西门子6ES7193-6BP20-0BB0 PLC

西门子PLC虽然是在开关量控制的基础上发展起来的工业控制装置，但为了适应现代工业控制系统的需要，其功能在不断增强，第二代PLC就能实现模拟量控制。当今第四代PLC已增加了许多模拟量处理的功能，能胜任各种较为复杂的模拟控制，除具有较强的PID控制外，还具有各种各样的过程控制模块等。近年来PLC在模拟量控制系统中的应用也越来越广泛，已成功地应用于冶金、化工、机械等行业的模拟量控制系统中西门子6ES7193-6BP20-0BB0西门子6ES7193-6BP20-0BB0
   对于直流DC24V供电的PLC，原则上应采用稳压电源供电：至少应通过三相桥式整流、滤波后进行供电；一般不能使用仅通过单相桥式整流的直流电源直接对PLC进行供电。PLC输入电源要与设备直流动力电源、直流控制回路电源、直流输出电源分离配线，并具有独立的保护回路，在系绕组成较复杂时，应使用独立的稳压电源单独对PLC供电。当系统采用模块化结构时，电源模块的容量应保证满足PLC系统对电源容量的要求，电源模块的额定输出容量应大于系统中全部组成模块所消耗的功率总和，并且留有20%～30%的余量。2.1/0装置外部电源I/O外部电源是指用于PLC源输入模块、PLC输出模块、输入传感器（如接近开关等）、输出执行元件的电。
   继电器可以接直流24V30V或交流220V）。2.负载能力不同晶体管带负载的能力小于继电器带负载的能力，用晶体管时，有时候要加其他东西来带动大负载（如继电器，固态继电器等）。3.晶体管过载能力小于继电器过载的能力一般来说，存在冲击电流较大的情况时（例如灯泡、感性负载等），晶体管过载能力较小，需要降额更多。4.晶体管响应速度快于继电器继电器输出型原理是CPU驱动继电器线圈，令触点吸合，使外部电源通过闭合的触点驱动外部负载，其开路漏电流为零，响应时间慢（约10ms）。晶体管输出型原理是CPU通过光耦合使晶体管通断，以控制外部直流负载，响应时间快（约0.2ms甚至更小）。晶体管输出一般用于高速输出，如伺服／步进。
   在工业现场的干扰是错综复杂的，由来自控制现场如电动机的启动停止、大电流接触器的切换、可控硅的调相干扰、电弧电脉冲、电磁波等等复杂的干扰群，那纵向和横向电磁干扰是罗列不完。问题终综合反映在计数脉冲上，产生了寄生毛刺信号或寄生干扰脉冲，寄生毛刺脉冲如果没有得到有效的遏止整形。所以必然会导致PLC高速计数器的计数精度不稳定、不可靠、产生累计误差、经常会碰到偶发性的计数出错等一系列问题。所以许多部件在实验室做模拟试验时是完好无误的，而一旦到了工业现场却出现种种不正常的现象。这往往是因为忽略了系统设计的整体概念，各个系统与系统之间的不匹配所产生的系统性干扰。它会直接影响到PLC控制精度，使得原本为了提高控制精度而设置的功。
   可以与PLC基本电源共用，但回路中必须安装独立的保护器件（如断路器等）。⑤当用于PLC输入信号的外部电源独立设置时，此电源应在设备总电源接通后，立即投入工怍，以便PLC通过输入信号对设备的现行状态实施有效的监控。⑥用于PLC输出信号的外部电源，可以与输入电源共用或进行独立设置。对于组成复杂、执行元件较多的控制系统，可根据需要设置多个电源。⑦当PLC输出使用公用外部电源时，应根据输出对象的不同，分类设置多路保护（如断路器等），且每一类输出的电源接通次序应有所区别。设计应保证PLC的各类输出电源的通断，受强电控制回路“互锁"条件的约束与控制。⑧用于系统中的其他控制回路用电源，在电压相同时（如DC24V控制回路。
   如果装置间距较大，应采用串联一点接地方式。用一根大截面铜母线（或绝缘电缆）连接各装置的柜体中心接地点，然后将接地母线直接连接接地极。接地线采用截面大于20mm2的铜导线，总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地极的接地电阻小于2ω，接地极埋在距建筑物10～15m远处，而且plc系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地;不接地时，应在plc侧接地;信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地;多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理。选择适当的接地处单点接点。plc电源线、i/o电源线、输入、输出信号。

