西门子S7-400中央控制单元CPU416-2
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公司主营：数控系统,S7-200PLC S7-300PLC S7-400PLC S7-1200PLC 6ES5 ET200 人机界面,变频器,DP总线,MM420 变频器MM430 变频器MM440 6SE70交流工程调速变频器6RA70直流调速装置 SITOP电源,电线电缆,数控备件,伺服电机等工控产品 2、PLC选型匹配较复杂，请客户务必确认核实好型号参数货期等问题后在进行采购， 特别提示：S7-300系列PLC型号升级换代较快，所以产品图片为示例图片，参数属性为大体概述， 故仅供参考，具体以西门子新选型样本对应产品参数描述和西门子实物为准。
詹
西门子6RA80直流调速器概述SINAMICSDCMASTER是西门子生产的新一代直流调速器。SINAMICSDCMASTER这名称简称为：SINAMICSDCM–体现了新一代产品的强大。它把上一代产品SIMOREGDC-MASTER的优势与SINAMICS系列的优点结合在了一起。在质量、可靠性和功能性方面，SINAMICSDCMASTER是首屈一指的。实际上，在功能方面，它提供了新功能，而且集成了上一代产品的有用功能。SINAMICSDCMASTER 是SINAMICS系列的新成员，它把许多以交流技术而 闻名的SINAMICS工具和组件用到了直流技术上。对于标准的闭环控制，该直流调速器配备了标准的调速器控制装置(标准CUD)。对于要求更高计算性能 和接口的应用，系统可以通过增加调速器控制装置(高级CUD)的方式进行扩展。该直流调速器属于SINAMICSDCMASTER系列，它把开环和闭环控制与电源装置组合到了一个装置上，并且由于其紧凑的机构、节省空间的外形设计而与众不同。可以提供AOP30高级操作员界面和BOP20数字操作员面板用于试运行和本地操作员控制。CUD的接口和数字输入/输出的数量可以使用附加模块增加——例如TM15和TM31终端模块。西门子6RA80直流调速器技术数据简述功率范围：6.3到2508kW额定直流电流：15到3000A额定供电电压：3-ph.400-950VAC额定直流励磁电流：3到40A(可选配:85A)额定频率：45-65Hz防护等级：IP00储存和运输温度：-40-+70°C符准：IEC,EN,DIN,VDE,UL,cULus,NEMA,UL508C,GOST操作：2象限和4象限西门子6RA80直流调速器特点标配PROFIBUS，可以选配PROFINET控制装置的派生版励磁电源供电符合现场要24VDC电子装置电源电源装置与相应的地绝缘标准版和驱动器控制图上集成了免费的功能块可以SINAMICS组件扩展功能可以连接到单相线路供电上涂层模块和镀镍铜母线西门子6RA80直流调速器客户获益由于SINAMICSDCMASTER系列产品丰富，降低了培训时间和成本，并实现了相同组件数大化。无缝集成的SINAMICSDCMASTER系列装置有多种的电流和电压规格。该系列调速器设计用于连接三相线路供电。功能和性能方面具有灵活的扩展能力。产品丰富，有许多选件可以使直流调速器优化的满足客户需求——无论是在技术上还是经济上。与计算性能和速度相关的各种用户要求都可以通过选择标准CUD或者高级CUD而准确满足——也可以组合使用这两种CUD。由于能够快速简单的更换组件，提高了工厂和系统的可用性。可互换组件的设计使它们能够实现快速简单的更换。可以提供备件—始终可以看到分配给什么序列号的驱动器装置。 使用带有图形LCD和纯文本显示屏的AOP30高级操作员界面，可以方便的进行试运行和参数化，或者获得菜单提示，还可以使用STARTER试运行工具进行获得PC支持(见工具和工程组态)。使用如标准的PROFIBUS通讯接口和各种模拟和数字接口，可将它们轻松集成进自动化解决方案中。西门子6RA80直流调速器典型应用移动：传送带、升降机、起重机、索道、测试台、横向切断机、换辊装置、槽轮排种器加工：挤出机、绕线机/放线机、前/跟随驱动器、砑光机、机械压力机、印刷机、轧机驱动器做好变频器维修，当然了解一些电子基础知识是相当重要的，也是迫不及待的。
