【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的主要技術(shù)規(guī)范PS307 除了給 CPU 拱電,也可給 I/O 模塊提負(fù)載電源,由于在本設(shè)計(jì)中,采用了 S7400 的 CPU 它耗電量大, 因此又用了 PS407 電源專為 CPU 拱電。PS407 電源的主要技術(shù)規(guī)范如表 25 所示。DC 120/230V額 定 值 110/230VAC 88~300VDC輸 入 電 壓允許范圍 85～264VAC110/230VDC 120/230VDC 額定值 5VDC: +%/%輸出電壓允許范圍24VDC: +25%/20%5VDC: 10A輸出電流 額定值24VDC: 1A功 耗 105W 功率損失 需要的槽位數(shù) 2 有隔離表 25 PS407 電源的主要技術(shù)規(guī)范電源模塊通過(guò)背板總線向 SIMATIC S7400 提供 5VDC 和 24VDC 電源。每個(gè)機(jī)架均需要電源模塊，除了包含有電源傳輸?shù)慕涌凇Ｖ醒肟刂破髦械碾娫茨０逡蚕驍U(kuò)展單元中的所有模板供電。傳感器和執(zhí)行器用的負(fù)載電源應(yīng)單獨(dú)提供。本設(shè)計(jì)中需要兩個(gè)電源，一個(gè) PS307 給各模塊提供工作電壓，一個(gè) PS407 給 CPU 提供工作電源。 開(kāi)關(guān)量輸入模板將外部過(guò)程的開(kāi)關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成可編程序控制器 CPU 模板所需的信號(hào)電平，并傳送到系統(tǒng)總線上。模板種類(lèi)：按電壓分有直流 5，12，24，48，60V 和交流 110，：隔離何不隔離。按點(diǎn)數(shù)分有： 1364 點(diǎn)。(1) 根 據(jù) 現(xiàn) 場(chǎng) 監(jiān) 測(cè) 元 件 與 模 板 之 間 的 距 離 來(lái) 選 擇 電 壓 的 等 級(jí) 。 一 般 1 24V 屬 低 壓 ， 其傳 輸 距 離 不 易 太 遠(yuǎn) 。 距 離 較 遠(yuǎn) 的 設(shè) 備 選 用 較 高 電 壓 的 模 板 比 較 可 靠 ， 以 免 信 號(hào) 衰 減 后 造 成誤 差 。(2) 根 據(jù) 分 散 各 處 信 號(hào) 的 多 少 和 信 號(hào) 動(dòng) 作 的 時(shí) 間 選 擇 模 板 的 密 度 。 集 中 在 一 處 的 輸 入 信號(hào) 進(jìn) 可 能 集 中 在 一 塊 或 幾 塊 模 板 上 ， 以 便 于 電 纜 安 裝 和 系 統(tǒng) 調(diào) 試 。 對(duì) 于 高 密 度 模 板 ， 如32 點(diǎn) 或64 點(diǎn) ， 一 般 來(lái) 講 ， 同 時(shí) 接 通 點(diǎn) 數(shù) 最 好 不 超 過(guò) 模 板 總 點(diǎn) 數(shù) 的70%(3) 為 了 提 高 系 統(tǒng) 的 可 靠 性 ， 必 須 考 慮 門(mén) 坎 電 平 的 大 小 ， 門(mén) 坎 電 平 值 約 大 抗 干 擾 能 力 越強(qiáng) 傳 輸 也 就 越 遠(yuǎn)(4) 根 據(jù) 系 統(tǒng) 抗 干 擾 性 能 的 要 求 ， 選 擇 光 電 隔 離 或 不 帶 光 電 隔 離 的 輸 入 模 板 。(5) 根 據(jù) 背 控 設(shè) 備 與 可 編 程 序 控 制 器 CPU 所 安 裝 位 值 之 間 的 距 離 來(lái) 設(shè) 計(jì) 本 地 輸 入 模 板 還是 遠(yuǎn) 程 輸 入 模 板 。(6) 備 用 輸 入 電 的 設(shè) 計(jì) 考 慮 。 在 設(shè) 計(jì) 總 輸 入 點(diǎn) 數(shù) 時(shí) 要 留 有 一 定 的 裕 量 這 些 備 用 點(diǎn) 的 分 配應(yīng) 分 別 考 慮 到 每 塊 輸 入 模 板 的 上 ， 最 好 分 配 到 每 組 輸 入 點(diǎn) 上 。 