   共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。共模电压有时较大，是采用隔离性能差的配电器供电时，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130v以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些plc系统i/o模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流，亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换成共模干扰所形成的电压，这种电压叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。为了保证plc控制系统在工业环境中免受或减少内外上述电磁干。
   用于动作频率高的输出。5.在额定工作情况下，继电器有动作次数寿命，晶体管只有现场某一终端需测控开关输入信号12路，开关输出信号14路，模拟量输入信号9路。因此，我们选用S7-214基本单元，一块继电器输出扩展单元（EM222），三块模拟输入扩展单元（EM231）。这样系统共有开关输入14路，开关量输出18路，模拟量输入信号9路，满足现场要求。通讯接口S7-214PLC基本单元提供一个RS-485接口，为了与无线信道的数传机（电源、Modem、进口电台三者合一）相连，我们专门设计了RS-485接口的Modem，并采用光电隔离，使二者在电气上独立，避免相互干扰，由于数传机发射时需要RTS信。
   瞬时值，累计流量等。流量计的通讯接口为RS485，采用的是ModbusRTU通讯协议。系统要求采集的部分数据如下图所示：系统实现：应用案例系统结构图根据现场需要监控流量计的参数情况，每台Modbus转PROFIBUSDP网关（PM-160）的Modbus/RS485端口允许连接6台流量计（6台流量计的RS485端口通过首尾连接的方法连接到PM-160的RS485端口上），现场18台流量计共使用了3台Modbus转PROFIBUSDP网关（PM-160）。在网关PM-160的配置软件PMG-123中配置Modbus读写命令及串口通信参数，在PLC的组态页面进行相关硬件组态和编程（根据网关PM-160对应的GSD文。
   继电器可以接直流24V30V或交流220V）。2.负载能力不同晶体管带负载的能力小于继电器带负载的能力，用晶体管时，有时候要加其他东西来带动大负载（如继电器，固态继电器等）。3.晶体管过载能力小于继电器过载的能力一般来说，存在冲击电流较大的情况时（例如灯泡、感性负载等），晶体管过载能力较小，需要降额更多。4.晶体管响应速度快于继电器继电器输出型原理是CPU驱动继电器线圈，令触点吸合，使外部电源通过闭合的触点驱动外部负载，其开路漏电流为零，响应时间慢（约10ms）。晶体管输出型原理是CPU通过光耦合使晶体管通断，以控制外部直流负载，响应时间快（约0.2ms甚至更小）。晶体管输出一般用于高速输出，如伺服／步进。
   若漏电流较大时，应考虑由此而产生的误动作，使plc输入信号不能关断。一般在plc输入端子上接一旁路电阻以减少输入阻抗。同样用双向可控硅为输出时，为避免漏电流等原因引起输出的元件关断不了，也可以在输出端并联一旁路电阻。（4）浪涌电压在控制器触点（开关量）输出的场合，不管控制器本身有无抗干扰措施，都应采用rc吸收（交流负载）或并接续流二级管（直流负载），以吸收感性负载产生的浪涌电压。（5）冲击电流用晶体管或双向可控硅输出模块驱动白炽灯之类的有较大电源负载时，为保护输出模块，应在plc输出端并接旁路电阻或与负载串联限流电阻。4.4电磁干扰的根据干扰模式的不同，plc控制系统的电磁干扰分为共模干扰和差模干。

