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西門子CPU6ES79538LF200AA0

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SIEMENS西門子上海朕鋅電氣設(shè)備有限公司

：鐘濤
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SIMATIC S7-300 一種通用型PLC，能適合自動(dòng)化工程中的各種應(yīng)用場合，尤其是在生產(chǎn)制造工程中的應(yīng)用。模塊化、無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)、易于實(shí)現(xiàn)分布式的配置、以及用戶易于掌握等特點(diǎn)，使得S7-300 PLC在以下工業(yè)部門中實(shí)施各種控制任務(wù)時(shí)，成為一種既經(jīng)濟(jì)又切合實(shí)際的解決方案借助常量總線周期時(shí)間和分布式I/O同步信號(hào)處理技術(shù)，S7-300確?？梢跃_地重現(xiàn)規(guī)定的過程響應(yīng)時(shí)間。為同步模式系統(tǒng)功能提供了極為豐富的支持組件，可以處理運(yùn)動(dòng)控制、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域的苛刻任務(wù)。在分布式自動(dòng)化解決方案中，目前的SIMATIC S7-300開始涉足重要的高速加工處理應(yīng)用領(lǐng)域，并確?？梢垣@得zui高的精度和可重現(xiàn)性。這意味著可以以穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不斷地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)數(shù)量。如果某個(gè)診斷消息處于激活狀態(tài)（例如“無傳感器輸入”），則模塊會(huì)發(fā)起一個(gè)診斷中斷（若已經(jīng)為該診斷消息設(shè)置了參數(shù)，則僅在相應(yīng)的參數(shù)化過程之后才會(huì)產(chǎn)生中斷）。CPU會(huì)中斷用戶程序或較低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 82）。通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號(hào)，并且，可以觸發(fā)針對(duì)信號(hào)變化的響應(yīng)。

數(shù)字量輸入模塊：根據(jù)參數(shù)設(shè)置的不同，針對(duì)每個(gè)通道組，當(dāng)信號(hào)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，模塊都可以發(fā)起硬件中斷，觸發(fā)沿可以選用上升沿、下降沿或者混合使用上升沿和下降沿。CPU會(huì)中斷用戶程序或較低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 40）。信號(hào)模塊可以緩沖一次中斷/通道。模擬量輸入模塊：通過上限值和下限值的參數(shù)值，可以設(shè)定其工作范圍。模塊將數(shù)字化測量值與這些極限值進(jìn)行比較。當(dāng)測量值違反了其中任何一個(gè)限定值時(shí)，就會(huì)觸發(fā)硬件中斷。CPU會(huì)中斷用戶程序或較低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 40）。如果極限高于/低于過量程/欠量程，則無法進(jìn)行比較。S7-300F運(yùn)行模式S7-300F的安全功能包含在CPU的F程序中，并且位于故障安全信號(hào)模塊之內(nèi)。

信號(hào)模塊采用差異分析方法和測試信號(hào)注入技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸出和輸入信號(hào)的監(jiān)控。借助周期性自檢、指令檢測、程序邏輯檢測和程序順序流檢測等方法，CPU可以檢測控制器是否工作正常。此外，通過“活躍標(biāo)志（sign-of-life）”請(qǐng)求，還可以對(duì)I/O進(jìn)行檢測。若判定系統(tǒng)中存在故障，則將該系統(tǒng)切換至安全狀態(tài)。

編程CPU 315F與安全有關(guān)的程序采用STEP 7語言的梯形圖（LAD）和功能圖（FBD）編制。與運(yùn)行有關(guān)的功能范圍和數(shù)據(jù)類型均限于在此處設(shè)置。編譯時(shí)使用特定的格式和參數(shù)，可以創(chuàng)建安全相關(guān)程序。在單個(gè)CPU中，標(biāo)準(zhǔn)程序可以同時(shí)與故障安全程序一起運(yùn)行（共存），無任何限制。該軟件包的另一個(gè)組件是F庫，配有TUV認(rèn)可的安全相關(guān)功能的編程實(shí)例。這些編程實(shí)例可以更改，但更改必須再次認(rèn)證。S7 F分布式安全選項(xiàng)軟件包編制安全相關(guān)的程序段時(shí)，必須使用選項(xiàng)軟件包“S7 F Distributed Safety”。該軟件包含有創(chuàng)建F程序所需要的全部功能和塊。運(yùn)行S7 F Distributed Safety必須安裝不低于V5.1SP3版的STEP 7。

