西门子S7-4002.8M CPU416-3 质保一年

CPU通过PC/PPI电缆或插在计算机中CP55111或CP5611通信卡与计算机通信。通过PC/PPI电缆，可以在Windows下实现多主站通信方式。STEP7-Micro/WIN32的用户程序机构简单清晰，通过一个主程序调用子程序或中断程序，还可以通过数据块进行变量的初始化设置。
用户可以用语句表（STL）、梯形图（LAD）和功能块图（FBD）编程，不同的编程语言编制的程序可以相互转换，可以用符号表来定义程序中使用的变量地址对应的符号，是程序便于设计和理解。STEP7-Micro/WIN32为用户提供两套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和标准指令集（IEC方式。
SIMATIC S7-400 有多个型号：
MICROMASTER440变频器适用于多种变速驱动应用。其灵活性使之具有为广泛的应用范围S7-400：
中性能的功能强大的PLC，具有模块化结构和免风扇的设计。S7-400H：采用冗余设计的容错自动
化系统，故障安全型应用。S7-400F/FH;采用冗余设计的故障安全自动化系统，也具备高可用性。S7-40
0自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，这些模块可各种大组合。电源模块(PS)用于将SIMA
TICS7-400连接到120/230VAC或24VDC电源电压.CPU：配有集成PROFIBUSDP接口的不同CPU具不
同性能范围。根据具体型号，这些CPU带有集成PROFINET接口。使用PROFIBUS接口，多可以连接
125个PROFIBUSDP从站.可以将多256个PROFINETIO接到PROFINET 接口。SIMATICS7-400 的所
有CPU均可处理大型的配置。此外，在一个控制器中的多重计算模式下，多个CPU可以协同提
高性能。这些CPU处理速度快且具有确S7-400 的所有CPU均可处理大型的配置。此外，在一个
控制器中的多重计算模式下，多个CPU可以协同提高性能。这些 CPU处理速度很快且具有确定性响应
时间，可实现较短机器循环时间。用于数字量 (DI/DO) 和模拟量 (AI/AO) 输入/输出的信号模块 (SM)理器
(CP)，例如用于总线连接和两端到点连接功能模块 (FM)：用于完成计数、定位和凸轮控制等要求苛刻
的任务的模块。根据具体要求，用下列模块：接口模块(IM)：：用于连接控制器和扩展单元。
SIMATICS5模块：在相关SIMATICS5扩展单元中，可寻址SIMATICS5-115U/-135U/-155U有输入/输出
模块。（此外，在S5EU或者直接在C中（使用适配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 I P 和 WF 模块。
若用户需要在应用中使用一个以上控制器时，则可以对 SS7-400 进行扩展;多21个元可将多21
个扩展单元 (EU) 连接到控制器 (CC)。接口模块 (IM) 的连接：通过发送和接收 IM 来连接CC和EU
发送IM 插到 CC Z中，相关的接收下游EU中可将多6个发送IM插到CC中（其中多 2个带 有5-V电
源），并可将多1个IM插到 EU中。每个发送IM均有2个接口，每个接口用于连接1条线将多 4个
EU（不带 5-V 电源）或1个EU（带 5-V 电源）连接到发送IM的每个接口。电源模块的固定插槽：必须
始终将电源模块插在CC啊和EU中的通过总线进行的数据交换受限制：通过C总线进行数据交换只
能在CC和6个EUEU1至EU6）之间进行。建议用于小型配置和机器上的控制于柜。也可以提电源。C
C和一个EU之间的较大线路距离：1.5 m（带5V电源）、3 m（不带5V电源）
EU进行分布式扩展：建议在面积很大的工厂内采用，其中，EU位于各个位置。可以用S7-400E
U或SIMATIC5EU。CC和一个EU之间的较大线路距离：对S7EU，约100m；S5EU约600m。
SSIMATICS7-400CPU、CP443-5）SIMATICS7-300（CPU、CP342-5DP或CP343-5）SIMATICC7通
有 PROFIBUSDP接口C7，通过 PROFIBUSDPCP）虽然配有STEP7编程器/PC或OP是总线上的主
站，但它们仅部分通过PROFIBUSDP运行的 PG 和 OP功能。以下设备可作为从站连接：分布式I/
O设备，例如ET200现场设备SIMATICS7-200、S7-300,C7-633/P DP、C7-633 DP、C7-634/P DP、
C7-634 DP、C7-626DP,SIMATICS7400（通过CP43-5通点接口 (MPI) 现数据通信多点接口(MPI) 是
集成在SIMATICS7-400的 CPU 中的通信接口。
PLC的安装PLC适用于大多数工业现场，但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制PLC的工作环境，可以有效地提高它的工作效率和寿命。在安装PLC时，要避开下列场所：
