RENA設備電氣培訓教材綜述

1、Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部SIMATICWinCC 6.0 RENA清洗機控制系統(tǒng)拓撲圖清洗機控制系統(tǒng)拓撲圖工業(yè)以態(tài)網PROFIBUS -DPSIMATIC S7- 400FESTOTRSystemtechnikSIMATIC NETPROFIBUS-DPInternet工業(yè)以態(tài)網工業(yè)以態(tài)網Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部S7-400: 概述概述Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部S7-400: CPU 技術參數（技術參數（1）*) 1 Byte = 8 數字量輸入數字量輸入/輸出輸出 2 Byte = 1 模擬量輸入模擬量輸入/輸出輸出每條二

2、進制指令的每條二進制指令的 執(zhí)行時間執(zhí)行時間 裝入裝入/傳遞傳遞 (字字) 16位定點數位定點數 (+/-) IEEE 浮點數浮點數 (+/-)用戶存儲器用戶存儲器 工作存儲器工作存儲器 裝載存儲器裝載存儲器 (內部集成內部集成) 裝載存儲器裝載存儲器 (外部外部)操作資源操作資源 存儲器標志存儲器標志(位位) 時鐘存儲器時鐘存儲器 定時器定時器 計數器計數器塊類型塊類型/數目數目 FB 塊塊 FC 塊塊 DB 塊塊過程映象區(qū)大小過程映象區(qū)大小 (輸入輸入/輸出輸出)最大的最大的 I/O 地址區(qū)地址區(qū)集成接口集成接口 CPU 414-1100 nsec100 nsec100 nsec600 n

3、sec128 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 K

4、Byte*)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 MB40968256256256256512

5、p. 128 Bytep. 2 KByte*)MPI, Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部S7-400: CPU 技術參數（技術參數（2）組織塊組織塊 主循環(huán)掃描主循環(huán)掃描 日期時間中斷日期時間中斷 時間延時中斷時間延時中斷 看門狗中斷看門狗中斷 硬件中斷硬件中斷 多處理器中斷多處理器中斷 啟動啟動 故障故障, 異步異步 故障故障, 同步同步局部數據區(qū)局部數據區(qū)塊的最大長度塊的最大長度塊的最大嵌套深度塊的最大嵌套深度MPI和和 K總線上總線上在線激活的最大節(jié)點數在線激活的最大節(jié)點數MPI和和 K總線上最大節(jié)點數總線上最大節(jié)點數 每個每個GD組的數據大小組的數據大小CPU 414-

6、1OB 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

7、 ByteCPU 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

8、ByteDate:2021-10-14尚德電力工廠工程部S7-400: 模塊模塊 PSCPUCPSM: DISM: DISM: DOSM:DODate:2021-10-14尚德電力工廠工程部EXT.-BATT.5.15V DCX1421 - 1BL00 - 0AA0DI 32xDC24VX 2 3 4INTFEXTFSTOPRUNCRSTFRCECRSTWRSTRUN-PRUNSTOPCMRES 啟動模式開關 模式選擇器* 其他的 CPU請參見樣本目錄S7-400: CPU 416-2面板按鈕介紹面板按鈕介紹Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部S7-400: CPU 416-2面板

9、面板LED及接口介紹及接口介紹EXT.-BATT.5.15V DCX1421 - 1BL00 - 0AA0DI 32xDC24VX 2 3 4INTFEXTFSTOPRUNCRSTFRCECRSTWRSTRUN-PRUNSTOPCMRESCPU故障指示 LED 存儲器卡插槽MPI 接口外部電池*INTF:CPU外部錯誤，黃色； *EXTF:CPU內部錯誤，黃色；*BUS1F/BUS2F:總線錯誤，紅色；*FRCE:至少有一個I/O被強制，黃色；*RUN:CPU處于運行狀態(tài)，綠色；*STOP: CPU處于停止狀態(tài)，黃色。Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部S7-400: 工業(yè)以太網模

10、塊工業(yè)以太網模塊 CP443-1概述概述Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部S7-400: CP443-1 技術參數技術參數*) 取決于所用取決于所用S7-CPU/FM的性能的性能技術數據技術數據數據傳送速率數據傳送速率接口接口 工業(yè)以太網接口工業(yè)以太網接口 -AUI（10Mbit/s) -ITP (10/100Mbit/s) 10BaseT,100BaseTX電流消耗電流消耗 從從+5VDC 從從+24VDC 功耗功耗允許環(huán)境條件允許環(huán)境條件 工作溫度工作溫度 運輸運輸/存儲溫度存儲溫度 相對濕度相對濕度結構結構 模板結構模板結構 外形尺寸（外形尺寸（mm) 重量重量組態(tài)軟件組態(tài)

