RENA设备电气培训教材

1、Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部SIMATICWinCC 6.0 RENA清洗机控制系统拓扑图清洗机控制系统拓扑图工业以态网PROFIBUS -DPSIMATIC S7- 400FESTOTRSystemtechnikSIMATIC NETPROFIBUS-DPInternet工业以态网工业以态网Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部S7-400: 概述概述Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部S7-400: CPU 技术参数（技术参数（1）*) 1 Byte = 8 数字量输入数字量输入/输出输出 2 Byte = 1 模拟量输入模拟量输入/输出输出每条二进制指

2、令的每条二进制指令的 执行时间执行时间 装入装入/传递传递 (字字) 16位定点数位定点数 (+/-) IEEE 浮点数浮点数 (+/-)用户存储器用户存储器 工作存储器工作存储器 装载存储器装载存储器 (内部集成内部集成) 装载存储器装载存储器 (外部外部)操作资源操作资源 存储器标志存储器标志(位位) 时钟存储器时钟存储器 定时器定时器 计数器计数器块类型块类型/数目数目 FB 块块 FC 块块 DB 块块过程映象区大小过程映象区大小 (输入输入/输出输出)最大的最大的 I/O 地址区地址区集成接口集成接口 CPU 414-1100 nsec100 nsec100 nsec600 nsec

3、128 KB8 KB16 MB8192825625651210241024p. 256 Bytep. 8 KByte*)MPICPU 416-1/-2DP/-2DP80 nsec80 nsec80 nsec480 nsec512 KB/ 0.8MB/ 1.6MB16 KB16 MB163848512512204820484096p. 512 Bytep. 16 KByte*)MPICPU 414-2 DP100 nsec100 nsec100 nsec600 nsec128 KB/ 384KB8 KB16 MB8192825625651210241024p. 256 Bytep. 8 KByt

4、e*)MPI, DPCPU 412-1200 nsec200 nsec200 nsec1200 nsec48 KB8 KB16 MB40968256256256256512p. 128 Bytep. 2 KByte*)MPICPU 413-2 DP200 nsec200 nsec200 nsec1200 nsec72 KB8 KB16 MB40968256256256256512p. 128 Bytep. 2 KByte*)MPI, DPCPU 413-1200 nsec200 nsec200 nsec1200 nsec72 KB8 KB16 MB40968256256256256512p.

5、128 Bytep. 2 KByte*)MPI, Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部S7-400: CPU 技术参数（技术参数（2）组织块组织块 主循环扫描主循环扫描 日期时间中断日期时间中断 时间延时中断时间延时中断 看门狗中断看门狗中断 硬件中断硬件中断 多处理器中断多处理器中断 启动启动 故障故障, 异步异步 故障故障, 同步同步局部数据区局部数据区块的最大长度块的最大长度块的最大嵌套深度块的最大嵌套深度MPI和和 K总线上总线上在线激活的最大节点数在线激活的最大节点数MPI和和 K总线上最大节点数总线上最大节点数 每个每个GD组的数据大小组的数据大小CPU 414-1OB

6、1OB 10-13OB 20-23OB 32-35OB 40-43OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,1228 KB64 KB16323264 ByteCPU 416-1/ -2DP/ -2DPOB 1OB 10-17OB 20-23OB 30-38OB 40-47OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,12216 KB64 KB16643264 ByteCPU 414-2OB 1OB 10-13OB 20-23OB 32-35OB 40-43OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,1228 KB64 KB16323264 Byt

7、eCPU 412-1OB 1OB 10,11OB 20,21OB 32,35OB 40,41OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,1224 KB64 KB1683232 ByteCPU 413-1OB 1OB 10,11OB 20,21OB 32,35OB 40,41OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,1224 KB64 KB16163232 ByteCPU 413-2OB 1OB 10,11OB 20,21OB 32,35OB 40,41OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,1224 KB64 KB16163232 Byte

