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廣東西門子S7-1200PLC系列主機模塊參數

PLC操控體系與繼電器操控體系比較，有許多相似之處，也有許多不同。不同之處主要在以下幾個方面：包含操控辦法、工作方法、操控速度、守時和計數操控。

      (1)從操控辦法上看，電器操控體系操控邏輯選用硬件接線，使用繼電器機械觸點的串聯或井聯等組合成操控邏輯，其連線多且雜亂、體積大、功耗大，體系構成后，想再改動或添加功用較為困難。另外，繼電器的觸點數量有限，所以電器操控體系的靈活性和可擴展性受到很大約束。而PLC選用了計算機技術，其操控邏輯是以程序的方法存放在存儲器中，要改動操控邏輯只需改動程序，因而很簡單改動或添加體系功用。體系連線少、體積小、功耗小，并且PLC的“軟繼電器”實質上是存儲器單元的狀況，所以“軟繼電器”的觸點數是無限的，PLC體系的靈活性和可擴展性好。
      (2)從工作方法上看，在繼電器操控電路中.當電源接通時，電路中所有繼電器都處于受限制狀況，即該吸合的繼電器都一起吸合.不應吸合的繼電器受某種條件約束而不能吸合，這種工作方法稱為并行工作方法。而PLC的用戶程序是按一定次序循環履行的，所以各軟繼電器都處于周期性循環掃描接通中，受同一條件限制的各個繼電器的動作次序決定于程序掃描次序，這種工作方法稱為串行工作方法。
      (3)從操控速度上看，繼電器操控體系依托機械觸點的動作以完成操控，工作效率低.機械觸點還會出現顫動問題。而PLC經過程序指令操控半導體電路來完成操控，速度快，程序指令履行時刻在微秒級，且不會出現觸點顫動問題。
      (4)從守時和計數操控上看，電器操控體系選用時刻繼電器的延時動作進行時刻操控，時刻繼電器的延時時刻易受環境謐度和沮度改變的形響，守時精度不高。而PLC選用半導體集成電路作守時器，時鐘脈沖由晶體振蕩器發生，精度高，守時規模寬。用戶可根據需要在程序中設定守時值，修正便利，不受環境的形響，且PLC具有計致功用，而電器操控體系一般不具備計數功用。
      (5)從可靠性和可保護性上看，因為電器操控體系使用了大量的機械觸點，其存在機械磨損、電弧燒傷等，壽命短，體系的連線多，所以可靠性和可保護性較差。而PLC大量的開關動作由無觸點的半導體電路完成，其壽命長、可靠性高，PLC還具有自診斷功用，能查出自身的故障，隨時匯報給操作人員，并能動態地監視操控程序的運行情況，為現場調試和保護供給了便利。   

plc程序操控器已廣泛運用各個領域，因其內部由許多的電子元器材組成，極易受一些周圍電氣元件的干擾、強磁場電場、環境溫濕度、振蕩起伏大等要素影響到PLC操控器的正常作業，這點往往被許多人疏忽。即便程序編制再好，安裝環節不重視，曰后調試、運轉會帶來許多的故障。疲于奔命地維護。

以下是安裝時注意事項：

1、PLC安裝環境

a，環境溫度在0~55度，過高過低會導致內部電了元器材運轉不正常。必要時采納降溫或升溫辦法

b，環境濕度在35%~85%，濕度過大會使電子元器材導電性增強，易使元件器耐壓下降，電流過大而擊穿損壞。

c，不能按裝在振蕩頻率50Hz、起伏為0.5mm以上，因振蕩起伏過大會形成內部電路板的電子元器材脫焊、掉落。

d，在電器箱內外應盡可能遠離強磁場電場<如操控變壓器、大容量的交直接觸器、大容量的電容器等）電氣元器材，還有易發生高次諧波（如變頻器、伺服驅動器、逆變器、可控硅等）操控器材。

e，防止按裝在金屬粉塵多、腐蝕、可燃氣體、濕潤等場所

f，在電氣箱內放至于上部，遠離熱源的電氣元器材，必要時考慮降溫及向外排風處理。

2、電源

a，要正確接入PLC電源，有交直之分。如三菱plc有DC24V；有AC的其電壓較靈活輸入，規模在100V~240V（答應規模85~264），頻率為50/60Hz，無需拔動開關。運用阻隔變壓器提供給PLC電源。

b，關于PLC輸出的DC24V一般供于擴展功用模塊電源、外部三線式傳感器電源或作它用，盡管輸出的DC24V電源有過載和短路維護安裝且容量有限。主張外部三線式傳感器用獨立的開關電源，以防短路，形成PLC損壞，引來不必要的費事。

