曲靖西門子代理商

.S7-1500的數字量輸入模塊

• DI 32x24VDC HF

• DI 16x24VDC HF

• DI 16x230VAC BA

• DI 16x24VDC SRC BA型號簡介：

DI： Digital input，數字量輸入 32x24VDC：共32個輸入通道 (點) ，電壓規格為直流24V 16x230VDC：共16個輸入通道 (點) ，電壓規格為交流230V BA：Basic，基本型 HF：High feature, 高性能型 SRC： Source Input， 源型輸入 ，未標識為漏型。

4.S7-1500的數字量輸出模塊

• DQ 16x24VDC/0.5A ST

• DQ 32x24VDC/0.5A ST

• DQ 8x24VDC/2A HF

• DQ 8x230VAC/2A ST

• DQ 8x230VAD/5A ST

型號簡介，以個型號為例：

DQ： Digital Ouput, 數量輸出 16x24VDC：共16個輸出通道，輸出電壓為DC24V, 容量每個通道大0.5A。 HF：High Feature, 高性能型，通常意味著模塊帶診斷功能。相對應的是ST(Standard，標準)型，無診斷功能。

5.S7-1500的模擬量輸入模塊

• AI 8xU/I/RTD/TC ST以個型號為例，型號簡介：

AI： Analogue input，模擬量輸入模塊 8xU/I：8個通道，支持電壓或電流型號輸入

6.S7-1500的模擬量輸出模塊

• AQ 4xU/I ST

• AQ 8xU/I HS同樣以個型號為例，型號簡介：

AQ：Analogue Output，模擬量輸出模塊 4xU/I：共4個通道，支持電壓，電流輸出 ST：標準型

7.選定CPU和I/O模塊之后，要確定系統的供電，選擇電源模塊，電源模塊選型需要注意S7-1500有兩種背板供電方式：

• PM模塊： 不提供機架的背板工作電源，由CPU提供

PM 70 W 120/230 VAC PM 190 W 120/230 VAC

• PS模塊：連接到機架背板，提供背板工作電壓，有診斷功能

PS 25W 24VDC PS 60W 120/230V AC/DC

S7-1500電源選型按模塊消耗的功率選，TIA 博途軟件提供電源計算：

根據軟件提供的模塊功率可以選電源模塊， 需要提一下是上圖的選項：

“Supply voltage L+ connected"選中，意思是CPU的電源端子有輸入，CPU(也)提供背板的電源供電。

8.S7-1500安裝需要導軌，導軌按長度分，有這么幾種規格：

160mm，482mm，530mm，830mm，2000mm。

9.編程使用的工具是TIA博途軟件，使用以太網網線直接連接計算機網卡與CPU1500就可以下載程序

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。

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由于放置主站CPU和變頻器的控制柜與橫移車比較遠，在橫移車上放置了遠程I/O模塊和高速計數器模塊ET200S，通過PROFIBUS總線相連，將現場的傳感器，編碼器信號直接連接在遠程I/O和計數模塊上，減少了現場的走線和故障的發生，維護方便。通訊速率可過1.5M，整個系統的系統框圖如1。

??

由于使用通訊功能，可以省去用于控制變頻器的幾個輸出點，PLC的輸出點也減少了。

2．高速計數器模塊ET200S的控制系統中所選的編碼器分辨率為2048P/R，輪徑φ250，齒輪比3，可計算出脈沖精度：250×3.14/2048×3=0.127mm/脈。能*橫移車的準確定位精度。

精確定位過程如下：

首先設定好橫移車運行的一個方向為正方向（加脈沖），當橫移車向設定的位置運行時（工作運行速度），高速計數器自動進行加/減速計數，在距離設定位置300—400mm時，控制變頻器的輸出頻率，以低速運行，在到達設定的位置時，停止變頻器的輸出，同時實施機械抱閘，完成了準確定位。

讀取高數計數模塊的程序段如下：

L PID 272 //模塊開始地址，將計數器模塊狀態值存放到MD20~MD27

T MD 20 //當前計數值

L PID 276

T MD 24

L 123 //裝載比較值

T MD 30

SET

= M 34.0 //打開軟件門

A M 10.0 //使能傳送比較值功能

= M35.2

L MD 30

T PQD 272

L MD 34

T PQD 276

3．PLC和變頻器通訊

在CPU進行硬件配置時，對掛在總線PROFIBUS 站點都分配了物理地址，PLC與變頻器進行通訊也有相應的物理地址，CPU內部有通訊功能塊SFC14，SFC15，使用內部的寄存器DB塊存放數據，當PLC對變頻器進行數據的寫入和讀出時，就需知道PLC和變頻器定義的相關功能的地址，然后依據這些地址進行數據的寫入和讀出，才能實現對變頻器的控制。

此控制系統變頻器需設定的參數介紹如下：

??P60=1，P53=6，P554=3100，P571=3101

??P572=3102，P443=3002，P566=3107

??P734.1=32，，P734.2=148

??其它的參數可以按出廠默認值即可

對S7-1500 PLC的模擬量模塊進行接線，為保證信號安全，必須帶有屏蔽支架和屏蔽線夾。另外，模擬量模塊還需要使用電源元件，將電源元件插入前連接器，可為模擬量模塊供電。電源元件的接線如圖5-186所示，其中端子41(L+)和44(M)連接電源電壓，通過端子42(L+)和43(M)為下一個模塊供電。

圖5-186    電源元件的接線

模擬量輸入模塊可以測量電壓類型、電流類型、電阻類型和熱電偶類型的模擬量信號，本文艾特貿易小編以自動灌裝生產線所使用的模擬量輸入模塊AI 8xU/I/RTD/TC ST(6ES7531 - 7KF00 -0AB0)為例，介紹電壓類型、電流類型和電阻類型的模擬量輸入模塊的接線。熱電偶類型的模擬量輸入接線及其他模擬量輸入模塊的接線，請依據硬件手冊進行。

模擬量輸入模塊AI 8xU/I/RTD/TC ST（6ES7531 - 7KF00 - 0AB0）有8路模擬量輸入通道，圖5-187為其連接電壓類型傳感器的模塊框圖和端子分配示意圖。

電壓測量模塊框圖和端子分配示意圖

圖5-187    電壓測量模塊框圖和端子分配示意圖

①模數轉換器(ADC)  ②背板總線接口③通過電源元件進行供電④等電位連接電纜（可選）

圖5-188為模擬量輸入模塊AI 8xU/I/RTD/TC ST（6ES7531 - 7KF00 - 0AB0）連接4線制變送器的電流測量模塊框圖和端子分配。

圖5-189為模擬量輸入模塊AI 8xU/I/RTD/TC ST (6ES7531 - 7KF00 - 0AB0)連接2線制變送器的電流測量模塊框圖和端子分配。

圖5-190為模擬量輸入模塊AI 8xU/I/RTD/TC ST (6ES7531 - 7KF00 - 0AB0)連接電阻傳感器或2、3和4線制熱電阻的模塊框圖和端子分配。

4線制電流測量模塊框圖和端子分配示意圖

圖5-188    4線制電流測量模塊框圖和端子分配示意圖

①接線4線制變送器②模數轉換器(ADC)  ③背板總線接口④通過電源元件進行供電⑤等電位連接電纜（可選）

2線制電流測量模塊框圖和端子分配示意圖

  圖5-189    2線制電流測量模塊框圖和端子分配示意圖

①接線2線制變送器②模數轉換器( ADC)  ③背板總線接口④通過電源元件進行供電⑤等電位連接電纜