀表端子上,它本身并不能冷端溫度變化對測溫的影響,不起補償作用。因此,還需采用其他修正來補償冷端溫度變化造成的影響,補償見下表。

溫度補償說 明接 線
內部補償使用模板的內部溫度為參比接點進行補償,再由模板進行處理。直接用補償導線連接熱電偶到模擬量模板輸入端。
外部補償補償盒使用補償盒采集并補償參比接點溫度,不需要模板進行處理。可以使用銅質導線連接參比接點和模擬量模板輸入端。
熱電阻使用熱電阻采集參比接點溫度,再由模板進行處理。
如果參比接點溫度恒定可以不要熱電阻參考

表4 各類補償

 

3.2各補償接線

3.2.1內部補償
內部補償是在輸入模板的端子上建立參比接點,所以需要將熱電偶直接連接到模板的輸入端,或通過補償導線間接的連接到輸入端。每個通道組必須接相同類型的熱電偶,連接示意圖如下。

CPU類型支持內部補償模板類型可連接熱電偶個數(shù)
S7-3006ES7 331-7KF02-0AB0多8個(4種類型,同通道組必須相同)
6ES7 331-7KB02-0AB0多2個(1種類型,同通道組必須相同)
6ES7 331-7PF11-0AB0多8個(8種類型)
S7-4006ES7 431-7KF00-0AB0多8個(8種類型)

表5 支持內部補償?shù)哪0寮翱山訜犭娕紓€數(shù)



圖2 內部補償接線

注1:模板6ES7 331-7KF02-0AB0和6ES7 331-7KB02-0AB0需要短接補償端COMP+(10)和Mana(11),其它模板無。

3.2.2 外部補償—補償盒
補償盒是通過補償盒獲取熱電偶的參比接點的溫度,但補償盒必須安裝在熱電偶的參比接點處。
補償盒必須單獨供電,電源模塊必須具有充分的噪聲濾波功能,例如使用接地電纜屏蔽。
補償盒包含一個橋接電路,固定參比接點溫度標定,如果實際溫度與補償溫度有偏差,橋接熱敏電阻會發(fā)生變化,產生正的或者負的補償電壓疊加到測量電勢差上,從而達到補償調節(jié)的目的。
補償盒采用參比接點溫度為0℃的補償盒,推薦使用西門子帶集成電源裝置的補償盒,訂貨號如下表。

推薦使用的補償盒訂貨號
帶有集成電源裝置的參比端,用于導軌安裝M72166-V V V V V
輔助電源B1230VAC
B2110VAC
B324VAC
B424VDC
連接到熱電偶1 L型
2J型
3K型
4S型
5R型
6U型
7T型
參考溫度000℃

表6 西門子參比接點的補償盒訂貨數(shù)據(jù)



圖3 S7-300模板支持接線

圖3 類型:熱電偶通過補償導線連接到參比接點,再用銅質導線連接參比接點和模板的輸入端子構成回路,同時由一個補償盒對模板連接的所有熱電偶進行公共補償,補償盒的9,8端子連接到模板的補償端COMP+(10)和Mana(11),所以模板的所有通道必須連接同類型的熱電偶。


圖4 S7-400模板支持接線

圖4 類型:模板的各個通道單獨連接一個補償盒,補償盒通過熱電偶的補償導線直接連接到模板的輸入端子構成回路,所以模板的每個通道都可以使用模板支持類型的熱電偶,但是每個通道都需要補償盒。

CPU類型支持外部補償盒補償模板類型可連接熱電偶個數(shù)
S7-3006ES7 331-7KF02-0AB0多8個(同類型)
6ES7 331-7KB02-0AB0多2個(同類型)
S7-4006ES7 431-1KF10-0AB0多8個(類型可不同)
6ES7 431-7QH00-0AB0多16個(類型可不同)

表7 支持外部補償盒補償?shù)哪0寮翱山訜犭娕紓€數(shù)

 

