西門子SITOP電源模塊6EP1333-3BA10

PLC系統設計的內容 一、輸入回路的設計 1、電源回路 PLC供電電源一般為 AC85—240V（也有DC24V），適應電源范圍較寬，但為了抗干擾，應加裝電源凈化元件（如電源濾波器、1：1隔離變壓器等）。 2、PLC上DC24V電源的使用各公司 PLC產品上一般都有DC24V電源，但該電源容量小，為幾十毫安至幾百毫安，用其帶負載時要注意容量，同時作好防短路措施（因為該電源的過載或短路都將 影響PLC的運行）。 3、外部DC24V電源 若輸入回路有 DC24V供電的接近開關、光電開關等，而PLC上DC24V電源容量不夠時，要從外部提供DC24V電源；但該電源的“—"端不要與 PLC的 DC24V的“—"端以及“COM"端相連，否則會影響PLC的運行。 4、輸入的靈敏度各廠家對PLC的輸人端電壓和電流都有規定，如日本三菱公司F7n系列PLC的輸入值為：DC24V、7mA，啟動電流為4．5mA，關 斷電流小于1．5mA，因此，當輸入回路串有二極管或電阻（不能*啟動），或者有并聯電阻或有漏電流時（不能*切斷），就會有誤動作，靈敏度下降，對 此應采取措施。另一方面，當輸入器件的輸入電流大于PLC的zui大輸入電流時，也會引起誤動作，應采用弱電流的輸入器件，并且選用輸人為共漏型輸入的 PLC，Bp輸入元件的公共點電位相對為負，電流是流出 PLC的輸入端。 二、輸出回路的設計 1、各種輸出方式之間的比較 （1）繼電器輸出： 優點是不同公共點之間可帶不同的交、直流負載，且電壓也可不同，帶負載電流可達2A／點；但繼電器輸出方式不適用于高頻動作的負載，這是由繼電器的壽命決 定的。其壽命隨帶負載電流的增加而減少，一般在幾十萬次至Jl百萬次之間，有的公司產品可達1000萬次以上，響應時間為10ms。 （2）晶閘管輸出： 帶負載能力為0.2A/點，只能帶交流負載，可適應高頻動作，響應時間為1ms。 （3）晶體管輸出： zui大優點是適應于高頻動作，響應時間短，一般為0.2ms左右，但它只能帶 DC 5—30V的負載，zui大輸出負載電流為0．/點，但每4點不得大于0.8A。 當你的系統輸出頻率為每分鐘6次以下時，應繼電器輸出，因其電路設計簡單，抗干擾和帶負載能力強。當頻率為10次／min以下時，既可采用繼電器輸出 方式；也可采用PLC輸出驅動達林頓三極管（5—10A），再驅動負載，可大大減小。 2、抗干擾與外部互鎖當 PLC輸出帶感性負載，負載斷電時會對PLC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對直流感性負載應在其旁邊并接續流二極管，對交流感性負載應并接浪涌吸收電 路，可有效保護PLC。當兩個物理量的輸出在PLC內部已進行軟件互鎖后，在PLC的外部也應進行互鎖，以加強系統的可靠性。 3、“GOM“點的選擇不同的 PLC產品，其“COM"點的數量是不一樣的，有的一個“COM"點帶8個輸出點，有的帶4個輸出點，也有帶2個或1個輸出點的。當負載的種類多，且電流 大時，采用一個“COM"點帶1—2個輸出點的 PLC產品；當負載數量多而種類少時，采用一個“COM"點帶4—8個輸出點的PLC產品。這樣會對電路設計帶來很多方便，每個“COM"點處加一熔絲， 1—2個輸出時加2A的熔絲，4—8點輸出的加5—10A的熔絲，因 PLC內部一般沒有熔絲。 4、PLC外部驅動電路對于 PLC輸出不能直接帶動負載的情況下，必須在外部采用驅動電路：可以用三極管驅，也可以用固態繼電器或晶閘管電路驅動，同時應采用保護電路和浪涌吸收電 路，且每路有顯示二極管（LED）指示。印制板應做成插拔式，易于維修。 PLC的輸入輸出布線也有一定的要求，請看各公司的使用說明書。 三、擴展模塊的選用 對于小的系統，如80點以內的系統．一般不需要擴展；當系統較大時，就要擴展。不同公司的產品，對系統總點數及擴展模塊的數量都有限制，當擴展仍不能滿足 要求時，可采用網絡結構；同時，有些廠家產品的個別指令不支持擴展模塊，因此，在進行軟件編制時要注意。當采用溫度等模擬模塊時，各廠家也有一些規定，請 看相關的技術手冊。 各公司的擴展模塊種類很多，如單輸入模塊、單輸出模塊、輸入輸出模塊、溫度模塊、高速輸入模塊等。 PLC的這種模塊化設計為用戶的產品開發提供了方便。 四、PLC的網絡設計 當用PLC進行網絡設計時，其難度比PLC單機控制大得多。首先你應選用自己較熟悉的機型，對其基本指令和功能指令有較深入的了解，并且指令的執行速度和 用戶程序存儲容量也應仔細了解。否則，不能適應你的實時要求，造成系統崩潰。另外，對通信接口、通信協議、數據傳送速度等也要考慮。 zui后，還要向 PLC的商家尋求網絡設計和軟件及詳細的技術資料，至于選用幾層工作站，依你的系統大小而定。 五、軟件編制 在編制軟件前，應首先熟悉所選用的 PLC產品的軟件說明書，待熟練后再編程。若用圖形編程器或軟件包編程，則可直接編程，若用手持編程器編程，應先畫出梯形圖，然后編程，這樣可少出錯，速 度也快。編程結束后先空調程序，待各個動作正常后，再在設備上調試

