西門子CPU319-3PN/DP可編程控制器

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上海晉營自動化科技有限公司

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		6ES7305-1BA80-0AA0 SIMATIC S7-300 OUTDOOR 調(diào)節(jié)電源 PS305 輸入：DC 24-110 V 輸出：DC 24 V/2 A	顯示價格
		6ES7307-1BA01-0AA0 SIMATIC S7-300 調(diào)節(jié)電源 PS307 輸入：AC 120/230 V 輸出：DC 24 V/2 A	顯示價格
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西門子CPU319-3PN/DP可編程控制器
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用戶程序執(zhí)行在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。

工作原理當(dāng)PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。    電 話：（同號）

S7-1200信號模塊

        信號模塊可以連接到CPU的右側(cè)，進一步擴展數(shù)字或模擬輸入/輸出能力。CPU 1212C接受兩個，CPU1214C接受八個信號模塊。

       大量不同的數(shù)字量和模擬量模塊可精確提供每種任務(wù)所需的輸入/輸出。數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)目、電壓和電流范圍、隔離、診斷和報警功能等方面有所不同。 對于在此列舉的所有模塊系列，SIPLUS 部件也可應(yīng)用在擴展溫度范圍 -25 - +60℃ 以及腐蝕性環(huán)境/冷凝環(huán)境中。

通過增加一個信號板，可以在控制器上增加數(shù)字或模擬I/O來滿足您的需求。

博大精深 同心致遠(yuǎn)

支持中國轉(zhuǎn)型升級，讓關(guān)鍵所在，逐一實現(xiàn)

中國已進入了經(jīng)濟“新常態(tài)”格局，企業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時刻。西門子以客戶面臨的挑戰(zhàn)為驅(qū)動力，憑借的工程技術(shù)與創(chuàng)新能力，以先的電氣化、自動化和數(shù)字化產(chǎn)品，解決方案和服務(wù)，為客戶帶來更大價值——更強的靈活性，更高的效率，更快的上市時間，實現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。我們將這種力量稱之為“博大精深，同心致遠(yuǎn)”。

西門子植根中國，與廣大客戶和員工一起，專注于可持續(xù)能源，*制造，基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域的創(chuàng)新工程技術(shù)應(yīng)用，是值得信賴的合作伙伴。 這正是“博大精深， 同心致遠(yuǎn)”。

制造業(yè)作為中國zui重要的經(jīng)濟支柱，正在面臨著*的挑戰(zhàn)，例如：如何縮短產(chǎn)品上市時間、提高生產(chǎn)效率、以及大規(guī)模的生產(chǎn)如何能夠兼顧價格和個性化的產(chǎn)品等。我們憑借創(chuàng)新技術(shù)，硬件軟件無縫集成，并可基于數(shù)據(jù)分析進行服務(wù)，確保生產(chǎn)過程更加靈活、高效，且縮短產(chǎn)品上市時間。同時，與*合作，培養(yǎng)新一代創(chuàng)新型工程人才，推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

中國城市化趨勢不僅需要不斷的基礎(chǔ)設(shè)施投資，更加需要為其注入數(shù)字化智慧，從而實現(xiàn)現(xiàn)代化城市的高效管理。全面提高城市韌性，以確?，F(xiàn)代城市管理具有高效率和競爭力。在城市基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，我們以近百年的交通管理經(jīng)驗及遍及的成功案例，幫助城市建立了智能交通管理系統(tǒng)和交通信息管理平臺，為管理者提供數(shù)據(jù)和建議，更讓市民便捷出行，暢享宜居生活。

中國是世界上zui大的能源消費國，并且隨著經(jīng)濟的增長，對能源的需求將持續(xù)飆升，能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也日漸復(fù)雜，給環(huán)境帶來巨大壓力。這就需要建設(shè)可持續(xù)的能源系統(tǒng)。通過為超高層建筑提供智能樓宇系統(tǒng)和能源管理解決方案，能夠保證成千上萬在這些建筑中生活，休閑，工作的人們的舒適與安全。

數(shù)字化對制造業(yè)影響巨大。通過貫穿產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和供應(yīng)鏈的數(shù)據(jù)整合，離散工業(yè)和過程工業(yè)都獲益良多，從而幫助制造企業(yè)靈活應(yīng)對客戶的多樣化需求。