標(biāo)準(zhǔn)型CPU    6ES73121AE140AB0    SIMATIC S7-300,CPU 312 帶有MPI接口,集成24 V DC 電源,32 K 工作存儲(chǔ)區(qū),必須有MMC卡 6ES73125BF040AB0    SIMATIC S7-300, CPU 312C, 緊湊型CPU帶有MPI,10數(shù)字量輸入/6數(shù)字量輸出,2個(gè)高速計(jì)數(shù)器（10KHZ）,集成24 V DC 電源,64 KB工作存儲(chǔ)區(qū),前連接器（1X 40 針）需要MMC卡6ES73135BG040AB0    SIMATIC S7-300, CPU 313C,緊湊型CPU帶有MPI,24數(shù)字量輸入/16數(shù)字量輸出,4模擬量輸入, 2模擬量輸出 1 PT100,3個(gè)高速計(jì)數(shù)器（30 KHZ）,集成24 V DC 電源,128 KB工作存儲(chǔ)區(qū),前連接器（1X 40 針）需要MMC卡6ES73135BG044AB1    SIMATIC S7-300 CPU 組包含：S7-300 CPU 313C(6ES7313-5BG04-0AB0),2X前連接器(6ES7392-1AM00-0AA0)問：3工作原理

　　3.1功率因數(shù)角

　　由于電機(jī)為感性負(fù)載，所以電流滯后電壓。當(dāng)電壓過零的時(shí)候，電流并未過零，要延遲一段時(shí)間后才過零，只有在電流過零的時(shí)候晶閘管才關(guān)斷。我們把電壓過零點(diǎn)和電流過零點(diǎn)之間的這個(gè)角度稱為功率因數(shù)角φ（如圖2所示）。

圖2 觸發(fā)角和導(dǎo)通角的關(guān)系

　　3.2導(dǎo)通角和觸發(fā)角

　　（1）導(dǎo)通角和觸發(fā)角

　　當(dāng)晶閘管工作時(shí)，其輸出電壓的大小由晶閘管的導(dǎo)通角決定，而導(dǎo)通角又由觸發(fā)角和功率因數(shù)角共同決定。

　　如圖2所示，α為觸發(fā)角，q為導(dǎo)通角。

　　幾個(gè)角度之間的關(guān)系為:q=-α+φ

　?。?）初始觸發(fā)角

　　初始觸發(fā)角是給電機(jī)建立電流的必要條件，初始觸發(fā)角一般在40°到60°之間，此值根據(jù)不同的電機(jī)及不同的負(fù)載變化。

3.3相序及其檢測

（1）相序

      相序就是相位的順序，是交流電的瞬時(shí)值從負(fù)值向正值變化經(jīng)過零值的依次順序。在晶閘管軟起動(dòng)中，相序檢測極為重要，只有確定相序，才能發(fā)出正確的觸發(fā)脈沖控制晶閘管的導(dǎo)通順序。

（2）相序檢測

      相序檢測是在晶閘管導(dǎo)通前，觸發(fā)脈沖發(fā)出前進(jìn)行的。本系統(tǒng)通過對(duì)三相反并聯(lián)晶閘管的管壓降信號(hào)的判別來實(shí)現(xiàn)相序檢測。設(shè)A相晶閘管的管壓降信號(hào)為Va, B相晶閘管的管壓降信號(hào)為Vb ，C相晶閘管的管壓降信號(hào)為Vc。在電壓過零時(shí)，管壓降為0。管壓降信號(hào)Va、 Vb、Vc嚴(yán)格遵守三相交流電相序規(guī)律，信號(hào)的周期為180°，各相的相位差為120°。

      以Va為基準(zhǔn)，當(dāng)Va開始有壓降，此時(shí)開始計(jì)時(shí)，若60°后到來的信號(hào)是Vc，120°后到來的信號(hào)是Vb，則可判定為正相序。相反，當(dāng)Va開始有壓降，若60°后到來的信號(hào)是Vb，120°后到來的信號(hào)是Vc，則可判定為逆相序。

3.4脈沖觸發(fā)

（1）觸發(fā)同步

      為了能對(duì)主回路的輸出電壓Ud進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，SCR必須接受與SCR主電路具有相同頻率的觸發(fā)信號(hào)。在A、B、C三相電路中，正相晶閘管觸發(fā)信號(hào)相位相差120°，反相晶閘管觸發(fā)信號(hào)相位也相差120°，而同一相中反并聯(lián)的兩個(gè)晶閘管的觸發(fā)脈沖相位相差180°。宏觀來看三相交流調(diào)壓電路，是每隔60° 控制器發(fā)出一個(gè)觸發(fā)脈沖。

（2）觸發(fā)脈寬

      晶閘管的觸發(fā)是有一個(gè)過程的，也就是晶閘管的導(dǎo)通需要一定的時(shí)間，不是一觸即通，只有當(dāng)晶閘管的陽極電流即主回路電流上升到晶閘管的擎住電流I_L以上時(shí)，管子才能導(dǎo)通，所以觸發(fā)脈沖信號(hào)應(yīng)有一定的寬度才能保證被觸發(fā)的晶閘管可靠導(dǎo)通。例如：一般晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間在6μs左右，故觸發(fā)脈沖的寬度至少在 6μs以上，一般取20～50μs，對(duì)于大電感負(fù)載，由于電流上升較慢，觸發(fā)脈沖寬度還應(yīng)加大，否則脈沖終止時(shí)主回路電流還未上升到晶閘管的擎任電流以上，則晶閘管又重新關(guān)斷，所以脈沖寬度不應(yīng)小于300μs，通常取1ms，相當(dāng)廣50Hz正弦波的18°電角度。