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应用
在因为安全原因必须监测门、盖板或防护格栅位置的地方,应当使用带单独按钮头的安全开关。
有关防护门监控应用的详细信息,请参见单页。
这种安全开关仅能使用匹配编码的按钮头。可以简单地用手或辅助设备来分断。
设备具有不同的按钮盒型号以适应特定的外部条件。不锈钢按钮头适合在极端环境条件下(如 -40 °C)使用。借助适于特殊用途的佳触点排,可以执行不同的控制任务。按钮盒的尺寸和固定点符合 EN 50041 或 EN 50047 标准。
这些部件适合于在任何气候条件下使用。
标准开关符合标准 IEC 60947?5?1(机电控制装置)。
使用模塑的螺钉压盖,模塑按钮盒所采取的“完全绝缘”保护措施可以得到保证。
安全行程开关对于根据 IEC 60204-1 的控制,这些装置可以用作安全行程开关。它们符合 ISO 14119。通过 T?V 认证。为了保证行程开关不受位置变化的影响,在安装过程中必须使用键控技术。
安全回路标准 IEC 60947-5-1 要求常闭触点能够肯定打开。亦即,为了保证人员安全,它们明确规定,机器的所有电气设备都应具有肯定断开型常闭触点,并且需按照 IEC 60947-5-1 用符号 (→) 进行标记。
如果选择并正确安装了相应 ASIsafe 故障安全分析单元(如 ASIsafe、SIMATIC 或 SINUMERIK 产品系列 3SK 安全继电器或匹配单元),(→) 则可通过带单独按钮头的安全开关,实现安全等级 SIL 2 (IEC 62061/IEC 61508) 或 PL d (ISO 13849?1)。
使用第二个 3SE5 安全开关,可实现 SIL 3 / PL e (→)。
首先比较重要的是静电的隔离。静电是无形的杀手,但可能因为不会对人造成生命危险,所以许多人常常忽视它。在中国的北方、干燥的场所,人体身上的静电都是造成静电损坏电子组件的因素。虽然你被静电打到的话,只不过是轻微的酥麻,但这对PLC和其它任何电子器件就足以致命了。
要避免静电的冲击有下列三种方式:在进行维修或更换组件时,请先碰触接地的金属,以去除身上的静电;不要碰触电路板上的接头或是IC接脚;电子组件不使用时,请用有隔离静电的包装物,将组件放置在里面。想象PLC里的元器件是一个娇嫩的婴儿,而那些静电会导致这个婴儿死亡,你就会更容易以正确的态度对待这个问题了。
基座安装(RACK)时,在决定控制箱内各种控制组件及线槽位置后,要依照图纸所示尺寸,标定孔位,钻孔后将固定螺丝旋紧到基座牢固为止。在装上电源供应模块前,必须同时注意电源线上的接地端有无与金属机壳连结,若无则须接上。接地不好的话,会导致一系列的问题,静电、浪涌、外干扰,等等。由于不接地,往往PLC也能够工作,因此,不少经验不足的工程师就误以为接地不那么重要了。这就像登山的时候,没有系上保护缆绳一样,虽然你正常前进的时候,保护缆绳没有任何作用,但一旦你失足的时候,没有那根绳子,你的生命就完结了。PLC的接地,就相当于给PLC系上保护缆绳。
在I/O模块安装时,须注意如下事项:I/O模块插入机架上的槽位前,要先确认模块是否为自己所预先设计的模块;I/O模块在插入机架上的导槽时,务必插到底,以确保各接触点是紧密结合的;模块固定螺丝务必锁紧;接线端子排插入后,其上下螺丝必须旋紧。由于现场的变压器、电机等影响,多少会有振动,如果这些螺丝钉松动了,会导致模块从机架中松开。
3.2.3 外部补偿—热电阻
热电阻方式是通过外接电阻温度计获取热电偶的参比接点的温度,再由模板处理然后进行温度补偿,同样热电阻必须安装在热电偶的参比接点处。
图5 S7-300模板支持方式
图5类型:参比接点电阻温度计pt100的四根线接到模板的35,36,37,38端子,对应(M+,M-,I+,I-),可测参比接点出温度范围为-25℃到85℃,
图6 S7-400模板支持方式
图6类型:参比接点电阻温度计的四根线接到模板的通道0,占用通道。
以上这两种方式,参比接点到模板的线可以用铜质导线,由于做公共补偿,只能接同类型的热电偶。
CPU类型 | 支持热电阻补偿模板类型 | 可连接热电偶个数 |
S7-300 | 6ES7 331-7PF11-0AB0 | 多8个(同类型) |
S7-400 | 6ES7 431-1KF10-0AB0 | 多6个(同类型) |
6ES7 431-7QH00-0AB0 | 多14个(同类型) |
表8 支持热电阻补偿的模板及可接热电偶个数
3.2.4外部补偿—固定温度
如果外部参比接点的温度已知且固定,可以通过选择相应的补偿方式由模板内部处理补偿,组态设置详见下章节。
CPU类型 | 支持固定温度补偿模板类型 | 可连接热电偶个数 | 可设定温度范围 |
S7-300 | 6ES7 331-7PF11-0AB0 | 多8个(同类型) | 0℃或50℃ |
S7-400 | 6ES7 431-1KF10-0AB0 | 多8个(同类型) | -27℃~327.67℃ |
6ES7 431-7QH00-0AB0 | 多16个(同类型) | -27℃~327.67℃ | |
6ES7 431-7KF00-0AB0 | 多8个(同类型) | -27℃~327.67℃ |
表9支持固定温度补偿的模板及可接热电偶个数
从上表可以看出,300的模板只支持参比接点的温度为0℃或50℃两种,而400的模板支持可变温度范围,且范围大。
3.2.4混合补偿—热电阻和固定温度补偿