滿足不同客戶需求，助力中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型

中國自改革開放以來，迅速崛起為制造業(yè)的翹楚。經(jīng)過三十年的發(fā)展，現(xiàn)如今體量巨大的制造業(yè)也面臨眾多挑戰(zhàn)。例如勞動力和原材料成本的升高、外匯變化造成的出口壓力、產(chǎn)能過剩、環(huán)境污染等等。

中國制造業(yè)要提高在的競爭力，就需要以更好的質(zhì)量、更高的生產(chǎn)和能源效率、更大的靈活性、更快的創(chuàng)新來應(yīng)對多變的市場需求。西門子將創(chuàng)新技術(shù)貫穿于完整的供應(yīng)鏈，實現(xiàn)硬件軟件無縫集成，并結(jié)合在工業(yè)、自動化、流程及軟件和數(shù)據(jù)分析方面的專業(yè)知識與經(jīng)驗，提供全面服務(wù)，確?？蛻舻纳a(chǎn)過程更加靈活、高效，并縮短產(chǎn)品上市時間。

面向即將到來的工業(yè)4.0時代，人是整個價值鏈的關(guān)鍵，勞動力將被從基礎(chǔ)勞動中解放出來，投入到更有價值的創(chuàng)新、規(guī)劃、協(xié)調(diào)工作當(dāng)中去。西門子作為一個負(fù)責(zé)任的企業(yè)公民，十余年來，一直致力于將德國*的工程人才培養(yǎng)經(jīng)驗介紹到中國，攜手*、全國高校和職業(yè)院校，推出了一系列人才發(fā)展計劃，培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才，助力中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

• 比較簡單的實現(xiàn)PID閉環(huán)控制的方法PID控制的難點在于整定控制器的參數(shù)。為了學(xué)習(xí)整定PID控制器參數(shù)的方法，必須做閉環(huán)實驗，開環(huán)運行PID程序沒有任何意義。用硬件組成一個閉環(huán)需要PLC的CPU模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊，此外還需要被控對象、檢測元件、變送器和執(zhí)行機構(gòu)。例如可以用電熱水壺作為被控對象，用熱電阻檢測溫度，用溫度變送器將溫度轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓，用移相控制的交流固態(tài)調(diào)壓器作執(zhí)行機構(gòu)。 有沒有比較簡單的實現(xiàn)PID閉環(huán)控制的方法呢？ 在控制理論中，用傳遞函數(shù)來描述被控對象、檢測元件、執(zhí)行機構(gòu)和PID控制器。 被控對象一般是串聯(lián)的慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的組合。在實驗室可以用以運算放大器為核心的模擬電路來模擬廣義的被控對象（包括檢測元件和執(zhí)行機構(gòu)）的傳遞函數(shù)。我曾將這種運放電路用于S7-200和S7-1200的PID參數(shù)自動調(diào)節(jié)實驗。 用運算放大器模擬被控對象一般需要做印刷電路板，還是比較麻煩。有沒有更簡單的方法呢？ 除了用運算放大器來模擬被控對象的傳遞函數(shù)，也可以用PLC的程序來模擬。為此我編寫了用來模擬被控對象的S7-200的子程序，它也可以用于S7-200 SMART。使用模擬的被控對象的PID閉環(huán)示意圖如下圖所示，虛線右邊是被控對象，DISV是系統(tǒng)的擾動輸入值。虛線左邊是PLC的PID控制程序。  被控對象的數(shù)學(xué)模型為3個串聯(lián)的慣性環(huán)節(jié)，其增益為GAIN，3個慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)分別為TIM1～TIM3。其傳遞函數(shù)為 數(shù)學(xué)模型為3個串聯(lián)的慣性環(huán)節(jié) 分母中的“s”為自動控制理論中拉普拉斯變換的拉普拉斯算子。將某一時間常數(shù)設(shè)為0，可以減少慣性環(huán)節(jié)的個數(shù)。圖中被控對象的輸入值INV是PID控制器的輸出值。被控對象的輸出值OUTV作為PID控制器的過程變量（反饋值）PV。 下圖是模擬被控對象的子程序，實際上只用了兩個慣性環(huán)節(jié)，其時間常數(shù)分別為5000ms和2000ms。用與PID的采樣周期相同的定時中斷時間間隔來調(diào)用這個子程序。 圖中被控對象的輸入值INV是PID控制器的輸出值 下圖是用來監(jiān)視PID回路運行情況的STEP 7-Micro/WIN的PID調(diào)節(jié)控制面板，可以用它進行PID參數(shù)自整定或手動調(diào)節(jié)PID參數(shù)的實驗。標(biāo)有PV（即被控量）的是過程變量的階躍響應(yīng)曲線。

