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    河北省西门子变频器代理商

    更新时间:2020-09-28   浏览数:54
    所属行业:机械 电工电气 工控系统及装备
    发货地址:上海市金山区  
    产品规格:河北省西门子变频器代理商
    产品数量:100.00台
    包装说明:全新原装
    单 价:面议

    河北省西门子变频器代理商

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    1 概述

        根据通讯接口的不同,SINAMICS S120的控制单元分两类:

    · 支持PROFINET IO的控制单元:CU310-2 PN,CU320-2 PN

    · 支持PROFIBUS DP的控制单元:CU310-2 DP,CU320-2 DP

        对于支持PROFIBUS DP通讯的控制单元,可以使用Y-Link模板将CU3x0-2 DP接入到S7-400H冗余系统中。

        对于支持PROFINET IO通讯的控制单元,在固件版本V4.8之前,一直没有相应的解决方案。但从固件版本V4.8开始,SINAMICS S120增加了一个新功能,开始支持与S7-400H冗余系统的PROFINET通讯。一个带有3个CU310-2 PN的S7-400H系统连接示意图,如图1-1所示。


     

    图1-1  连接示意图:S7-400H与S120的PROFINET通讯

     

        S7-400H系统由两个相互冗余的控制器组成,两个CPU一用一备,双方通过光纤连接,保持数据同步。如果一个CPU故障停机,另一个CPU会立即投用,这大大降低了系统停机的风险,提高了系统可靠性。S120配合S7-400H系统使用时,同样具有以上优点,在一个CPU出现故障时S120无需停机,在切换CPU的过程中,上一个连接的设定值将被冻结并仍然有效。

        但是,目前这种配置不支持PROFINET IRT模式,不支持设备共享(Shared Device),而且只能使用控制单元的板载PN接口实现系统冗余。

     

    2 通讯连接与配置

    2.1 硬件需求

    在SINAMICS S120配合S7-400H系统进行PN通讯时,需要以下硬件:

    · SIMATIC S7-400H控制系统

    带有PROFINET接口的H-CPU,型号为 41xH

    · SINAMICS S120控制单元

    带PROFINET接口的 控制单元,CU310-2 PN 或 CU320-2 PN

    2.2 通讯拓扑

    S120与S7-400H的PROFINET冗余通讯连接有两种拓扑结构。

    2.2.1 不使用交换机的通讯拓扑

    不使用交换机时,可以将S120控制单元上的两个PN接口分别与S7-400H系统的两个CPU相连接,如图2-1所示。



    图2-1 不使用交换机:S120与S7-400H的连接拓扑

     

    2.2.2 使用交换机的通讯拓扑

    可以使用交换机同时与S7-400H系统的两个CPU相连接,S120控制单元只使用一个PN接口与交换机相连接,如图2-2所示。

     

    图2-2 使用交换机:S120与S7-400H的连接拓扑

    2.3  硬件组态示例

    使用SIMATIC PCS7软件可以完成项目硬件组态和后续调试。以2.2节中图2-1与图2-2的拓扑为例,其硬件组态如图2-3所示。


    图2-3 硬件组态示例

    1.SIMOTION工业以太网网络介质
    西门子工业以太网网络通常使用的物理传输介质为屏蔽双绞线(FC TP)、工业屏蔽双绞线(ITP)和光纤。

    1.1 屏蔽双绞线(Fast Connection Twist Pair)
    FC TP快速连接双绞线用于将DTE快速连接到工业以太网上,配合西门子FC TP RJ45接头使用,连接方式如图1所示:


    图1: FC TP电缆与TP RJ45接头

    将双绞线按照TP RJ45接头标示的颜色插入连接孔中,快捷、方便地将DTE设备连接到工业以太网上。使用FC双绞线从DTE到交换机长通信距离为100米(DTE到DTE)。也可以使用普通RJ45接头,为了保证数据传输的可靠性,在无干扰情况下长通信距离为5米。
    RJ-45连接有两种连接方式,交叉连接(如图2所示)和直通连接(如图3所示)。交叉连接用于网卡之间的连接或集线器之间的连接;直通线用于网卡与集线器之间或网卡与交换机之间的连接。Siemens交换机由于采用了自适应技术,可以自动检测线序,故通过交换机可以选择任意一种电缆进行连接。


    图2 交叉线连接


    图3 直通线连接

    SIMOTION 带有RJ45接头,建议使用西门子FC TP和FC TP RJ45接头。

    1.2 工业屏蔽双绞线 (Industrial Twisted Pair)
    屏蔽双绞线如图4所示,它有白/蓝和白/橙两对双绞屏蔽线。外部包有屏蔽层和绝缘层,用于连接有ITP端口的以太网设备。通过ITP电缆连接的两个设备的远距离为100米。


