西门子PLC开关量输入模块SM421
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关 键 词：西门子PLC开关量输入模块SM421
行 业：电气 工控电器 DCS/PLC系统
发布时间：2021-05-07
S7-400 PNH CPU的同步模块分为两种，一种用于长10m 的 FOC patch 光纤，另一种用于长10km 的单模全双工 LC/LC 光纤（9/125 μ）。
冗余系统的同步光纤分为1m、2m、10m 和10km 四种。同步速率达到400Mbps。
如机电一体化和应用支持等创新服务完善了西门子的产品、系统和服务范围。例如，通过“机电一体化支持”，使用虚拟样机，对于高成本的一般样机构建，可大大降低其风险，加快速度—— 真实样机变成末。因此投入市场的时间和建造成本都将显著降低。完整解决方案的范围提供合理化的潜能，如完全安组装，经检验、特别定制的控制柜，其投入终端客户的实际生产线，并具有插头和运动功能。
另一个新兴趋势是向“全供应商”的转化。这样，终端客户可以从单一生产商获得新的生产线，实现整个过程的水平和垂直集成。为了满足目前以及未来的要求，并同时打开新市场，制造商需要强大的合伙者。与西门子合作，您将拥有一个经验丰富的合作伙伴，西门子致力于各种不同领域并凭借个性化的解决方案、功能强大的系统和创新的服务为您提供支持，作为一家全球供应商，西门子可以保持涵盖*的全球服务网络。作为一家国际性公司，西门子拥有全球性的服务网落，可为您提供*的服务。将来，无论您在哪里，我们都能全天候地为您提供符合本地技术标准的技术。只要您有需求，西门子将全天候为您提供服务，满足您的任何需求。
CPU 412-5H 拥有：
功能强大的处理器：
CPU 处理每条二进制指令的时间小于 31.25 ns。
1 MB RAM（512 KB 用于程序，512 KB 用于数据）；
装载存储器用于存储 S7-400H F/FH 自动化系统的用户程序和参数设置数据；高速 RAM 用于用户程序的顺控相关部分
存储卡：
用于扩展内置装载存储器。除程序本身之外，装载存储器中所含的信息还包括 S7-400H F/FH 的组态数据，这就是要在存储器中占据双倍空间的原因。其结果是：
内置的装载存储器不能满足大程序量的要求，因此需要存储卡。
提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在断开电源时保存数据）。
灵活的扩展选件：
多达 131,072 点数字量和 81,932 点模拟量输入/输出。
组合 MPI/PROFIBUS DP 接口：
MPI 可用来建立一个 32 个节点的简单网络，数据传输速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以与通信总线（C 总线）上的节点和 MPI 上的节点建立多 64 个连接。
PROFIBUS-DP主站接口能够被用来建立一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。对用户来说，分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理（相同的组态、编址和编程）。
PROFIBUS DP 接口：
通过 PROFIBUS DP 接口，可以实现冗余、分布式自动化组态，从而提高了速度，便于使用。对用户来说，分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理（相同的组态、编址和编程）。
PROFINET 接口，带 2 个端口（交换机）：
支持系统冗余和 MRP（介质冗余协议）
模式选择开关：
拨动开关设计。
诊断缓冲区：
后的 120 个报警和中断事件保存在一个环形缓冲区中，用于进行诊断。
实时时钟：
CPU 提供带日期和时间的诊断报告。
西门子PS407电源模块10A说明书CPU222/224/224XP/226。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。产品类项目应基于人工智能技术算法拥有自决策与自学习能力，已具备一定使用规模具有可推广价值。而在低电压大电流输出的应用场合，整流损耗和线路传导损耗占有较大的比重，输出电压越低，输出电流越大，则整流损耗和线路传导损耗占模块开关电源总损耗的比重越大。实例英寸转换为厘米用电脑控制西门子S120变频器，为何没法启动起来？2．SIMATICS7-300PLCS7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。命令数据切换；SIMATICS7-1200小型可编程控制器充分满足于中小型自动化的系统需求。功能块包含在STEP7V5.3的标准库中。现在日本步进电动机年产量（含国外资公司）近2亿台，德国也是上步进电动机生产大国。解决方式如下：实例EM253实现典型的运动控制和带入了一个网络经济、数字化生存的。1.1.2S7-200系列PLC的I/O接线Ex(i)模块是按照[EExib]IIC测试的。（3）增加了客户和供货方的联系。西门子尽可能利用标准化组件，并以工业特定解决方案提供补充，以满足各行各业客户的特定需求。13.先出(FIFO)经实践使用后又有所改进，即引入频率补偿，能速度控制的误差；