例 如 ， 以 具 有32 點(diǎn) 輸 入 的 模 板 。他 們 每 8 點(diǎn) 一 組 ， 在 設(shè) 計(jì) 時(shí) 每 8 點(diǎn) 留 一 個(gè) 備 用 點(diǎn) ， 一 旦 其 余 7 點(diǎn) 有 一 個(gè) 發(fā) 生 故 障 ， 只 要 把 接 線從 故 障 點(diǎn) 改 接 到 備 用 點(diǎn) ， 相 應(yīng) 地 址 在 一 修 改 ， 系 統(tǒng) 就 可 恢 復(fù) 正 常 。SM321數(shù) 字 量 輸 入 模 塊 有 四 種 型 號(hào) 可 以 選 擇 ， 即 直 流 16 點(diǎn) 輸 入 直 流 32 點(diǎn) 輸 入 交 流 16 點(diǎn) 輸入 交 流 8 點(diǎn) 輸 入 。其 中 SM321 DI 32X24VDC它 具 有 32個(gè) 輸 入 點(diǎn) ， 帶 隔 離 、 16點(diǎn) 為 一 組 。 額 定 輸 入 電 壓 為24VDC， 適 用 于 開(kāi) 關(guān) 和 2/3/4線 BERO(接 近 開(kāi) 關(guān) )， 可 接 非 屏 蔽 電 纜 長(zhǎng) 度 最 長(zhǎng) 為 600m， 屏 蔽 電 纜長(zhǎng) 度 為 1000m， 通 道 與 背 板 之 間 以 及 每 組 通 道 之 間 有 光 電 隔 離 ， 從 背 板 總 線 輸 出 最 大15Ma 電 流 。SM321 DI 16X24VDC它 是 16 點(diǎn) 輸 入 ， 帶 隔 離 ， 16 點(diǎn) 為 一 組 ， 額 定 輸 入 電 壓 為 24VDC, 適 用于 開(kāi) 關(guān) 和 2/3/4線 BERO(接 近 開(kāi) 關(guān) ),通 道 預(yù) 背 板 總 線 之 間 有 光 隔 。SM321 DI 16X24VDC帶 硬 件 和 診 斷 中 斷 ， 它 是 16點(diǎn) 輸 入 ， 帶 隔 離 ， 16 點(diǎn) 為 一 組 ， 額 定 輸入 電 壓 為 24VDC, 適 用 于 開(kāi) 關(guān) 和 2/3/4線 BERO(接 近 開(kāi) 關(guān) ),具 有 量 各 防 短 路 的 傳 感 器 電 源 ， 對(duì)傳 感 器 可 適 用 外 部 榮 譽(yù) 電 源 ， 組 故 障 LED， 可 編 程 的 診 斷 ， 可 編 程 的 診 斷 中 斷 ， 可 組 態(tài) 的 硬件 中 斷 ， 可 編 程 的 輸 入 延 遲 。 這 是 幾 種 常 用 的 模 塊 。它 們 的 主 要 參 數(shù) 如 表 26 所 示 。SM321 數(shù)字輸入模塊 直流 16 點(diǎn)輸入模塊 直流 32 點(diǎn)輸入模塊輸入點(diǎn)數(shù) 16 32額定負(fù)載電壓 L+ 24VDC 24VDC負(fù)載電壓范圍 V額定輸入電壓 24VDC 24VDC輸入電壓“1”范圍 1330V 1330V輸入電壓“0”范圍 3+5V 3+5V隔離（與背板總線） 光耦 光耦13 / 42表 26 SM321 模塊參數(shù)設(shè)置根 據(jù) 以 上 模 塊 的 選 擇 方 法 ， 以 及 各 模 塊 的 性 能 選 取DI 模 塊 。 因 本 次 設(shè) 計(jì) 中 的 備 漿 系 統(tǒng) 中有 98 個(gè) 數(shù) 字 量 輸 入 點(diǎn) ， 為 了 盡 量 減 少 模 塊 的 個(gè) 數(shù) ， 采 用 具 有32 點(diǎn) 的 數(shù) 字 量 輸 入 模 塊 ， 需 要 的個(gè) 數(shù) 為 98/32 因 此 ， 應(yīng) 選 擇 四 個(gè) 數(shù) 字 量 輸 入 模 塊 （ 32 點(diǎn) ） 。 它 們 每 8 點(diǎn) 一 組 ， 在 設(shè) 計(jì) 時(shí) 可?依 據(jù) 具 體 情 況 ， 每 8 點(diǎn) 留 一 個(gè) 備 用 點(diǎn) ， 一 旦 其 余 7 點(diǎn) 有 一 個(gè) 發(fā) 生 故 障 ， 只 要 把 接 線 從 故 障 點(diǎn)改 接 到 備 用 點(diǎn) ， 相 應(yīng) 地 址 在 一 修 改 ， 系 統(tǒng) 就 可 恢 復(fù) 正 常 。 