西门子ET200SP总线适配器   6ES71936AF000AA0

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西门子ET200SP总线适配器   6ES71936AF000AA0

Area of application

SIMATIC S7-1500 是一个模块化控制系统，适用于离散自动化领域内的各种自动化应用。

模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-1500 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。

SIMATIC S7-1500 的应用领域包括：

• 特殊机械

• 纺织机械

• 包装机械

• 通用机械工程

• 控制器制造

• 机床制造

• 安装系统

• 电气与电子工业及相关产业。

• 汽车

• 水/污水

• 食品与饮料

提供了具有不同性能水平的多种 CPU 以及一个包含许多便利功能的全面模块系列。故障安全 CPU 便于在故障安全应用中使用。由于具有模块化的设计，用户可以仅采用其应用所需的模块。任务扩展时，可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。

SIMATIC S7-1500 具有较高的电磁兼容性、抗冲击性及抗振性，工业强度高，可实现通用。

Design

概述

S7-1500 自动化系统具有模块化的结构，可包含zui多 32 个模块。它拥有丰富的模块，这些模块可进行各种组合。S7-1500 自动化系统支持单层配置，其中的所有模块均安装在一个 DIN 导轨上（请参见手册以了解要求）。

系统包含下列组件：

• 控制器：
  CPU 具有不同性能等级，并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS 接口，用于连接分布式 I/O 或用于编程设备、操作装置、其它 SIMATIC 控制器或第三方设备间的通信。
  SIMATIC S7-1500 适合使用多种型号的 CPU：
  • 标准 CPU（ODK 版本：能够在控制器上执行 C/C++ 代码）
  • 紧凑型 CPU 不仅配备数字型和模拟型输入输出，还配备计数器输入和高速输出，将技术功能直接集成在 CPU 上。
  • 故障安全型 CPU（ODK 版本：能够在控制器上执行 C/C++ 代码）适用于在同一台计算机上执行标准程序和安全相关的程序。
  • 配备诸如同步操作（利用位置同步规范进行同步）和凸轮系统等扩展运动控制功能的技术 CPU。
• 用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块。
• 工艺模块用于高速计数、位置检测或测量等功能。
• 通信模块和通信处理器可通过通信接口将控制器进行扩展

根据具体要求，也可使用下列模块：

• 在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下，电源模块 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
• 用于将 SIMATIC S7-1500 连接到 120/230 VAC 电源的负载电源模块 (PM)。
• 接口模块用于连接基于 S7-1500 的分布式 I/O。

设计

简单的设计使得 SIMATIC S7-1500 十分灵活，便于维护。

• 集成背板总线：
  集成的背板总线；背板总线集成在模块上。模块通过 U 形连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。可以节省安装时间。不久将会提供具有“无响应热插拔”功能的有源背板。
• 模块组装在 S7-1500 安装导轨上：
  具有各种长度，包括切割至定长的型号。由于具有集成式 DIN 导轨，可以卡装广泛的标准部件，如附加端子、小型断路器或小型继电器。
• 性能可靠，接线方便：
  • I/O 信号是通过统一的 40 针前连接器来连接的。信号模块和前连接器之间具有机械编码，可防止因意外的错误插入而对电路造成破坏。
  • 为了对前连接器进行简单接线，可将该连接器置于“预接线位置”。在此位置上，插头尚未与模块电路接触。此位置还可用于在运行过程中进行改动。用户可借助于前盖内侧的一个印制电缆连接图进行连接。
  • 前连接器作为带螺钉型端子或推入式端子的型号提供。两个型号都可以连接线芯截面积为 0.25² ~ 1.5 mm²（AWG 24 ~ AWG 16）的导线。
  • 另外，数字量信号模块可通过 TOP Connect 进行系统接线。通过 TOP Connect，可以快速而清晰地连接到现场的传感器和执行器，并可在控制柜中进行简便接线。
  • 对于模拟量模块，可以直接在模块上进行屏蔽；随模块提供了一个屏蔽连接套件，无需工具即可进行安装。
• 设备特定标签：
  标签条可用于 SIMATIC S7-1500 的信号模块。可使用标准激光打印机来打印这些 DIN A4 标签纸上的标签。可以从 TIA Portal 进行自动打印，而无需重新输入符号或地址。通过这些标签条的设计形式，可为通道或诊断显示 1:1 分配标签。如果前盖打开，则诊断显示到端子的这种 1:1 分配会保留。
• 可变和可扩展的站配置：
  • 信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
  • zui大配置包括带有 31 个模块（30 个模块 + 1 个电源）的 CPU。在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下，需要由电源 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
• 尺寸紧凑：
  SIMATIC S7-1500 的尺寸使其能够顺利安装到 SIMATIC S7-300 或 ET 200M 的可用安装空间中。
• 移动敷设：
  SIMATIC S7-1500 及其模块可以垂直和水平安装，从而可以方式安装到可用空间内。