西门子PS407电源模块10A说明书
西门子PLC-USS协议和变频器之间的通讯1、需要控制系统在设计时采用很多硬件，价格昂贵2、现场的布线多容易引起躁声和干扰
3、PLC 和变频器之间传输的信息受硬件的限制，交换的信息量很少。4、在变频器的启停控制中由于继电器接触器等硬件的动作时间有延时，影响控制精度。5、通常变频器的故障状态由一个接点输出，PLC能得到变频器的故障状态，但不能准确的判断当故障发生时，变频器是何种故障。
西门子PS407电源模块10A说明书SinamicsS210驱动器侧重于高动态的电机轴控制。西门子PLC编辑以太讯发展趋势之四，向五相和三相电动机方向发展。内存方面，CPU314从96KB扩展到128KB，CPU315-2DP从128KB扩展到256KB，CPU315F-2DP从192KB扩展到384KB。输入/断开的时间要大于PLC扫描时间;在STEP7的硬件组态窗口的PROFIBUSDP目录中选择相应IM153模块，可以看出该模块支持“moduleexchangeinopration”（热插拔）；①PLC的每一个安装位置的地址可以任意定义，I/O点数量无规定，但同-PLC中不可以重复。X1,XA1,Y,Z,W1,WA1,S轴的驱动优化；
西门子PS407电源模块10A说明书
USS通讯协议介绍. USS通讯协议的功能，所有的西门子变频器都带有一个RS485通讯口，PLC作为主站，多允许31个变频器作为通讯连路中的从站，根据各变频器的地址或者采用广播方式，可以访问需要通讯的变频器，只有主站才能发出通讯请求报文，报文中的地址字符要传输数据的从站，从站只有在接到主站的请求报文后才可以向从站发送数据，从站之间不能直接进行数据交换。在使用USS协议之前，需要先安装西门子的指令库。USS协议指令在STEP7—MICRO/WIN32指令树的库文件夹中，STEP7—MICRO/WIN32指令库提供14个子程序、3个中断程序和8条指令来支持USS协议。调用一条指令时，将会自动地增加一个或几个子程序。
技术规范
商品编号6ES7417-5HT06-0AB0CPU417-5H PN/DP，32MB，用于 S7-400H/F/FH一般信息 产品名称CPU 417-5H PN/DP硬件产品型号1固件版本V6.0工程组态方式 ● 编程软件包STEP 7 V5.5 SP2（带 HF1）及以上版本CiR - 在 RUN 模式下组态 CiR 同步时间，基本负载60 msCiR 同步时间,每个 I/O字节从站的时间0 μs电源电压 额定值 (DC)● 24 VDC-；通过系统电源供电输入电流 从背板总线 5 VDC，典型值1.6 A从背板总线 5 VDC， 值1.9 A从背板总线 24 VDC， 值150 mA；每个 DP 接口 150 mA从接口 5 V DC， 90 mA；在每个 DP 接口处功耗 功耗，典型值7.5 W存储器 存储器类型其它工作存储器 ● 集成32 MB● 集成（用于程序）16 MB● 集成（用于数据）16 MB● 可扩展-装载存储器 ● 可扩展 FEPROM√；带存储卡(FLASH)● 可扩展 FEPROM， 64 MB● 集成 RAM， 1 MB● 可扩展 RAM√● 可扩展 RAM， 64 MB后备 ● 提供√● 带电池√；所有数据● 无电池-电池 后备电池 ● 备份电流，典型值180 μA；在 40°C 温度下有效● 后备电流， 1,000 μA● 后备时间，长模块数据手册中提供了条件和影响因素● CPU 外部备份电压进给5 V DC 到 15 V DCPU 处理时间 位操作时，典型值7.5 ns字操作时，典型值7.5 ns定点数运算时，典型值7.5 ns浮点数运算时，典型值15 nsCPU 块 DB ● 数量16,000；数值范围：1 - 16000● 大小64 KBFB ● 数量8,000；数值范围：0 - 7999● 大小64 KBFC ● 数量8,000；数值范围：0 - 7999● 大小64 KBOB ● 数量见“指令表”● 大小64 KB● 空循环 OB 的数量1; OB 1● 时间报警 OB 的数量8; OB 10-17● 延时报警 OB 的数量4; OB 20-23● 循环中断 OB 数9; OB 