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西门子EM221模块

时间:2018-11-01 13:32

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  SIMATIC S7-200 CN,数字输入端 EM 221,仅用于 S7-22X CPU, 8数字输入,24V DC,源型输出(P schaltend)/漏型输出(M schaltend) 此 S7-200 CN 产品 只具有 CE 认证

  联系人  郑鑫  135八五七五四八零三

  凭借全新版本的TIA博途V15,西门子扩展了其全集成自动化工程软件平台,纳入一系列实用的全新数字化功能,以缩短工程时间。其创新成果的主要有增加应用可能性、扩展数字化产品组合、实现标准化和提高工程效率。

  TIA博途V15增加应用可能性的亮点在于其集成了高级语言应用及其它驱动系统的多功能平台,其中包括安全验收测试等;将操作功能和2D到4D运动学集成于Simatic S7-1500控制器,可连接并对机器人进行编程。Simatic S7-1500高级控制器产品系列中纳入全新多功能平台,目前能够通过C/C++和Eclipse等商业编程工具轻松创建和重用高级语言应用。Sinamics S120及其他驱动产品系列的集成有助于实现西门子全系列驱动技术在TIA博途中的组态、调试和诊断。另一个亮点是针对Sinamics G驱动产品系列的向导指引型安全验收测试。结合支持Simatic S7-1500高级控制器的CPU新技术,采用2D到4D运动学的操作功能现在可以在TIA博途中轻松高效地进行编程、模拟和调试,譬如Cartesian龙门架、卷取机、Scara机器人和Delta拾取机器人等。TIA博途V15还提供机器人功能。库卡和安川等机器人制造商已将其数据块库用于在TIA博途中进行机器人编程。日本电装(Denso)和瑞士史陶比尔(Stäubli)等其他制造商计划在不久的将来发布数据块库。这样,控制和机器人技术的发展更加紧密,而TIA博途则能带来从工程到机器人操作等各环节的整体解决方案。

  TIA博途V15关于数字化产品组合的扩展方面聚焦OPC UA功能和虚拟调试。OPC UA功能已针对Simatic S7-1500高级控制器进行了扩展。这可以改进和简化工厂中机器设备与MES/SCADA/IT层级(制造执行系统/监控和数据采集)之间的标准化垂直和水平通信。另外,它还有助于自动化解决方案按照行业特定标准进行实施,如OMAC PackML(机械自动化与控制组织)或Weihenstephan(唯森)等。虚拟调试支持对自动化解决方案的虚拟验证,也就是说控制组件与机器或系统的机电系统之间进行交互。该西门子解决方案的核心是支持Simatic S7-1500的S7-PLCSIM Advanced高级仿真器。这可以实现许多控制器功能的模拟和对虚拟系统模型的仿真测试。因此,自动化和机械工程在产品生命周期的早期阶段便实现了同步,从开发到实际调试的时间都得到缩短。

  在标准化和更高工程效率方面,全新版本的TIA博途重视团队合作和扩展对设备和系统的诊断功能。通过TIA博途多用户工程(TIA Portal Multiuser Engi-neering),在团队合作中添加了对变更对象的自动标记和离线模式。新版本下多用户服务器中强化的变更管理功能,如用于变更历史记录和用户评论等,可以改进团队内系统支持下的同步变更。对于设备和系统诊断,Simatic ProDiag诊断软件包也进一步扩展,现已涵盖对故障安全模块的监控和针对ProDiag报警的标准分析。借助同样已经得以扩展的Simatic HMI(人机界面)中的S7图形控制显示,直接改善了在系统的操作设备上对设备序列和应用错误的诊断及可视化显示。譬如,用户首次能够回查操作设备的图形代码显示故障的真实原因。

  背景信息:

  2010年推出的西门子TIA博途(全集成自动化工程软件平台)使用户能够通过高效配置快速、直观地执行自动化和驱动任务。其软件平台专为实现高效率和易用性而设计,同时适用于新老用户。TIA博途为控制器、人机界面(HMI)和驱动器等提供了标准的工程理念,可分享统一的数据存储和一致的操作方式——譬如,在配置、通信和诊断期间的操作,并针对所有自动化对象提供强大的库功能。TIA博途中简易的工程实现方式,有助于完整的数字自动化,如数字化规划、集成化工程和透明化操作等。TIA博途与PLM(产品生命周期管理)和MES(制造执行系统)软件一起构成了西门子完整的“数字化企业软件套件”,为企业迈向“工业4.0”奠定基础。1.1 热电偶的工作原理

  热电偶和热电阻一样,都是用来测量温度的。

  热电偶是将两种不同金属或合金金属焊接起来,构成一个闭合回路,利用温差电势原理来测量温度的,当热电偶两种金属的两端有温度差,回路就会产生热电动势,温差越大,热电动势越大,利用测量热电动势这个原理来测量温度。

  结构示意图如下:

  图1 热电偶测量结构示意图

  注意:如上图所示,热电偶是有正负极性的,所以需要确保这些导线连接到正确的极性,否则将会造成明显的测量误差

  为了保证热电偶可靠、稳定地工作,安装要求如下:

  ① 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;

  ② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;

  ③ 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;

  ④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离;

  ⑤ 热电偶对于外界的干扰比较敏感,因此安装还需要考虑屏蔽的问题。

  1.2 热电偶与热电阻的区别

属性热电阻热电偶
信号的性质电阻信号电压信号
测量范围低温检测高温检测
材料一种金属材料(温度敏感变化的金属材料)双金属材料在(两种不同的金属,由于温度的变化,在两个不同金属的两端产生电动势差)
测量原理电阻随温度变化的性质来测量基于热电效应来测量温度
补偿方式 3线制和4线制接线内部补偿和外部补偿
电缆接点要求电阻直接接入可以更精确的避免线路的的损耗要通过补偿导线直接接入到模板;或补偿导线接到参比接点,然后用铜制导线接到模板

  表1 热电偶与热电阻的比较

  2. 热电偶的类型和可用模板

  2.1热电偶类型

  根据使用材料的不同,分不同类型的热电偶,以分度号区分,分度号代表温度范围,且代表每种分度号的热电偶具体多少温度输出多少毫伏的电压,热电偶的分度号有主要有以下几种。

分度号温度范围(℃)两种金属材料
B型0~1820铂铑—铂铑
C型0~2315钨3稀土—钨26 稀土
E型-270~1000镍铬—铜镍
J型-210~1200铁—铜镍
K型 -270~1372镍铬—镍硅
L型-200~900铁—铜镍
N型-270~1300镍铬硅—镍硅
R型-50~1769铂铑—铂
S型-50~1769铂铑—铂
T型-270~400铜—铜镍
U型 -270~600铜—铜镍

  表2 分度号对照表

  2.2可用的模板

CPU类型模板类型支持热电偶类型
S7-3006ES7 331-7KF02-0AB0(8点)E,J,K,L,N
6ES7 331-7KB02-0AB0(2点) E,J,K,L,N
6ES7 331-7PF11-0AB0(8点)B,C,E,J,K,L,N,R,S,T,U
S7-4006ES7 431-1KF10-0AB0(8点)B,E,J,K,L,N,R,S,T,U
6ES7 431-7QH00-0AB0(16点)B,E,J,K,L,N,R,S,T,U
6ES7 431-7KF00-0AB0(8点)B,E,J,K,L,N,R,S,T,U

  表3 S7 300/400 支持热电偶的模板及对应热电偶类型

  3. 热电偶的补偿接线

  3.1 补偿方式

  热电偶测量温度时要求冷端的温度保持不变,这样产生的热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时冷端的环境温度变化,将严重影响测量的准确性,所以需要对冷端温度变化造成的影响采取一定补偿的措施。

  由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时),而测温点到控制仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本可以用补偿导线延伸冷端到温度比较稳定的控制室内,但补偿导线的材质要和热电偶的导线材质相同。热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度变化造成的影响,补偿方式见下表。

温度补偿方式说 明接 线
内部补偿使用模板的内部温度为参比接点进行补偿,再由模板进行处理。直接用补偿导线连接热电偶到模拟量模板输入端。
外部补偿补偿盒使用补偿盒采集并补偿参比接点温度,不需要模板进行处理。可以使用铜质导线连接参比接点和模拟量模板输入端。
热电阻使用热电阻采集参比接点温度,再由模板进行处理。
如果参比接点温度恒定可以不要热电阻参考

  表4 各类补偿方式

  3.2各补偿方式接线

  3.2.1内部补偿

  内部补偿是在输入模板的端子上建立参比接点,所以需要将热电偶直接连接到模板的输入端,或通过补偿导线间接的连接到输入端。每个通道组必须接相同类型的热电偶,连接示意图如下。

CPU类型支持内部补偿模板类型可连接热电偶个数
S7-3006ES7 331-7KF02-0AB0最多8个(4种类型,同通道组必须相同)
6ES7 331-7KB02-0AB0最多2个(1种类型,同通道组必须相同)
6ES7 331-7PF11-0AB0最多8个(8种类型)
S7-4006ES7 431-7KF00-0AB0最多8个(8种类型)

  表5 支持内部补偿的模板及可接热电偶个数

  图2 内部补偿接线

  注1:模板6ES7 331-7KF02-0AB0和6ES7 331-7KB02-0AB0需要短接补偿端COMP+(10)和Mana(11),其它模板无。

  3.2.2 外部补偿—补偿盒

  补偿盒方式是通过补偿盒获取热电偶的参比接点的温度,但补偿盒必须安装在热电偶的参比接点处。

  补偿盒必须单独供电,电源模块必须具有充分的噪声滤波功能,例如使用接地电缆屏蔽。

  补偿盒包含一个桥接电路,固定参比接点温度标定,如果实际温度与补偿温度有偏差,桥接热敏电阻会发生变化,产生正的或者负的补偿电压叠加到测量电势差信号上,从而达到补偿调节的目的。