PLC梯形图编程的特点与优势 1)PLC梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但是它们不是真实的物理继电器(即硬件继电器)，而是在软件中使用的编程元件。每一编程元件与PLC存储器中元件映像寄存器的二个存储单元相对应。以辅助继电器为例，如果该存储单元为0状态，梯形图中对应的编程元件的线圈“断电”，其常开触点断开，常闭触点闭合，称该编程元件为0状态，或称该编程元件为OFF(断开)。该存储单元如果为1状态，对应编程元件的线圈“通电”，其常开触点接通，常闭触点断开，称该编程元件为l状态，或称该编程元件为ON(接通)。 2)根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的ON/OFF状态，称为梯形图的逻辑解算。逻辑解算是按梯形图中从上到下、从左至右的顺序进行的。解算的结果，马上可以被后面的逻辑解算所利用。逻辑解算是根据输入映像寄存器中的值，而不是根据解算瞬时外部输入触点的状态来进行的。 3)梯形图中各编程元件的常开触点和常闭触点均可以无限多次地使用。 4)输入继电器的状态地取决于对应的外部输入电路的通断状态，因此在梯形图中不能出现输入继电器的线圈。 PLC硬件系统的简化框图 ? 实现的电机启停的继电器接触器控制装置与PLC控制的分析比较 观察用传统的继电器接触器控制装置实现的电机启停方式： 方式一：按下启动按钮，电动机直接启动，按下停止按钮，电机停止工作。 方式二：按下启动按钮，电动机5秒后启动，按下停止按钮，电机停止工作。 归纳继电器接触器控制装置的特点有： 优点：简单易懂、使用方便、价格便宜 缺点：可靠性不高（硬接线逻辑、大量的机械触点）；通用性和灵活性较差（当控制要求改变时需重新设计布线，花费大时间长）；功能简单（只限于逻辑顺序控制、定时等） 观看用PLC可编程控制器实现的上述两种启停控制方式： 观察结论：PLC可编程控制器的软程序代替硬接线，可高性高，通用性强 水塔的PLC控制举例 1．问题的提出：水塔的作用是通过水泵把地下水抽压到塔顶的水塔内储存，以保证供水系统有一定的压力。如图1-1所示。 2．问题的解决：水泵通常采用笼型三相交流异步电动机拖动。所以，水塔的控制实际上就是三相异步电动机的控制。方法有人工控制和自动控制。 首先介绍简单的水塔控制方法——人工控制。 3．控制原理图 图1-2（a）和（b）分别为闸刀开关（或铁壳开关）和低压断路器控制的水泵控制原理图。由于闸刀开关和低压断路器通断电源需人工操作，所以该电路称水塔供水的人工控制，（c）为控制元件和交流电动机的实物图, 4．控制原理与特点说明 （1）原理图只是表示各电器元件之间的逻辑关系。如将刀开关或断路器处于合闸位置，笼型三相交流异步电动机就接通三相电源，电动机起动运行；操作该开关使其断开，水泵就停止运行，不画实物而是用标准规定的符号表示器件名称。 （2)电器元件之间通过导线接通电源，控制三相交流异步电动机运转。同一电器元件应根据不同的控制对象（三相交流异步电动机）、应用场合选择其大小、颜色、极数等参数。 （3）水泵抽水只要单方向旋转，所以电动机是单向运行，但应选好电动机的转向与水泵要求的转向一致。 （4）实现一个控制目标（如水泵电动机单方向旋转），可以选择不同的电器元件和控制电路，但一些辅助功能不一样。a图具有短路保护功能，可防止因电动机或电线出现相间短路或对地短路时造成对电源等电器的损害。b图除了有短路保护功能外，还有过载保护功能，后者可防止因水泵卡住或因欠压导致过载等故障造成损坏电动机的事故。如果需要有漏电保护功能，则要用带漏电保护功能的断路器。 （5）a图在电网失压后会发生自起动，可能引起不良后果。b图用了带失压保护的断路器在发生失压和欠压时，电路不会自起动，避免电动机或负载对人的伤害。 （6）水泵电机的起动和停止都必须人工手动操作，不能排除由于没有及时关机、开机而造成水塔溢水和供水系统停水的可能。
6ES7 407-0DA02-0AA0 电源模块(4A)
6ES7 407-0KA02-0AA0 电源模块(10A)
6ES7 407-0KR02-0AA0 电源模块(10A)冗余
6ES7 407-0RA02-0AA0 电源模块(20A)
6ES7 405-0DA02-0AA0 电源模块(4A)
6ES7 405-0KA02-0AA0 电源模块(10A)
6ES7 405-0RA02-0AA0 电源模块(20A)
6ES7 971-0BA00 备用电池
CPU
6ES7 412-3HJ14-0AB0 CPU 412-3H; 512KB程序内存/256KB数据内存
6ES7 414-4HM14-0AB0 CPU 414-4H; 冗余热备CPU 2.8 MB RAM
6ES7 417-4HT14-0AB0 CPU 417-4H; 冗余热备CPU 30 MB RAM
6ES7 400-0HR00-4AB0 412H 系统套件包括 2 个CPU、1个H型中央机架、2个电源、2个1M 存储卡、4个同步模块、2根同步电缆，以及4个备用电池(PS407 10A)