30-38● 过程报警 OB 的数量8; OB 40-47● DPV1 报警 OB 的数量3; OB 55-57● 启动 OB 的数量2; OB 100, 102● 异步错误 OB 的数量9; OB 80-88● 同步错误 OB 的数量2; OB 121, 122嵌套深度 ● 每个优先级24● 在一个错误 OB 中附加2计数器、定时器及其保持性 S7 计数器 ● 数量2 048保持性 — 可调节√— 下限0— 上限2 047— 预置Z 0 - Z 7计数范围 — 下限0— 上限999IEC 计数器 ● 数量不限（只取决于 RAM 容量）S7 定时器 ● 数量2 048保持性 — 可调节√— 下限0— 上限2 047— 预置无保持定时器时间范围 — 下限10 ms— 上限9,990 sIEC 定时器 ● 提供√● 类型SFB● 数量不限（只取决于 RAM 容量）数据区及其保持性 保持数据区域总共总工作存储器和装入存储器（带有备用电池）标志 ● 数量16 384 字节● 可保持√● 预设保持性MB 0 - MB 15● 时钟存储器数量8; (1个存储字节)数据块 ● 数量16,000；数值范围：1 - 16000● 大小64 KB本地数据 ● 可调节， 64 KB● 预置32 KB地址区 I/O 地址区 ● 输入16 KB● 输出16 KB其中分布式 — MPI/DP 接口，输入2 kbyte— MPI/DP 接口，输出2 kbyte— DP 接口，输入8 KB— DP 接口，输出8 KB— PROFINET接口，输入8 KB— PROFINET 接口，输出8 KB过程映像 ● 输入，可调16 KB● 输出，可调16 KB● 默认输入1,024 字节● 默认输出1,024 字节● 一致性数据。
电源接线PLC供电电源为50Hz、220V±10%的交流电。FX系列可编程控制器有直流24V输出接线端。该接线端可为输入传感（如光电开关或接近开关）提供直流24V电源。如果电源发生故障，中断时间少于10ms，PLC工作不受影响。若电源中断超过10ms或电源下降超过允许值，则PLC停止工作，所有的输出点均同时断开。当电源恢复时，若RUN输入接通，则操作自动进行。对于电源线来的干扰，PLC本身具有足够的能力。如果电源干扰特别严重，可以安装一个变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。
3.接地良好的接地是保证PLC可*工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接，基本单元接地。如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给可编程控制器接上地线，接地点应与动力设备（如电机）的接地点分开。若达不到这种要求，也必须做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能*近PLC
4.直流24V接线端使用无源触点的输入器件时，PLC内部24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流。PLC上的24V接线端子，还可以向外部传感器（如接近开关或光电开关）提供电流。24V端子作传感器电源时，COM端子是直流24V地端。如果采用扩展船员，则应将基本单元和扩展单元的24V端连接起来。另外，任何外部电源不能接到这个端子。如果发生过载现象，电压将自动跌落，该点输入对可编程控制器不起作用。
每种型号的PLC的输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点，它不耗电，因此在这种情况下，24V电源端子向外供电流的能力可以增加。FX系列PLC的空位端子，在任何情况下都不能使用。
5.输入接线PLC一般接受行程开关、限位开关等输入的开关量信号。输入接线端子是PLC与外部传感器负载转换信号的端口。输入接线，一般指外部传感器与输入端口的接线。输入器件可以是任何无源的触点或集电极开路的NPN管。输入器件接通时，输入端接通，输入线路闭合，同时输入指示的发光二极管亮。输入端的一次电路与二次电路之间，采用光电耦合隔离。二次电路带RC滤波器，以防止由于输入触点抖动或从输入线路串入的电噪声引起PLC误动作。若在输入触点电路串联二极管，在串联二极管上的电压应小于4V。若使用带发光二极管的舌簧开关，串联二极管的数目不能超过两只。另外，输入接线还应特别注意以下几点：
（1）输入接线一般不要超过30m。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。
（2）输入、输出线不能用同一根电缆，输入、输出线要分开。
（3）可编程控制器所能接受的脉冲信号的宽度，应大于扫描周期的时间。