（1）环境温度**过0~50℃的范围；
（2）相对湿度**过85%或者存在露水凝聚（由温度突变或其他因素所引起的）；
（3）太阳光直接照射；
（4）有腐蚀和易燃的气体，例如、硫化氢等；
（5）有打量铁屑及灰尘；
（6）频繁或连续的振动，振动频率为10~55Hz、幅度为0.5mm（峰-峰）；
（7）**过10g（重力加速度）的冲击。
小型可编程控制器外壳的4个角上，均有安装孔。有两种安装方法，一是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸；另一种是DIN（德国共和标准）轨道固定。DIN轨道配套使用的安装夹板，左右各一对。在轨道上，先装好左右夹板，装上PLC，然后拧紧螺钉。为了使控制系统工作可*，通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中，以防止灰尘、油污、水溅。为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内，安装机器应有足够的通风空间，基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。如果周围环境**过55C，要安装电风扇，强迫通风。
为了避免其他设备的电干扰，可编程控制器应尽可能远离高压电源线和高压设备，可编程控制器与高压设备和电源线之间应留出至少200mm的距离。
当可编程控制器垂直安装时，要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部，造成印刷电路板短路，使其不能正常工作甚至损坏。
2.电源接线PLC供电电源为50Hz、220V±10%的交流电。FX系列可编程控制器有直流24V输出接线端。该接线端可为输入传感（如光电开关或接近开关）提供直流24V电源。如果电源发生故障，中断时间少于10ms，PLC工作不受影响。若电源中断**过10ms或电源下降**过允许值，则PLC停止工作，所有的输出点均同时断开。当电源恢复时，若RUN输入接通，则操作自动进行。对于电源线来的干扰，PLC本身具有足够的能力。如果电源干扰特别严重，可以安装一个变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。
3.接地良好的接地是保证PLC可*工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接，基本单元接地。如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给可编程控制器接上地线，接地点应与动力设备（如电机）的接地点分开。若达不到这种要求，也必须做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能*近PLC
4.直流24V接线端使用无源触点的输入器件时，PLC内部24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流。PLC上的24V接线端子，还可以向外部传感器（如接近开关或光电开关）提供电流。24V端子作传感器电源时，COM端子是直流24V地端。如果采用扩展船员，则应将基本单元和扩展单元的24V端连接起来。另外，任何外部电源不能接到这个端子。如果发生过载现象，电压将自动跌落，该点输入对可编程控制器不起作用。
每种型号的PLC的输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点，它不耗电，因此在这种情况下，24V电源端子向外供电流的能力可以增加。FX系列PLC的空位端子，在任何情况下都不能使用。
5.输入接线PLC一般接受行程开关、限位开关等输入的开关量信号。输入接线端子是PLC与外部传感器负载转换信号的端口。输入接线，一般指外部传感器与输入端口的接线。输入器件可以是任何无源的触点或集电极开路的NPN管。输入器件接通时，输入端接通，输入线路闭合，同时输入指示的发光二极管亮。输入端的一次电路与二次电路之间，采用光电耦合隔离。二次电路带RC滤波器，以防止由于输入触点抖动或从输入线路串入的电噪声引起PLC误动作。若在输入触点电路串联二极管，在串联二极管上的电压应小于4V。若使用带发光二极管的舌簧开关，串联二极管的数目不能**过两只。另外，输入接线还应特别注意以下几点：
（1）输入接线一般不要**过30m。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。
（2）输入、输出线不能用同一根电缆，输入、输出线要分开。
（3）可编程控制器所能接受的脉冲信号的宽度，应大于扫描周期的时间。
6.输出接线
（1）可编程控制器有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出3种形式。
（2）输出端接线分为立输出和公共输出。当PLC的输出继电器或晶闸管动作时，同一号码的两个输出端接通。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。