西門子S7-300/400串口通信模塊使用時的注意事項

1. 串行通訊模塊基本信息介紹

CP340/CP341/CP440/CP441-1/CP441-2模塊是西門子S7-300/400系列PLC中的串行通訊模塊，這些模塊具有1個或2個（CP441-2）串行通訊接口（RS232C、20mA-TTY或RS485/422）。可以運用這些通訊模塊完成S7-300/400體系與其他串行通訊設備的數據交換，例如打印機、掃描儀、智能儀表、第三方MODBUS主從站、Data Highway、變頻器，USS站等。

2.注意事項：

2.1完成MODBUS通訊時，需要在CP341/CP441-2模塊上刺進相應協議的硬件狗（硬件狗、Dongle、協議驅動或Loadable driver指的是同一個東西）

2.2  MODBUS 是單主站結構的串行通信協議，體系中只可以有一個MODBUS主站，而且只可以完成主站和從站的數據交換，從站之間不能進行數據交換。

2.3    RS232C接口的通訊大間隔為15m；RS422/485接口的通訊大間隔位1200m。

2.4   串行通訊模板只有RS232C、20mA-TTY或RS485/422 三種電氣接口類型， 想完成串口的光纖通訊，只能購買第三方轉化設備，西門子不供給該類設備。

在現代化的工業生產設備中，有大量的數字量及模擬量的控制裝置，例如電機的啟停，電磁閥的開閉，產品的計數，溫度、壓力、流量的設定與控制等，而PLC技術是解決上述問題的有效、便捷的工具，因此PLC在工業控制領域得到了廣泛的應用。下面就PLC控制系統設計中的問題進行探討。

1、PLC系統設備選型

PLC主要的目的是控制外部系統。這個系統可能是單個機器，機群或一個生產過程。不同型號的PLC有不同的適用范圍。根據生產工藝要求，分析被控對象的復雜程度，進行I/O點數和I/O點的類型(數字量、模擬量等)統計，列出清單。適當進行內存容量的估計，確定適當的留有余量而不浪費資源的機型(小、中、大形機器)。并且結合市場情況，考察PLC生產廠家的產品及其售后服務、技術支持、網絡通信等綜合情況，選定價格性能比較好的PLC機型。

目前市場上的PLC產品眾多，國外有德國的SIEMENS;日本的 OMRON、MITSUBISHI、FUJI、Panasonic;美國的GE;韓國的LG等。國產品牌有研華、研祥、合力時等。近幾年，PLC產品的價格有較大的下降，其性價比越來越高。PLC 的選型應從以下幾個方面入手。

2.1 確定PLC 控制系統的規模

依據工廠生產工藝流程和復雜程度確定系統規模的大小。可分為大、中、小三種規模。

小規模PLC控制系統:單機或者小規模生產過程，控制過程主要是條件、順序控制，以開關量為主，并且I/O點數小于128 點。一般選用微型PLC,如SIEMENS S7-200等。

中等規模PLC控制系統:生產過程是復雜邏輯控制和閉環控制，I/O點數在128——512 點之間。應該選用具有模擬量控制、PID控制等功能的PLC，如SIEMENS S7-300等。

大規模PLC控制系統:生產過程是大規模過程控制、DCS系統和工廠自動化網絡控制，I/O點數在512點以上。應該選用具有通信聯網、智能控制、數據庫、中斷控制、函數運算的高檔PLC,如SIEMENS S7-400等, 再和工業現場總線結合實現工廠工業網絡的通訊和控制。