字 量 輸 出 模 塊 的 選 擇 （ 有 晶 體 管 輸 出 ， 繼 電 器 輸 出 ）在 選 擇 電 壓 等 級(jí) 模 板 密 度 ， 備 用 點(diǎn) 設(shè) 計(jì) 等 方 面 與 開(kāi) 關(guān) 量 模 板 一 樣 。(1)對(duì) 一 般 的 負(fù) 荷 ， 選 擇 何 種 輸 出 方 式 都 可 以 ， 對(duì) 開(kāi) 閉 頻 繁 的 、 電 感 性 、 地 功 率 因 數(shù) 的負(fù) 荷 ， 建 議 使 用 晶 體 管 和 晶 閘 管 元 件 的 開(kāi) 關(guān) 量 輸 出 模 板 。 對(duì) 于 電 壓 范 圍 變 化 較 大 ， 且 各 種電 壓 等 級(jí) 集 中 在 一 塊 模 板 上 ， 則 使 用 繼 電 器 輸 出 模 板 更 加 方 便 。(2)輸 出 功 率 的 選 擇 ， 在 選 擇 模 板 時(shí) 要 注 意 手 冊(cè) 上 給 出 的 輸 出 功 率 要 大 于 實(shí) 際 負(fù) 荷 所 需的 功 率 。 如 果 負(fù) 荷 要 求 的 功 率 很 大 ， 開(kāi) 關(guān) 量 輸 出 模 板 以 不 能 滿 足 需 要 ， 此 時(shí) 采 用 中 間 繼 電器 ， 開(kāi) 關(guān) 量 輸 出 驅(qū) 動(dòng) 中 間 繼 電 器 的 線 圈 ， 中 間 繼 電 器 驅(qū) 動(dòng) 負(fù) 荷 這 種 方 法 也 可 用 于 多 個(gè) 負(fù) 荷的 并 聯(lián) 驅(qū) 動(dòng) 。(3)針 對(duì) 負(fù) 荷 要 注 意 ： 對(duì) 象 電 磁 閘 這 類(lèi) 負(fù) 荷 ， 雖 然 電 磁 負(fù) 荷 很 小 ， 但 匝 數(shù) 多 ， 斷 電 瞬 間起 反 向 電 壓 很 高 。 有 時(shí) 會(huì) 使 輸 出 模 板 的 輸 出 三 極 管 擊 穿 ， 此 時(shí) 要 在 負(fù) 荷 兩 端 并 接 電 容 和 電阻 抑 制 反 向 電 壓 。 對(duì) 于 等 負(fù) 荷 一 般 啟 動(dòng) 電 流 位 額 定 電 流 的 十 倍 。SM322 將 S7300 內(nèi) 部 信 號(hào) 電 平 轉(zhuǎn) 化 成 過(guò) 程 所 需 的 外 部 信 號(hào) 電 平 ， 可 以 直 接 驅(qū) 動(dòng) 電 磁 閥 ，接 觸 器 ， 小 型 電 動(dòng) 機(jī) 。其 中 SM322 DO3224VDC/ 此 模 塊 為 32 點(diǎn) 輸 出 帶 隔 離 ， 8 點(diǎn) 為 一 組 輸 出 電 流 ，24V 額 定 負(fù) 載 電 壓 ， 適 用 于 電 磁 閥 ， 直 流 接 觸 器 和 指 示 燈 。SM322 DO1624VDC/ 此模塊為 16 點(diǎn)輸出，帶隔離，8 點(diǎn)為一組，其余功能均與 SM322 DO1624VDC/ 相同。SM322DO824VDC/2A 為 8 點(diǎn)輸出，帶隔離，4 點(diǎn)為一組，2A 電流輸出 ， 其 余 功能 均 與 SM322 DO1624VDC/ 相 同 。SM322DO824VDC/ 帶 診 斷 ， 中 斷 。 此 模 塊 亦 為 8 點(diǎn) 輸 出 ， 帶 隔 離 ， 4 點(diǎn) 為 一 組 ，所 不 同 的 是 它 是 輸 出 電 流 每 個(gè) 輸 出 右 兩 個(gè) 端 子 ， 分 別 為 不 帶 二 極 管 輸 出 和 帶 二 極 管 輸出 （ 用 于 冗 余 負(fù) 載 控 制 ）， 這 些 均 為 數(shù) 字 量 輸 出 常 用 模 塊 。同 樣 根 據(jù) 數(shù) 字 量 輸 出 模 塊 的 選 擇 方 法 及 其 性 能 選 擇 此 模 塊 。 系 統(tǒng) 中 有48 個(gè) 數(shù) 字 量 輸 入 點(diǎn) ， 同樣 也 是 為 了 盡 量 減 少 模 塊 的 個(gè) 數(shù) ， 采 用 具 有 32 點(diǎn) 的 數(shù) 字 量 輸 出 模 塊 ， 需 要 的 模 塊 個(gè) 數(shù) 為48/32 由 此 得 到 系 統(tǒng) 需 要 兩 個(gè) 數(shù) 字 量 輸 出 模 塊 來(lái) 控 制 各 數(shù) 字 量 輸 出 點(diǎn) 。 