6.输出接线
（1）可编程控制器有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出3种形式。
（2）输出端接线分为立输出和公共输出。当PLC的输出继电器或晶闸管动作时，同一号码的两个输出端接通。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。
（3）由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此，应用熔丝保护输出元件。
（4）采用继电器输出时，承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命，因此继电器工作寿命要求长。
（5）PLC的输出负载可能产生噪声干扰，因此要采取措施加以控制。此外，对于能使用户造成伤害的危险负载，除了在控制程序中加以考虑之外，还应设计外部紧急停车电路，使得可编程控制器发生故障时，能将引起伤害的负载电源切断。交流输出线和直流输出线不要用同一本电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。
关于西门子S7-400组件的订货数据，请参见在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相应模块。
S7-400F/FH：
SIMATIC S7-400F/FH 故障安全自动化系统可在安全要求较高的工厂中使用。它可对立即停机不会给人员或环境带来危险的过程进行控制。S7-400F/FH 具有两种基本设计：
S7-400F：
故障安全自动化系统。在控制系统中发生故障的情况下，生产过程会切换到安全状态并中断。
S7-400FH：
故障安全和高可用性自动化系统。在控制系统中发生故障的情况下，冗余控制部分将发挥作用，继续控制生产过程。
通过另外使用标准模块，可以建立一个全集成控制系统，可在非安全相关和安全相关任务共存的工厂环境中使用。可以使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。
S7-400：
S7-400 自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，这些模块可进行各种组合。
系统包含下列组件：
电源模块 (PS)：用于将 SIMATIC S7-400 连接到 120/230 V AC 或 24 V DC 电源电压。
CPU：配有集成 PROFIBUS DP 接口的不同 CPU 具有不同性能范围。根据具体型号，这些 CPU 也可以带有集成 PROFINET 接口。使用 PROFIBUS接口，多可以连接 125 个PROFIBUS DP 从站。可以将多 256 个 PROFINET IO 设备连接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可处理极大型的配置。此外，在一个控制器中的多重计算模式下，多个 CPU 可以协同工作以提高性能。这些 CPU 处理速度快且具有确定性响应时间，可实现较短机器循环时间。
用于数字量 (DI/DO) 和模拟量 (AI/AO) 输入/输出的信号模块 (SM)
通信处理器 (CP)，例如，用于总线连接和端到点连接
功能模块 (FM)：用于完成计数、定位和凸轮控制等要求苛刻的任务的模块。
根据具体要求，也可使用下列模块：
接口模块 (IM)：用于连接控制器和扩展单元。SIMATIC S7-400 的控制器可带有多 21 个扩展单元运行。
SIMATIC S5 模块：在相关 SIMATIC S5 扩展单元中，可以寻址 SIMATIC S5-115U/-135U/-155U 的所有输入/输出模块。此外，在 S5 EU 或者直接在 CC 中（使用适配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 IP 和 WF 模块。
SIMATIC S7-400有多个型号：
S7-400：
Power PLC，用于中、性能应用，并采用模块化、免风扇设计。
S7-400H:
容错型自动化系统使用冗余设计，可以用于故障安全型应用。
S7-400F/FH:
故障安全自动化系统也使用冗余设计，同样具备容错能力。
S7-400
S7-400自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，且这些模块均可以立地组合使用。
一个系统包含下列组件：
电源模块(PS)：
用于将120/230 V AC 或 24 V DC电源连接至SIMATIC S7-400。
CPU：
