西门子4点模拟量输入/2点模拟量输出模块

西门子4点模拟量输入/2点模拟量输出模块

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上海晋营自动化科技有限公司
 
  ：乔 静
 
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下图是本例中所使用的原理和接线图。

HCS 加热控制系统：受控制的工业加热过程

在温度起着关键作用的生产过程中，哪怕几度的温度偏离也可能带来很大的质量问题。为了消除这些不利影响并将废品率保持在尽可能低的水平，必须对阻性负载进行极为精确、可靠的单独控制。

HCS 加热控制系统具有经过良好设计的技术，它是针对工业领域中加热设备的控制与切换而开发的，这些设备包括石英、陶瓷、闪蒸、卤素和红外辐射设备等。

模板设计可以根据具体要求进行调整。

西门子4点模拟量输入/2点模拟量输出模块

可提供三种加热控制系统：

• HCS709N – 客户的分布式 PROFINET 解决方案（根据要求）
• HCS716I – 低端性能到中端性能集中式低成本解决方案
• HCS724I – 中端性能到性能集中式解决方案

优点一览：

• HCS:强大的模板加热系统用于控制电阻性负载
• 用于集中和分布式应用的高精度可靠系统
• 可简便集成到 SIMATIC 和 SIMOTION 等现有自动化系统中
• 灵活而简便的布线和调试

调试和维护开销极低   电 话：（同号）

• 布线花费较低，系统组件设计友好方便
• 通过高效的工程软件进行方便的组态
• 智能诊断功能可迅速检测出故障
• 通过*的用户界面实现用户友好的操作员监控

成熟的自动化系统保证了高投资安全性

• 全集成自动化的一部分
• 通过集成的 PROFIBUS/PROFINET 接口，可简便集成到 SIMATIC 和 SIMOTION 等现有自动化系统中
• 通过全面的试验设备，可提供范围的支持和服务

HCS 加热控制系统适合在 SIMATIC 工业自动化系统和 SIMOTION 运动控制系统中使用。主要应用于以下行业和工厂：

• 塑料工业：热成型、吹塑成型、注塑成型和挤出成型
• 汽车行业：喷漆车间内的烘干通道
• 食品和饮料工业，例如，烘烤产品线

HCS 加热控制系统可针对集中或分布式应用进行安装。

可提供三种加热控制系统：

• HCS709N – 客户的分布式 PROFINET 解决方案（根据要求）
• HCS716I – 低端性能到中端性能集中式低成本解决方案
• HCS724I – 中端性能到性能集中式解决方案
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成套产品为 SIMATIC HMI 产品或“随时运行”操作员站，如预制的、随时运行的 SIMATIC Panel, Multi Panel 或 Flat Panel 和 Panel PC，安装在客户化外壳中。

用于 SIMATIC Multi Panel 和瘦客户机的操作员站带 10" 或更大的显示器（对角）

型号 1 A – 设备外壳

1 B 型 – 设备外壳

型号 2 A – 带一排控制元件

型号 2 A – 带一排控制元件

型号 3 A – 带两排控制元件

3 B 型 – 带有控制元件，两行

4 A 型 – 带有控制元件，两行和外部键盘

型号 4 B – 带两排控制元件和外部键盘

用于 SIMATIC Panel PC 和 Flat Panel 的操作员站

型号 1 A – 设备外壳

1 B 型 – 设备外壳

型号 2 A – 带一排控制元件

型号 2 B – 带一排控制元件

型号 3 A – 带两排控制元件

3 B 型 – 带有控制元件，两行

4 A 型 – 带有控制元件，两行和外部键盘

型号 4 B – 带两排控制元件和外部键盘

SIMATIC HMI 多面板作为一键式产品
示例包括多面板，装在定制的压铸铝外壳中：OEM MP 270-10“和 15”；安装有应用软件，可随时连接，“即装即用”。

高度的工业功能，是由于*、坚固、久经测试与验证的设计：

• 符合人体工程学，经技术证明和验证的解决方案，可随时操作
• 即使在非常恶劣的环境条件下也能安全操作
• 经过温度测试和温度监控
• 甚至适用于特殊行业，例如不锈钢型可用于食品、饮料以及烟草工业
• 高可用性，确保能快速收回投资
• 西门子质量支持，服务和维修