11、軟件 CPU 443-1 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 自感應自感應15針針 Sub-D接頭接頭RJ45最大值為最大值為1.4A典型值為典型值為220mA最大最大350mA(取決所用接口取決所用接口）8.6w0 - +60 - +60 - 40 - +70 最大最大95%，+25時時緊湊型模板緊湊型模板 S7-400雙寬雙寬25* *290290* *210210大約大約900g用于工業(yè)以態(tài)網的用于工業(yè)以態(tài)網的NCM S7與與STEP 7 V5.X一起供應一起供應技術數據技術數據性能數據性能數據S5

12、兼容通訊（發(fā)送兼容通訊（發(fā)送/接受）接受） -同步可運行同步可運行 ISO/TCP/UDP 接口數接口數 -有用數據有用數據ISO或或TCP/CP數量數量 -有用數據有用數據UDO的數量的數量S7 通訊通訊 接口數量接口數量*多協(xié)議操作多協(xié)議操作 所有可同時運行的接口數量所有可同時運行的接口數量Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部CNC區(qū)區(qū) 域域 控控 制制 器器Ethernet/TCP/IPTCP/IP/EthernetPROFIBUS-FMSPROFIBUS-DPPROFIBUS-PA工廠級總線循環(huán)時間 1000 ms車間級總線循環(huán)時間 100 ms現場級總線循環(huán)時間 10 m

13、sPC/VMEVME/PCPLCDCSPROFIBUS現場總線簡介現場總線簡介Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部主站主站一個典型的一個典型的 PROFIBUS-DP 系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成: 一個一個 PLC/PC 作為中央控制器作為中央控制器 各種外圍設備，如各種外圍設備，如: 數字或模擬數字或模擬 I/O AC 或或 DC 驅動器驅動器 電磁或氣動閥電磁或氣動閥 人機界面人機界面 (HMI)PROFIBUS-DPPLC遠程遠程I/O模塊模塊閥島閥島PLCHMIRS 485 up to 12 MBit/sPLC典型的典型的PROFIBUS-DP 系統(tǒng)系統(tǒng)從站從站Date:2021

14、-10-14尚德電力工廠工程部Lenze 伺服驅動器端子接線圖伺服驅動器端子接線圖Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部Lenze 變頻器端子接線圖變頻器端子接線圖Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部Lenze 變頻器常用參數變頻器常用參數Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部TRSystemtechnik PROFIBUS-DP I/O模塊簡介模塊簡介TRSystemtechnik Profibus Coupler BK-3150Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部Date:2021-10-14尚德電

15、力工廠工程部IFMIFM（易福門）（易福門） VS3000VS3000面板說明面板說明Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部IFMIFM（易福門）（易福門） VS3000VS3000接線圖接線圖Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部FESTO FESTO 閥島面板說明閥島面板說明Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部FESTO FESTO 閥島數字開關設定說明閥島數字開關設定說明Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部電氣基礎知識預備電氣基礎知識預備q1.1.電磁式交流接觸器的結構和工作原理電磁式交流接觸器的結構和工作原理 (1)(1)結構：結構： 接觸器

16、主要由電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)及其它部分組成。接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)及其它部分組成。 電磁系統(tǒng)：電磁系統(tǒng)包括電磁線圈和鐵心，是接觸器的重要組成部分，依靠它帶動觸點的閉電磁系統(tǒng)：電磁系統(tǒng)包括電磁線圈和鐵心，是接觸器的重要組成部分，依靠它帶動觸點的閉合與斷開。合與斷開。 觸點系統(tǒng)：觸點是接觸器的執(zhí)行部分，包括主觸點和輔助觸點。主觸點的作用是接通和分斷觸點系統(tǒng)：觸點是接觸器的執(zhí)行部分，包括主觸點和輔助觸點。主觸點的作用是接通和分斷主回路，控制較大的電流，而輔助觸點是在控制回路中，以滿足各種控制方式的要求。主回路，控制較大的電流，而輔助觸點是在控制回路中，以滿足各種控制方式的要求