    图4 ITP电缆结构图

    连接ITP电缆的连接头有两种,即 9 针或 15 针的Sub-D 接头,如图所示5、6:

         
    图5 Sub-D 9针接头                                                 图6 Sub-D 15针接头

    使用Sub-D 接头进行连接的网络连接牢固,不易松动。其连线方法及9/15 接头的转换可以查阅西门子手册 。同样ITP 电缆也会有交叉连接的情况,可以直接定购 ITP XP 标准电缆 。
    SIMOTION只有RJ45以太网接口,通常不使用工业双绞线ITP。

    1.3光纤
    按光在光纤中的传输模式不同,光纤可分为单模光纤和多模光纤。
    多模光纤:中心玻璃芯较粗(50或62.5μm),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。例如:600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。
    单模光纤:中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但其色度色散起主要作用,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求, 即谱宽要窄,稳定性要好。
    光纤技术只允许点对点的连接,即一个发送装置只对应一个接收装置。因而两个站点之间需要有发送和接收两根光纤进行连接。所有SIMATIC NET 标准的光缆都是两根光纤。光纤的连接头有很多种如图7所示:



    图7 光纤的连接头

    其中各种连接头都有各自的优点,例如:ST 连接头安装简易,比较适合于现场连接,(西门子BFOC接头就是ST 接头);FC 接头有一个不固定的套环,可以提供较好的机械的隔离;SC 连接头适合紧密连接,其推拉设计可以避免在安装过程中的光纤平面受损,应用比较普遍。在西门子的网络设备中,大多光纤链路设备使用BFOC接头。
    光纤通讯应用于工业以太网的优点:
    隔离电气的站点或网段
    没有电气的接地问题
    没有屏蔽电流
    数据传输不受外界电磁干扰
    不受雷电的影响
    不会产生电磁干扰
    重量轻
    根据光纤的类型不同,长距离的通讯依然可以保持高的通讯波特率
    带有RJ45接头的SIMOTION 可以直接连接到交换机的电气接口上,交换机之间可以通过光纤连接,增加通信距离和抗干扰性。


    2.SIMOTION工业以太网网络拓扑结构
    通过西门子交换机组成的以太网有三种网络拓扑结构:1)总线型;2)星型;3)冗余环网。图8所示为SCALANCE 200组成的冗余环网。

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    图8 冗余环网示例


    3.配置SIMOTION以太网接口

    3.1在硬件配置中设定以太网接口
    在SCOUT界面中点击SIMOTION CPU,右键点击“Open HW configuration”进入硬件配置界面,例如D435,X120和X130为以太网接口,双击选择的通信接口,在弹出的界面中定义IP地址和子网掩码,如图9所示:


    图9 设定通信接口

    注意:
    即使建立两条以太网,两个以太网通信接口不能设置在相同的网段中或相同的IP地址。

    3.2 在线联机设定以太网接口
    将编程器连接到SIMOTION 以太网接口上,在控制面板“Setting the PG/PC Interface”接口中将访问点指向使用的编程网卡例如“S7ONLINE(STEP7)->TCP/IP -> Intel(R) PRO/1000 MT ”。打开SIMATIC Manager,使用菜单命令“PLC”->“Edit Ethernet Nodes”在界面中选择“Browse”键浏览网络上所有的站点,如图10所示:


    图10 浏览网络上的站点

    每一个接口在硬件的前面板标有网卡的MAC地址,选择站点,在“Edit Ethernet Nodes”界面中设置IP地址和子网掩码,点击“Assign IP Configuration”键传送设定的命令。如图11所示:


    图11设置站点地址

    IP地址设置完成后,可以使用以太网接口编程。


    4.编写通信程序
    通过以太网进行站点间的通信有两种方式:1)UDP;2)TCP。

    4.1 UDP通信方式
    UDP通信协议不需要在通信前建立连接,在发送和接收的数据报文中带有通信方的IP地址和端口号。通信函数存储于在“Communication”->“Data transfer”目录下,在发送方调用发送函数的示例程序如图12所示(使用LAD编写):



    图12 UDP发送程序

    发送函数参数解释如下:
    SourcePort
    发送方的端口号,数据类型UINT,例如2001。

    DestinationAddress
    接收方的IP地址,数据类型为数组,ARRAY [0..3] OF USINT,在4个字节中输入接收方的IP地址,例如192、168、0、122,表示IP地址为192.168.0.122。

