西门子电源6EP33378SB000AY0

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SITOP PSU8200 24 V/40 A 稳定电源 输入：120/230 V AC 输出：24 V DC/40 A *EX 批准不 可用*

S7-400的通信和扩展性能

 ①基本性能

  从 CPU 的基本性能上说，S7-400可以分为 CPU412、CPU414、

  CPU416、CPU417共4大系列产品，每一系列又有CPU41*-1、CPU41*-2、CPU41*-3、CPU41*-4(各型号的CPU不尽相同)等不同规格。

  各种不同规格CPU的基本性能比较以参见图2-78。

  CPU后缀的“-l”、“-2”、“-3”等主要代表了CPU模块所集成的通信接口数量，"-2"、"-3"、"-4"分别代表CPU模块具有第2、第3、第4集成的通信接口。

  由于集成通信接口安装数量的不同，CPU模块的外形与体积也有明显的不同(参见图 2-79)。图 2-79(c)、2-79(d)中的IF1、IF2为第3、第4接口的通信子模块(IF964-DP)的安装位置，可以根据需要选配通信子模块。当然，在此基础上，其他性能(如存储器容量等)也有少量区别。

  ②通信性能

  全部S7-400 PLC的 CPU模块至少带有1个标准的 RS-485/422串行通信接口，可以支持MPI(多点通信)与PROFIBUS-DP主站通信。

  MPI(多点通信)与PROFIBUS-DP主站通信的连接数量至少为16个(CPU412、CPU414)，大为32个(CPU416、CPU417);MPI接口还带有"路由"功能，PROFIBUS-DP可以连接32个从站。MPI与PROFIBUS-DP连接均支持编程器/操作面板(PG/OP)通信、全局数据通信、S7通信、S5兼容通信，可构成PLC网络系统，高传输速率为12Mbit/s。

  根据需要，用户还可以选择集成有第2接口(CPU41*-2)、第3接口(CPU41*-3)、第4接口(CPU41*-4)功能的CPU模块。

  第2接口可以支持PtP(点到点通信)、编程器/操作面板(PG/OP)通信、内部节点通信;但不支持全局数据通信、S7通信、S5兼容通信;接口高传输速率为12Mbit/s。

  第3、4接口与第2接口的功能相同，但只可以连接IF964-DP模块。

  在此基础上，系列PLC还可以通过安装不同类型的通信处理器模块，进行多种通信(如RS-232C/RS-422/RS-485通信、点到点的串行数据通信、AS-i通信、PROFIBUS-DP通信、以太网通信等)，并与企业的现场总线控制网、工业以太网等不同的网络进行连接，组成PLC网络系统。

  ③扩展性能

  S7-400 PLC具有强大的扩展性能，与S7-200/300系列PLC的“基本机架-扩展机架-扩展机架"的"串联"连接扩展方式不同，S7-400采用了"树枝型"扩展方式。S7-400的主机架(中央控制器)上可以同时安装大到6个用于连接扩展单元的接口模块，每一模块具有2个扩展接口，每一扩展接口均连接一条立的扩展线路。扩展线路还可以向下进行“扩展机架-扩展机架”的“串联”连接(一条扩展线路可以支持4个扩展单元的连接，见图2-80)。PLC的大扩展单元的连接总数可以达到21个。

  S7-400 PLC可以根据系统的需要，选择"集中式扩展"与"分布式扩展"两种扩展形式。

  采用集中式扩展时，扩展接口可以提供(或不提供)DC5V电源。当扩展接口提供DC5V电源时，中央控制器与扩展单元间的大距离为1.5m，当扩展接口不提供DC5V电源时，中央控制器与扩展单元间的大距离为3m。

  采用分布式扩展时，可以采用S7系列扩展与S5系列扩展两种类型。当采用S7系列扩展单元时，大连接距离可以达到102.25m;当采用S5 系列扩展单元时，大连接距离可以达到600m。

  作为控制功能扩展，PLC可以通过S7-400系列多点模拟量输入/输出模块、各种温度测量模块、定位脉冲输出模块、位置输入模块、闭环控制模块等多种功能模块，实现现场温度、速度、位置等参数的控制、测量、调节功能。此外还可以通过S5系列PLC的扩展机架，安装全部S5系列的功能模块。