6ES7 400-0HR50-4AB0 412H 系统套件包括 2 个CPU、1个H型中央机架、2个电源、2个1M 存储卡、4个同步模块、2根同步电缆，以及4个备用电池(PS405 10A)
6ES7 412-1XJ05-0AB0 CPU412-1,144KB程序内存/144KB数据内存
6ES7 412-2XJ05-0AB0 CPU412-2,256KB程序内存/256KB数据内存
6ES7 414-2XK05-0AB0 CPU414-2,512KB程序内存/512KB数据内存
6ES7 414-3XM05-0AB0 CPU414-3,1.4M程序内存/1.4M数据内存 1个IF模板插槽
6ES7 414-3EM05-0AB0 CPU414-3PN/DP 1.4M程序内存/1.4M数据内存 1个IF模板插槽
6ES7 416-2XN05-0AB0 CPU416-2,2.8M程序内存/2.8M数据内存
6ES7 416-3XR05-0AB0 CPU416-3,5.6M程序内存/5.6M数据内存 1个IF模板插槽
6ES7 416-3ER05-0AB0 CPU416-3PN/DP 5.6M程序内存/5.6M数据内存 1个IF模板插槽
6ES7 416-2FN05-0AB0 CPU416F-2,2.8M程序内存/2.8M数据内存
6ES7 416-3FR05-0AB0 CPU416F-3PN/DP,5.6M程序内存/5.6M数据内存
6ES7 417-4XT05-0AB0 CPU417-4,15M程序内存/15M数据内存
内存卡
6ES7 952-0AF00-0AA0 64K字节 RAM
6ES7 952-1AH00-0AA0 256K字节 RAM
6ES7 952-1AK00-0AA0 1M字节 RAM
6ES7 952-1AL00-0AA0 2M字节 RAM
6ES7 952-1AM00-0AA0 4M字节 RAM
6ES7 952-1AP00-0AA0 8M字节 RAM
6ES7 952-1AS00-0AA0 16M字节 RAM
6ES7 952-1AY00-0AA0 64M字节 RAM
6ES7 952-0KF00-0AA0 64K字节 FLASH EPROM
6ES7 952-0KH00-0AA0 256K字节 FLASH EPROM
6ES7 952-1KK00-0AA0 1M字节 FLASH EPROM
6ES7 952-1KL00-0AA0 2M字节 FLASH EPROM
6ES7 952-1KM00-0AA0 4M字节 FLASH EPROM
6ES7 952-1KP00-0AA0 8M字节 FLASH EPROM
6ES7 952-1KS00-0AA0 16M字节 FLASH EPROM
6ES7 952-1KT00-0AA0 32M字节 FLASH EPROM
6ES7 952-1KY00-0AA0 64M字节 FLASH EPROM
开关量输入模板
6ES7 421-7BH01-0AB0 开关量输入模块(16点,24VDC)中断
6ES7 421-1BL01-0AA0 开关量输入模块(32点,24VDC)
6ES7 421-1EL00-0AA0 开关量输入模块(32点,120VUC)
6ES7 421-1FH20-0AA0 开关量输入模块(16点,120/230VUC)
6ES7 421-7DH00-0AB0 开关量输入模块(16点,24V到60VUC)
开关量输出模板
6ES7 422-1BH11-0AA0 开关量输出模块(16点,24VDC，2A）
6ES7 422-1BL00-0AA0 32点输出，24VDC,0.5A
6ES7 422-7BL00-0AB0 32点输出，24VDC,0.5A,中断
6ES7 422-1FH00-0AA0 16点输出，120/230VAC，2A
6ES7 422-1HH00-0AA0 16点输出，继电器，5A
模拟量模块
6ES7 431-0HH00-0AB0 16路模拟输入，13位
6ES7 431-1KF00-0AB0 8路模拟输入，13位，隔离
6ES7 431-1KF10-0AB0 8路模拟输入，14位，隔离，线性化
6ES7 431-1KF20-0AB0 8路模拟输入，14位，隔离
6ES7 431-7QH00-0AB0 16路模拟输入，16位，隔离
6ES7 431-7KF00-0AB0 8路模拟输入，16位，隔离，热电偶
6ES7 431-7KF10-0AB0 8路模拟输入，16位，隔离，热电阻
6ES7 432-1HF00-0AB0 8路模拟输出，13位，隔离
