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可靠性、效率和集成性的基準(zhǔn)

機(jī)器與設(shè)備的高效運(yùn)行需要使用可靠、恒定的電源。

SITOP 穩(wěn)壓電源質(zhì)量?jī)?yōu)異，性能可靠，可確保在工業(yè)環(huán)境中以及樓宇管理系統(tǒng)中使用時(shí)達(dá)到很高的安全性。

我們選擇的 SITOP 電源彼此之間可以完美地協(xié)同工作。我們獨(dú)一無二的系列附加模塊進(jìn)一步強(qiáng)化了這種協(xié)同性。這些附加模塊可以深入地保護(hù) 24V 電源免遭初級(jí)和次級(jí)側(cè)的干擾，直至提供徹底的全方位的保護(hù)功能。

TOP 可靠性

您只需在購(gòu)買電源時(shí)考慮選擇優(yōu)質(zhì)電源，此后就無需再思考此類問題。

SITOP 遍布全球的每一個(gè)供電系統(tǒng)幾乎都成千萬(wàn)次地證明了 SITOP 電源的可靠性。 憑借其寬范圍輸入、優(yōu)異的負(fù)載特性和徹底的驗(yàn)證，SITOP 電源自身就可以保證電源的可靠性。

根據(jù)具體的要求，可以采用擴(kuò)展模塊，也可以采用不間斷電源（DC UPS）對(duì) SITOP 電源進(jìn)行個(gè)性化的改造。據(jù)此，在輸出回路過載或輸入側(cè)出現(xiàn)電源故障等情況下，也可以保證機(jī)床或設(shè)備的 24 V 供電的可靠性。

TOP 效率

能量成本越來越大地決定著生產(chǎn)成本。 該方面的節(jié)省會(huì)形成寶貴的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 關(guān)于這一點(diǎn)，SITOP 電源可以作出重大的貢獻(xiàn)。 由于效率很高，這種初級(jí)開關(guān)模式電源擁有極高的工作效率。 整個(gè)性能范圍內(nèi)的功耗很低（即使在空載運(yùn)行期間）。 由于電源很少滿負(fù)荷運(yùn)行，因此，電源擁有極大的節(jié)能潛力。

SITOP 還可以高效地支持客戶的整個(gè)過程鏈。 例如，采用 STTOP 選擇工具和豐富的附加信息（如 3D 數(shù)據(jù)、電路圖宏、證書和可個(gè)性化配置的產(chǎn)品文檔等）可以方便地完成產(chǎn)品選型。 因此，可以非常高效地計(jì)劃、訂購(gòu)、設(shè)計(jì)、配置和運(yùn)行每個(gè) SITOP 解決方案。

TOP 集成

工業(yè)環(huán)境中集成的電源越優(yōu)秀，其生產(chǎn)率越大。 SITOP 可以針對(duì)例如 SIMATIC\SINUMERIK 和 SIMOTION 等自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

另外，PSU8600 電源系統(tǒng)和 UPS1600 不間斷電源可完全集成在 TIA 中。 可在 TIA Portal 進(jìn)行高效工程組態(tài)，例如，在 PROFINET 中更方便進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)集成或集成全面的診斷功能。

SIMATIC S7 函數(shù)塊可以方便地集成在 STEP 7 用戶程序中；另外，還可以隨時(shí)利用 WinCC 面板實(shí)現(xiàn)操作控制和監(jiān)控。

產(chǎn)品一覽

SITOP compact
細(xì)電壓范圍電源裝置，控制盒
LOGO!Power
配電盤用扁型電源
SITOP lite
低成本型的基本電源
SITOP smart
功能強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)電源
SITOP modular
用于要求苛刻的解決方案的技術(shù)電源
SITOP PSU8600 電源系統(tǒng)帶有 Ethernet/PROFINET 接口，可全面集成在 TIA 中
在 SIMATIC 設(shè)計(jì)中使用 SITOP 電源
適用于 SIMATIC S7 等的最佳電源
SITOP：針對(duì)特殊任務(wù)而進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)
非常適合完成特定任務(wù)和滿足特定條件
擴(kuò)展模塊
冗余模塊 通過冗余配置電源單元防止電源故障 選擇性模塊 通過對(duì) 24 V 饋電器的電氣保護(hù)，防止過載和短路 緩沖模塊 可以防止長(zhǎng)達(dá)數(shù)秒鐘的電源故障
SITOP DC UPS
SITOP UPS500（帶電容器） 通過最長(zhǎng)可達(dá)數(shù)分鐘的緩沖功能，防止輸入側(cè)出現(xiàn)電源故障 SITOP UPS1600（帶電池模塊） 通過最長(zhǎng)可達(dá)數(shù)小時(shí)的緩沖功能，防止輸入側(cè)出現(xiàn)電源故障。 DC UPS 帶有以太網(wǎng)/PROFINET 接口 – 具備優(yōu)秀的開放性，且系統(tǒng)可以集成在 TIA 中