  总之，S7-400 PLC为S7系列PLC中的功能强、扩展性能好的PLC产品，它既可以满足机械与设备的单机控制需要，又可以组成大型的PLC网络系统，可以满足绝大多数工业自动控制领域的需要。

 确定PLC I/O 点的类型

根据生产工艺要求，分析被控对象的复杂程度，进行I/O点数和I/O点的类型（数字量、模拟量等）统计，列出清单。适当进行内存容量的估计，确定适当的留有软硬件资源余量而不浪费资源的机型（小、中、大型机器）。

根据PLC输出端所带的负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及PLC输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出，还是晶体管输出，或品闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式，对系统的稳定运行是很重要的。

电磁阀的开闭、大电感负载、动作频率低的设备，PLC输出端采用继电器输出或者固态继电器输出;各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动/停止应采用晶体管输出。

2.3 确定PLC编程工具

（1） 一般的手持编程器编程。 手持编程器只能用商家规定语句表中的语句表（STL）编程。这种方式效率低，但对于系统容量小、用量小的产品比较适宜，具有体积小、价格低、易于现场调试等优点。 这主要用于微型PLC的编程。

（2） 图形编程器编程。图形编程器采用梯形图（LAD）编程，方便直观，一般的电气人员短期内就可应用自如，但该编程器价格较高,主要用于微型PLC和中档PLC。

（3） 计算机加PLC软件包编程 。这种方式是的一种方式，但大部分公司的PLC 开发软件包价格昂贵，并且该方式不易于现场调试，主要用于中PLC系统的硬件组态和软件编程。

3 PLC控制系统的设计

PLC 控制系统设计包括硬件设计和软件设计。

3.1 PLC控制系统的硬件设计

硬件设计是PLC控制系统的至关重要的一个环节，这关系着PLC控制系统运行的可靠性、安全性、稳定性。主要包括输入和输出电路两部分。

（1） PLC控制系统的输入电路设计。PLC供电电源一般为AC85—240V，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件（如电源滤波器、1:1隔离变压器等）;隔离变压器也可以采用双隔离技术，即变压器的初、次级线圈屏蔽层与初级电气中性点接大地，次级线圈屏蔽层接PLC 输入电路的地，以减小高低频脉冲干扰。

PLC输入电路电源一般应采用DC 24V, 同时其带负载时要注意容量，并作好防短路措施，这对系统供电安全和PLC安全至关重要，因为该电源的过载或短路都将影响PLC的运行，一般选用电源的容量为输入电路功率的两倍，PLC输入电路电源支路加装适宜的熔丝，防止短路。

（2） PLC控制系统的输出电路设计。依据生产工艺要求，各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动停止应采用晶体管输出，它适应于高频动作，并且响应时间短;如果PLC 系统输出频率为每分钟6 次以下，应继电器输出，采用这种方法，输出电路的设计简单，抗干扰和带负载能力强。

如果PLC输出带电磁线圈等感性负载，负载断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护PLC。

当PLC扫描频率为10次／min 以下时，既可以采用继电器输出方式，也可以采用PLC输出驱动中间继电器或者固态继电器（SSR），再驱动负载。

对于两个重要输出量，不仅在PLC内部互锁，建议在PLC外部也进行硬件上的互锁，以加强PLC系统运行的安全性、可靠性。

对于常见的AC220V交流开关类负载，例如交流接触器、电磁阀等，应该通过DC24V微小型中间继电器驱动，避免PLC的DO接点直接驱动，尽管PLC手册标称具有AC220V交流开关类负载驱动能力。

（3） PLC控制系统的抗干扰设计。随着工业自动化技术的日新月异的发展，晶闸管可控整流和变频调速装置使用日益广泛，这带来了交流电网的污染，也给控制系统带来了许多干扰问题，防干扰是PLC控制系统设计时考虑的问题。一般采用以下几种方式:

隔离:由于电网中的高频干扰主要是原副边绕组之间的分布电容耦合而成，所以建议采用1:1超隔离变压器，并将中性点经电容接地。

屏蔽:一般采用金属外壳屏蔽，将PLC系统内置于金属柜之内。金属柜外壳可靠接地，能起到良好的静电、磁场屏蔽作用，防止空间辐射干扰。

布线:强电动力线路、弱电信号线分开走线，并且要有一定的间隔;模拟信号传输线采用双绞线屏蔽电缆。