  概述

  穩(wěn)壓直流電源具有電子控制電路，可以維持輸出直流電壓在一個特定的值，盡可能減少波動。特定功能區(qū)域可以電子補償例如輸入電壓變化或者輸出端負(fù)荷變化的影響。

  穩(wěn)壓直流電源輸出電壓的紋波處于毫伏級，且主要取決于輸出端的負(fù)荷。

  穩(wěn)壓直流電源的設(shè)計可以采用不同的工作原理。zui常見的電路類型有：

• 線性穩(wěn)壓電源
• 磁穩(wěn)壓器
• 次級脈沖開關(guān)式電源
• 初級脈沖開關(guān)式電源

• 適用于特定應(yīng)用實例的zui適原理將主要地取決于應(yīng)用。其目標(biāo)為特定負(fù)荷產(chǎn)后直流供電電壓，且成本盡可能地低，精確度盡可能地高。

  進行同相位調(diào)節(jié)的電源

  

  方框圖 進行同相位調(diào)節(jié)的變壓器

  帶有同相位調(diào)節(jié)的變壓器按常規(guī)原理運行。其供電采用交流供電系統(tǒng)供電（單相、兩相或者三相供電）。

  使用變壓器進行轉(zhuǎn)換，以獲得所需次級電壓。

  經(jīng)整流和濾波的二次側(cè)電壓在整流階段轉(zhuǎn)換為輸出穩(wěn)定的電壓。調(diào)整區(qū)包括一個末控制元件和一個控制放大器。穩(wěn)定輸出電壓和過濾電容處的非穩(wěn)定電壓之間的差值轉(zhuǎn)變成了末控制元件的熱損。此處，末控制元件的功能就像一個快速可調(diào)電阻。無論哪種情況所導(dǎo)致的熱損，都是由末控制元件上的輸出電流和壓降所產(chǎn)生。

  該系統(tǒng)適應(yīng)性*。即使沒有其他調(diào)整，也可提供幾個輸出電壓。在多輸出的情況下，單個二次側(cè)電路一般分別由輸入變壓器的二次側(cè)繞組產(chǎn)生。某些應(yīng)用，僅能根據(jù)該電路原理解決。尤其是需要具備高調(diào)節(jié)精度、小殘余紋波和快補償時間的情況。

  然而，其效率比較低，重量和體積也很大。因此，帶同相位調(diào)節(jié)的變壓器只是一種較低特定功率下的經(jīng)濟替代方案。

  優(yōu)點：

• 電路原理簡單、可靠
• 具備良好直至的控制特性
• 快速補償時間

• 缺點：

• 因帶有 50 Hz 變壓器，重量相對較高，體積較大
• 效率低，散熱存在問題
• 存儲時間低

• 電磁式穩(wěn)壓器

  

  磁穩(wěn)定器的方框圖

  完整的變壓器包括兩個部分。所謂的“鐵共振器”和一個串聯(lián)式輔助調(diào)節(jié)器。由于氣隙，電磁式穩(wěn)壓器的輸入線圈和振蕩線圈的去耦作用*。電磁式穩(wěn)壓器可以提供穩(wěn)定性能良好的交流電壓。它利用了整流和濾波。變壓器自身工作于飽和區(qū)域。

  鐵磁諧振器常常帶有一個在下游連接的同相位調(diào)節(jié)變壓器以提高控制精度。下游還常常連接次級脈沖開關(guān)式調(diào)節(jié)器。

  磁穩(wěn)壓器技術(shù)可靠且堅固耐用，但其也是大容量、笨重且相對較貴。

  優(yōu)點：

• 良好到優(yōu)異控制特性，并在下游位置連接可進行同相位調(diào)節(jié)的變壓器
• 效率比只帶同相位調(diào)節(jié)的變壓器顯著提高

• 缺點：

• 鐵共振器的性能取決于頻率
• 電源因帶有磁性部件體積和重量都較大

• 次級脈沖開關(guān)式電源：

  