17、。 滅弧系統(tǒng)：滅弧裝置用來保證觸點斷開電路時，產生的電弧可靠的熄滅，減少電弧對觸點的滅弧系統(tǒng)：滅弧裝置用來保證觸點斷開電路時，產生的電弧可靠的熄滅，減少電弧對觸點的損傷。為了迅速熄滅斷開時的電弧，通常接觸器都裝有滅弧裝置，一般采用半封式縱縫陶土滅損傷。為了迅速熄滅斷開時的電弧，通常接觸器都裝有滅弧裝置，一般采用半封式縱縫陶土滅弧罩，并配有強磁吹弧回路?；≌?，并配有強磁吹弧回路。 其它部分：有絕緣外殼、彈簧、短路環(huán)、傳動機構等。其它部分：有絕緣外殼、彈簧、短路環(huán)、傳動機構等。 (2)(2)工作原理：工作原理： 當接觸器電磁線圈不通電時，彈簧的反作用力和銜鐵芯的自重使主觸點保持斷開位置。當接觸器電

18、磁線圈不通電時，彈簧的反作用力和銜鐵芯的自重使主觸點保持斷開位置。當電磁線圈通過控制回路接通控制電壓當電磁線圈通過控制回路接通控制電壓( (一般為額定電壓一般為額定電壓) )時，電磁力克服彈簧的反作用力將銜時，電磁力克服彈簧的反作用力將銜鐵吸向靜鐵心，帶動主觸點閉合，接通電路，輔助接點隨之動作。鐵吸向靜鐵心，帶動主觸點閉合，接通電路，輔助接點隨之動作。 Date:2021-10-14尚德電力工廠工程部q2.2.熱電阻和熱電偶的特性和工作原理熱電阻和熱電偶的特性和工作原理 （1 1） 熱電偶與熱電阻均屬于溫度測量中的接觸式測溫，熱電偶是溫度測量中應用最廣熱電偶與熱電阻均屬于溫度測量中的接觸式測溫

19、，熱電偶是溫度測量中應用最廣泛的溫度器件，他的主要特點就是測量范圍寬，性能比較穩(wěn)定，同時結構簡單，動態(tài)響應好泛的溫度器件，他的主要特點就是測量范圍寬，性能比較穩(wěn)定，同時結構簡單，動態(tài)響應好，更能夠遠傳，更能夠遠傳4-20mA4-20mA電信號，便于自動控制和集中控制。熱電偶的測溫原理是基于熱電效應電信號，便于自動控制和集中控制。熱電偶的測溫原理是基于熱電效應。將兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路，當兩個接點處的溫度不同時，回路中將產生。將兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路，當兩個接點處的溫度不同時，回路中將產生熱電勢，這種現象稱為熱電效應，又稱為塞貝克效應。閉合回路中產生的熱電勢有兩種電勢

20、熱電勢，這種現象稱為熱電效應，又稱為塞貝克效應。閉合回路中產生的熱電勢有兩種電勢組成溫差電勢和接觸電勢。溫差電勢是指同一導體的兩端因溫度不同而產生的電勢，不同的組成溫差電勢和接觸電勢。溫差電勢是指同一導體的兩端因溫度不同而產生的電勢，不同的導體具有不同的電子密度，所以他們產生的電勢也不相同，而接觸電勢顧名思義就是指兩種導體具有不同的電子密度，所以他們產生的電勢也不相同，而接觸電勢顧名思義就是指兩種不同的導體相接觸時，因為他們的電子密度不同所以產生一定的電子擴散，當他們達到一定不同的導體相接觸時，因為他們的電子密度不同所以產生一定的電子擴散，當他們達到一定的平衡后所形成的電勢，接觸電勢的大小取決

21、于兩種不同導體的材料性質以及他們接觸點的的平衡后所形成的電勢，接觸電勢的大小取決于兩種不同導體的材料性質以及他們接觸點的溫度。目前國際上應用的熱電偶具有一個標準規(guī)范，國際上規(guī)定熱電偶分為八個不同的分度溫度。目前國際上應用的熱電偶具有一個標準規(guī)范，國際上規(guī)定熱電偶分為八個不同的分度，分別為，分別為B B，R R，S S，K K，N N，E E，J J和和T T，其測量溫度的最低可測零下，其測量溫度的最低可測零下270270攝氏度，最高可達攝氏度，最高可達18001800攝氏度，其中攝氏度，其中B B，R R，S S屬于鉑系列的熱電偶，由于鉑屬于貴重金屬，所以他們又被稱為貴金屬于鉑系列的熱電偶，由