8、Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部S7-400: 模块模块 PSCPUCPSM: DISM: DISM: DOSM:DODate:2022-3-21尚德电力工厂工程部EXT.-BATT.5.15V DCX1421 - 1BL00 - 0AA0DI 32xDC24VX 2 3 4INTFEXTFSTOPRUNCRSTFRCECRSTWRSTRUN-PRUNSTOPCMRES 启动模式开关 模式选择器* 其他的 CPU请参见样本目录S7-400: CPU 416-2面板按钮介绍面板按钮介绍Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部S7-400: CPU 416-2面板面板LED及接

9、口介绍及接口介绍EXT.-BATT.5.15V DCX1421 - 1BL00 - 0AA0DI 32xDC24VX 2 3 4INTFEXTFSTOPRUNCRSTFRCECRSTWRSTRUN-PRUNSTOPCMRESCPU故障指示 LED 存储器卡插槽MPI 接口外部电池*INTF:CPU外部错误，黄色； *EXTF:CPU内部错误，黄色；*BUS1F/BUS2F:总线错误，红色；*FRCE:至少有一个I/O被强制，黄色；*RUN:CPU处于运行状态，绿色；*STOP: CPU处于停止状态，黄色。Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部S7-400: 工业以太网模块工业以太网模块

10、 CP443-1概述概述Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部S7-400: CP443-1 技术参数技术参数*) 取决于所用取决于所用S7-CPU/FM的性能的性能技术数据技术数据数据传送速率数据传送速率接口接口 工业以太网接口工业以太网接口 -AUI（10Mbit/s) -ITP (10/100Mbit/s) 10BaseT,100BaseTX电流消耗电流消耗 从从+5VDC 从从+24VDC 功耗功耗允许环境条件允许环境条件 工作温度工作温度 运输运输/存储温度存储温度 相对湿度相对湿度结构结构 模板结构模板结构 外形尺寸（外形尺寸（mm) 重量重量组态软件组态软件 CPU 44

11、3-1 最大最大64最大最大8 Kbyte最大最大2 Kbyte最大最大48最大最大64CPU 443-110/100 Mbit/s 自感应自感应15针针 Sub-D接头接头RJ45最大值为最大值为1.4A典型值为典型值为220mA最大最大350mA(取决所用接口取决所用接口）8.6w0 - +60 - +60 - 40 - +70 最大最大95%，+25时时紧凑型模板紧凑型模板 S7-400双宽双宽25* *290290* *210210大约大约900g用于工业以态网的用于工业以态网的NCM S7与与STEP 7 V5.X一起供应一起供应技术数据技术数据性能数据性能数据S5兼容通讯（发送兼容

12、通讯（发送/接受）接受） -同步可运行同步可运行 ISO/TCP/UDP 接口数接口数 -有用数据有用数据ISO或或TCP/CP数量数量 -有用数据有用数据UDO的数量的数量S7 通讯通讯 接口数量接口数量*多协议操作多协议操作 所有可同时运行的接口数量所有可同时运行的接口数量Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部CNC区区 域域 控控 制制 器器Ethernet/TCP/IPTCP/IP/EthernetPROFIBUS-FMSPROFIBUS-DPPROFIBUS-PA工厂级总线循环时间 1000 ms车间级总线循环时间 100 ms现场级总线循环时间 10 msPC/VMEVME

13、/PCPLCDCSPROFIBUS现场总线简介现场总线简介Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部主站主站一个典型的一个典型的 PROFIBUS-DP 系统的组成系统的组成: 一个一个 PLC/PC 作为中央控制器作为中央控制器 各种外围设备，如各种外围设备，如: 数字或模拟数字或模拟 I/O AC 或或 DC 驱动器驱动器 电磁或气动阀电磁或气动阀 人机界面人机界面 (HMI)PROFIBUS-DPPLC远程远程I/O模块模块阀岛阀岛PLCHMIRS 485 up to 12 MBit/sPLC典型的典型的PROFIBUS-DP 系统系统从站从站Date:2022-3-21尚德电力工厂

14、工程部Lenze 伺服驱动器端子接线图伺服驱动器端子接线图Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部Lenze 变频器端子接线图变频器端子接线图Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部Lenze 变频器常用参数变频器常用参数Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部TRSystemtechnik PROFIBUS-DP I/O模块简介模块简介TRSystemtechnik Profibus Coupler BK-3150Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部IFMIFM（易福门）（