2.2 確定PLC I/O 點的類型

根據生產工藝要求，分析被控對象的復雜程度，進行I/O點數和I/O點的類型(數字量、模擬量等)統計，列出清單。適當進行內存容量的估計，確定適當的留有軟硬件資源余量而不浪費資源的機型(小、中、大型機器)。

根據PLC輸出端所帶的負載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點動作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管輸出。不同的負載選用不同的輸出方式，對系統的穩定運行是很重要的。

電磁閥的開閉、大電感負載、動作頻率低的設備，PLC輸出端采用繼電器輸出或者固態繼電器輸出;各種指示燈、變頻器/數字直流調速器的啟動/停止應采用晶體管輸出。

2.3 確定PLC編程工具

(1) 一般的手持編程器編程。手持編程器只能用商家規定語句表中的語句表(STL)編程。這種方式效率低，但對于系統容量小、用量小的產品比較適宜，具有體積小、價格低、易于現場調試等優點。 這主要用于微型PLC的編程。

(2) 圖形編程器編程。圖形編程器采用梯形圖(LAD)編程，方便直觀，一般的電氣人員短期內就可應用自如，但該編程器價格較高,主要用于微型PLC和中檔PLC。

(3) 計算機加PLC軟件包編程 。這種方式是效率高的一種方式，但大部分公司的PLC 開發軟件包價格昂貴，并且該方式不易于現場調試，主要用于中高檔PLC系統的硬件組態和軟件編程。

3、PLC控制系統的設計

PLC 控制系統設計包括硬件設計和軟件設計。

硬件設計是PLC控制系統的至關重要的一個環節，這關系著PLC控制系統運行的可靠性、安全性、穩定性。主要包括輸入和輸出電路兩部分。

(1) PLC控制系統的輸入電路設計。PLC供電電源一般為AC85—240V，適應電源范圍較寬，但為了抗干擾，應加裝電源凈化元件(如電源濾波器、1:1隔離變壓器等);隔離變壓器也可以采用雙隔離技術，即變壓器的初、次級線圈屏蔽層與初級電氣中性點接大地，次級線圈屏蔽層接PLC 輸入電路的地，以減小高低頻脈沖干擾。

PLC輸入電路電源一般應采用DC 24V, 同時其帶負載時要注意容量，并作好防短路措施，這對系統供電安全和PLC安全至關重要，因為該電源的過載或短路都將影響PLC的運行，一般選用電源的容量為輸入電路功率的兩倍，PLC輸入電路電源支路加裝適宜的熔絲，防止短路。

(2) PLC控制系統的輸出電路設計。依據生產工藝要求，各種指示燈、變頻器/數字直流調速器的啟動停止應采用晶體管輸出，它適應于高頻動作，并且響應時間短;如果PLC 系統輸出頻率為每分鐘6 次以下，應繼電器輸出，采用這種方法，輸出電路的設計簡單，抗干擾和帶負載能力強。

如果PLC輸出帶電磁線圈等感性負載，負載斷電時會對PLC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對直流感性負載應在其旁邊并接續流二極管，對交流感性負載應并接浪涌吸收電路，可有效保護PLC。

模塊化

S7 - 400的一個重要特點是它的模塊化。S7- 400的高速通訊背板總線和允許直接插入CPU集成的DP接口，允許多條通訊線路的高性能運行。例如，把一根總線用于HMI通訊和編程任務，一根總線用于高性能運動控制，一根總線用于普通I / O現場總線通訊。
此外，也可以實現另外連接到MES-/ERP系統或通過SIMATIC IT連接到互聯網的需要。根據任務情況，可對S7 – 400進行集中擴展或分布式配置。附加設備和接口模塊也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可實現分布式擴展。如果需要，也可以使用通訊處理器（CP）。

設計一個S7 - 400系統基本上包括機架，電源，和*處理單元。它可以以一個模塊化的方式安裝和擴展。所有的模塊都可以自由地放置在左側插入的電源旁邊。S7- 400具有無風扇的堅固設計。信號模塊可以熱插拔。一個多層面的模塊范圍可用于*擴展以及具有ET200的分布式拓撲結構的簡單配置。設計

