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西门子6ES7151-3AA23-0AB0

西门子6ES7151-3AA23-0AB0

简要描述:西门子6ES7151-3AA23-0AB0
离线编程方式:PLC和编程器公用一个CPU,编程器在编程模式时,CPU只为编程器提供服务,不对现场设备进行控制。完成编程后,编程器切换到运行模式,CPU对现场设备进行控制,不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本,但使用和调试不方便。在线编程方式:CPU和编程器有各自的CPU,主机CPU负责现场控制,并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换

产品型号:

所属分类:ET200

更新时间:2021-06-28

厂商性质:代理商

详情介绍

西门子6ES7151-3AA23-0AB0

 

  SIMATIC S7 和 SIMOTION编程设备功能 STATUS/FORCE-VAR 和 SIMATIC S7 一起使用SIMATIC条形码扫描仪通过 USB 直接连接和分析 SITOP UPSPLC 的显示选项支持 PLC 的操作员命令提示使用 MS Pocket Intern e t Explorer / WinCC flexible 2007或以上版本演示HTML 文档VB脚本,通过运用一些新功能,其中包括与变量(比较运算、循环等)链接,从而具备良好的灵活性帮助文本用于过程图像、报警和日志算术函数极限值监控用于输入和输出的可靠过程控制*性窗口;固定的上半个屏幕区域用于输出与屏幕无关的信息(如重要的过程变量、数据和时间)可以通过如下方法简单地进行维护和组态

 

  • S7-300 可以实现空间节省和模块式组态。除了模块,只需要一条 DIN 安装轨用于固定模块并把它们旋转到位。

  • 这样就实现了坚固而且具有 EMC 兼容性的设计。

  • 随用随建式的背板总线可以通过简单的插入附加的模块和总线连接器进行扩展。S7-300 系列丰富的产品既可以用于集中扩展,也可用于构建带有 ET 200M 的分布式结构;因此实现了经济高效的备件控制。

  • 扩展选件

  • 如果自动化任务需要超过 8 个模块,S7-300 的*控制器 (CC) 可以使用扩展装置 (EU) 扩展。中心架上*多可以有 32 个模块,每个扩展装置上*多 8 个。接口模块 (IM) 可以同时处理各个机架之间的通讯。如果工厂覆盖范围很宽,CC/EU 还可以相互间隔较长距离安装(*长 10m)。

  • 在单层结构中,这可以实现 256 个 I/O 的**组态,在多层结构中*多可以达到 1024 个 I/O。在带有 PROFIBUS DP 的分布式组态中,可以有 65536 个 I/O 连接(*多 125 个站点,如通过 IM153 连接的 ET200M)。插槽可自由编址,因此无需插槽规则。

  • S7-300 模块种类丰富,还可以用在分布式自动化解决方案中。

  • 与 S7-300 具有相同结构的 ET 200M I/O 系统通过接口模块不仅可以连接到 PROFIBUS 上还可以连接到 PROFINET 上

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    二、存储器容量的估算 
    存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小,程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小,因此程序容量小于存储器容量。设计阶段,由于用户应用程序还未编制,因此,程序容量在设计阶段是未知的,需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算,通常采用存储器容量的估算来替代。 
    存储器内存容量的估算没有固定的公式,许多文献资料中给出了不同公式,大体上都是按数字量I/O点数的10~15倍,加上模拟I/O点数的100倍,以此数为内存的总字数(16位为一个字),另外再按此数的25%考虑余量。


     

    首先应确定控制方案,下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的,按照易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统,PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间,因此,工程设计选型和估算时,应详细分析工艺过程的特点、控制要求,明确控制任务和范围确定所需的操作和动作,然后根据控制要求,估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等,后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。 


    三、控制功能的选择 
    该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。 
    (一)运算功能 
    简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能;普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能;较复杂运算功能有代数运算、数据传送等;大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他运算功能。随着开放系统的出现,目前在PLC中都已具有通信功能,有些产品具有与下位机的通信,有些产品具有与同位机或上位机的通信,有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发,合理选用所需的运算功能。大多数应用场合,只需要逻辑运算和计时计数功能,有些应用需要数据传送和比较,当用于模拟量检测和控制时,才使用代数运算,数值转换和PID运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。

    (二)控制功能 
    控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等,应根据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制,因此,大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制,有时也采用的智能输入输出单元完成所需的控制功能,提高PLC的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等。 
    (三)通信功能 
    大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议(如TCP/IP),需要时应能与工厂管理网(TCP/IP)相连接。通信协议应符合ISO/IEEE通信标准,应是开放的通信网络。 
    PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口

