西門子電源模塊6EP1334-3BA10

中央控制單元 ccu(central control unit type 3)
                    
　　ccu是整個(gè)系統(tǒng)的核心單元，機(jī)車的控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視由ccu實(shí)施和控制。hxd1機(jī)車的ccu采用type 3型32位微處理器，由網(wǎng)關(guān)gateway、中央處理器cpu、mvb32－4、電源組成可以實(shí)現(xiàn)2臺(tái)(4節(jié))機(jī)車的重聯(lián)。ccu采用冗余設(shè)計(jì)，每節(jié)車有2個(gè)ccu，一個(gè)主ccu，另一個(gè)為從ccu，結(jié)構(gòu)功能*相同，一個(gè)故障后另一個(gè)可以繼續(xù)工作，不影響機(jī)車正常運(yùn)行。
                    
　　ccu的主要功能是為本節(jié)機(jī)車參數(shù)設(shè)置存儲(chǔ)、本節(jié)機(jī)車事件記錄、重聯(lián)機(jī)車事件顯示、整車通訊檢測(cè)、通過rs232接口讀或轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并且作為機(jī)車中央控制單元系統(tǒng)軟件上載的輸入端口。
            
　　3.2 牽引控制單元 tcu(traction control unit)
                    
　　tcu是機(jī)車牽引的核心控制單元，由中央處理器模塊、存儲(chǔ)器模塊、斬波器控制模塊、數(shù)字接口模塊、數(shù)字輸入/輸出模塊、模擬接口模塊、控制系統(tǒng)檢測(cè)模塊、列車控制信號(hào)輸入變換模塊、數(shù)字信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換模塊、接觸器驅(qū)動(dòng)模塊、igbt觸發(fā)模塊、啟動(dòng)單元等組成。其作用是控制和調(diào)節(jié)機(jī)車牽引、再生制動(dòng)，從電氣上實(shí)現(xiàn)防空轉(zhuǎn)/滑行保護(hù)，并且實(shí)現(xiàn)了開閉環(huán)控制、速度頻率同步、故障處理與監(jiān)測(cè)等功能。

電氣與電子工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

多種性能等級(jí)的 CPU，具有用戶友好功能的全系列模塊，可允許用戶根據(jù)不同的應(yīng)用選取相應(yīng)模塊。任務(wù)擴(kuò)展時(shí)，可通過使用附加模塊隨時(shí)對(duì)控制器進(jìn)行升級(jí)。

西門子 S7-300 是一個(gè)通用的控制器：

具有高電磁兼容性和抗震性，可大限度地用于工業(yè)領(lǐng)域。

S7-300自動(dòng)化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨(dú)立地組合使用。

一個(gè)系統(tǒng)包含下列組件：

CPU：
不同的 CPU 可用于不同的性能范圍，包括具有集成 I/O 和對(duì)應(yīng)功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口的 CPU。

用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號(hào)模塊 (SM)。

用于連接總線和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的通信處理器 (CP)。

用于高速計(jì)數(shù)、定位（開環(huán)/閉環(huán)）及 PID 控制的功能模塊（FM）。

根據(jù)要求，也可使用下列模塊：

用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源的負(fù)載電源模塊(PS)。

接口模塊 (IM)，用于多層配置時(shí)連接中央控制器 (CC) 和擴(kuò)展裝置 (EU)。
通過分布式中央控制器 (CC) 和 3 個(gè)擴(kuò)展裝置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多達(dá) 32 個(gè)模塊。所有模塊均在外殼中運(yùn)行，并且無需風(fēng)扇。

SIPLUS 模塊可用于擴(kuò)展的環(huán)境條件：
適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結(jié)露以及有霧的環(huán)境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護(hù)等級(jí)為 IP20 機(jī)柜內(nèi)使用時(shí)，可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調(diào)節(jié)的機(jī)柜和 IP65 外殼。

設(shè)計(jì)西門子模擬量輸入模塊(2路，多種信號(hào))

簡單的結(jié)構(gòu)使得 S7-300 使用靈活且易于維護(hù)：

安裝模塊：
只需簡單地將模塊掛在安裝導(dǎo)軌上，轉(zhuǎn)動(dòng)到位然后鎖緊螺釘。

集成的背板總線： 
背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。

模塊采用機(jī)械編碼，更換極為容易：
更換模塊時(shí)，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機(jī)構(gòu)，可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯(cuò)插到其他的模塊上。

現(xiàn)場(chǎng)證明可靠的連接：
對(duì)于信號(hào)模塊，可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。