   共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。共模电压有时较大，是采用隔离性能差的配电器供电时，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130v以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些plc系统i/o模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流，亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换成共模干扰所形成的电压，这种电压叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。为了保证plc控制系统在工业环境中免受或减少内外上述电磁干。
   可以与PLC的输入或输出电源共用，但必须安装有独立的保护元件依次类推。通过在PMG-123中配置的Modbus相关命令对应的Modbus从站寄存器地址数据都能够在PLC对应的I/O映射区地址中实现采集和监控。老化没有使用次数限制继电器是机械元件所以有动作寿命，晶体管是电子元件，只有老化，没有使用次数限制。继电器的每分钟开关次数也是有限制的，而晶体管则没有。晶体管也有大电流，如5A以上。是晶体管输出的当有后接继电器时，要注意继电器线圈极性（一般线圈上都接有保护二极管或指示灯），否则会烧坏晶体管。考虑各方面的因素，合理有效地干扰，对有些干扰情况还需做具体分析，本文仅对常用的硬件和软件抗干扰措施进行了探。
   却发挥不了本该提高精度的效果。即理论设计精度与实际得到的效果差距甚远。有时误认为PLC高速计数器质量有问题、编码器有故障、码盘线数还不够多。且没有找到问题的真迹源头在哪里而无从着手，也没有采取有效克服措施或者没有找到有效的克服干扰的方法。为此我们针对这些在国内电气系统、工业自动化控制系统普遍存在而又常见的有共性的问题，专门精心比照分析，研究了许多国外引进的大系统集成项目，自动化控制程度比较高的比较经典的控制系统时。发现有许多是常被我们设计师所忽略的细节，往往认为是“多余"的或者是认为可以“节省"开销的部件，似乎那些接口件去掉照样可以工作，有些部件当下去掉确实反映不出有无的变化和必要性。尤其是在当前市场竞争白日。

西门子可编程序控制器（plc）作为新一代的工业控制器，因其具有通用性好，实用性强，硬件配套齐全，编程方法简单易学等优点而广泛应用于电力、机械、纺织、电子、交通运输、石油化工等行业的自动化控制系统中。可编程控制器是专门为工业控制设计的，在设计和制造过程中厂家采取了多层次抗干扰措施，使系统能在恶劣的工业环境下与强电设备一起工作。运行的稳定性和可靠性很高，plc整机平均*工作时间高达几万小时。随着计算的发展，plc的功能也越来越强，使用越来越方便。但是，整机的可靠性高只是保证系统可靠工作的前提，还必须在设计和安装plc系统过程中采取相应的措施，才能保证系统可靠工作。如果plc的工作环境过于恶劣，如温度过高、湿度过大、振动和冲击过强，以及电磁干扰严重或安装使用不当等，都会直接影响plc的正常、、可靠的运行，
   出现输入、输出控制紊乱。空中干扰主要以电磁感应、静电感应形式使plc的cpu出现误操作。4硬件抗干扰措施4.1电源干扰的plc系统电源必须要与整个供电系统的动力电源分开，一般在进入plc系统之间加屏蔽隔离变压器。屏蔽隔离变压器的次级侧至plc系统间必须采用不小于2mm2的双绞线。屏蔽体一般位于二次侧两线圈之间并与大地连接，这样就可消除线圈间的直接耦合。另外，电源谐波比较严重时，可在隔离稳压器前面加滤波器来消除电源的大部分谐波。必要时可在供电的电源线路上接入低通滤波器，以便滤去高频干扰信号。滤波器应放在隔离变压器之前，即先滤波后隔离。分离供电系统，将控制器、i/o通道和其它设备的供电采用各自的隔离变压器分离开。
   而RS-485接口又不提供RTS信号，解决西门子6ES7193-6BP40-0DA1西门子6ES7193-6BP40-0DA1