I/O 模块

以下模块类型可用于 SIMATIC S7-1500/ET 200MP：

• 标准和故障安全数字量输入模块
• 标准和故障安全数字量输出模块
• 数字量输入/输出模块
• 模拟量输入模块
• 模拟 I/O 模块
• 模拟量输出模块
  • 包括高速 (HS) 模拟量模块，无论激活的通道数如何，基本执行时间都是 62.5 µs
• 用于计数和定位的工艺模块
• 用于点到点通信和总线连接的通信模块

提供了各种模块等级，可使用户在其应用中实现扩展。模块本身通过标签进行相应标记：

• BA（基本型）：简易低成本模块，无诊断功能，没有参数
• ST（标准型）：具有与模块或负载组相关的诊断的模块，如果适用，带有参数；模拟量模块：准确度等级 0.3%
• HF（高性能型）：具有与通道相关的诊断和参数设置的模块；对于模拟量模块：准确度等级 0.1%，抗扰度和电流隔离程度提高
• HS（高速型）：具有滤波和转换时间的模块适用于超高速应用；例如 8 通道模拟量模块，无论激活的通道数如何，基本执行时间都是 62.5 µs。

I/O 模块的附件：

• 标签纸：
  可插入到 I/O 模块中（10 张 DIN A4 标签纸，每张标签纸带有 10 个标签，预穿孔，可使用标准激光打印机进行打印；可用颜色：Al 灰）
• 屏蔽连接：
  SIMATIC S7-1500 系统（模拟量模块和工艺模块）提供了一个简易屏蔽连接套件，无需使用工具即可安装。此套件包含一个 24 V DC 馈电元件、一个屏蔽夹和一个通用屏蔽端子。该屏蔽端子可用于单根细干线电缆、多根细干线电缆或一根粗干线电缆。由于对 24 V DC 电源和测量信号进行分离，并且在屏蔽和信号电缆之间具有低阻抗连接，因此可确保较高的 EMC 稳定性和抗干扰性。
• 统一的 40 针前连接器
• I/O 模块的前门或自组装背板总线的 U 型连接器等其它附件

通信

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PLC步进顺序控制指令在运料小车控制线路中的应用

提示：

在自动化生产线上经常使用运料小车，如图4-1所示，货物通过运料小车M从A地运到B地，在B地卸货后小车M再从B地返回A地待命。本文艾特贸易网小编主要利用步进指令来解决运料小车的自动控制，以满足动作要求。 图4-1 运料小车示意图 一、顺序控制的概念 所谓顺序控制，就是按照生产工艺所要求的动作规律，在各个输入信号的作用

    在自动化生产线上经常使用运料小车，如图4-1所示，货物通过运料小车M从A地运到B地，在B地卸货后小车M再从B地返回A地待命。本文艾特贸易网小编主要利用步进指令来解决运料小车的自动控制，以满足动作要求。

    图4-1    运料小车示意图

    一、顺序控制的概念

    所谓顺序控制，就是按照生产工艺所要求的动作规律，在各个输入信号的作用下，根据内部的状态和时间顺序，使生产过程的各个执行机构自动地、有秩序地进行操作。在实现顺序控制的设备中，输入信号一般由按钮、行程开关、接近开关、继电器或接触器的触点发出，输出执行机构一般是接触器、电磁阀等。在顺序控制中，生产过程是按顺序、有步骤地连续工作，因此，可以将一个较复杂的生产过程分解成若干个步骤，每一步对应生产过程中一个控制任务，也称为一个工步（或一个状态）。在顺序控制的每个工步中，都应含有完成相应控制任务的输出机构和转移到下一工步的转移条件。

    在顺序控制中，生产工艺要求每一个工步必须严格按规定的顺序执行，否则将造成严重后果。为此，顺序控制中每个状态都要设置一个控制元件，保证在任何时刻，系统职能处于一种工作状态。FX系列PLC中规定状态继电器为控制元件，状态继电器有S0～S899共900个点，其中，S0～S9作为初始状态的继电器；S10～S19作为回零状态的继电器；S20～S899为一般通用的状态继电器，可以按顺序连续使用。

    当顺序控制执行到某一工步时，该工步对应的控制元件被驱动，控制元件使该工步所有输出机构动作，完成相应的控制任务。当向下一个工步转移的条件满足时，下一个工步对应的控制元件被驱动。同时，该工步对应的控制元件自动复位，完成一个工步的控制任务。例如三相异步电动机Y-△降压启动控制，就可以看做是简单的顺序控制过程，其控制过程的状态转移图如图4-2所示。

    图4-2    状态转移图

    在Y-△降压启动控制过程中，输入信号由启动按钮SB1和停止按钮SB2发出，输出执行机构是KM、KMY和KM△三个接触器。获得启动信号后，进入*工步，接触器KM线圈得电并自锁，将电动机电源接通。这一工步完成后，*工步停止，转移到第二工步，但因KM自锁，接触器KM线圈继续得电并自锁，将电动机定子绕组接成Y连接。这一工步完成后，第二工步停止，转移到第三工步，……直至到zui后一个工步。在zui后一个工步中，接触器KM和KM△都断开，电动机停止运转。