輸 出 模 塊 接 受?ON/OFF 或 開(kāi) /關(guān) 設(shè) 備 信 號(hào) 。 開(kāi) 關(guān) 可 以 是 直 流 或 是 交 流 。 擬 量 輸 入 模 板 的 選 擇模 擬 量 的 輸 出 模 塊 SM331 是 將 外 部 生 產(chǎn) 過(guò) 程 緩 慢 變 化 的 模 擬 量 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 換 乘 客 編 程 控 制 其內(nèi) 部 的 數(shù) 字 信 號(hào) 。 它 的 主 要 由 轉(zhuǎn) 換 部 件 、 模 擬 切 斷 開(kāi) 關(guān) 、 補(bǔ) 償 電 路 、 恒 流 源 、 光 電 隔 離 部 件 、邏 輯 電 路 組 成 。 A/D轉(zhuǎn) 換 器 是 模 塊 的 核 心 ， 其 轉(zhuǎn) 換 原 理 采 用 積 分 方 法 。 積 分 時(shí) 間 越 長(zhǎng) ， 被 測(cè)值 的精 度 越 高 。SM331的 8 個(gè) 模 擬 量 通 道 共 用 一 個(gè) 積 分 式 A/D轉(zhuǎn) 換 器 ， 某 一 通 道 從 開(kāi) 始 轉(zhuǎn) 換 模 擬 量 輸 入值 起 ， 一 直 持 續(xù) 到 下 次 開(kāi) 始 轉(zhuǎn) 換 的 時(shí) 間 稱 為 A/I模 塊 的 循 環(huán) 時(shí) 間 ， 它 是 模 塊 中 所 有 活 動(dòng) 的 模擬 量 輸 入 通 道 的 轉(zhuǎn) 換 時(shí) 間 的 總 和 。 實(shí) 際 上 ， 循 環(huán) 時(shí) 間 是 對(duì) 外 部 模 擬 量 信 號(hào) 的 采 樣 間 隔 ， 為了 縮 短 循 環(huán) 時(shí) 間 ， 應(yīng) 使 用 STEP7組 態(tài) 工 具 屏 蔽 掉 不 用 的 模 擬 量 通 道 ， 使 其 不 占 用 循 環(huán) 時(shí) 間 。SM331與 傳 感 器 、 變 送 器 的 連 接 如 圖 2 24所 示 。圖 23 SM331 與 二 線 制 儀 表 的 接 法 圖 24 SM331 與 四 線 制 儀 表 相 連 接SM331模 塊 每 個(gè) 相 鄰 通 道 共 用 一 個(gè) 量 程 快 ， 構(gòu) 成 一 個(gè) 通 道 組 。 不 同 的 量 程 位 置 ， 適用 不 同 的 測(cè) 量 方 法 和 測(cè) 量 范 圍 如 表 27 所 示 。15 / 42 表 27 SM331 模 塊 參數(shù)設(shè)置系 統(tǒng) 中 有 68 個(gè) 模 擬 量 輸 入 通 道 ， 我 們 選 用 SM331 812 模 擬 量 輸 出 模 塊 ， 故 所 需 SM331 68/8=， 故 需 模 擬 量 輸 出 模 塊 九 個(gè) 。 擬 量 輸 出 模 塊它 將 可 編 程 序 控 制 器 內(nèi) 部 的 數(shù) 字 結(jié) 果 轉(zhuǎn) 換 成 外 部 生 產(chǎn) 過(guò) 程 的 模 擬 量 信 號(hào) 。(1)輸 出 范 圍 和 輸 出 類(lèi) 型 。 模 擬 量 輸 出 范 圍 包 括 0~10V 4~20mA 等 。 輸 出 類(lèi) 型 有 電 壓 輸出 和 電 流 輸 出 。(2)對(duì) 符 合 要 求 ， 在 電 流 輸 出 方 式 下 ， 一 般 給 出 最 大 負(fù) 荷 阻 抗 。 在 電 壓 輸 出 方 式 下 ， 則給 出 最 小 負(fù) 荷 阻 抗 。系 統(tǒng) 中 有 33 個(gè) 模 擬 量 輸 入 點(diǎn) ， 我 們 選 用 SM332 412 模 擬 量 輸 出 模 塊 ， 因 此 所 需 個(gè) 數(shù) 為33/4 故 需 模 擬 量 輸 出 模 塊 九 個(gè) 。?選 擇 所 有 I/O 模 塊 的 主 要