（3）由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此，应用熔丝保护输出元件。

通过插槽数量和连接数量进行限制CP，点对点参见S7-400H高可用性自动化系统操作手册。通过插槽数量和连接数量进行限制PROFIBUS和EthernetCP14;其中大10CP，作为DP主站插槽所需插槽2时间时钟硬件时钟（实时时钟）是可缓冲和同步是分辨率1ms每日偏差（缓存），大值1.7s;断开电源每日偏差（不缓存），大值8.6s;接通电源运行时间计数器数量8数字/数字条0至7值域0至32767小时间隔尺寸1小时剩余是时间同步提供支持是在MPI上，主站是在MPI上，从站是在DP上，主站是在DP上，从站是在AS中，主站是在AS中，从站是通过以下方式同步系统中的时间差MPI，大值200ms数字输出集成通道(DO)0接口并行接口数量020mA接口数量(TTY)0RS232接口数量0RS422接口数量0其他接口数量01.接口接口类型集成物理组成RS485/PROFIBUS+MPI电位隔离是接口处的电源供应（15至30VDC），大值150mA连接源数量MPI：16,DP：16功能性MPI是DP主站是DP从站否MPI连接数量16传输速率，大值12Mbit/s服务PG/OP通讯是路由是**数据通讯否S7基础通讯否S7通讯是DP主站连接数量，大值16传输速率，大值12Mbit/sDP从站数量，大值32服务PG/OP通讯是路由是**数据通讯否S7基础通讯否S7通讯是等距离支持否SYNC/FREEZE否激活/禁用DP从站否直接数据交换（横向连接）否地址范围输入端，大值2kbyte输出端，大值2kbyte每个DP从站的有效数据每个DP从站的有效数据，大值244byte输入端，大值244byte输出端，大值244byte插槽数，大值244每个插槽，大值128byteDP从站连接数量没有作为DP从站的CPU组态3.接口接口类型插入式同步模块(LWL)插拔式接口模块同步模块IF9606ES7960-1AA04-0xA04.接口接口类型插入式同步模块(LWL)插拔式接口模块同步模块IF9606ES7960-1AA04-0xA0等时模式节拍同步运行（应用程序至端口同步）否等距离否通讯功能PG/OP通讯是无消息处理的可连接OP数量15有消息处理的可连接OP数量8**数据通讯提供支持否S7基础通讯提供支持否S7通讯提供支持是作为服务器是作为客户端是每个任务的有效数据，大值64kbyte每个任务的有效数据（一致性），大值462byte;1个变量S5兼容通讯提供支持是;（大关于10CP和FCAG_SEND和FCAG_RECV）每个任务的有效数据，大值8kbyte每个任务的有效数据（一致性），大值240byte每个CPU同时完成的AG-SEND/AG-RECV任务数量，大值24/24标准通讯(FMS)提供支持是;通过CP和可装载FB连接数量全部16可应用于PG通讯为PG通讯预留1可调整用于PG通讯，大值0可用于OP通讯为OP通讯预留1可调整用于OP通讯，大值0可应用于S7基本通讯为S7Basis通讯预留0可调整用于S7基本通讯，大值0可应用于S7通讯预留用于S7通讯0可调整的S7通讯，大值0可用于路由预留用于路由0可调整路由，大值0S7消息功能消息功能的可注册站点数量，大值8与符号相关的消息否与组件相关的消息是同时间活动的报警S组件，大值100报警8组件是报警8和S7通讯组件的实例数量，大值600预设，大值300传导技术消息是可同时注册的档案

直流调速系统装置故障处理和维修的方法
（一）直观法
通过故障发生时的各种光、声、味等异常现象，利用人的手、眼、耳、鼻等感官来寻找原因，认真观察系统的各个部分，将故障缩小到一定范围。例机加一车间XKA2140×80数控龙门铣床，起动主轴旋转时主轴所带的附件铣头不动，6RA27直流调速装置系统也无异常，观察故障现象发现主轴电机也正常旋转，因此怀疑主轴电动机与主轴箱Ⅰ轴传动轴间的连轴节损坏，拆开发现由于连轴节磨损严重，从而使主轴箱Ⅰ轴传动轴轴端磨损，产生相对滑动，更换新的连轴节及主轴箱Ⅰ轴传动轴后故障即可消除。
（二）自诊断功能法
6RA27直流调速装置系统都设计有的自诊断程序的功能，随时监视系统的工作状态及整个系统的软、硬件性能，一旦发现故障则会立即显示报警内容或用发光二极管指示故障的起因，然后结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位，而且还有排除的方法提示。例如总装车间5×8数控龙门铣床，机床送电一切正常后起动主轴，主轴不动，经观察故障现象发现西门子6RA27直流调速装置显示屏显示F04报警，其报警内容为“缺相。在有调节器释放信号时（在端子64）主电路块熔断或控制电路电源被切断。”检查装置保险未损坏，装置前端主接触器上端电压正常，下端电压缺一相，拆开主接触器发现主接触器一触点接触不好造成电源缺相，更换主接触器后故障即可解除。
（三）参数检查法