强大：
杰出的系统性能，可实现短响应时间和控制质量
技术集成可确保通过运动控制功能和 PROFIdrive 实现*的驱动集成
信息安全集成的全面整合地保障您的投资
高效：
创新设计和简单操作可实现极其简单的操作、调试以及安全的运行
集成式系统诊断使设备状态*透明，且能够自动生成并统一显示设备状态
TIA 博途 限度地提高工程组态效率，降低项目成本

SIMATIC S7-1500 – 提升生产力和生产效率

新型的 SIMATIC S7-1500 控制器除了包含多种创新技术之外，还设定了新标准，提高生产效率。无论是小型设备还是对速度和准确性要求较高的复杂设备装置，都一一适用。SIMATIC S7-1500 无缝集成到 TIA 博途中，提高了工程组态的效率。

SIMATIC S7-1500 系统概述

SIMATIC S7-1500 – 提升生产力和生产效率

新型的 SIMATIC S7-1500 控制器除了包含多种创新技术之外，还设定了新标准，提高生产效率。无论是小型设备还是对速度和准确性要求较高的复杂设备装置，都一一适用。SIMATIC S7-1500 无缝集成到 TIA 博途中，提高了工程组态的效率。

SIMATIC S7-1500 采用模块化结构，各种功能皆具有可扩展性。
每个控制器中都包含有以下组件：

• 一个处理器 (CPU)，用于执行用户程序

• 一个或多个电源

• 信号模块，用作输入/输出

• 以及相应的工艺模块和通信模块。

性能

没有快，只有更快！SIMATIC S7-1500 的系统性能缩短了系统响应时间，进而优化了控制质量并提高了系统性能。

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处理速度

SIMATIC S7-1500 的信号处理速度更为快速，缩短系统响应时间，进而提高了生产效率。

技术集成

SIMATIC S7-1500 中可将运动控制功能直接集成到 PLC 中，而无需使用其它模块。通过 PLCopen 技术，控制器可使用标准组件连接支持 PROFIdrive 的各种驱动装置。

此外，SIMATIC S7-1500 还支持所有 CPU 变量的 TRACE 功能，提高了调试效率的同时优化了驱动和控制器的性能。

TRACE 功能

TRACE 功能适用于所有 CPU，不仅增强了用户程序和运动控制应用诊断的准确性，同时还优化了驱动装置的性能。

运动控制功能

通过运动控制功能可连接各种模拟量驱动装置以及支持 PROFIdrive 的驱动装置。同时该功能还支持转速轴和定位轴。

信息安全集成

SIMATIC S7-1500 中提供一种更为全面的安全保护机制，包括级别、模块保护以及通信的完整性等各个方面。

“信息安全集成"机制除了可以确保投资安全，而且还可持续提高系统的可用性。

设计与操作

SIMATIC S7-1500 中包含有诸多新特性，地确保了工程组态的高效性和可用性。

内置 CPU 显示屏

可快速访问各种文本信息和详细的诊断信息，以提高设备的可用性同时也便于全面了解工厂的所有信息。

标准前连接器

标准化的前连接器不仅简化了电缆的接线操作，同时还节省了更多的接线时间。

集成短接片

通过集成短接片的连接，可以更为灵活便捷地建立电位组。

集成 DIN 导轨

可快速便捷地安装自动断路器、继电器之类的其它组件。

灵活电缆存放方式

凭借两个预先设计的电缆定位槽装置，即使存放粗型电缆，也可以轻松地关闭模块前盖板。

预接线位置

通过带有定位功能的转向布线系统，无论是初次布线还是重新连接，都非常快速便捷。

集成的屏蔽夹

对模拟量信号进行适当屏蔽，可确保高质量地识别信号并有效防止外部电磁干扰。同时，使用插入式接线端子，无需借助任何工具既可实现快速安装。

可扩展性

灵活的可组装性以及向上兼容性，便于系统的快速扩展，从而在上确保了投资回报和投资安全性。

集成系统诊断

SIMATIC S7-1500 中集成有诊断功能，无需再进行额外编程。统一的显示机制可将故障信息以文本方式显示在 TIA 博途、HMI、Web server和 CPU 的显示屏上。