针对各种性能范围，都可以提供集成有PROFIBUS DP接口的不同CPU。视型号的不同，也可以为它们配供集成式PROFINET接口。使用PROFIBUS接口，***多可以连接125个PROFIBUS DP从站。PROFINET接口***多可以连接256个PROFINET IO设备。SIMATIC S7-400的所有CPU 可以处理极为大型的组态。此外，在单个控制器的多值计算模式下，多个CPU可以协同工作，据此，可以进一步提高系统的性能。这些CPU 处理速度极快，具备确定性的响应时间，因此，其机器周期时间极短。
信号模板（SM），用于数字量（DI/DO）和模拟量（AI/AO）的输入/输出。
用于连接总线和点对点连接的通讯处理器 (CP)。
虽然使用磁性槽楔会使启动转矩下降%~%，但采用磁性槽楔的电动机比采用普通槽楔的电动机的铁损耗可降低k，而且很适应空载或轻载启动的电动机改造。采用Y/△自动转换装置。为解决设备轻载时对电能的浪费现象，在不更换电动机的前提下，可以采用Y/△自动转换装置以达到节电的目的。因为三相交流电网中，负载的不同接法所获取的电压是不同的，因而从电网中吸取的能量也就不同。电动机的功率因数无功补偿。提高功率因数，减少功率损耗是无功补偿的主要目的。。
西门子PLC模块CPU412-1处理单元安装顺序
西如果负载不是很重，也没有什么快速停车要求，这种场合是不需要使用制动电阻的，即使你装了制动电阻，制动单元的工作阀值电压没有被触发，制动电阻也不会投入工作。除了大负荷减速场合需要增加制动电阻和制动单元来快速刹车外，实际上如果符合比较重，启动时间时间要求非常快那种，也需要制动单元和制动电阻来配合启动的，以往我试过用变频器带动一种的冲床，要求把变频器的加速时间设计成秒，这时候满负荷启动，虽然负荷并不是非常重，但是因为加速时间太短了，这时候母线电压波动非常厉害，也会出现过压或者过流的情况，后来增加了外置的制动单元和制动电阻，变频器就能正常工作了。
西门子PLC模块CPU412-1处理单元安装顺序
另外电网电压长期偏低，使得正常工作的电机电流偏大，因而损耗，三相电压不对称度越大，电压越低，则损耗越大。三是老旧淘汰)型电机的仍在使用。这些电机采用E级绝缘，体积较大，启动性能差，效率低。虽经历年改造，但仍有许多地方在使用。四是维修管理不善。有些单位对电机及设备没有按照要求进行维修保养，任其长期运行，使得损耗不断。因此，针对这些耗能表现，选择何种节能方案值得研究。电机节能方案大致有七种。一一分析说，选用节能型电动机。。
西门子PLC模块CPU412-1处理单元安装顺序
西门子PLC-USS协议和变频器之间的通讯
1、需要控制系统在设计时采用很多硬件，价格昂贵
2、现场的布线多容易引起躁声和干扰
3、PLC 和变频器之间传输的信息受硬件的限制，交换的信息量很少。
4、在变频器的启停控制中由于继电器接触器等硬件的动作时间有延时，影响控制精度。
5、通常变频器的故障状态由一个接点输出，PLC能得到变频器的故障状态，但不能准确的判断当故障发生时，变频器是何种故障。
西门子PLC模块CPU412-1处理单元安装顺序
分析起来，是因为启动时间太短，母线电容的电压瞬间被掏空了，而整流器瞬间有大的电流充进来，引起母线电压突然变高，这样母线的电压波动太厉害，瞬间可能会超过了伏，加上了制动电阻，就可以及时这个波动的高压，让变频器工作在正常状态。还有一种的情况，是矢量控制场合，电机的扭矩和速度方向相反，或者工作在零转速扭矩输出的场合，比如吊机掉了重物停在半空中，收放卷场合需要力矩控制，都需要让电机工作在发电机状态，源源不断的电流会反充到母线电容中，通过制动电阻，就可以及时消耗掉这些能量，保持母线电压平衡稳定了。。 尽管增加电机铁心长度可以获得更多的转矩，但力度十分有限。绕线型电机在启动时通过滑环给转子绕组通电，形成转子磁场，与旋转的定子磁场相对运动，因此获得转矩更大。且在启动过程中串联水电阻来降低启动电流，水电阻由成熟的电控装置控制随启动过程改变阻值。适用于轧机提升机等负载。由于绕线型异步电机相对鼠笼型电机增加了滑环水电阻等，在整体设备价格上有一定提高。其与直流电机相比，调速范围较为狭窄且转矩相对较小，相应价值也低。
西门子PLC模块6ES7 400-1TA11-0AA0按键图解 实现组态连接通讯方法：在项目的NETPRO中设置S7网络连接，在建立连接中块参数ID时需要留意下，它是作为识别发送数据和接收数据的地址标识，在客户端编程需要调用SFB14、SFB15系统功能块，后保存编译下载至PLC中即可实现通讯。S7-400/400通讯时，S7-400即可作为服务器又可作为客户机，其大数据包长度可达160字节。西门子PLC-USS协议和变频器之间的通讯1、需要控制系统在设计时采用很多硬件，价格昂贵2、现场的布线多容易引起躁声和干扰3、PLC和变频器之间传输的信息受硬件的限制，交换的信息量很少。
