西门子6ES7212-1AE40-0XB0

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一、选型要点

　　西门子S7-300PLC的选型原则是据生产工艺所需的功能和容量进行选型，并考虑维护的方便性、备件的通用性，以及是否易于扩展和有无特殊功能等要求。选型时具体注意以下几方面：

　　(1)有关参数确定。一是输入/输出点数(I/O点数)确定。这是确定PLC规模的一个重要依据，一定要根据实际情况留出适当余量和扩展余地。二是PLC存储容量确定。注意当系统有模拟量信号存在或要进行大量数据处理时，其存储容量应选大一些。

　　(2)系统软硬件选择。一是扩展方式选择，西门子S7-300PLC有多种扩展方式，实际选用时，可通过控制系统接口模块扩展机架、Profibus-DP现场总线、通信模块、运程I/O及PLC子站等多种方式来扩展PLC或预留扩展口；二是PLC的联网，包括PLC与计算机联网和PLC之间相互联网两种方式。因西门子S7-300PLC的工业通信网络淡化了PLC与DCS的界限，联网的解决方案很多，用户可根据企业的要求选用；三是CPU的选择，CPU的选型是合理配置系统资源的关键，选择时必须根据控制系统对CPU的要求(包括系统集成功能、程序块数量限制、各种位资源、MPI接口能力、是否有PROFIBUS-DP主从接口、RAM容量、温度范围等)，并好在西门子公司的技术支持下进行，以获得合理的选型；四是编程软件的选择，这主要考虑对CPU的支持状况，我们的体会是：STEP7V4.0对有些型号的CPU不支持，硬件组态时会发生故障出错，而STEP7V5.0则不存在这种问题。

二、设计及使用

　　1.设计注意事项

　　设计时主要应注意以下几方面：

　　(1)PLC输出电路中没有保护，因此在外部电路中应设置串联熔断器等保护装置，以防止负载短路造成PLC损坏。熔断器容量一般为0.5A。

(2)PLC存在I/O响应延迟问题，因此在快速响应设备中应加以注意。MPI通信协议虽简单易行，但响应速度较慢。

　　(3)编制控制程序时，好用模块式结构程序。这样既可增强程序的可读性，方便调试和维护工作；又能使数据库结构统一，方便WinCC组态时变量标签的统一编制和设备状态的统一显示。

　　(4)硬件资源。要合理配置硬件资源，以提高系统可靠性。如PLC电源配电系统要配备冗余的UPS不间断电源，以排除停电对全线运行的不利影响。又如对电机的控制回路要进行继电器隔离，以消除外部负载对I/O模块的可能损坏。另外，系统设备要采用独立的接地系统，以减少杂波干扰。

　　2.使用要点

　　(1)抗干扰措施。来自电源线的杂波，能造成系统电压畸变，导致系统内电气设备的过电压、过负荷、过热甚至烧毁元器件，造成PLC等控制设备误动作。所以，在电源入口处好应设置屏蔽变压器或电源滤波等防干扰设施。其中，电源滤波器的地要以短线路接到中央保护地。对于直流电源，则可加装微分电容加以干扰抑制。

　　(2)保护接地。可采取用不小于10mm2的保护导线接好配电板的保护地；相邻的控制柜也应良好接触并与地可靠连接。同时要做好防雷保护接地，通常可采取总线电缆使用屏蔽电缆且屏蔽层两端接地，或模拟信号电缆采取两层屏蔽，外层屏蔽两端接地等措施。另外，为防止感应雷进入系统，可采用浪涌吸收器。

　　(3)做好信号屏蔽。信号的屏蔽非常关键，一般可采取屏蔽电缆传送模拟信号。注意对多个模拟信号共用一根多芯屏蔽电缆或用两种屏蔽电缆传送时，信号间一定要做好屏蔽。而且电缆的屏蔽层一端(一般在控制柜端)要可靠接地。

　　(4)当现场没有或无法设置硬点时，可在操作界面上采取软按键的方法解决走向选择或控制方式选择等问题。此外，与变频器、智能仪表等的连接，好还是采用信号线直接相连的方式。

　　(5)应合理配置PLC的使用环境，提高系统抗干扰力。具体采取的措施有：远离高压柜、高频设备、动力屏以及高压线或大电流动力装置；通信电缆和模拟信号电缆尽量不与其他屏(盘)或设备共用电缆沟；PLC柜内不用荧光灯等。另外，PLC虽适合工业现场，但使用中也应尽量避免直接震动和冲击、阳光直射、油雾、雨淋等；不要在有腐蚀性气体、灰尘过多、发热体附近应用；避免导电性杂物进入控制器。