定制化的 SITOP 產(chǎn)品

西門子的標(biāo)準(zhǔn)電源當(dāng)然無法滿足每個(gè)應(yīng)用的要求。 我們可以設(shè)計(jì)處滿足特定應(yīng)用要求的電源。 用戶將獲益于大規(guī)模生產(chǎn)中采用的專門技術(shù)，并獲得最大程度的開發(fā)安全性與產(chǎn)品質(zhì)量。

西門子面向特定客戶提供的解決方案目前正在機(jī)械工程、自動(dòng)化技術(shù)、汽車電子、設(shè)備制造或工業(yè)儀表技術(shù)等領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

如果您對(duì)此感興趣，那么請(qǐng)與當(dāng)?shù)氐奈鏖T子辦事處聯(lián)系。

進(jìn)電機(jī)模板

• 1 通道，可控制1個(gè)步進(jìn)電機(jī)
• 數(shù)字量輸入的參考點(diǎn)開關(guān)
• 外部停止或者外部脈沖使能數(shù)字輸入
• 脈沖和方向信號(hào)時(shí)RS422的差分輸出模式
• 最大輸出頻率: 204kHZ
• 最大脈沖數(shù): 1048575
• 4 LED 狀態(tài)指示燈
• 2 操作模式：尋找參考點(diǎn)和增量模式

2. 模板接線


圖. 2: 步進(jìn)模板接線圖

• 端子1和5：脈沖差分信號(hào)
• 端子4和8：差分輸出的方向信號(hào)
• 端子2和3：外部停止或者外部脈沖使能數(shù)字量輸入ID。(功能選擇見 4.2 )
• 端子6和7：數(shù)字量輸入?yún)⒖键c(diǎn)開關(guān)

3. 硬件配置
步進(jìn)模板可以安裝在ET 200S接口模板或者 ET200S CPU后面。
本文使用 IM151-7 CPU 為例。

表 1: 軟件和硬件配置


圖. 3: ET200S 站的配置圖

4. 硬件和參數(shù)設(shè)置

4.1 硬件配置
1) 根據(jù)圖. 2 和圖. 3完成ET200S的接線
2) 打開STEP7，創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，并插入一個(gè)S7-300站
3) 從硬件目錄中選擇IM151-7 CPU直接拖拽到站配置窗口

圖. 4: 插入IM151-7 CPU

4) 依次在4槽和5槽插入電源模板 PM-E DC24 和步進(jìn)模塊

圖. 5: 硬件配置

4.2 模板參數(shù)配置


圖. 6: 步進(jìn)模塊參數(shù)接口

4.2.1 模板參數(shù)說明
1) 組診斷：組診斷
2) 基準(zhǔn)頻率：基準(zhǔn)頻率，以Hz為單位，標(biāo)識(shí)Fb
3) 增益 n: 增益系數(shù) n，值范圍 1-255. 此增益系數(shù)決定啟動(dòng)/停止頻率 Fss，并且計(jì)算公式為： Fss=Fb×n
4) 時(shí)間 i: 時(shí)間系數(shù) i, 值范圍 1-255. 該時(shí)間系數(shù)以Hz/ms決定加速和減速，計(jì)算公式為: a = Fb ×R / (i×0.128 ms)
5)功能 DI: 數(shù)字量輸入DI 功能可選，可以被組態(tài)為外部脈沖輸入或者外部停止信號(hào)，缺省是外部脈沖且已使能。
6) 外部 Stop, 限位 Stop: 外部 stop, 信號(hào)類型停止開關(guān). 接觸器觸點(diǎn)是常閉信號(hào)，以確保該接觸器信號(hào)，缺省是讀取常閉信號(hào)。

4.2.2 本文所例參數(shù)設(shè)置如下
本例參數(shù)配置見圖. 6.
1) 沒有激活組診斷
2) 基準(zhǔn)頻率 4Hz
3) 乘法系數(shù) 1, 啟動(dòng)/停止頻率 4Hz
4) 時(shí)間系數(shù) 1, 加速/ 減速 31.25 Hz/ms
5) 使能外部輸入脈沖
6) 外部輸入停止和限位信號(hào)為常閉類型

5. 編程

5.1 模板輸入/輸出地址分配
與其它ET200S功能塊類似，1STEP步進(jìn)模板也通過直接讀寫I/O地址來對(duì)模板進(jìn)行控制和訪問的。
反饋信號(hào) (輸入), 占用 8 字節(jié). 如表 2 輸入地址分配所示。
控制信號(hào) (輸出), 占用 8 字節(jié). 如表 3 輸出地址分配所示。
有關(guān)輸入和輸出變量分配的詳細(xì)信息請(qǐng)參閱 ET200S 位置控制和操作手冊(cè)。鏈接如下:
/cs/document/9260790?caller=view&lc=en-WW