6RA27直流调速装置系统发现故障时应及时核对系统参数，系统参数的变化会直接影响到机床的性能，甚至使机床不能正常工作，出现故障。由于外界的因素或误操作等，都会引起机床参数的丢失或变化，通过核对参数，就能排除故障。
（四）互换法
所谓互换法就是在分析出故障大致范围的情况下，利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到一定范围。
例如机加一车间CH5240D主轴不动作，6RA27直流调速装置系统显示黑屏，经检查可能是由于电源板故障造成的，换上备用板后，显示屏显示数值主轴运转正常。在备件板的更换中要注意以下问题：更换任何备件都必须在断电情况下进行，在更换备件板上一定要记录下原有的设定开关的设定状态，1或0（on或off）并将新板按同样的状态设定。
（五）假设法
在修理机床时，有不少故障是由于外部条件不满足，没有输入信号造成的，这时可以给它一个信号看工作是否正常，如果能正常工作，就可检查此信号缺失的原因。
例如西门子6RA27系列全数字化晶闸管直流调速装置端子63为“脉冲释放”信号、端子64为“调节器释放”信号、端子72为系统“准备好/故障”信号，这三个信号是相互联系、相互制约着使用，由于外部条件未满足，从而造成端子63、端子64触点无法闭合，端子72有信号输出产生报警，此时可人为将端子63、端子64触点闭合，观查端子72输出信号是否正常（正常为0状态），由此可以判断是直流调速装置故障还是外部条件未满足，从而确定诊断方向，提高维修效率。
（六）关键点的维修
根据机床操作者对故障现象的描述，结合维修手册相关内容的解释与说明以及自己的维修工作经验的积累、故障经常发生的地方等要素来分析确定故障产生的原因，找到产生的原因，故障就迎刃而解了。

PLC及其程序设计
2.1 SIMATIC S5-115U硬件组成及编程概要
可编程序控制器SIMATIC S5-115U采用标准的模块式结构，电源、CPU、各种I/O模件都插在一块母板上，并可以根据不同的I/O点数增加扩展母板，输入、输出模件和存储器的精细分级，使得这种装置具有较强的配置适应能力；通过通讯处理器和局部网，可方便地实现PLC之间及与计算机的通讯。
SIMATIC S5-115U的编程语言是STEP5，有3种表达方法，即控制系统流程图CSF，梯形图LAD和语句表STL。其中语句表STL接近于机器内部的控制程序，功能也比前两种方法丰富得多，因此在本系统实际编程应用中全部采用语句表STL。
STEP5的大特点是采用了结构化编程方法，并提供大量标准功能块如乘功能块FB242、通讯功能块FB244等，使得编程工作大大简化，而且所编程序条理清晰，易于读懂、修改和测试，这一优点尤其在编制大型复杂程序时更能显现出来。
要完成复杂任务，可以把整个程序分成一个个立的程序块，STEP5有5种块类型，即组织块(OB)、程序块(PB)、顺序块(SB)、功能块(FB)和数据块(DB)，其中组织块(OB)用以管理用户程序，形成了操作系统和控制程序之间的接口，所有其它类型块在此被调用执行。功能块(FB)用于实现反复调用或者特别复杂的程序功能，这些功能块可以是系统以标准功能块的形式提供的，也可以由用户自己编制。例如标准功能块FB242就可以实现16位二进制乘功能、FB244可以实现CPU与通讯处理器之间的数据传送，用到这些功能时可以直接调用这些功能块。
将通过背板总线和基本连接器，由安装在机架左侧插槽中的电源模块为插入机架的模块
提供所需的工作电压(5 V 用于逻辑控制器，24 V 用于接口模块)。
对于本地连接，还可通过 IM 460-1/IM 461-1 接口模块为 ER 供电。
发送 IM 460-1 两个接口中的各个接口多可通过 5 A 的电流，即多可为本地连接中的
每个 ER 提供 5 A 的电流。
I/O 总线
I/O 总线是并行背板总线，设计用于快速交换 I/O 信号。 每个机架均有一条 I/O 总线，对
信号模块的过程数据进行时间要求严格的访问均通过 I/O 总线进行。)
通讯总线(C 总线)
通讯总线(C 总线)是串行背板总线，设计用于快速交换与 I/O 信号相应的大量数据。 除机
架 ER1 和 ER2 外，其余每个机架均有一条通讯总线。
带有 I/O 总线和通讯总线的机架
下图显示了带有 I/O 总线和通讯总线的机架。每个插槽中都有 I/O 总线和通讯总线连接
器。 交付机架时，这些连接器由外盖加以保护。
分段 CR
属性
“分段”特性与 CR 的组态相关。 在非分段 CR 中，I/O 总线是连续的，且所有 18 个或 9 个
插槽互连在一起；而在分段 CR 中，I/O 总线由两个 I/O 总线段组成。
分段 CR 具有以下重要特性：
● 通讯总线是连续的(全局)，而 I/O 总线分为两个 I/O 总线区段，分别有 10 个和 8 个插
槽。
使用电源装置时，要确保次级线圈不与保护接地导线连接。
24 VDC 电源过滤
在使用未接地组态的电池为 S7-400 供电时，必须为 24 VDC 电源提供干扰抑制。 请使用
西门子电源电缆过滤器，例如 B84102-K40。
隔离监视
如果双重故障可导致安装进入危险状态，则必须提供隔离监视。
未接地操作实例