一键生成诊断信息

只需简单一击，无需额外编程操作，既可生成系统诊断信息。整个系统中集成有包含软硬件在内的所有诊断信息。

统一的显示机制

无论是在本地还是通过 Web 远程访问，文本信息和诊断信息的显示都*相同，从而确保所有层级上的投资安全。

接线端子 / LED 标签的 1:1 分配

在测试、调试、诊断和操作过程中，通过对端子和标签进行快速便捷的显示分配，节省了大量操作时间。

通道级的显示机制

发生故障时，可快速准确地识别受影响的通道，从而缩短了停机时间，并提高了工厂设备的可用性。

TRACE 功能

TRACE 功能适用于所有 CPU，不仅增强了用户程序和运动控制应用诊断的准确性，同时还优化了驱动装置的性能。

SIMATIC S7-1500 CPU

一般信息

处理单元 (CPU) 是 SIMATIC S7-1500 的核心组件。它们除了可以执行用户程序，还可用于连接控制器和其它自动化组件。

*发布的产品中包含以下三种 CPU：

CPU-1511-1 PN 适用于中小型应用

CPU-1513-1 PN 适用于大中型应用

CPU-1516-3 PN/DP 适用于要求较高的大型应用和其它通信任务

特性和客户收益

凭借各种创新技术，SIMATIC S7-1500 的 CPU 地提升了生产力和生产效率。该系列 CPU 的硬件设计紧凑。组件和模块高度集成、通用性强，不仅节省了机柜空间，同时还降低了备件的库存费用。

性能

• 机器的响应时间降至低，提升了生产效率（控制质量）

• 缩短了循环时间，提高了生产效率

• 相同的循环时间内可执行更多程序

显示调试和诊断信息

• 主机架模块和分布式模块中统一使用纯文本诊断信息，缩短了停机时间

• 可直接使用用户特定的网络设置，无需进行现场编程

• 支持在操作过程中对显示屏进行热插拔操作

• 可通过 TIA 博途设置显示屏操作密码

• 使用寿命更长，运行时间长达 50,000 小时

每个 CPU 上都支持 PROFINET 标准

• PN IRT (V2.2) 可确保的响应时间以及工厂设备的高精度操作

• CPU 上附带的以太网接口，便于集成到工厂网络中

• Web server，可快速浏览服务和诊断信息

创新的存储机制

• 充足的存储空间，可用于各行业的所有应用

• 灵活的存储卡机制，适合各种项目规模

• 较大的存储空间：支持高达 2 GB 的存储卡，可存储项目数据、归档、配方和相关文档

• 优化后的数据模块，可精确选择剩余存储空间中的数据。

优化的诊断机制

• 通过对 STEP 7、HMI、Web server、CPU 显示屏中数据的统一显示，实现了高效的故障分析

• 统一集成的系统诊断功能，即便增加机器设备数量，也无需额外进行项目规划

• 即便 CPU 处于 STOP 模式，也不会丢失系统错误消息

信息安全集成

• 通过控制器安全级别的保护机制，提高了系统安全，防止通过 HMI 进行未经的访问

• 通过对组件和程序进行信息安全保护，增强投资保护力度

• 对项目规划数据、固件文件以及安全通信进行完整性和机密性保护，提高了设备的可用性

S7-1500 信号模块

一般信息

信号模块或 I/O 设备组件将控制器和过程连接在一起。控制单元通过相连的传感器记录当前过程状态，并对执行器发出相应的响应。

通过数字量模块和模拟量模块，可以准确便捷地输入/输出特定任务所需的数据。这些模块既可以直接在 CPU 中进行集中式处理，也可以通过 ET200MP I/O 系统进行分布式处理。