SITOP 還可以地支持客戶的整個過程鏈。 例如，采用 STTOP 選擇工具和豐富的附加信息（如 3D 數據、電路圖宏、證書和可個性化配置的產品文檔等）可以方便地完成產品選型。 因此，可以非常地計劃、訂購、設計、配置和運行每個 SITOP 解決方案。

TOP 集成

工業環境中集成的電源越，其生產率越大。 SITOP 可以針對例如 SIMATICSINUMERIK 和 SIMOTION 等自動化系統進行優化調整。

另外，PSU8600 電源系統和 UPS1600 不間斷電源可*集成在 TIA 中。 可在 TIA Portal 進行工程組態，例如，在 PROFINET 中更方便進行網絡集成或集成全面的診斷功能。

SIMATIC S7 函數塊可以方便地集成在 STEP 7 用戶程序中；另外，還可以隨時利用 WinCC 面板實現操作控制和監控。

用于控制箱的薄型電源

由于具有極為節省空間的薄型設計，這些低性能范圍的新型電源系列尤其適用于控制箱或小型控制柜中的分布式應用。這些開關電源的特點是在整個負載范圍內功耗較低。它們在空載運行期間的功耗極低，適合為頻繁處于待機模式的機器設備供電。SITOP PSU100C 電源具有較寬輸入范圍，適用于交流和直流電網；插入式端子促進了電纜連接。
西門子正在升級其*遠程維護服務，以處理大量數據和應用程序。通過其通用遠程服務平臺（cRSP），西門子服務約25萬個客戶設備和系統，包括大型工業電機、城市交通管理用計算機、計算機斷層掃描系統（CT）和樓宇管理系統。據專家介紹，到2020年互統的數量將翻一番，數據量預計呈指數級增長。其中，很大一部分數據流量來源于醫療設備，單這一行業現在每月的數據量就以太字節計算，并且預計到2020年將增加10倍。為處理這一海量數據，西門子醫療正與其它業務部門的專家以及西門子*研究院合作，研發新一代服務平臺。

功能強大的標準電源單相和三相 SITOP smart 是通用型和功能強大的標準電源，適用于工廠機器設備。雖然結構十分緊湊，但它們具有優異的過載響應：由于功率提升 150 %，可毫無問題地連接較高功耗的負載；120% 的固定過載能力為擴展提供了功率儲備。這些電源具有高能效，能耗低，在控制柜內的散熱量很小。要進一步提高 24 V 電源的可用性，可將 SITOP smart 電源與緩沖、DC UPS、冗余和選擇性模塊結合使用。

單相、兩相和三相 SITOP modular 電源是可以滿足苛刻要求的工藝電源。它們具有*功能，適合在復雜工廠設備中使用。該電源輸入范圍很寬，可連接至范圍內的幾乎任何電源系統，并且即使電壓波動很大，也可確保*的安全性。這些電源具有突出的過載特性：功率提升功能可在短時間內提供高達額定電流三倍的電流，由于具有 150% 額外功率，可毫無問題地連接功耗較高的負載。在發生過載的情況，用戶可在恒電流和自動重啟之間進行選擇。由于效率*，它們可在控制柜內保持較低的能耗和熱量積累，緊湊的金屬外殼還可節省空間。