       三、调试要点及注意事项

　　(1)常规检查。在通电之前要耐心细致地作一系列的常规检查(包括接线检查、绝缘检查、接地电阻检查、保险检查等)，避免损坏PLC模块(用STEP7的诊断程序对所有模块进行检查)。

　　(2)系统调试。系统调试可按离线调试与在线调试两阶段进行。其中离线调试主要是对程序的编制工作进行检查和调试，采用STEP7能对用户编制程序进行自动诊断处理，用户也可通过各种逻辑关系判断编制程序的正误。而在线调试是一个综合调试过程，包括程序本身、外围线路、外围设备以及所控设备等的调试。在线调试过程中，系统在监控状态下运行，可随时发现问题、随时解决问题，从而使系统逐步完善。因此，一般系统所存在的问题基本上可在此过程中得到解决。

　　在线调试设备开停时，必须先调试空开关的运行情况；如果设备设有运行监视开关，则可把监视开关强制为"１"(正式运行时，撤销强制)。调试单台设备时可针对性地建立该设备的变量表，对该设备及其与该设备相关的变量进行实时监视。这样既可判断逻辑操作是否正确，对模拟量的变化也可一目了然。比如调试电动执行器时，可建立一变量表，对执行器的位置信号、限位信号、过力矩信号及输出命令信号等进行实时监视，便可非常直观地观测执行器的动作情况。

　　(3)S7-300PLC模拟量模块可通过变换信号类型卡支持各种类型信号。当改造老生产工艺线时，不可避免地会遇到多类信号。因此，设计时好不把几种信号接到同一模块；同时必须先组态好模块，再接信号线，检查无误后送电。此外，应避免两线制与四线制信号、电流与电压信号的混接，以免烧坏模块。

　　(4)一般变送器的负载能力为600Ω，而模拟量输入模块的抗阻各不相同(一般在250Ω以下)。如果回路内设安全栏，必须注意抗阻的匹配；模拟量输出模块的负载能力为600Ω，一般执行器的负载能力为250Ω；如线路较长，也存在抗阻匹配问题。此外，要加强信号的隔离，特别是要加强与支流调速装置、变频调速装置及设备配套的小型PLC之间的信号隔离，防止相互干扰。

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在安装完毕通电之前，应再次检查和核对各接线端子上的连线，确保输入和输出、交流和直流、单相和多相、正极和

负极、电压值和电流值等正确无误，杜绝接反、接错现象的发生。(4)对于大功率电源，一般均有两个或两个以上的“+"输

出端子和“－"输出端子。
实际上，它们同属于一个输出电极，只不过为了使用户接线方便，它们内部是并接在一起。(5)模块电源不允许*处于

满负荷工作状态。线性电源的使用率，应控制在60%以内；开关电源的使用率，应控制在80%以内，否则有可能造成模块电源

人为的早期失效。
(6)对于模块电源，有些制造商出厂时在于可调端子(ADJ)间接有固定电阻。使用时须用户自配相应阻值的电位器，以取

代该固定电阻。但要注意，当可调端子间处于开路状态时，决不允许加载。(7)为达到充份散热效果，模块电源宜安装在空气

对流较好的位置。
一般要求线性电源工作电流在4A以上，或开关电源工作电流在7A以上时，应加装强制风冷。此外，在模块电源外壳上不

允许放置其他物品。(8)模块电源一般适用于以阻性为主的负载，若需要应用在以容性为主或感性为主的负载时，应事先在订

货合同中加以说明，由厂方订做。
(9)对于高压模块电源，在使用过程及停电后10分钟之内，均不可触及高压危险区。(10)模块电源选购原则：一般功率较

大的宜选择开关电源，功率较小的选择线性电源。(11)模块电源不可强行拆卸，即坏。应用领域编辑模块电源应用在几

大方面1.电力，主要有集成器和电表以及智能电表2.工控，工业控制领域3.，设备，主要有护胎仪，监护仪等等4.，业是应

用很广泛的一个方面。
注意事项编辑大功率模块开关电源的损耗主要有高频开关损耗、高频变压器损耗、整流损耗和线路传导损耗4部分。而在

低电压大电流输出的应用场合，整流损耗和线路传导损耗占有较大的比重，输出电压越低，输出电流越大，则整流损耗和线

路传导损耗占模块开关电源总损耗的比重越大。
二极管损耗在传统的整流中采用二极管整流，而在低电压输出条件下一般采用肖特基二极管整流，肖特基二极管和其他

整流二极管相比具有开关速度快，正向电压降低的优点，但是肖特基二极管的正向电压降和整流输出电流的大小有关，整流

输出电流越大则正向电压降越大，有可能高达0.5～0.6V或更大，并且肖特基二极管的反向漏。
由于同步整流MOSFET具有导通电阻低(一般只有几mΩ)、阻断时漏电流小、开关工作频率高的特点，可以*的减小电源