3.2.3 外部補償—熱電阻
熱電阻是通過外接電阻溫度計獲取熱電偶的參比接點的溫度,再由模板處理然后進行溫度補償,同樣熱電阻必須安裝在熱電偶的參比接點處。


圖5 S7-300模板支持

圖5類型:參比接點電阻溫度計pt100的四根線接到模板的35,36,37,38端子,對應(M+,M-,I+,I-),可測參比接點出溫度范圍為-25℃到85℃,


圖6 S7-400模板支持

圖6類型:參比接點電阻溫度計的四根線接到模板的通道0,占用通道。
以上這兩種,參比接點到模板的線可以用銅質導線,由于做公共補償,只能接同類型的熱電偶。

CPU類型支持熱電阻補償模板類型可連接熱電偶個數(shù)
S7-3006ES7 331-7PF11-0AB0多8個(同類型)
S7-4006ES7 431-1KF10-0AB0多6個(同類型)
6ES7 431-7QH00-0AB0多14個(同類型)

表8 支持熱電阻補償?shù)哪0寮翱山訜犭娕紓€數(shù)

 

3.2.4外部補償—固定溫度
如果外部參比接點的溫度已知且固定,可以通過選擇相應的補償由模板內部處理補償,組態(tài)設置詳見下章節(jié)。

CPU類型支持固定溫度補償模板類型可連接熱電偶個數(shù)可設定溫度范圍
S7-300 6ES7 331-7PF11-0AB0多8個(同類型)0℃或50℃
S7-4006ES7 431-1KF10-0AB0多8個(同類型)-273.15℃~327.67℃
6ES7 431-7QH00-0AB0多16個(同類型)-273.15℃~327.67℃
6ES7 431-7KF00-0AB0多8個(同類型)-273.15℃~327.67℃

表9支持固定溫度補償?shù)哪0寮翱山訜犭娕紓€數(shù)

從上表可以看出,300的模板只支持參比接點的溫度為0℃或50℃兩種,而400的模板支持可變溫度范圍,且范圍大。

3.2.4混合補償—熱電阻和固定溫度補償
另外,除單獨補償外,可以使用相同參比接點給多個模板,通過電阻溫度計進行外部補償,S7-400的模板支持這種,補償示意圖如下。


圖7 混合外部補償

補償:如圖所示,模板2和1 有公共的參比接點,模板1進行外部電阻溫度計補償,由CPU讀取RTD的溫度,然后使用功能SFC55(WR_PARM)將溫度值寫入到模板2中,模板2選擇固定溫度補償?shù)摹?br />SFC55只能對模板的動態(tài)參數(shù)進行修改,模擬量輸入模板的靜態(tài)參數(shù)(數(shù)據(jù)記錄0)和動態(tài)參數(shù)(數(shù)據(jù)記錄1)的參數(shù)及數(shù)據(jù)記錄1的結構如下:

參數(shù)數(shù)據(jù)記錄號參數(shù)分配
SFC55STEP7
用于中斷的目標CPU0
測量0
測量范圍0
診斷0
溫度單位0
溫度0
噪聲0
濾波0
參比接點0
周期結束中斷0
診斷中斷啟用1
硬件中斷啟用1
參考溫度1
上限1
下限1

表10 S7-400模擬量輸入模板的參數(shù)

 



圖8 S7-400模擬量輸入模板的數(shù)據(jù)記錄1的結構

 

以6ES7 431-7QH00-0AB0 模擬量輸入模板為例,程序塊SFC55調用:



圖9 SFC55塊調用

當M0.0上升沿使能時,將寫入的參數(shù)從MB100~MB166傳遞到輸入地址為100開始的模板,修改其數(shù)據(jù)記錄1的參數(shù),同時也將參比接點的溫度也寫入模板的設定位置。