要進一步提高 24 V 電源的可用性，可將 SITOP smart 電源與緩沖、DC UPS、冗余和選擇性模塊結合使用。

西門子SITOP電源模塊6EP1333-3BA10

3.2 新建Matrix矩陣
在項目組件視圖中，選擇“S7程序"右鍵選擇插入一個新的Matrix對象 。這時，可以發現新建的Matrix矩陣生成在Matrices文件夾下。如下圖所示。

圖4 新建Matrix矩陣

3.3 編輯Matrix屬性
在項目組件視圖中，雙擊打開新建的Matrix矩陣。并在左上角區域任意空白處雙擊， 進入下圖的屬性對話框。在常規屬性中，編輯“標題"、“項目"、“描述"相關信息，這些將顯示在 Safety Matrix 屬性的信息區域中。同樣，可以編輯有關此特定 Safety Matrix 的“常規注釋"。（詳細說明請參考Safety Matrix在線幫助。）
注意Matrix的循環時間，始終和所放置相關的F I/O驅動塊程序的循環時間*。

圖5 編輯Matrix屬性 (1)

定義所需的安全功能回路SIF。如下圖所示。（本例中，定義兩個SIF。）

圖6 編輯Matrix屬性 (2)

定義“安全寫"功能的相關參數以及報警相關屬性。如下圖所示。（詳細應用請參考Safety Matrix在線幫助。）

圖7 編輯Matrix屬性 (3)

分配操作員操作權限。為Matrix分配兩個新的權限“發起者（Initiator）"和“確認者（Confirmer）"，本例中使用了101和102號權限。如下圖所示。

圖8 編輯Matrix屬性 (4)

3.4 編輯Matrix矩陣
Matrix矩陣主要由原因行與結果列及行列交叉點組成。本例中，通過組態兩個簡單的安全功能回路，來介紹Matrix矩陣的組態過程。
? 組態Matrix矩陣原因（Cause）行
? 組態Matrix矩陣結果（Effect）列
? 組態Matrix矩陣交叉點（Intersection）

3.4.1 組態Matrix矩陣原因（Cause）行
首先，組態兩個安全功能回路的“原因（Cause）"。
雙擊矩陣的第1行。在“組態（Configure）"選項卡窗口中，定義輸入類型（數字量/模擬量）、輸入變量個數、輸入選舉類型等，并選擇所需的輸入變量，如下圖所示。

圖9 組態“原因（Cause）"行 (1)

在“選項（Options）"選項卡窗口中，定義安全功能回路、時間延時、首出報警組等。（詳細說明請參考Safety Matrix在線幫助。）

圖10 組態“原因（Cause）"行 (2)

相同方法和步驟，組態其他行“原因（Cause）"。本例中，增加第2行組態。組態模擬量輸入，并使用1oo2選舉方式（OR），設定上限與下限，以及觸發值、差異閾值、單位等。（詳細說明請參考Safety Matrix在線幫助。）

圖11 組態“原因（Cause）"行 (3)

3.4.2 組態Matrix矩陣結果（Effect）列
其次，組態兩個安全功能回路的“結果（Effect）"。
雙擊矩陣的第1列。在“組態（Configure）"選項卡窗口中，選擇所需的輸出變量，如下圖所示。

圖12 組態“結果（Effect）"列 (1)

在“選項（Options）"選項卡窗口中，定義安全功能回路、輸出延時等。如果需要，使能“Enable Process Data Pass Through"，并選擇過程控制變量（選擇External connection）。這里命名為M100CTRL，在Matrix完成傳遞后，將作為功能塊的一個輸入管腳（圖20），用于與外部基本過程控制程序的 連接。
本例中，使能了“Enable Process Data Pass Through"，用于連接“在非安全緊急狀態（正常狀態）下，來自于操作員的控制變量"。

圖13 組態“結果（Effect）"列 (2)

此外，為了使此馬達在被緊急安全停止后，在上位機可以看到該馬達已被連鎖而無法操作。這里，為同一個安全功能回路定義第2個“結果 （Effect）"列。并選擇一個外部連接變量。這里，命名為M100INTL，在Matrix完成傳遞后，將作為功能塊的一個輸出管腳，用于與外部基本 過程控制程序的連接。（上位機連鎖效果如圖23和圖24）
（本例中，在同一個安全功能回路SIF中，組態了兩個結果列。Matrix支持多同一個回路中的多原因、多結果的組態。）