表 2: 輸入地址分配


表 3: 輸出地址分配

5.2 項(xiàng)目例程
為了更好的實(shí)現(xiàn)按位，字節(jié)或字對(duì)模板進(jìn)行讀寫，在梯形圖中使用MOVE指令接收輸入數(shù)據(jù)PIB272-PIB279 到MB10-MB17發(fā)送MB20-MB27到PQB272-PQB279，對(duì)1STEP模板的讀寫訪問均通過MB地址來進(jìn)行。 
1STEP模板地址分配見圖. 5 


圖. 7: 例程編程

6. 模式描述和舉例

6.1 Search-for-reference-point 模式
通過執(zhí)行search-for-reference-point 模式來同步軸, 即.在機(jī)械零位和電氣零位之間創(chuàng)建連接關(guān)系。 

6.1.1 Search-for-reference-point 模式
Mode=1
參考點(diǎn)按照常開信號(hào)訪問
搜尋參考點(diǎn)輸出頻率 Fss 和 Fa。
Fss 啟動(dòng)停止頻率，見章節(jié) 4.2.1相關(guān)描述。
Fa 輸出頻率: Fa = Fb ×G × R
Fb: 基準(zhǔn)頻率. 在1STEP 模板參數(shù)中設(shè)置。 見章節(jié) 4.2.1相關(guān)描述。
增益 G: 增益系數(shù) G. 值范圍: 1-255, 參見模板輸出地址字節(jié): 0。
減少 R：減少系數(shù) R. 模板輸出地址字節(jié)4的第7位信號(hào)，參見表 3.模板輸出地址4.7=0, R=1. 模板輸出地址 4.7=0, R=0.1.


圖. 8: 搜尋參考點(diǎn)

6.1.2 search-for-reference-point模式例程
本例模式見圖. 8, viz. 搜尋 CW 方向.

1. 通過變量表寫輸出控制變量：
    
   圖. 9: 參考點(diǎn)模式控制變量
   
   1) M24.0=1 search-for-reference-point 模式 = 1
   2) M25.0=1, M25.1=1: 因?yàn)橹暗哪０鍏?shù)配置中的限位開關(guān)是常閉輸入模式，在軟件限位信號(hào)觸發(fā)前為信號(hào)輸入?yún)⒁娬鹿?jié) 4.2.2.
   3) M25.2=0: 沒有激活軟件脈沖使能信號(hào)，因之前的模板參數(shù)配置中DI已經(jīng)作為外部脈沖信號(hào)使能，內(nèi)部軟件脈沖使能信號(hào)在此時(shí)不會(huì)使用，參見章節(jié) 4.2.2.
   4) 置位M24.2, 然后復(fù)位M24.4 (下降沿有效), 啟動(dòng)search-for-reference-point模式. 輸出脈沖頻率為 Fa.
   5) MB20=1, M24.7=0: 增益系數(shù) G = 1, 減少系數(shù) R = 1, 頻率 ：
   Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz。
    6EP1333-2AA01
2. 通過變量表讀輸入狀態(tài)：
   
   圖. 10: 參考點(diǎn)模式變量表
   
   1) M15.2=1: 觸發(fā)外部脈沖使能信號(hào)
   2) M15.0 = 1: 驅(qū)動(dòng)使能
   3) 之后 search-for-reference point啟動(dòng),  M14.0=1 位置被激活,  M15.7=1 位置被執(zhí)行. 等待參考點(diǎn)開關(guān)信號(hào) M15.1.
   4) M15.1=1: 參考點(diǎn)信號(hào)到達(dá), 尋找參考點(diǎn)已完成 M14.4=1,同步操作完成, M14.2=1,位置到達(dá), M15.3=1, 尋找參考點(diǎn)結(jié)束。

6.2 增量模式
增量模式是 1STEP 的主要操作模式. 該操作模式可控制步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)按照設(shè)定速度移動(dòng)到一個(gè)指定位置。

6.2.1 增量模式描述
Mode=0
輸出脈沖的數(shù)量決定步進(jìn)電機(jī)的移動(dòng)距離，最大值脈沖值為 1048575.
輸出脈沖頻率決定步進(jìn)電機(jī)速度。
在增量模式下輸出頻率: Fss, Fa
方向信號(hào)作為啟動(dòng)信號(hào)。

注意： 步進(jìn)電機(jī)實(shí)際位移取決于脈沖數(shù)實(shí)際速度取決于脈沖頻率，這不是在1STEP模板中設(shè)置的。

6.2.2 增量模式例程

1. 通過變量表寫輸出控制信號(hào):
   