在集中式擴展中，額外安裝機架直接連接到*控制器。

除了標準的安裝機架，也提供9槽和18槽鋁合金安裝機架。這些鋁機架可以很高地耐受不利環境條件，緊固耐用，重量輕25％左右。

多值計算

多值計算，也就是在一個S7- 400*控制器中的幾個CPU的同時操作，為用戶提供不同的益處：

可通過多值計算共享的S7 - 400的整體性能。例如，在技術復雜的任務中，如開環控制，可以將計算機或通訊分割和分配給不同的CPU每個CPU分配給自己的，用于此目的本地輸入/輸出。

有些任務也可以從每個多值計算方式中斷開，一個CPU處理關鍵時間的處理任務，另一個處理非關鍵時間的任務。

在多值計算操作中，所有的CPU的運行行為像一個CPU，也就是說，當一個CPU進入STOP狀態，其他的也停止。幾個CPU的動作可以通過同步指令選擇性地協調調用。此外，CPU之間的數據交換通過高速的全局數據通訊機制。

數據/程序存儲器

從精細分級的各種CPU中選擇合適的CPU取決于集成工作存儲區的大小。集成裝載存儲器（RAM）足以滿足中小型企業方案。對于大型程序，通過插入RAM或FEPROM存儲卡增大裝載內存（64 KB到64 MB）。

特殊功能

S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能：

從工程工作站通過網絡更新固件實現更簡單和快速的升級

通過一個系統功能實現額外的寫保護（例如沒有從PC器件到CPU）

通過讀取存儲卡的序列號獲得保護，因此，保證了程序只與特定的存儲卡一起運行
集成的路由功能允許在不同總線系統和網絡問數據記錄，例如控制級PC可以通過S7 -400控制器與連接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的現場設備進行通訊。

在當今經濟競爭激烈的環境下，制造工藝的細小改進可產生巨大的競爭優勢。這種觀念正在驅使工廠車間發生根本性的轉變。制造商正在部署的傳感器技術，采用新的控制架構，并開始挖掘“大數據”和數據分析的潛力。

每個控制器中都包含有以下組件：· 一個*處理器(CPU)，用于執行用戶程序· 一個或多個電源 信號模塊，用作輸入/輸出以及相應的工藝模塊和通信模塊。

西門子S7-400系列：

序號    定貨號    注釋
電源模塊    
1    6ES7 407-0DA02-0AA0    電源模塊(4A)
2    6ES7 407-0KA02-0AA0    電源模塊(10A)
3    6ES7 407-0KR02-0AA0    電源模塊(10A)冗余
4    6ES7 407-0RA02-0AA0    電源模塊(20A)
5    6ES7 405-0DA02-0AA0    電源模塊(4A)
6    6ES7 405-0KA02-0AA0    電源模塊(10A)
7    6ES7 405-0RA01-0AA0    電源模塊(20A)
8    6ES7 971-0BA00    備用電池
CPU    
9    6ES7 412-3HJ14-0AB0    CPU 412-3H; 512KB程序內存/256KB數據內存
10    6ES7 414-4HM14-0AB0    CPU 414-4H; 冗余熱備CPU 2.8 MB RAM
11    6ES7 417-4HT14-0AB0    CPU 417-4H; 冗余熱備CPU 30 MB RAM
12    6ES7 400-0HR00-4AB0    412H 系統套件包括 2 個CPU、1個H型*機架、2個電源、2個1M 存儲卡、4個同步模塊、2根同步電纜，以及4個備用電池(PS407 10A)
13    6ES7 400-0HR50-4AB0    412H 系統套件包括 2 個CPU、1個H型*機架、2個電源、2個1M 存儲卡、4個同步模塊、2根同步電纜，以及4個備用電池(PS405 10A)
14    6ES7 412-1XJ05-0AB0    CPU412-1,144KB程序內存/144KB數據內存
15    6ES7 412-2XJ05-0AB0    CPU412-2,256KB程序內存/256KB數據內存
16    6ES7 414-2XK05-0AB0    CPU414-2,512KB程序內存/512KB數據內存