    (RS2232C/422A/423/485)、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等;大中型PLC通信总线(含接口设备和电缆)应1:1冗余配置,通信总线应符合标准,通信距离应满足装置实际要求。 
    PLC系统的通信网络中,上级的网络通信速率应大于1Mbps,通信负荷不大于60%。PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式:1)PC为主站,多台同型号PLC为从站,组成简易PLC网络;2)1台PLC为主站,其他同型号PLC为从站,构成主从式PLC网络;3)PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网;4)PLC网络(各厂商的PLC通信网络)。 
    为减轻CPU通信任务,根据网络组成的实际需要,应选择具有不同通信功能的(如点对点、现场总线、工业以太网)通信处理器。 
    (四)编程功能 
    离线编程方式:PLC和编程器公用一个CPU,编程器在编程模式时,CPU只为编程器提供服务,不对现场设备进行控制。完成编程后,编程器切换到运行模式,CPU对现场设备进行控制,不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本,但使用和调试不方便。在线编程方式:CPU和编程器有各自的CPU,主机CPU负责现场控制,并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换,编程器把在线编制的程序或数据发送到主机,下一扫描周期,主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高,但系统调试和操作方便,在大中型PLC中常采用。 

     

    五种标准化编程语言:顺序功能图(SFC)、梯形图(LD)、功能模块图(FBD)三种图形化语言和语句表(IL)、结构文本(ST)两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准(IEC6113123),同时,还应支持多种语言编程形式,如C,Basic等,以满足特殊控制场合的控制要求。 
    (五)诊断功能 
    PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。
     

    西门子S7-300 PLC选型 


     

    一西门子S7-300 PLC选型要点
      S7-300 PLC的选型原则是据生产工艺所需的功能和容量进行选型,并考虑维护的方便性、备件的通用性,以及是否易于扩展和有无特殊功能等要求。选型时具体注意以下几方面:
      (1)有关参数确定。一是输入/输出点数(I/O点数)确定。这是确定PLC规模的一个重要依据,一定要根据实际情况留出适当余量和扩展余地。二是PLC存储容量确定。注意当系统有模拟量信号存在或要进行大量数据处理时,其存储容量应选大一些。


      (2)系统软硬件选择。一是扩展方式选择,S7-300 PLC有多种扩展方式,实际选用时,可通过控制系统接口模块扩展机架、Profibus-DP现场总线、通信模块、运程I/O及PLC子站等多种方式来扩展PLC或预留扩展口;二是PLC的联网,包括PLC与计算机联网和PLC之间相互联网两种方式。因S7-300 PLC的工业通信网络淡化了PLC与DCS的界限,联网的解决方案很多,用户可根据企业的要求选用;三是CPU的选择,CPU的选型是合理配置系统资源的关键,选择时必须根据控制系统对CPU的要求(包括系统集成功能、程序块数量限制、各种位资源、MPI接口能力、是否有
      PROFIBUS-DP主从接口、RAM容量、温度范围等),并好在西门子公司的技术支持下进行,以获得合理的选型;四是编程软件的选择,这主要考虑对CPU的支持状况,我们的体会是:STEP7 V4.0对有些型号的CPU不支持,硬件组态时会发生故障出错,而STEP7V5.0则不存在这种问题。 

    二设计及使用
         1. 设计注意事项
      设计时主要应注意以下几方面:
      (1)PLC输出电路中没有保护,因此在外部电路中应设置串联熔断器等保护装置,以防止负载短路造成PLC损坏。熔断器容量一般为0.5A。
      (2)PLC存在I/O响应延迟问题,因此在快速响应设备中应加以注意。MPI通信协议虽简单易行,但响应速度较慢。
      (3)编制控制程序时,好用模块式结构程序。这样既可增强程序的可读性,方便调试和维护工作;又能使数据库结构统一,方便WinCC组态时变量标签的统一编制和设备状态的统一显示。
      (4)硬件资源。要合理配置硬件资源,以提高系统可靠性。如PLC电源配电系统要配备冗余的UPS不间断电源,以排除停电对全线运行的不利影响。又如对电机的控制回路要进行继电器隔离,以消除外部负载对I/O模块的可能损坏。另外,系统设备要采用独立的接地系统,以减少杂波干扰。
     