另外,除单独补偿方式外,可以使用相同参比接点给多个模板,通过电阻温度计进行外部补偿,S7-400的模板支持这种方式,补偿示意图如下。
图7 混合外部补偿
补偿过程:如图所示,模板2和1 有公共的参比接点,模板1进行外部电阻温度计补偿方式,由CPU读取RTD的温度,然后使用系统功能SFC55(WR_PARM)将温度值写入到模板2中,模板2选择固定温度补偿的方式。
SFC55只能对模板的动态参数进行修改,模拟量输入模板的静态参数(数据记录0)和动态参数(数据记录1)的参数及数据记录1的结构如下:
参数 | 数据记录号 | 参数分配方式 | |
SFC55 | STEP7 | ||
用于中断的目标CPU | 0 | 否 | 是 |
测量方法 | 0 | 否 | 是 |
测量范围 | 0 | 否 | 是 |
诊断 | 0 | 否 | 是 |
温度单位 | 0 | 否 | 是 |
温度系统 | 0 | 否 | 是 |
噪声抑制 | 0 | 否 | 是 |
滤波 | 0 | 否 | 是 |
参比接点 | 0 | 否 | 是 |
周期结束中断 | 0 | 否 | 是 |
诊断中断启用 | 1 | 是 | 是 |
硬件中断启用 | 1 | 是 | 是 |
参考温度 | 1 | 是 | 是 |
上限 | 1 | 是 | 是 |
下限 | 1 | 是 | 是 |
表10 S7-400模拟量输入模板的参数
图8 S7-400模拟量输入模板的数据记录1的结构
以6ES7 431-7QH00-0AB0 模拟量输入模板为例,程序块SFC55调用:
图9 SFC55系统块调用
当M0.0上升沿使能时,将写入的参数从MB100~MB166传递到输入地址为100开始的模板,修改其数据记录1的参数,同时也将参比接点的温度也写入模板的设定位置。
参数 | 声明 | 数据类型 | 描述 |
REQ | INPUT | BOOL | REQ=1,写请求,上升沿信号。 |
IOID | INPUT | BYTE | 地址区域的标识号:外设输入=B#16#54; 外设输出=B#16#55; 外设输入/输出混合,如果地址相同,指定为B#16#54,不同则指定低地址的区域ID。 |
LADDR | INPUT | WORD | 模板的逻辑地址(初始地址),如果混合模板,指定两个地址中的较低的一个。 |
RECNUM | INPUT | BYTE | 数据记录号,参考模板数据手册。 |
RECORD | INPUT | ANY | 需要传送的数据记录存放区。 |
RET_VAL | OUTPUT | INT | 故障代码。 |
BUSY | OUTPUT | BOOL | BUSY=1,写操作未完成。 |
表11 各参数的说明
4. 热电偶的信号处理方式
4.1 硬件组态设置
首先要在硬件组态选择与外部补偿接线一致的measuring type(测量类型),measuring range(测量范围),reference junction(参比接点类型)和reference temperature(参比接点温度)的参数,如下各图所示。
图10 S7-300模板测量方式示意图
图11 S7-300模板测量范围示意图
对于S7-300的模板,组态如图10和11所示,只需要选择测量类型和测量范围(分度类型),补偿方式包含在测量类型中。比如: 参比接点固定温度补偿方式,测量类型选择 TC-L00C(参比接点温度固定为0℃) 或 TC-L50C(参比接点温度固定为50℃),再选择分度类型,组态就完成。
图12 S7-400模板组态图1
图13 S7-400模板组态图2
对于S7-400的模板,组态如图12和13所示,测量类型中选择TC-L方式,测量范围中选择与实际热电偶类型一致的分度号,参比接点的选择。比如:参比接点固定温度的方式,测量类型和测量范围选择完后,在参比接点选择ref.temp(参考温度),然后在reference temperature框(参考温度)内填写参比接点的固定,组态就完成,或者是共享补偿方式,可以用SFC55动态传输温度参数。
400模板组态中Reference junction 参数 | 说 明 |
none | 无补偿 |
internet | 模板内部补偿 |
Ref. temp | 参比接点温度固定已知补偿 |
表12 参比接点参数说明
4.2 测量方式和转换处理
CPU类型 | 测量方法 | 说 明 |
300CPU | TC-I | 内部补偿 |
TC-E | 外部补偿 | |
TC-IL | 线性,内部补偿 | |
TC-EL | 线性,外部补偿 | |
TC-L00C | 线性,参比接点温度保持在0°C | |
TC-L50C | 线性,参比接点温度保持在50°C | |
400CPU | TC-L 线性 |
表13 测量方式各参数的说明及处理
注:测量方式中:I :内部补偿,E:外部补偿,L:线性处理
线性化方式(TC-IL/EL/L00C/L50C/L)
线性化方式下,由模板内部根据所选择的热电偶类型的特性进行线性处理,可以使用L PIW xxx 直接读入,则将获得十进制的温度值,精度为0.1。例如:读进来的 十进制值为2345,则对应的温度值为234.5℃。
非线性化方式(TC-I/E)
对于非线性化的设置,此设置类似80Mv的电压测量,CPU得到的是0~27648之间的一个十进制数值,即0~80Mv 对应0~27648,需要转换成相应Mv信号,然后通过对照表查找温度。
,如果想得到所测的温度值,选择线性化方式的设置比较方便;如果仅需要得到Mv信号,可以选择非线性化方式的设置。