17    6ES7 414-3XM05-0AB0    CPU414-3,1.4M程序內存/1.4M數據內存 1個IF模板插槽
18    6ES7 414-3EM05-0AB0    CPU414-3PN/DP 1.4M程序內存/1.4M數據內存 1個IF模板插槽
19    6ES7 416-2XN05-0AB0    CPU416-2,2.8M程序內存/2.8M數據內存
20    6ES7 416-3XR05-0AB0    CPU416-3,5.6M程序內存/5.6M數據內存 1個IF模板插槽
21    6ES7 416-3ER05-0AB0    CPU416-3PN/DP 5.6M程序內存/5.6M數據內存 1個IF模板插槽
22    6ES7 416-2FN05-0AB0    CPU416F-2,2.8M程序內存/2.8M數據內存
23    6ES7 416-3FR05-0AB0    CPU416F-3PN/DP,5.6M程序內存/5.6M數據內存
24    6ES7 417-4XT05-0AB0    CPU417-4,15M程序內存/15M數據內存
內存卡    
25    6ES7 955-2AL00-0AA0    2 X 2M字節 RAM
26    6ES7 955-2AM00-0AA0    2 X 4M字節 RAM
27    6ES7 952-0AF00-0AA0    64K字節 RAM
28    6ES7 952-1AH00-0AA0    256K字節 RAM
29    6ES7 952-1AK00-0AA0    1M字節 RAM
30    6ES7 952-1AL00-0AA0    2M字節 RAM
31    6ES7 952-1AM00-0AA0    4M字節 RAM
32    6ES7 952-1AP00-0AA0    8M字節 RAM
33    6ES7 952-1AS00-0AA0    16M字節 RAM
34    6ES7 952-1AY00-0AA0    64M字節 RAM
35    6ES7 952-0KF00-0AA0    64K字節 FLASH EPROM
36    6ES7 952-0KH00-0AA0    256K字節 FLASH EPROM
37    6ES7 952-1KK00-0AA0    1M字節 FLASH EPROM
38    6ES7 952-1KL00-0AA0    2M字節 FLASH EPROM
39    6ES7 952-1KM00-0AA0    4M字節 FLASH EPROM
40    6ES7 952-1KP00-0AA0    8M字節 FLASH EPROM
41    6ES7 952-1KS00-0AA0    16M字節 FLASH EPROM
42    6ES7 952-1KT00-0AA0    32M字節 FLASH EPROM
43    6ES7 952-1KY00-0AA0    64M字節 FLASH EPROM
開關量輸入模板    
44    6ES7 421-7BH01-0AB0    開關量輸入模塊(16點,24VDC)中斷
45    6ES7 421-1BL01-0AA0    開關量輸入模塊(32點,24VDC)
46    6ES7 421-1EL00-0AA0    開關量輸入模塊(32點,120VUC)
47    6ES7 421-1FH20-0AA0    開關量輸入模塊(16點,120/230VUC)
48    6ES7 421-7DH00-0AB0    開關量輸入模塊(16點,24V到60VUC)
開關量輸出模板    
49    6ES7 422-1BH11-0AA0    開關量輸出模塊(16點,24VDC，2A）
50    6ES7 422-1BL00-0AA0    32點輸出，24VDC,0.5A
51    6ES7 422-7BL00-0AB0    32點輸出，24VDC,0.5A,中斷
52    6ES7 422-1FH00-0AA0    16點輸出，120/230VAC，2A
53    6ES7 422-1HH00-0AA0    16點輸出，繼電器，5A
模擬量模塊    
54    6ES7 431-0HH00-0AB0    16路模擬輸入，13位
55    6ES7 431-1KF00-0AB0    8路模擬輸入，13位，隔離
56    6ES7 431-1KF10-0AB0    8路模擬輸入，14位，隔離，線性化
57    6ES7 431-1KF20-0AB0    8路模擬輸入，14位，隔離
58    6ES7 431-7QH00-0AB0    16路模擬輸入，16位，隔離

廣東西門子S7-1200PLC系列主機模塊參數