    DestinationPort
    接收方的端口号,数据类型UINT,例如2000。

    CommunicationMode
    通信模式,“EnumUdpCommunicationMode”枚举数据类型,有两种选择:
    (1)“CLOSE_ON_EXIT”,通信完成后释放通信资源;
    (2) “DO_NOT_CLOSE_ON_EXIT”, 通信完成后仍占用通信资源。

    DataLength
    发送的数据长度,数据类型UDINT,大长度1400字节。

    Data
    发送数据区,数据类型为数组,ARRAY [0..1399] OF BYTE。

    SM 1221 数字量输入

    ① 对于漏型输入将“-”连接到“M”(如图示);对于源型输入将“+”连接到“M”

    SM 1222 数字量输出

     

     

    SM1222 DQ 8 继电器切换模块使用公共端子控制两个电路: 一个常闭触点和一个常开触点。

    例如输出"0",当输出点断开时,公共端子 (0L) 与常闭触点 (.0X) 相连并与常开触点 (.0) 断开。 当输出点接通时,公共端子 (0L) 与常闭触点 (.0X) 断开并与常开触点 (.0) 相连。

     

    SM 1223 数字量输入/输出

     

    ① 对于漏型输入将负载连接到“-”端(如图示);对于源型输入将负载连接到“+”端

    SM 1223 也有交流电压输入、继电器输出的模块, 如下所示:

    SM 1223 DI 8 x 120/230 VAC,DQ 8 x 继电器 (6ES7 223-1QH32-0XB0)

    数字量信号板

    通过信号板 (SB, Signal Board) 可以给 CPU 增加 I/O。提供所有 SIMATIC S7-1200 控制器的低成本有效扩展,同时保持原有空间, SB 连接在 CPU 的前端。

    SB 1221 200KHZ数字量输入接线

    ① 仅支持源型输入

    SB 1222 200KHZ数字量输出接线

    ① 对于源型输出将负载连接到“-”端(如图示);对于漏型输出将负载连接到“+”端

    SB 1223 200KHZ数字量输入/输出接线

    ① 仅支持源型输入

    ② 对于源型输出将负载连接到“-”端(如图示);对于漏型输出将负载连接到“+”端

    SB 1223 数字量输入/输出接线

    ① 仅支持漏型输入

    源型/漏型输入接线说明

    支持源型输入的信号板:

    • 6ES7 221-3BD30-0XB0
    • 6ES7 221-3AD30-0XB0
    • 6ES7 223-3BD30-0XB0
    • 6ES7 223-3AD30-0XB0

    支持漏型输入的信号板:

    • 6ES7 223-0BD30-0XB0

    支持源型输入的信号模板:

    • 6ES7 221-1BF32-0XB0
    • 6ES7 221-1BH32-0XB0
    • 6ES7 223-1PH32-0XB0
    • 6ES7 223-1PL32-0XB0
    • 6ES7 223-1BH32-0XB0
    • 6ES7 223-1BL32-0XB0

    支持漏型输入的信号模板:

    • 6ES7 221-1BF32-0XB0
    • 6ES7 221-1BH32-0XB0
    • 6ES7 223-1PH32-0XB0
    • 6ES7 223-1PL32-0XB0
    • 6ES7 223-1BH32-0XB0
    • 6ES7 223-1BL32-0XB0

    可以参考 《 S7-1200 系统手册》

    数字量的输入信号类型总结:CPU 集成的输入点和信号模板的所有输入点都既支持漏型输入又支持源型输入,而信号板的输入点只支持源型输入或者漏型输入的一种

    漏型输入见模板接线图,源型输入接线参考下图。

    源型/漏型输出接线说明

    支持源型输出的信号板:

    • 6ES7 222-1AD30-0XB0
    • 6ES7 222-1BD30-0XB0
    • 6ES7 223-3AD30-0XB0
    • 6ES7 223-3BD30-0XB0
    • 6ES7 223-0BD30-0XB0

     注意:所有支持源型输出的晶体管输出信号模块都只支持源型输出,不支持漏型输出。

    支持漏型输出的信号板:

    • 6ES7 222-1AD30-0XB0
    • 6ES7 222-1BD30-0XB0
    • 6ES7 223-3AD30-0XB0
    • 6ES7 223-3BD30-0XB0

     注意:数字量的输出信号类型,只有 200 KHZ的信号板输出既支持漏型输出又支持源型输出,其他信号板、信号模块和 CPU 集成的晶体管输出都只支持源型输出。

    常见问题

     为何SM1223已连接,信号输出通道指示灯也亮,但无电压输出?

    答:S7-1200扩展模块输出通道指示灯电源由总线提供,但信号输出需要模块供电,正确接线方式如下图所示:

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