22、于鉑屬于貴重金屬，所以他們又被稱為貴金屬熱電偶而剩下的幾個則稱為廉價金屬熱電偶。熱電偶的結構有兩種，普通型和鎧裝型。普屬熱電偶而剩下的幾個則稱為廉價金屬熱電偶。熱電偶的結構有兩種，普通型和鎧裝型。普通性熱電偶一般由熱電極，絕緣管，保護套管和接線盒等部分組成，而鎧裝型熱電偶則是將通性熱電偶一般由熱電極，絕緣管，保護套管和接線盒等部分組成，而鎧裝型熱電偶則是將熱電偶絲，絕緣材料和金屬保護套管三者組合裝配后，經過拉伸加工而成的一種堅實的組合熱電偶絲，絕緣材料和金屬保護套管三者組合裝配后，經過拉伸加工而成的一種堅實的組合體。但是熱電偶的電信號卻需要一種特殊的導線來進行傳遞，這種導線我們稱為補償導線。體

23、。但是熱電偶的電信號卻需要一種特殊的導線來進行傳遞，這種導線我們稱為補償導線。不同的熱電偶需要不同的補償導線，其主要作用就是與熱電偶連接，使熱電偶的參比端遠離不同的熱電偶需要不同的補償導線，其主要作用就是與熱電偶連接，使熱電偶的參比端遠離電源，從而使參比端溫度穩(wěn)定。補償導線又分為補償型和延長型兩種，延長導線的化學成分電源，從而使參比端溫度穩(wěn)定。補償導線又分為補償型和延長型兩種，延長導線的化學成分與被補償的熱電偶相同，但是實際中，延長型的導線也并不是用和熱電偶相同材質的金屬，與被補償的熱電偶相同，但是實際中，延長型的導線也并不是用和熱電偶相同材質的金屬，一般采用和熱電偶具有相同電子密度的導線代替

24、。補償導線的與熱電偶的連線一般都是很明一般采用和熱電偶具有相同電子密度的導線代替。補償導線的與熱電偶的連線一般都是很明了，熱電偶的正極連接補償導線的紅色線，而負極則連接剩下的顏色。一般的補償導線的材了，熱電偶的正極連接補償導線的紅色線，而負極則連接剩下的顏色。一般的補償導線的材質大部分都采用銅鎳合金。質大部分都采用銅鎳合金。 （2 2） 熱電阻雖然在工業(yè)中應用也比較廣泛，但是由于他的測溫范圍使他的應用受到熱電阻雖然在工業(yè)中應用也比較廣泛，但是由于他的測溫范圍使他的應用受到了一定的限制，熱電阻的測溫原理是基于導體或半導體的電阻值隨著溫度的變化而變化的特了一定的限制，熱電阻的測溫原理是基于導體或半

25、導體的電阻值隨著溫度的變化而變化的特性。其優(yōu)點也很多，也可以遠傳電信號，靈敏度高，穩(wěn)定性強，互換性以及準確性都比較好性。其優(yōu)點也很多，也可以遠傳電信號，靈敏度高，穩(wěn)定性強，互換性以及準確性都比較好，但是需要電源激勵，不能夠瞬時測量溫度的變化。工業(yè)用熱電阻一般采，但是需要電源激勵，不能夠瞬時測量溫度的變化。工業(yè)用熱電阻一般采Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,鉑熱電阻的測溫的范圍一般為零下鉑熱電阻的測溫的范圍一般為零下200-800200-800攝氏度，銅熱電阻為零攝氏度，銅熱電阻為零下下4040到到140140攝氏度。攝氏度。Date:202

26、1-10-14尚德電力工廠工程部q3.3.編碼器的工作原理和特性編碼器的工作原理和特性 編碼器如以信號原理來分，有增量型編碼器編碼器如以信號原理來分，有增量型編碼器, ,絕對型編碼器。絕對型編碼器。 （1 1）增量型編碼器）增量型編碼器( (旋轉型旋轉型) )工作原理工作原理: : 編碼器由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，由光電發(fā)射器和接收器編碼器由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，由光電發(fā)射器和接收器件讀取環(huán)形的通、暗刻線件讀取環(huán)形的通、暗刻線, ,通過檢測、統(tǒng)計信號的通斷數量來計算旋轉角度。通過檢測、統(tǒng)計信號的通斷數量來計算旋轉角度。 由于由于A A、B B兩相相差兩相相差9090度，可通過比較度，可通過比較A A相在前還是相在前還是B B相在前，以判別編碼器的正轉與反轉相在前，以判別編碼器的正轉與反轉，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。 （2 2）增量型編碼器）增量型編碼器( (旋轉型旋轉型) )特性