  次級脈沖式開關(guān)電源的方框圖

  這里，采用 50 Hz 變壓器，實現(xiàn)與供電設(shè)施的隔離。經(jīng)整流和濾波后，通過位于濾波和存儲回路之間的開關(guān)管上流經(jīng)的脈沖將電能以開關(guān)方式送至輸出端。由于輸入側(cè)的變壓器可作為一個很好的濾波器，線路的污染很低。
  該電路的效率*。

  對于具備大量輸出，且輸出電壓各不相同的電源，該設(shè)計具有許多優(yōu)點。

  然而為了保護連接的負(fù)載，必須非常小心，在開關(guān)晶體管損壞的情況下，濾波電容器的*非穩(wěn)壓的直流電壓將適用于輸出。不過在線性穩(wěn)壓電源中，這種危險依然存在。

  優(yōu)點：

• 設(shè)計簡單，效率高
• 使用多個次級線圈，可以方便地實現(xiàn)多個彼此之間相互電氣隔離的輸出
• 與初級脈沖式開關(guān)電源相比，干擾問題更少

• 缺點：

• 采用 50 Hz 變壓器，電源體積相對較大，重量較重
• 輸出紋濾（毛刺）與初級脈沖式開關(guān)電源差不多。

• 

  單端正激變換器的方框圖

  初級開關(guān)式穩(wěn)穩(wěn)壓電源可以采用許多不同的電路類型。zui有價值的基本電路有單端正激變換器、反激變換器、半橋變換器、全橋變換器、推挽變換器和諧振變換器。

  主要開關(guān)模式調(diào)節(jié)器的總體運行原理顯示在單端前向轉(zhuǎn)換器的框圖中。

  非穩(wěn)壓的供電電壓首先被整流和過濾。直流連接回路電容的容量決定了輸入電壓發(fā)生故障時電源的存儲時間。輸入為 230 V 時，直流連接回路的電壓約為 320 VDC。接下來，將該直流電壓輸入單端變換器，借助脈寬調(diào)節(jié)器，以較高的開關(guān)頻率，由變壓器將初級電能轉(zhuǎn)換至次級一側(cè)。開關(guān)管工作于開關(guān)狀態(tài)時，功耗很低，因此，取取決于輸入電壓和電流的不同，功率平衡度將會在 70% 與 90% 之間。

  由于轉(zhuǎn)換頻率高，變壓器的容量必50 Hz變壓器小，因為考慮到轉(zhuǎn)換頻率越高，變壓器的尺寸就越小。使用現(xiàn)代半導(dǎo)體，可以達(dá)到100kHz及以上的時鐘頻率。然而，在*的時鐘頻率下，轉(zhuǎn)換損失升高，因此在每種情況下，都必須在高效率和zui大可能時鐘頻率之間折衷。在絕大多數(shù)應(yīng)用中，時鐘頻率在約20 kHz到250 kHz的范圍內(nèi)，取決于輸出功率的大小。

  次級線圈的電壓經(jīng)過了整流和濾波處理。通過光耦合器，將系統(tǒng)輸出端的偏差反饋至初級回路?？刂泼}沖寬度（控制開關(guān)管的相位），可以將所需電能傳輸至次級回路，并調(diào)節(jié)輸出電壓。在開關(guān)管的非導(dǎo)電相期間，通過輔助線圈，變壓器被退磁。傳輸?shù)碾娔苷门c輸出端所消耗的電能等量。這些電路的脈沖占空比的zui大脈沖寬度小于50%。

  優(yōu)點：

• 采用高工作效率，故電磁部件（變壓器、存儲電抗器、過濾器）較小
• 得益于脈寬調(diào)節(jié)功能，可工作于高效率
• 設(shè)備單元結(jié)構(gòu)緊湊
• 在千瓦級，無需強制風(fēng)冷
• 在提高直流線路容量造成電源損壞的情況下，可能發(fā)生多次存儲。
• 可實現(xiàn)寬輸入電壓范圍

• 缺點：

• 高電路成本，多個活動的元件
• 干擾抑制的高成本
• 機械設(shè)計必須符合 HF 標(biāo)準(zhǔn)

• 近年來，初級開關(guān)電源已取代了其他開關(guān)式電源。原因是它們的結(jié)構(gòu)十分緊湊，重量很小，效率很高，并具有突出的性價比。

  初級脈沖開關(guān)式電源：

  在文獻中常常使用的術(shù)語為 SMPS(開關(guān)電源)或者初級開關(guān)式穩(wěn)壓器。