      2. 使用要点
      (1)抗干扰措施。来自电源线的杂波,能造成系统电压畸变,导致系统内电气设备的过电压、过负荷、过热甚至烧毁元器件,造成PLC等控制设备误动作。所以,在电源入口处好应设置屏蔽变压器或电源滤波等防干扰设施。其中,电源滤波器的地要以短线路接到*保护地。对于直流电源,则可加装微分电容加以干扰抑制。
      (2)保护接地。可采取用不小于10mm2的保护导线接好配电板的保护地;相邻的控制柜也应良好接触并与地可靠连接。同时要做好防雷保护接地,通常可采取总线电缆使用屏蔽电缆且屏蔽层两端接地,或模拟信号电缆采取两层屏蔽,外层屏蔽两端接地等措施。另外,为防止感应雷进入系统,可采用浪涌吸收器。
      (3)做好信号屏蔽。信号的屏蔽非常关键,一般可采取屏蔽电缆传送模拟信号。注意对多个模拟信号共用一根多芯屏蔽电缆或用两种屏蔽电缆传送时,信号间一定要做好屏蔽。而且电缆的屏蔽层一端(一般在控制柜端)要可靠接地。
      (4)当现场没有或无法设置硬点时,可在操作界面上采取软按键的方法解决走向选择或控制方式选择等问题。此外,与变频器、智能仪表等的连接,好还是采用信号线直接相连的方式。
      (5)应合理配置PLC的使用环境,提高系统抗干扰能力。具体采取的措施有:远离高压柜、高频设备、动力屏以及高压线或大电流动力装置;通信电缆和模拟信号电缆尽量不与其他屏 (盘)或设备共用电缆沟;PLC柜内不用荧光灯等。另外,PLC虽适合工业现场,但使用中也应尽量避免直接震动和冲击、阳光直射、油雾、雨淋等;不要在有腐蚀性气体、灰尘过多、发热体附近应用;避免导电性杂物进入控制器。

  •  西门子6ES7151-3AA23-0AB0

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    SIMATIC HMI 基础面板的性能经过优化,旨在与这个新控制器以及强大的集成工程组态兼容,可确保实现简化开发、快速启动、监控和高等级的可用性。正是这些产品之间的相互协同及其创新性的功能,帮助您将小型自动化系统的效率提升到一个*的水平。 

     

    信号模块可以连接到CPU的右侧,进一步扩展数字或模拟输入/输出能力。CPU 1212C接受两个,CPU1214C接受八个信号模块。 

     

    大量不同的数字量和模拟量模块可提供每种任务所需的输入/输出。数字量和模拟量模块在通道数目、电压和电流范围、隔离、诊断和报警功能等方面有所不同。 对于在此列举的所有模块系列,SIPLUS 部件也可应用在扩展温度范围 -25 - +60℃ 以及腐蚀性环境/冷凝环境中。 

     

    信号模块 

     

    集成PROFINET接口 

     

    SimaticS7-1200的新CPU固件2.0版本支持与作为Profinet IO控制器的Profinet IO设备之间的通信。通过集成的Web服务器,可以通过CPU调用信息,通过标准网络浏览器处理数据,也可以在运行时间从用户程序中对数据进行归档。 

     

    利用已建立的TCP/IP标准,SIMATIC S7-1200集成的PROFINET接口可用于编程或者与HMI设备和额外的控制器之间的通信。作为PROFINET IO控制器,SIMATIC S7-1200现在支持与PROFINET IO设备之间的通信。

     该接口包含一个具有自动交叉功能的抗噪声的RJ45连接器,它支持以太网网络,其数据传输速率高达10/100 Mbit/s。 

     

    与第三方设备之间的通讯 

     

    在SIMATIC S7-1200上采用集成PROFINET接口可以实现与其他制造商生产的设备之间的无缝集成。利用所支持的本地开放式以太网协议TCP/IP和TCP上的ISO,可以与多个第三方设备进行连接和通讯。

     这种通信能力与集成工程系统SIMATIC STEP 7 Basic支持的标准T-Send/T-Receive说明共同配置,为您在设计您的自动化解决方案中提供更高水平的灵活性。 

     

    简易通讯模块 

     

    在SIMATIC S7-1200的CPU上多可以增加3个通讯模块。

    RS485和RS232通讯模块适用于串行、基于字符的点到点连接。在SIMATIC STEP 7 Basic工程系统内部已经包含了USS驱动器协议以及Modbus RTU主、从协议的库函数。 

     

    S7-1200通讯模块 

     

    SIMATIC STEP 7 Basic 的设计理念是直观、易学和易用。这种设计理念可以使您在工程组态中实现z高效率。一些智能功能,例如直观的编辑器、拖放功能和“IntelliSense”(智能检测)工具,可让您的工程组态进行的更加迅速。 

     

    这款新软件的体系结构源于对未来创新的不断追求,西门子在软件开发领域已经有很多年的经验,因此 SIMATIC STEP 7 的设计是以未来为导向的。 

     

     

    模拟量输出模板 

     

     

    诊断信息 

     

    可能的错误原因 

        