特性和客户收益
与S7-1500 CPU 类似，信号模块同样可以地提升生产力和生产效率。的系统性能可确保短的响应时间。创新的操作机制可确保安装过程快速、可靠且无任何故障。

模块具有高度可扩展性，可根据客户需求量身定制，降低了成本的同时还提高了生产效率

• 模块可以具有不同的通道数量和功能

• 集成更多功能，实现紧凑设计，减少了变量的使用

• U 型连接器，可自行连接背板总线

• 节省了安装空间，安装导轨上可安装更多组件

系统性能，实现快速处理并确保控制质量

• 采用 PROFINET IRT 进行循环同步操作，短循环时间降至 250 μs

• 数字量输入模块，具有 50 μs 的超短输入延时

• 模拟量模块，8 通道转换时间低至 125 μs

• 多功能模拟量输入模块，具有自动线性化特性，适用于温度测量和限值监测

增强了各种功能，通过 PROFINET IO 统一进行高效诊断

• 通道级诊断消息，支持快速故障修复

• 可读取电子识别码，快速识别所有组件

智能化的产品设计，降低了机柜组装成本

• 所有模块都可以在 ET200MP I/O 系统中集中和分布使用

• 统一采用 40 针前连接器，适用于所有模块

• 同一引脚上的信号相同。即，电路图中宏指令创建后，即可无限次重复使用，从而避免了接线错误

• 集成短接片，简化了接线操作

• 可扩展的电缆存放机制，为使用厚绝缘层的导线节省了更多空间

• 预先设计的电缆定位槽可在进行电气连接之前实现直接预接线

• 采用机械式插头连接器编码模式，可防止插入错误和模块连接错误

• 印刷电路接线图，无需参考文档即可直接进行连接

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坚固的设计确保设备无错运行

• 集成电子屏蔽功能

SIMATIC S7-1500 工艺模块

一般信息
工艺模块中具有硬件级的信号处理功能，可对各种传感器进行快速计数、测量和位置记录。
SIMATIC S7-1500 CPU 中已集成有运动控制和高速计数器之类的工艺功能，可通过 STEP 7 进行操作。

特性和客户收益

• 在高速计数和测量任务中，可快速进行信号预处理

• 可接入定位增量式编码器和 SSI 值编码器

• SIMATIC STEP 7 V12 中集成有直观高效的用户组态界面

• 采用工艺对象，提高了编程效率

• 对内部/外部结果和计数器值采用不同的过程报警，实现快速响应

• CPU 处于 STOP 模式下，也可对模块操作进行组态

• 可在 S7-1500 CPU 中集中操作，也可在 ET 200MP I/O 系统中进行分布式操作

S7-1500 通信

一般信息

集成有各种接口，可通过 PROFINET 和 PROFIBUS DP 进行通信。S7-1500 的通信模块增加一些额外的通信功能或者更多接口，从而提升模块的通信能力。

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特性和客户收益

通信模块提高了 SIMATIC S7-1500 自动化解决方案的灵活性和功能性。

同时通过连接企业管理级，使用更多的接口可构建更为复杂的自动化架构或进行过程优化。串行接口可用于连接一个条形码读卡器或 RFID 读卡器，实现非接触式数据传输。

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CM PtP: 通过点到点连接实现串行通信

4 种通信模块，可通过串行接口连接自动化组件。

• 可连接旧系统和外部系统

• 可连接数据读卡器或特殊传感器

• 可集中使用，也可在分布式 ET 200MP I/O 系统中使用

• 带有各种物理接口，如 RS232、RS422 或者 RS485

• 可预定义各种协议，如 3964(R)、Modbus RTU 或 USS

• 可使用基于 Freeport 的应用特定协议 (ASCII)

• 所有模块使用统一的编程接口

• 诊断报警可用于简单故障修复

具体订货型号及说明：