功能模板
6ES7 450-1AP00-0AE0 FM450-1计数器模板
6ES7 451-3AL00-0AE0 FM451定位模板
6ES7 452-1AH00-0AE0 FM452电子凸轮控制器
6ES7 453-3AH00-0AE0 FM453定位模板
6ES7 455-0VS00-0AE0 FM455C闭环控制模块
6ES7 455-1VS00-0AE0 FM455S闭环控制模块
6DD1 607-0AA2 FM 458-1DP快速处理系统
6ES7 953-8LJ20-0AA0 用于FM458-1DP 基本模板 512KByte(MMC)
6ES7 953-8LL20-0AA0 用于FM458-1DP 基本模板 2MByte(MMC)
6ES7 953-8LM20-0AA0 用于FM458-1DP 基本模板 4MByte(MMC)
6DD1 607-0CA1 EXM 438-1 I/O扩展模板
6DD1 607-0EA0 EXM 448 通讯扩展模板
6DD1 607-0EA2 EXM 448-2 通讯扩展模板
6DD1 684-0GE0 SC64连接电缆
6DD1 684-0GD0 SC63连接电缆
6DD1 684-0GC0 SC62连接电缆
6DD1 681-0AE2 SB10端子模块
6DD1 681-0AF4 SB60端子模块
6DD1 681-0EB3 SB61端子模块
6DD1 681-0AG2 SB70端子模块
6DD1 681-0DH1 SB71端子模块
6DD1 681-0AJ1 SU12端子模块
6DD1 681-0GK0 SU13端子模块
S7-300与G120 PN通讯
1 系统要求
? PC机：安装STEP7和Starter软件
? G120装置：选择支持PROFINET的控制单元，CU240S PN 或CU240S PN F
? S7-300机架：需要选择支持PROFINET的CPU，本实验使用CPU317-2DP/PN
? PROFINET 连接电缆
网络连接如下图所示：
2 G120和S7-300之间的PN连接和设置
2.1 设置通讯接口
预防和减少施工过程中安全事故的发生
其中定型化标准化 工具化安全防护棚
在安全可靠的情况下使体验者对触电事故有一个真实的感受
? 选择TCP/IP接口
? 分配IP地址
△操作平台倾倒： 通过操作平台倾斜体验
项目部可以组织一线人员包括农民工在培训教室集中组织培训
2.2设置PG/PC
2.3分别对CPU和驱动装置G120分配相应的网络地址
图21 连接设置 点击新传输按钮进入设置：选择是读取数据还是写入数据 一：保证全新原装进口 二：保证安全准时发货 三：保证售后服务质量 流程一：客户确认所需采购产品型号 流程二：我方会根据询价单型号查询价格以及交货期 该体验有三种功能： 1、平衡木体验活动检测自身平衡能力减少触 电伤亡事故检测作业人员是否满 足作业条件增强施工现场触电事故的应急处置能力解决各类施工现场高空环境工 作人员对安全带和平台稳固重要性认识不足的问题 △劳保用品展示： 通过防护用品静态展示及模特假人正确穿戴安全防护用品展示真正达到 “安全、预防为主、消除隐患”的目地“亲历”安全事件这是上海市首家建筑施工安全体验馆使职工充分认识到安全防护用品是安全生 产工作的一个重要组成部分学各开关、天关箱、 各种灯具及各种电线的规格说明使用相当逼真锻炼职工沉着冷 静、勇敢大胆的心里素质面积建议可以在30~70平方并通过视觉、听觉等让使用者感受到身临其境的效果锻炼职工沉着冷静、勇 敢大胆的心里素质
? 点击 Edit Ethernet Node编辑站点信息
? G120 的IP地址须由控制器来分配，在变频器内部可以通过参数r61001来读取
? 确保硬件组态中的Device name与设备已分配的Device name一致，否则CPU会报通讯故障
2.4 对变频器进行组态并把它连接到PROFINET网络中
? 在硬件组态时需要GSDML文件，G120 GSDML下载地址：
26641490
2.5 选择报文结构
? 根据实际需要，选择相应的报文结构。此处选择的报文结构应与变频器参数P0922中设定的一致。如果不一致，会出现F00401故障。
让施工从业人员进行体验6ES7963-3AA00-0AA0西门子模块
2.6 G120(CU240S PN F)相应的参数设置
| 参数 | G120 |
| P700 | 6 |
| P1000 | 6 |
| P0922 | 353 |
| P2051 In000 | 52 |
| P2051.In001 | 21 |