   圖. 11: 在增量模式下的控制變量
   
   1) M24.0=0 增量模式 = 0
   2) M25.0=1、M25.1=1: 因之前的已經(jīng)配置中限位開關(guān)信號(hào)為常閉輸入模式，在軟件限位信號(hào)觸發(fā)前為信號(hào)輸入?yún)⒁娬鹿?jié) 4.2.2。
   3) MB20=1, M24.7=0:增益系數(shù) G = 1, 減少系數(shù) R = 1, 輸出頻率Fa 
   Fa = Fb ×G × R=4Hz×1×1=4Hz.
   4) 脈沖輸出數(shù): 通過MB21-23的20 個(gè)位信號(hào)來存儲(chǔ)脈沖數(shù) ,最大值為 0xFFFFF=1048575
   MB21 輸出脈沖數(shù) (位 16 到位19)
   MB22 輸出脈沖數(shù) (位 8 到位15)
    MB23 輸出脈沖數(shù) (位 0 到位 7)
   MB21的位 20 到位 23 沒有使用
   本例中，分配的值為 0 x 100,即. 256 個(gè)脈沖。
   5) 置位 M24.4, 之后復(fù)位 M24.4 (下降沿有效), 啟動(dòng)增量模式 觸發(fā)CW方向信號(hào)開始運(yùn)動(dòng)。
2. 通過變量表讀輸入信號(hào):
   
   圖. 12: 增量模式變量表
   
   1）增量模式啟動(dòng)后，M14.0=1位置任務(wù)被激活，M15.7=1位置被執(zhí)行。 
   2） MD10 顯示剩余脈沖，如圖. 12, 220 個(gè)脈沖尚未發(fā)出。
   3） MD10=0: 脈沖發(fā)送完成, 置位 M14.0 和M15.7, 位置到達(dá) M14.2=1 . 增量模式輸出完成。

描述
S7-1500 中有兩種電源可供選擇，系統(tǒng)電源和負(fù)載電源。

系統(tǒng)電源 (PS)
系統(tǒng)電源為背板總線提供內(nèi)部所需的系統(tǒng)電壓。這種系統(tǒng)電壓將為模塊電子元件和  LED  指示燈供電。 CPU (以及PROFIBUS CMs和以太網(wǎng)CPs, PtP-CMs ) 或者接口模塊未連接到 24 VDC 負(fù)載電流電源時(shí)，系統(tǒng)電源還可以為其供電。 

負(fù)載電源 (PM)
負(fù)載電流電源未連接到背板總線，給模板的輸入輸出回路供電。此外，可以根據(jù)需要使用負(fù)載電源為 CPU 和系統(tǒng)電源提供 24 VDC 電壓。

在這種情況下可以為每個(gè)CPU組態(tài)最多8個(gè)輸入/輸出模塊。但是需要在 STEP7 (TIA Portal) 中確認(rèn)電源容量是否夠用，例如對(duì) CPs 和 CMs，需要額外再加電源。

下面的三個(gè)表格給出了為模板供電的可能配置方式。

1. 只通過 CPU 給背板總線供電
   通過負(fù)載電源向 CPU 提供 24 VDC 電壓。CPU 的參數(shù)分配： STEP 7 的“常規(guī)”(General)  選項(xiàng)卡內(nèi)“屬性”(Properties navigation)  區(qū)域?qū)Ш街?，選擇“連接電源電壓  L+” (Connection to supply voltage L+) 選項(xiàng)，以便 STEP 7 可以正確進(jìn)行供電平衡計(jì)算。

表 01

圖.01

1. 只通過系統(tǒng)電源給背板總線供電
   位于 CPU 左側(cè) 0 號(hào)槽的系統(tǒng)電源通過背板總線為 CPU 供電。CPU 的參數(shù)分配：在 STEP 7 的“常規(guī)”(General)  選項(xiàng)卡內(nèi)“屬性”(Properties navigation)  區(qū)域?qū)Ш街?，選擇“未連接電源電壓  L+”(No connection to supply voltage L+)  選項(xiàng)，以便 STEP 7 可以正確進(jìn)行供電平衡計(jì)算。

表 02

圖 02

1. 通過 CPU 和系統(tǒng)電源給背板總線供電
   向系統(tǒng)電源提供允許的電源電壓，并通過負(fù)載電流電源向 CPU 提供 24 VDC 電壓。CPU 的參數(shù)分配同第一條。在 CPU 右側(cè)的插槽中，最多插入 2 個(gè)系統(tǒng)電源(電源段)。

表 03

圖 03

關(guān)于系統(tǒng)電源和負(fù)載電流電源的更多信息請(qǐng)參考手冊(cè)“SIMATIC S7-1500 自動(dòng)化系統(tǒng)

網(wǎng)卡及電纜 6ES7 972-0BB60-0XA0