參數(shù)聲明數(shù)據(jù)類型描述
REQbbbbbBOOLREQ=1,寫請求,上升沿。
IOIDbbbbbBYTE地址區(qū)域的標識號:外設輸入=B#16#54;
                                    外設輸出=B#16#55;
外設輸入/輸出混合,如果地址相同,為B#16#54,不同則低地址的區(qū)域ID。
LADDR bbbbbWORD模板的邏輯地址(初始地址),如果混合模板,兩個地址中的較低的一個。
RECNUM bbbbbBYTE數(shù)據(jù)記錄號,參考模板數(shù)據(jù)手冊。
RECORD bbbbbANY需要傳送的數(shù)據(jù)記錄存放區(qū)。
RET_VALOUTPUTINT故障代碼。
BUSYOUTPUTBOOLBUSY=1,寫操作未完成。

表11 各參數(shù)的說明


4. 熱電偶的處理

4.1 硬件組態(tài)設置
首先要在硬件組態(tài)選擇與外部補償接線一致的measuring type(測量類型),measuring range(測量范圍),reference junction(參比接點類型)和reference temperature(參比接點溫度)的參數(shù),如下各圖所示。


圖10 S7-300模板測量示意圖

 


圖11 S7-300模板測量范圍示意圖

對于S7-300的模板,組態(tài)如圖10和11所示,只需要選擇測量類型和測量范圍(分度類型),補償包含在測量類型中。比如: 參比接點固定溫度補償,測量類型選擇 TC-L00C(參比接點溫度固定為0℃) 或 TC-L50C(參比接點溫度固定為50℃),再選擇分度類型,組態(tài)就完成。



圖12 S7-400模板組態(tài)圖1



圖13 S7-400模板組態(tài)圖2

對于S7-400的模板,組態(tài)如圖12和13所示,測量類型中選擇TC-L,測量范圍中選擇與實際熱電偶類型一致的分度號,參比接點的選擇。比如:參比接點固定溫度的,測量類型和測量范圍選擇完后,在參比接點選擇ref.temp(參考溫度),然后在reference temperature框(參考溫度)內填寫參比接點的固定,組態(tài)就完成,或者是共享補償,可以用SFC55動態(tài)傳輸溫度參數(shù)。

400模板組態(tài)中Reference junction 參數(shù)說 明
none無補償
internet模板內部補償
Ref. temp參比接點溫度固定已知補償

表12 參比接點參數(shù)說明


4.2 測量和轉換處理

CPU類型測量說 明
300CPUTC-I內部補償
TC-E外部補償
TC-IL線性,內部補償
TC-EL線性,外部補償
TC-L00C 線性,參比接點溫度保持在0°C
TC-L50C 線性,參比接點溫度保持在50°C
 400CPUTC-L 線性

表13 測量各參數(shù)的說明及處理


注:測量中:I :內部補償,E:外部補償,L:線性處理。

線性化(TC-IL/EL/L00C/L50C/L)
線性化下,由模板內部根據(jù)所選擇的熱電偶類型的特性進行線性處理,可以使用L PIW xxx 直接讀入,則將十進制的溫度值,精度為0.1。例如:讀進來的 十進制值為2345,則對應的溫度值為234.5℃。
非線性化(TC-I/E)
對于非線性化的設置,此設置類似80Mv的電壓測量,CPU的是0~27648之間的一個十進制數(shù)值,即0~80Mv 對應0~27648,需要轉換成相應Mv,然后通過對照表查找溫度。
綜上所述,如果想所測的溫度值,選擇線性化的設置比較方便;如果僅需要Mv,可以選擇非線性化的設置。

與稱重變送器和稱重儀表不同,SIWAREX系列稱重模塊可以直接接收稱重傳感器輸出的mV,并與西門子控制(包括S7 200/300/1200/ET200M/ ET200S)無縫集成,具有擴展靈活、精度高、響應速度快等優(yōu)點。SIWAREX系列稱重模塊其設計用于各種工業(yè),具備很高的抗能力,但是為了保證模塊運行可靠,在安裝接線等方面必須要規(guī)范操作。

 

 

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