| P8840 | 20ms |
3 周期性通讯数据结构
周期性通讯的报文可以分为两个部分：
? 过程数据PZD：
过程数据包括控制字 (状态信息) 和设定值 (实际值)。必须要将控制字的第十位置“1”选择由PLC来控制变频器，这些过程数据才能在变频器和PLC之间传递。
? 参数通道Parameter Channel：
这一数据区用来对参数的值进行读/写操作，可以用来监控或者更改变频器的参数。
PLC的指令格式中各部分内容分类介绍 指令格式中各部分内容说明如下： （1）控制条件 控制条件的数量和意义随功能指令的不同而变化。控制条件存入堆栈寄存器中，其顺序是固定不变的。 （2）指令 功能指令的种类见表5-4 序号 指 令 处 理 内 容 格式1 （梯形图） 格式2 （纸带穿孔与程序显示） 格式3 （程序输入） 1 END1 SUB1 S1 1级（高级）程序结束 2 END2 SUB2 S2 2级程序结束 3 END3 SUB48 S48 3级程序结束 4 TMR TMR T 定时器处理 5 TMRB SUB24 S24 固定定时器处理 6 DEC DEC D 译码 7 CTR SUB5 S5 计数处理 8 ROT SUB6 S6 旋转控制 9 COD SUB7 S7 代码转换 10 MOVE SUB8 S8 数据“与”后传输 11 COM SUB9 S9 公共线控制 12 COME SUB29 S29 公共线控制结束 13 JMP SUB10 S10 跳转 14 JMPE SUB30 S30 跳转结束 15 PARI SUB11 S11 奇偶检查 16 DCNV SUB14 S14 数据转换（二进制 BCD码） 17 COMP SUB15 S15 比较 18 COIN SUB16 S16 符合检查 19 DSCH SUB17 S17 数据检索 20 XMOV SUB18 S18 变址数据传输 21 ADD SUB19 S19 加法运算 22 SUB SUB20 S20 减法运算 23 MUL SUB21 S21 乘法运算 24 DIV SUB22 S22 除法运算 25 NUME SUB23 S23 定义常数 26 PACTL SUB25 S25 位置Mate-A 27 CODE SUB27 S27 二进制代码转换 28 DCNVE SUB31 S31 扩散数据转换 29 COMPB SUB32 S32 二进制数比较 30 ADDB SUB36 S36 二进制数加 31 SUBB SUB37 S37 二进制数减 32 MULB SUB38 S38 二进制数乘 33 DIVB SUB39 S39 二进制数除 34 NUMEB SUB48 S40 定义二进制常数 35 DISP SUB49 S49 在NC的CTR上显示信息 指令的三种格式，格式1用于梯形图；格式2用于纸带穿孔和程序显示；格式3是用编程器输入程序时的简化指令。对TMR和DEC指令在编程器上有其指令键，其他功能指令则用SUB键和其后的数字键输入。 （3）参数 功能指令不同于基本指令，可以处理各种数据，也就是说数据或存有数据的地址可作为功能指令的参数，参数的数目和含义随指令的不同而不同。 （4）输出 功能指令的执行情况可用一位“1”和“0”表示时，把它输出到Wl继电器，Wl继电器的地址可随意确定。但有些功能指令不用Wl，如MOVE、COM、JMP等。 （5）需要处理的数据 由功能指令管理的数据通常是BCD码或二进制数。如4位数的BCD码数据是按一定顺序放在两个连续地址的存储单元中，分低两位和高两位存放。例如BCD码1234被存放在地址200和201中，则200中存低两位（34），201中存高两位（12）。在功能指令中只用参数低字节的200地址。二进制代码数据可以由l字节、2字节、4字节数据组成，同样是低字节存在小地址,在功能指令中也是用参数小地址。 电动机正、反转控制电路的PLC程序设计 在例一的基础上，如果希望实现三相异步电动机的可逆运行，只需增加一个反转控制按钮和一个反转控制的接触器KM2即可。其相对应的元件安排如下： 在梯形图设计上可以考虑选两套起—保—停电路，一个用于正转，一个用于反转，考虑正反两个接触器不能同时接通，在两个接触器的驱动支路中分别串入对方的常闭触点来达到“互锁”的目的。其相应的控制梯形图如图1所示： 程序清单： LD X000 OR Y000 ANI X002 ANI Y001 ANI X001 OUT Y000 LD X001 OR Y001 文本框: ANI X002 ANI Y000 ANI X000 OUT Y001 END 图1 电动机正、反转控制电路的PLC梯形图程序——双重输出线圈