    从图4-2可以看出，每个方框表示一步，方框之间用带箭头的直线相连，前头方向表示工步转换方向。按生产工艺过程，将工步转换条件写在直线旁边，工步的转换条件是上一步的执行结果，也是下一步的前提。在每个方框的右边，给出该工步所控制的输出执行机构。

    由以上分析可知顺序控制具有以下特点。

    (1)每个工步（或状态）都应分配一个控制元件，确保顺序控制正常进行。

    (2)每个工步（或状态）都具有驱动能力，能使该工步的输出执行机构动作。

    (3)每个工步（或状态）条件满足时，都会转移到下一个工步，而旧工步自动复位。

    二、状态流程图

    顺序控制程序是按一定的顺序动作，动作的重复较多，步进指令编写能方便程序的设计，增强程序的阅读性。对较复杂的顺序控制进行编程，首先要根据控制过程画出状态流程图，然后用步进指令实现。

    任何一个顺序控制过程都可分解成若干个步骤，每一工步就是控制过程中的一个状态，所以顺序控制的动作流程图也称为状态流程图。状态流程图就是利用状态来描述控制过程的流程图。

    在状态流程图中，一个完整的状态必须包括：

    (1)该状态的控制元件；

    (2)该状态所驱动的负载，它可以是输出继电器Y、辅助继电器M、定时器T和计数器C等；

    (3)向下一个状态转移的条件，它可以是单个常开触点或常闭触点，也可以是各类继电器触点的逻辑组合；

    (4)明确的转移方向。

    图4-3    状态流程图

    图4-3所示为状态流程图中一个完整的状态。从图中可看到，用方框表示一个状态，框内标明该状态的控制元件编号，状态之间用带箭头的线段连接，线段上垂直的短线及其旁边的标注表示状态转移的条件，方框的右边为该状态的输出信号。

    图4-3中，当状态继电器S20接通时，顺序控制进入该状态。输出继电器Y0被驱动，如果X3常开触点闭合，则输出继电器Y1也被驱动；通过指令SETY2，使输出继电器Y2置位并自锁，定时器T0线圈被驱动，开始定时。当10s的延时时间一到，T0常开触点闭合。假如X2的常开触点也是闭合的话，转移到下一步的条件(T0·X2“与”)满足，顺序控制转移到下一状态。转移到S21新状态后，老状态S20自动复位断开，这一状态下的动作停止，Y0、Y1和T0也都随之复位，Y2因SET指令的作用，仍保持接通状态，只有在后续动作中，用RST指令才能使Y2复位。

    三相异步电动机Y-△降压启动控制过程的状态流程图如图4-4所示。

    图4-4    三相异步电动机Y-△降压启动控制过程的状态流程图

    初始状态是状态转移的起始位置，也就是准备阶段。一个完整的状态流程图必须要设置初始状态。图4-4中，S0为初始状态，用双线框表示。从图中可看出进入初始状态S0有两种情况：一种情况是PLC开机后，特殊继电器M8002常开触点闭合一个扫描周期，使转移条件满足进入S0状态；另一种情况是S25状态中，RST复位指令执行后，Y0与Y2的常开触点闭合，使转移条件满足，由S25状态转移到S0初始状态，为下一次电动机Y-△降压启动作准备。两种情况是“或”逻辑关系，所以用并列的两个带箭头的线段表示。

    在状态流程图中，输入信号或输出信号都是PLC中输入继电器或输出继电器动作，因此，画状态流程图之前，仍应根据控制系统的输入信号和输出信号，分配PLC的输入/输出点数。

    在状态流程图中，一段延时也应看成一个状态。例如图4-4中S22状态，是延时10s的动作，在这个状态开始执行时，T0线圈得电开始计时，当10s时间一到，T0常开触点闭合，转移条件满足，S23状态置位，S22状态复位。

    三、编制设计

    1．设计电路分析

    假设小车开始停在左侧限位开关SQ2处，按下启动按钮X0，Y2变为ON，打开储料斗的闸门，开始装料，同时用定时器TD定时，10s后关闭贮料斗的闸门，Y0变为ON，开始右行，碰到限位开关S0、1后停下来卸料，Y3为ON，同时用定时器T1定时，8s后Y1变为ON，开始左行，碰到限位开关，停止运行。

    2．分配输入/输出点数

    输入/输出点数分配表见表4-1。

    表4-1    输入/输出点数分配表

    3．画出接线图

    接线图如图4-5所示。

    图4-5    接线图

    4．画出状态流程图

    在画出状态流程图之前，要分析电路，画出时序图如图4-6所示，根据图中Y0～Y3的ON/OFF状态的变化，运料小车的一个工作周期分为装料、右行、卸料和左行4步，再加上等待装料的初始步，一共有5步。各限位开关、按钮和定时器提供的信号时各部之间的转换条件，由此画出状态流程图如图4-7所示。

    图4-6    时序图

    图4-7    状态流程图

    5．设计梯形图

    由状态图转换成的梯形图如图4-8所示。

    图4-8    梯形图