TOP 連接：
為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統(tǒng)提供預(yù)組裝接線另外還可直接在信號(hào)模塊上接線。

規(guī)定的安裝深度：
所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有前蓋保護(hù)。因此，所有模塊應(yīng)有明確的安裝深度。

無插槽規(guī)則:
信號(hào)模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。

擴(kuò)展

若用戶的自動(dòng)化任務(wù)需要 8 個(gè)以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時(shí)，則可對(duì) S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進(jìn)行擴(kuò)展：

中央控制器和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架多可連接32個(gè)模塊：
總共可將 3 個(gè)擴(kuò)展裝置（EU）連接到中央控制器（CC）。每個(gè) CC/EU 可以連接八個(gè)模塊。

通過接口模板連接：
每個(gè) CC / EU 都有自己的接口模塊。在中央控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中，并自動(dòng)處理與擴(kuò)展裝置的通信。

通過 IM 365 擴(kuò)展：
1 個(gè)擴(kuò)展裝置遠(yuǎn)擴(kuò)展距離為 1 米；電源電壓也通過擴(kuò)展裝置提供。

通過 IM 360/361 擴(kuò)展：
3 個(gè)擴(kuò)展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的遠(yuǎn)距離為 10m。

單獨(dú)安裝：
對(duì)于單獨(dú)的 CC/EU，也能夠以更遠(yuǎn)的距離安裝。兩個(gè)相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長達(dá) 10m。

靈活的安裝選項(xiàng)：
CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以大限度滿足空間要求。

通信

S7-300 具有不同的通信接口：

連接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)的通信處理器。

用于點(diǎn)到點(diǎn)連接的通信處理器

多點(diǎn)接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
是一種經(jīng)濟(jì)有效的方案，可以同時(shí)連接編程器/PC、人機(jī)界面系統(tǒng)和其它的 SIMATIC S7/C7 自動(dòng)化系統(tǒng)

模擬量輸出模塊用于從PLC向過程變量輸出模擬量信號(hào)。適用于連接模擬量執(zhí)行器。

模擬量輸出模塊將控制器的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成過程所需的模擬量信號(hào)（電流或電壓）。

該模塊具有如下特點(diǎn)：

分辨率：12 ~ 15 位

多種電壓和電流范圍：
使用參數(shù)賦值軟件可以對(duì)每個(gè)通道進(jìn)行單獨(dú)的量程設(shè)置。

中斷能力：
出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，模塊將診斷中斷發(fā)送到控制器的 CPU。

診斷：
該模塊將綜合診斷信息發(fā)送到 CPU。

DI（Digital Input）開關(guān)量輸入，     亦稱數(shù)字量輸入。以開關(guān)狀態(tài)為輸出的傳感器，如水流開關(guān)、風(fēng)速開關(guān)、壓差開關(guān)等，將高/低電平（相當(dāng)于開關(guān)）兩種狀態(tài)輸入到控制器，控制器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量1或0，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行邏輯分析和計(jì)算，這種控制器通道即為DI通道。      

DO（Digital Output）開關(guān)量輸出，     亦稱數(shù)字量輸出，它可由控制軟件將輸出通道變成高電平或低電平，通過驅(qū)動(dòng)電路即可帶動(dòng)繼電器或其他開關(guān)元件動(dòng)作，也可驅(qū)動(dòng)指示燈顯示狀態(tài)。開關(guān)量輸出DO信號(hào)可用來控制開關(guān)、交流接觸器、變頻器以及可控硅等執(zhí)行元件動(dòng)作。      

AI（Analogy Input）模擬量輸入，     模擬量輸入的物理量有溫度、壓力、流量等，這些物理量由相應(yīng)的傳感器感應(yīng)測(cè)得，往往經(jīng)過變送器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)送入控制器的模擬輸入口。

西門子電源模塊6EP1334-3BA10

用戶程序運(yùn)行在CPU模塊中，CPU模塊內(nèi)沒有程序裝載存儲(chǔ)器，程序存儲(chǔ)在的存儲(chǔ)卡中里，概念同S7-300。存儲(chǔ)卡需要單獨(dú)訂貨。CPU目前有三種型號(hào)：

•CPU 1511-1 PN

•CPU 1513-2 PN

•CPU 1516-3 PN/DP

三個(gè)CPU型號(hào)從上至下性能由低到高排列，區(qū)別于指令執(zhí)行速度，各種地址空間尺寸，內(nèi)存大小，集成通訊口種類個(gè)數(shù)等等方面，具體請(qǐng)參考對(duì)應(yīng)的CPU手冊(cè)。