15、易福门） VS3000VS3000面板说明面板说明Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部IFMIFM（易福门）（易福门） VS3000VS3000接线图接线图Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部FESTO FESTO 阀岛面板说明阀岛面板说明Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部FESTO FESTO 阀岛数字开关设定说明阀岛数字开关设定说明Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部电气基础知识预备电气基础知识预备q1.1.电磁式交流接触器的结构和工作原理电磁式交流接触器的结构和工作原理 (1)(1)结构：结构： 接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧系统及其它部分

16、组成。接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧系统及其它部分组成。 电磁系统：电磁系统包括电磁线圈和铁心，是接触器的重要组成部分，依靠它带动触点的闭电磁系统：电磁系统包括电磁线圈和铁心，是接触器的重要组成部分，依靠它带动触点的闭合与断开。合与断开。 触点系统：触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅助触点。主触点的作用是接通和分断触点系统：触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅助触点。主触点的作用是接通和分断主回路，控制较大的电流，而辅助触点是在控制回路中，以满足各种控制方式的要求。主回路，控制较大的电流，而辅助触点是在控制回路中，以满足各种控制方式的要求。 灭弧系统：灭弧装置用来保证触点断开电路时

17、，产生的电弧可靠的熄灭，减少电弧对触点的灭弧系统：灭弧装置用来保证触点断开电路时，产生的电弧可靠的熄灭，减少电弧对触点的损伤。为了迅速熄灭断开时的电弧，通常接触器都装有灭弧装置，一般采用半封式纵缝陶土灭损伤。为了迅速熄灭断开时的电弧，通常接触器都装有灭弧装置，一般采用半封式纵缝陶土灭弧罩，并配有强磁吹弧回路。弧罩，并配有强磁吹弧回路。 其它部分：有绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等。其它部分：有绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等。 (2)(2)工作原理：工作原理： 当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁芯的自重使主触点保持断开位置。当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁芯的自重

18、使主触点保持断开位置。当电磁线圈通过控制回路接通控制电压当电磁线圈通过控制回路接通控制电压( (一般为额定电压一般为额定电压) )时，电磁力克服弹簧的反作用力将衔时，电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁心，带动主触点闭合，接通电路，辅助接点随之动作。铁吸向静铁心，带动主触点闭合，接通电路，辅助接点随之动作。 Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部q2.2.热电阻和热电偶的特性和工作原理热电阻和热电偶的特性和工作原理 （1 1） 热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温，热电偶是温度测量中应用最广热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温，热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件，他的

19、主要特点就是测量范围宽，性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好泛的温度器件，他的主要特点就是测量范围宽，性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好，更能够远传，更能够远传4-20mA4-20mA电信号，便于自动控制和集中控制。热电偶的测温原理是基于热电效应电信号，便于自动控制和集中控制。热电偶的测温原理是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势，这种现象称为热电效应，又称为塞贝克效应。闭合回路中产生的热电势有两种电势热电势，这种现象称为热电效应，又称为塞贝克效应

20、。闭合回路中产生的热电势有两种电势组成温差电势和接触电势。温差电势是指同一导体的两端因温度不同而产生的电势，不同的组成温差电势和接触电势。温差电势是指同一导体的两端因温度不同而产生的电势，不同的导体具有不同的电子密度，所以他们产生的电势也不相同，而接触电势顾名思义就是指两种导体具有不同的电子密度，所以他们产生的电势也不相同，而接触电势顾名思义就是指两种不同的导体相接触时，因为他们的电子密度不同所以产生一定的电子扩散，当他们达到一定不同的导体相接触时，因为他们的电子密度不同所以产生一定的电子扩散，当他们达到一定的平衡后所形成的电势，接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及他们接触点的的平衡

21、后所形成的电势，接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及他们接触点的温度。目前国际上应用的热电偶具有一个标准规范，国际上规定热电偶分为八个不同的分度温度。目前国际上应用的热电偶具有一个标准规范，国际上规定热电偶分为八个不同的分度，分别为，分别为B B，R R，S S，K K，N N，E E，J J和和T T，其测量温度的最低可测零下，其测量温度的最低可测零下270270摄氏度，最高可达摄氏度，最高可达18001800摄氏度，其中摄氏度，其中B B，R R，S S属于铂系列的热电偶，由于铂属于贵重金属，所以他们又被称为贵金属于铂系列的热电偶，由于铂属于贵重金属，所以他们又被称为贵金属热电偶