使用 HMI 操作员工作站时须考虑以下因素：

• 优化的 HMI 产品安装技术，可消除外壳的热点和热窝
• 整个操作员工作站在使用 Data 的地方持续作业情况下，计算实际zui大允许的环境温度时，须考虑散热值。
• 运行时保证低于旋转海量存储器系统的负载极限,及经过对整个操作员站振动和冲击测试的大尺寸显示
• 符合法规要求(认证)
• 确定和测试所需的防护等级和电磁兼容性措施
• 耐磨、耐化学腐蚀，保证了表面质量
• 在zui大程度上，无源技术提供了所有措施的基础，使得在特殊环境下（如无有源环境下）使用操作员站时的适用性得到了改善。目的是保证其耐用，*运行及zui小维护量。

HMI 设备不能安装在控制柜或直接安装在机器上时，可使用成套 HMI 操作员站。操作员站适用于：

• 工业应用
• 接近工业应用
• 辅助应用于食品、饮料以及烟草工业
• 不锈钢型主要应用领域为食品、饮料以及烟草工业

HMI 成套交付产品可用于预安装，随时运行硬件和软件产品的地方。

HMI 操作员站的概念基于模块化系统，在该模块化系统中，HMI 设备内置在选择的外壳中以满足功能要求。

• 具有全面防护 (IP65) 的 HMI 设备外壳
• 可以安装在支撑脚、500 mm 支撑臂或 750 mm 支撑臂上
• 可通过调节元件旋转
• 外部键盘和鼠标的连接选件
• 特定硬件组件的安装选件

成套产品的环境温度

环境温度总低于安装在操作员站外壳内的 HMI 产品（温度值在手册中）的zui大允许温度。根据组件和版本（例如，按照散热设计），操作员站周围允许的环境温度将在 5°C 和 40 °C 之间变化
通过应用附加冷却措施，可以达到较高的操作员站环境温度。

• 轻松，快速运行
• 操作员站可快速适应不同的操作员
• 操作原理连贯，易于学习
• 运行时耐冲击，抗振
• 适于设备选型（SIMATIC HMI 设备, 10“ 显示）
• 保证了数据传送和对驱动和接口的访问
• 机器的直接运行（传统操作部件，用于直接连接至机器单元）
• 简单的字母输入
• 考虑到了清洁剂

• 人机交换界面负责NC数据的输入和显示,它由MMC和OP组成 MMC(Man Machine Communication)包括：OP(Operation panel)单元，MMC,MCP(Machine Control Panel)三部分。MMC实际上就是一台计算机，有自己独立的CPU,还可以带硬盘，带软驱；OP单元正是这台计算机的显示器，而西门子MMC的控制软件也在这台计算机中。
  （1）、MMC(Man Machine communication)
  zui常用的MMC有两种：MMCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU为486,不能带硬盘；而MMC103的CPU为奔腾，可以带硬盘，一般的，用户为SINUMERIK810D配MMC100.2,而为SINUMERIK840D配MMC103.PCU(PC UNIT)是专门为配合西门子的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而开发的MMC模块，目前有三种PCU模块——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20对应于MMC100.2，不带硬盘，但可以带软驱；PCU50、PCU70对应于MMC103,可以带硬盘，与MMC不同的是：PCU50的软件是基于WINDOWS NT的。PCU的软件被称作HMI,
  HMI有分为两种：嵌入式HMI和高级HMI。一般标准供货时，PCU20装载的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70则装载高级HMI.

  

  （2）、OP(Operation pannel)
  OP单元一般包括一个10.4〞TFT显示屏和一个NC键盘。根据用户不同的要求，西门子为用户选配不同的OP单元，如： OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031zui为常用。
  （3）、MCP(Machine control pannel)
  MCP是专门为数控机床而配置的，它也是OPI上的一个节点，根据应用场合不同，其布局也不同，目前，有车床版MCP和铣床版MCP两种。对810D和840D，MCP的MPI地址分别为14和6，用MCP后面的S3开关设定。
  对于SINUMERIK840D应用了MPI（Multiple Point Interface）总线技术，传输速率为187.5k/秒，OP单元为这个总线构成的网络中的一个节点。为提高人机交互的效率，又有OPI（Operator PanelInterface）总线，它的传输速率为1.5M/秒。
  2.2 NCU(Numerical control unit)数控单元
  SINUMERIK840D的数控单元被称为NCU（Numenrical Controlunit）单元（在810D中称为CCU（compact control unit））：中央控制单元,负责NC所有的功能,机床的逻辑控制,还有和MMC的通讯 它由一个COM CPU板. 一个PLC CPU板和一个DRIVE板组成.