2.對(duì)于PLC系統(tǒng)，用戶程序處理的是輸入/輸出(I/O)信號(hào)直接的邏輯關(guān)系。那么往往系統(tǒng)需配置I/O模塊，S7-1500的CPU模塊自身沒有集成I/O，I/O信號(hào)輸入通過拓展I/O模塊進(jìn)行輸入輸出。常見I/O信號(hào)有，

•數(shù)字量輸入(DI)：也就是開關(guān)量(還有稱作離散量)信號(hào)輸入

•數(shù)字量輸出(DQ)：開關(guān)量信號(hào)輸出

•模擬量輸入(AI)：連續(xù)量輸入，如電壓-10V ～ +10V, 4 ～ 20mA等

•模擬量輸出(AQ)：連續(xù)量輸出

•還有脈沖輸入(PI)， 脈沖輸出(PQ)等

3.S7-1500的數(shù)字量輸入模塊

•DI 32x24VDC HF

•DI 16x24VDC HF

•DI 16x230VAC BA

•DI 16x24VDC SRC BA

型號(hào)簡介：

DI： Digital input，數(shù)字量輸入

32x24VDC：共32個(gè)輸入通道 (點(diǎn)) ，電壓規(guī)格為直流24V

16x230VDC：共16個(gè)輸入通道 (點(diǎn)) ，電壓規(guī)格為交流230V

BA：Basic，基本型

HF：High feature, 高性能型

SRC： Source Input， 源型輸入 ，未標(biāo)識(shí)為漏型。

4.S7-1500的數(shù)字量輸出模塊

•DQ 16x24VDC/0.5A ST

•DQ 32x24VDC/0.5A ST

•DQ 8x24VDC/2A HF

•DQ 8x230VAC/2A ST

•DQ 8x230VAD/5A ST

型號(hào)簡介，以*個(gè)型號(hào)為例：

DQ： Digital Ouput, 數(shù)量輸出

16x24VDC：共16個(gè)輸出通道，輸出電壓為DC24V, 容量每個(gè)通道大0.5A。

HF：High Feature, 高性能型，通常意味著模塊帶診斷功能。相對(duì)應(yīng)的是ST(Standard，標(biāo)準(zhǔn))型，無診斷功能。

5.S7-1500的模擬量輸入模塊

•AI 8xU/I HS

•AI 8xU/I/RTD/TC ST

以*個(gè)型號(hào)為例，型號(hào)簡介：

AI： Analogue input，模擬量輸入模塊

8xU/I：8個(gè)通道，支持電壓或電流型號(hào)輸入

6.S7-1500的模擬量輸出模塊

•AQ 4xU/I ST

•AQ 8xU/I HS

同樣以*個(gè)型號(hào)為例，型號(hào)簡介：

AQ：Analogue Output，模擬量輸出模塊

4xU/I：共4個(gè)通道，支持電壓，電流輸出

ST：標(biāo)準(zhǔn)型

7.選定CPU和I/O模塊之后，要確定系統(tǒng)的供電，選擇電源模塊，電源模塊選型需要注意S7-1500有兩種背板供電方式：

•PM模塊： 不提供機(jī)架的背板工作電源，由CPU提供

PM 70 W 120/230 VAC

PM 190 W 120/230 VAC

•PS模塊：連接到機(jī)架背板，提供背板工作電壓，有診斷功能

PS 25W 24VDC

PS 60W 120/230V AC/DC

S7-1500電源選型按模塊消耗的功率選，TIA 博途軟件提供電源計(jì)算：

根據(jù)軟件提供的模塊功率可以選電源模塊， 需要提一下是上圖的選項(xiàng)：

“Supply voltage L+ connected"選中，意思是CPU的電源端子有輸入，CPU(也)提供背板的電源供電。

8.S7-1500安裝需要導(dǎo)軌，導(dǎo)軌按長度分，有這么幾種規(guī)格：

160mm，482mm，530mm，830mm，2000mm。

9.編程使用的工具是TIA博途軟件，使用以太網(wǎng)網(wǎng)線直接連接計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡與CPU1500就可以下載程序。

軟件：SIMATIC STEP 7 Professional V12

10.后簡單介紹一個(gè)S7-1500的選型配置。

假設(shè)需要選一個(gè)S7-1500本地站，包含24VDC DI 40點(diǎn)，24VDC DQ28點(diǎn)，0～10V電壓模擬量輸入3個(gè)點(diǎn)，4～20mA電流輸入3個(gè)點(diǎn)，4～20mA電流輸出5個(gè)點(diǎn)