22、而剩下的几个则称为廉价金属热电偶。热电偶的结构有两种，普通型和铠装型。普属热电偶而剩下的几个则称为廉价金属热电偶。热电偶的结构有两种，普通型和铠装型。普通性热电偶一般由热电极，绝缘管，保护套管和接线盒等部分组成，而铠装型热电偶则是将通性热电偶一般由热电极，绝缘管，保护套管和接线盒等部分组成，而铠装型热电偶则是将热电偶丝，绝缘材料和金属保护套管三者组合装配后，经过拉伸加工而成的一种坚实的组合热电偶丝，绝缘材料和金属保护套管三者组合装配后，经过拉伸加工而成的一种坚实的组合体。但是热电偶的电信号却需要一种特殊的导线来进行传递，这种导线我们称为补偿导线。体。但是热电偶的电信号却需要一种特殊的导线来进行

23、传递，这种导线我们称为补偿导线。不同的热电偶需要不同的补偿导线，其主要作用就是与热电偶连接，使热电偶的参比端远离不同的热电偶需要不同的补偿导线，其主要作用就是与热电偶连接，使热电偶的参比端远离电源，从而使参比端温度稳定。补偿导线又分为补偿型和延长型两种，延长导线的化学成分电源，从而使参比端温度稳定。补偿导线又分为补偿型和延长型两种，延长导线的化学成分与被补偿的热电偶相同，但是实际中，延长型的导线也并不是用和热电偶相同材质的金属，与被补偿的热电偶相同，但是实际中，延长型的导线也并不是用和热电偶相同材质的金属，一般采用和热电偶具有相同电子密度的导线代替。补偿导线的与热电偶的连线一般都是很明一般采用

24、和热电偶具有相同电子密度的导线代替。补偿导线的与热电偶的连线一般都是很明了，热电偶的正极连接补偿导线的红色线，而负极则连接剩下的颜色。一般的补偿导线的材了，热电偶的正极连接补偿导线的红色线，而负极则连接剩下的颜色。一般的补偿导线的材质大部分都采用铜镍合金。质大部分都采用铜镍合金。 （2 2） 热电阻虽然在工业中应用也比较广泛，但是由于他的测温范围使他的应用受到热电阻虽然在工业中应用也比较广泛，但是由于他的测温范围使他的应用受到了一定的限制，热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特了一定的限制，热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。其优点

25、也很多，也可以远传电信号，灵敏度高，稳定性强，互换性以及准确性都比较好性。其优点也很多，也可以远传电信号，灵敏度高，稳定性强，互换性以及准确性都比较好，但是需要电源激励，不能够瞬时测量温度的变化。工业用热电阻一般采，但是需要电源激励，不能够瞬时测量温度的变化。工业用热电阻一般采Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,铂热电阻的测温的范围一般为零下铂热电阻的测温的范围一般为零下200-800200-800摄氏度，铜热电阻为零摄氏度，铜热电阻为零下下4040到到140140摄氏度。摄氏度。Date:2022-3-21尚德电力工厂工程部q3.3.编码器

26、的工作原理和特性编码器的工作原理和特性 编码器如以信号原理来分，有增量型编码器编码器如以信号原理来分，有增量型编码器, ,绝对型编码器。绝对型编码器。 （1 1）增量型编码器）增量型编码器( (旋转型旋转型) )工作原理工作原理: : 编码器由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，由光电发射器和接收器编码器由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，由光电发射器和接收器件读取环形的通、暗刻线件读取环形的通、暗刻线, ,通过检测、统计信号的通断数量来计算旋转角度。通过检测、统计信号的通断数量来计算旋转角度。 由于由于A A、B B两相相差两相相差9090度，可通过比较度，可通过比较A A相在前还是相在前还是B B相在前，以判别编码器的正转与反转相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。 （2 2）增量型编码器）增量型编码器( (旋转型旋转型) )特性特性