  根据选用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同，NCU分为NCU561.2,NCU571.2,NCU572.2,NCU573.2(12轴)，NCU573.2(31轴)等若干种，同样，NCU单元中也集成SINUMERIK840D数控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相应的数控软件和PLC控制软件，并且带有MPI或Profibus借口，RS232借口，手轮及测量接口，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU单元很薄，所有的驱动模块均排列在其右侧。
  2.3 数字驱动  
  数字伺服：运动控制的执行部分,由611D伺服驱动和1FT6(1FK6)电机组成。
  SINUMERIK840D配置的驱动一般都采用SIMODRIVE611D.它包括两部分：电源模块+驱动模块（功率模块）。

  电源模块：主要为NC和给驱动装置提供控制和动力电源，产生母线电压，同时监测电源和模块状态。根据容量不同，凡小于15KW均不带馈入装置，极为U/E电源模块；凡大于15KW均需带馈入装置，记为I/RF电源模块，通过模块上的订货号或标记可识别。
  611D数字驱动:是新一代数字控制总线驱动的交流驱动，它分为双轴模块和单轴模块两种，相应的进给伺服电机可采用1FT6或者1FK6系列，编码器信号为1Vpp正弦波，可实现全闭环控制。主轴伺服电机为1PH7系列。

  2.4 PLC模块
  SINUMERIK810D/840D系统的PLC部分使用的是西门子SIMATIC S7-300的软件及模块，在同一条导轨上从左到右依次为电源模块（Power Supply），接口模块（Interface Module）机信号模块（Signal Module）。的CPU与NC的CPU是集成在CCU或NCU中的。
  电源模块（PS）是为PLC和NC提供电源的+24V和+5V。
  接口模块（IM）是用于级之间互连的。
  信号模块（SM）使用与机床PLC输入/输出的模块，有输入型和输出型两种。
   

  西门子SM1234模拟量输入/输出扩展模块

  

  西门子6ES7312-1AE13-0AB0    西门子CPU312，32K内存

  西门子6ES7312-5BE03-0AB0    西门子CPU312C，32K内存 10DI/6DO

  西门子6ES7313-5BF03-0AB0    西门子CPU313C，64K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO

  西门子6ES7313-6BF03-0AB0    西门子CPU313C-2PTP，64K内存 16DI/16DO

  西门子6ES7313-6CF03-0AB0    西门子CPU313C-2DP，64K内存 16DI/16DO

  西门子6ES7314-1AG13-0AB0    西门子CPU314,96K内存

  西门子6ES7314-6BG03-0AB0    西门子CPU314C-2PTP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO

  西门子6ES7314-6CG03-0AB0   西门子CPU314C-2DP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO

  西门子6ES7315-2AH14-0AB0    西门子CPU315-2DP, 128K内存

  西门子6ES7315-2EH13-0AB0    西门子CPU315-2PN/DP, 256K内存

  西门子6ES7317-2AJ10-0AB0     西门子CPU317-2DP,512K内存

  西门子6ES7317-2EK13-0AB0    西门子CPU317-2PN/DP,1MB内存

  西门子6ES7318-3EL00-0AB0    西门子CPU319-3PN/DP,1.4M内存
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  DI（Digital Input）开关量输入， 
  亦称数字量输入。以开关状态为输出的传感器，如水流开关、风速开关、压差开关等，将高/低电平（相当于开关）两种状态输入到控制器，控制器将其转换为数字量1或0，进而对其进行逻辑分析和计算，这种控制器通道即为DI通道。

  DO（Digital Output）开关量输出， 
  亦称数字量输出，它可由控制软件将输出通道变成高电平或低电平，通过驱动电路即可带动继电器或其他开关元件动作，也可驱动指示灯显示状态。开关量输出DO信号可用来控制开关、交流接触器、变频器以及可控硅等执行元件动作。

  AI（Analogy Input）模拟量输入， 
  模拟量输入的物理量有温度、压力、流量等，这些物理量由相应的传感器感应测得，往往经过变送器转变为电信号送入控制器的模拟输入口。

  AO（Analogy Output）模拟量输出， 
  模拟量输出的信号是电压（如0~5V、0~10V间的电压）或电流（如0~10mA间的电流），其输出电压或电流的大小由控制软件决定。