整流部分的功耗，使电源系统的工作效率明显得到提高，但是在具体应用中同步整流的实现要比二极管整流要复杂些。
而同步整流技术利用导通电阻小，低耐电压的场效应管(MOSFET)来代替普通整流二极管。在开关电源的低电压大电流输

出应用场合，同步整流技术有着很好的应用前景。磁性元器件的损耗变压器损耗也是模块开关电源损耗的重要部分，变压器

损耗主要有铁损和铜损。
同时为了减小模块开关电源的体积，应尽力提高模块开关电源的开关工作频率，如要提高到500kHz左右或更高，普通磁

芯材料的损耗很大，磁芯很容易过热而磁饱和，以至无常工作，所以在模块开关电源中必须选用磁特性优良的高频磁芯材料

。
铁损是指由由变压器的材料、形状、工艺结构等有关因素而引起的高频损耗，铜损是指由变压器绕组线路而引起的传导

损耗，为了减小变压器的铁损，应选择高频特性好、高频损耗小、磁芯结构形状合理、结构紧凑的磁芯材料。磁性元器件的

尺寸大小和开关工作频率有密切关系，在磁性元器件允许的工作频率范围内，磁性元器件的尺寸和开关工作频率成反比，要

想减小模块开关电源高频开关变压器和电感等磁性元器件的体积，需提高开关工作频率

对TRIM输出引脚，将电位器的中心与TRIM相连，在所有+S、－S管脚的模块中，其他两端分别接+S、－S。没有+S、－S时

，将两端分别接到相应主路的输出正负极(+S接+Vin，－S接－Vin)，然后调节电位器即可。
电位器的阻值一般选用5～10kΩ比较合适。对ADJ输出引脚，分为输入边调节与输出边调节。输出边调节与TRIM引脚的调

节方式一样。输入边调节只能上调输出电压，此时将电位器的其中一端与中心相接，另一端接输入端的地。
输入保护电路一般模块电源产品都有内置滤波器，能满足一般电源应用的要求。如果需要更高要求的电源系统，应增加

输入滤波网络。可以采用LC或π型网络，但应注意尽量选择较小的电感和较大的电容。为了防止输入电源瞬态高压损坏模块

电源，建议用户在输入端接瞬态吸收二极管并配合保险丝使用，以确保模块在安全的输入电压范围之内。
为了降低共模噪声，可以增加Y(Cy)电容，一般选择几nf高频电容。R为保险丝，D1为保护二极管，D2为瞬态吸收二极管

(P6KE系列)。遥控开关电路模块电源的遥控开关操作，是通过REM端进行的。一般控制方式有两种：(1)REM与－VIN(参考地)

相连，遥控关断，要求VREF<0.4V。
REM悬空或与+VIN相连，模块工作，要求VREM>1V。(2)REM与VIN相连，遥控关断，要求VREM<0.4V。REM与+VIN相连，模块

工作，要求VREM>1V。REM悬空，遥控关断，即所谓“悬空关断"(－R)。
如果控制要与输入端隔离，则可以使用光电耦合器作为传递控制信号。操作方法编辑模块组合(1)并联扩容。将相同模块

输出端并联，可使输出能力增强，但并联模块的输出电压要调整得比较*，以保证相对均流，同时避免不必要的振荡。
对有较大电流输出的模块，还可以仔细设计引线电阻，以达到均流效果。用这种方法并联的模块，不宜超过2个。同时，

如果其中一块模块输出有故障，整个系统都将不能正常工作。并联扩容连接电路RL为负载。(2)冗余热备份并联。
将相同的模块输出端通过二极管后并联可使输出能力增强，以提高电源系统的可靠性。原则上如果配合相应输出电路，

将模块放在可以拆卸的母线上，这样，出现故障的模块可以及时更换。用这种方法并联的模块，没有量限制。D一般为肖特基

二极管。
(3)串联扩容。将相同模块输出端串联，可使输出电压倍增，功率也相应增加，而串联输出端须接二极管以进行保护。铃

流备份铃流发生器主要用于局交换机给用户提供振铃，一般是在偏置状态下使用。偏置可分为正偏置和负偏置。
为了提高铃流系统的可靠性，需要对铃流进行备份。模块电源的安装与维护由于各公司生产的模块电源的类别、系列、

规格品种难以数计，故其功能特性和物理特性不尽相同，因此在安装、使用与维护方面亦各有不同，但应在以下几方面引起

注意