只有已组态带本地连接的 S7-400，并且在 CR 中将整个安装接地，才可在未接地组态中
操作 ER。
一、合理的结构型式
PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。
整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大,且维修方便,一般于较复杂的控制系统。
二、安装方式的选择
PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。
集中式不需要设置驱动远程I/O硬件,系统反应快、成本低；远程I/O式适用于大型系统,系统的装置分布范围很广,远程I/O可以分散安装在现场装置附近,连线短,但需要增设驱动器和远程I/O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别立控制,又要相互的场合,可以选用小型PLC,但必须要附加通讯模块。
三、相应的功能要求
一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能,对于只需要开关量控制的设备都可满足。
对于以开关量控制为主,带少量模拟量控制的系统,可选用能带A/D和D/A转换单元,具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。对于控制较复杂,要求实现PID运算 、闭环控制、通信联网等功能,可视控制规模大小及复杂程度,选用中档或高挡PLC。但是中、高挡PLC价格较贵,一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。
四、响应速度要求
PLC是为工业自动化设计的通用控制器,不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC,或者某些功能或信号有的速度要求时,则应该慎重考虑PLC的响应速度,可选用具有高速I/O处理功能的PLC,或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。
五、系统可靠性的要求
对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统,应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。
六、机型尽量统一
一个企业,应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题：
1)机型统一,其模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理。
2)机型统一,其功能和使用方法类似,有利于技术力量的培训和技术水平的提高。
3)机型统一,其外部设备通用,资源可共享,易于联信,配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统
这个级差的小单位就称为变频分辨率。2：从理论上讲，变频器可以用在所有带有电动机的机械设备中，电动机在启动时，电流会比额定高5-6倍的，不但会影响电机的使用寿命而且消耗较多的电量.系统在设计时在电机选型上会留有一定的余量，电机的速度是固定不变，但在实际使用过程中，有时要以较低或者较高的速度运行，因此进行变频改造是非常有必要的。而在"STOP"状态下，通信口永远是PPI从站模式。断电再通电，机床可以恢复正常工作，但X轴运动到某一位置附近，均可能出现同一故障。  未来的制造业一定是绿色的，因而，要对传统制造业进行绿色化改造;要在重点区域、重点行业、重点流域推行清洁生产;要推进制造业和战略性新兴产业高起点、绿色化的发展“中国制造2025”是一个意义深远、举足轻重的战略计划，但是也正因为其重要的意义，实施难度也很大、时间跨度也较长。然后在使用中不断改进，使电源产品越做越好。23、不采用软起动，将电机直接投入到某固定频率的变频器时是否可以。为了与自动化系统集成，RF680R和RF685R读写器可以通过Profinet接口与控制器(比如SimaticS7)连接。
西门子PLC模块CPU412-1主站处理器设置参数  扫描周期T=(输入-点时间*输入端子数)+(指令执行速度*指令的条数)+(输出一点时间*输出端子数)+故障诊断时间+通讯时间字节25，恒0.通过生产现场总线PROFIBUS将驱动器、输入输出模块连接起来。以上的字节、字和双字数据类型均为无符号数，即只有正数，没有负数。MicroMaster430西门子变频器MicroMaster430是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载。④起动时满负载起动。这个系列的变频器与同类相比相同的功率具有更小的尺寸，并且它安装快速，调试简便，以及它友好的用户接线方式和简单的调试工具都使它与众不同。
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