    诊断信息 

     

    可能的错误原因 

     

    无外部电压  模板L+无电压  对地短路  输出过载输出QV与MANA

    短路  

    组态/参数错误  传向模板的参数错误  断线  执行器阻抗太高模拟与执行

     器之间断线通道开路  

     

    2、过程中断 

     

    通过过程中断,可以对过程信号进行监视和响应。 

     

    (1)数字量输入模板 

     

    根据设置的参数,模板可以对每个通道组进行过程中断,可以选择信号变化的上升沿、下降沿或两个沿均可。CPU中断执行用户程序,或中断执行低优先级的中断,来处理相应的诊断中断功能块(OB40)。信号模板可以对每个通道的一个中断进行暂存。 

     

    (2)模拟量输入模板 

     

    通过上限值和下限值定义一个工作范围。模板将对测量值与这些限制值进行比较。如果超限,则执行过程中断。CPU中断执行用户程序,或中断执行低优先级的中断,来处理相应的诊断中断功能块(OB40)。 

     

    六、S7-300PLC编程软件和工具软件 

     

    使用基本的STEP7或STEP7-Lite软件包,以及高级的集成软件包STEP7 Professional便可对S7-300进行编程,并能以简单,用户友好的方式利用S7-300的全部功能。该工程软件还包含自动化项目中所有阶段(从项目组态到调试,测试以及服务)的功能。 

    西门子PLC S7-1500系列是西门子PLC系列的创新产品,它在性价比,运行能力,通讯功能,扩展性能,响应速度,显示功能等方面,相比西门子PLCS7-300系列,西门子PLC S7-400系列都有了大幅提升。从而为用户在自动化控制系统的配置中提供了更加的解决方案。西门子PLC S7-1500为用户准备了工艺模块,用户可以根据现场需求进行选择,以便组成更加合理的控制系统。本文下面就来介绍一下西门子PLC S7-1500系列的工艺模块,为您在选择时提供参考。 西门子PLC S7-1500系列的工艺模块,分为计数工艺模块和位置工艺模块两种,下面来分别进行说明:

     

    1. 计数工艺模块

     

    西门子PLC S7-1500系列的计数工艺模块,可以实现高速计数和测量,并能对快速信号进行预处理;它可以在西门子PLC S7-1500的CPU中进行集中操作,也能在ET200分布式I/O中操作。计数模块可以连接信号增量式编码器,24V非对称,带有或不带方向信号的脉冲编码器,正向或反向脉冲编码器等。它可以实现频率,周期,速度的测量,每个计数通道有3个DI,用来启动,停止,捕获及同步,2个DQ用于计数比较器和极限值;

     

    2. 位置工艺模块

     

    西门子PLC S7-1500系列的位置工艺模块,可以连接

    模拟量扩展模块

    模拟量扩展模块提供了模拟量输入/输出的功能,优点如下:

    1、适应性

    可适用于复杂的控制场合

    2、直接与传感器和执行器相连,12位的分辨率和多种输入/输出范围能够不用外加放大器而与传感器和执行器直接相连,例如EM231 RTD模块可直接与PT100热电阻相连

    3、灵活性

    当实际应用变化时,PLC可以相应地进行扩展,并可非常容易的调整用户程序。

    定位模块

    EM 253是一个用于简单定位任务的功能模块(1轴)。可以将它连接到步进电机和伺服电机,通过高频脉冲输入从Micro Stepper连接到高性能伺服驱动器。

    EM 253定位模块以与扩展模块相同的方式进行安装,通过一体化连接电缆连接到S7 - 200扩展总线。

    连接之后,从CPU自动读出配置数据

    该模块具有以下特点:

    -用于来自过程信号的5位输入

    -驱动器直接激活用24脉冲输出(向前/向后或者速度/方向)

    -2控制输出(DIS;CLR)。

    -12个状态LED

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    称重模块

    SIWAREX MS是一种多用途称重模块,用于各种简单称重和力测量任务。在SIMATIC S7-200自动化系统中可以很容易安装地紧凑型模块。可以在SIMATIC CPU中直接访问实际重量的数据,无需任何额外接口。

    1、使用65000件高分辨率和0.05%的准确度测量重量或者力

    2、通过RS232接口,使用SIWATOOL MS PC程序简便地调整规模支持更换模块,无需更新规模调整

    3、针对在Ex 2区使用,通过Ex接口为1区供电的本质安全测压元件

    热电偶模块EM231(模拟模块)

    热电偶模块EM231是一个采用标准热电偶和高精度温度传感器。在±80 mV范围内也可能检测到低电平模拟信号。热电偶模块EM231可以与CPU 222,224和226配套使用。



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