西门子模块6ES7222-1BD22-0XA0参数方式

更新时间：2024-05-08 07:10:00

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详细介绍

西门子模块6ES7222-1BD22-0XA0参数方式

、PLC的发展历程
　　在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用**）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，*采用程序化的手段应用于电气控制，这就是一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。
　　个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。
　 PLC的定义有许多种。电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
　　上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
　 PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

二、PLC的构成
　　从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

三、CPU的构成
　　CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
　　CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC*的组成单元。
　　在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
　　CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。

四、I/O模块
　　PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
　　开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下：
　　开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。
　　模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
　　除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
　　按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受大的底板或机架槽数限制。

五、电源模块
　　PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。

六、底板或机架
　　大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体

6ES7511-1FK02-0AB0参数详细

概述
标准型 CPU
标准型 SIMATIC S7-1500：
CPU 1511-1 PN、CPU 1513-1 PN、CPU 1515-2 PN、CPU 1516-3 PN/DP、CPU 1517-3 PN/DP、CPU 1518-4 PN/DP、CPU 1518-4 PN/DP MFP
用于 SIMATIC S7-1500 的故障安全 CPU：
CPU 1511F-1 PN、CPU 1513F-1 PN、CPU 1515F-2 PN、CPU 1516F-3 PN/DP、CPU 1517F-3 PN/DP、CPU 1518F-4 PN/DP、CPU 1518F-4 PN/DP MFP
S7-1500R/H 的冗余 CPU：
CPU 1513R-1 PN、CPU 1515R-2 PN、CPU 1517H-3 PN
用于 SIMATIC S7-1500 的紧凑型 CPU：
CPU 1511C-1 PN, CPU 1512C-1 PN
用于 SIMATIC S7-1500 的技术型 CPU：
CPU 1511T-1 PN，CPU 1511TF-1 PN，CPU 1515T-2 PN，CPU 1515TF-2 PN，CPU 1516T-3 PN/DP，CPU 1516TF-3 PN/DP，CPU 1517T-3 PN/DP，CPU 1517TF-3 PN/DP
具有不同的性能等级，满足不同的应用领域
应用
一系列具有不同性能等级的 CPU 可用于 SIMATIC S7-1500：
标准型 CPU
CPU 1511-1 PN:
适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用，通过 PROFINET IO 进行分布式配置。
CPU 1513-1 PN:
适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用，用于通过 PROFINET IO 进行分布式配置。
CPU 1515-2 PN:
适用于对程序范围和处理速度具有中等/较高要求的应用，通过 PROFINET IO 进行分布式配置。配备单独 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
CPU 1516-3 PN/DP：
适用于在程序范围、联网和处理速度方面具有较高要求的应用。通过 PROFINET IO 和 PRIFIBUS DP 可实现分布式组态。配备单独 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
CPU 1517-3 PN/DP：
适用于在程序范围、联网和处理速度方面具有要求的应用。通过 PROFINET IO 和 PRIFIBUS DP 可实现分布式组态。配备单独 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
CPU 1518-4 PN/DP：
适用于在程序范围和网络方面具有要求的应用，且满足处理速度方面的要求。通过 PROFINET IO 和 PRIFIBUS DP 可实现分布式组态。第二个集成式 PROFINET IO 接口可用于连接其它 PROFINET IO RT 设备，或作为智能设备进行快速通信。第三个PROFINET 接口配备单独的 IP 地址和 Gb 以太网，通过 Gb 以太网可实现诸多功能，比如网络隔离或与上层网络相连接。
CPU 1518-4 PN/DP：
适用于在程序范围和网络方面具有要求的应用，且满足处理速度方面的要求。借助于 CPU 1518-4 PN/DP MFP 的计算能力，可以在一个公共平台上合并之前分开的应用程序，同时仍满足 S7-1500 在维护性和坚固性方面的较高需求。用于通过 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 实现分布式配置；第二个集成式 PROFINET IO 接口可用于连接其它 PROFINET IO RT 设备，或作为智能设备用于快速通信。第三个PROFINET 接口配备单独的 IP 地址和 Gb 以太网，通过 Gb 以太网可实现诸多功能，比如网络隔离或与上层网络相连接
故障安全 CPUs
CPU 1511F-1 PN：
*经济实用的入门级 CPU，适用于在分散生产技术中对处理性能和响应速度具有中等要求的标准应用和故障安全应用。
CPU 1513F-1 PN：
具有中到高容量数据存储器的 CPU，适用于除集中式 I/O 外还包含分布式自动化结构的标准应用和故障安全应用。
CPU 1515F-2 PN：
适用于对程序范围和处理速度具有中等/较高要求的应用，用于通过带有 PROFIsafe 的 PROFINET IO 实现分布式配置。配备单独 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
CPU 1516F-3 PN/DP：
适用于对程序范围和处理速度具有中等/较高要求的标准和故障安全应用，用于通过带 PROFIsafe 的 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 实现分布式配置。配备单独 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
CPU 1517F-3 PN/DP：
适用于对程序范围网络和处理速度具有很高要求的标准和故障安全应用，用于通过带 PROFIsafe 的 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 实现分布式配置。配备单独 IP 地址的额外集成 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
CPU 1518F-4 PN/DP:
适用于对程序范围和处理速度具有较高要求的标准和故障安全应用，用于通过带 PROFIsafe 的 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 实现分布式配置。第二个集成式 PROFINET IO 接口可用于连接其它 PROFINET IO RT 设备，或作为智能设备进行快速通信。第三个PROFINET 接口配备单独的 IP 地址和 Gb 以太网，通过 Gb 以太网可实现诸多功能，比如网络隔离或与上层网络相连接。
CPU 1518F-4 PN/DP MFP：
适用于对程序范围和处理速度具有较高要求的标准和故障安全应用，用于通过带 PROFIsafe 的 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 实现分布式配置。借助于 CPU 1518F-4 PN/DP MFP 的计算能力，可以在一个公共平台上合并之前分开的应用程序，同时仍满足 S7-1500 在维护性和坚固性方面的较高需求。第二个集成式 PROFINET IO 接口可用于连接其它 PROFINET IO RT 设备，或作为智能设备进行快速通信。第三个PROFINET 接口配备单独的 IP 地址和 Gb 以太网，通过 Gb 以太网可实现诸多功能，比如网络隔离或与上层网络相连接

　　旋转变压器是一种电磁式传感器，又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压。转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压。通常副边会使用两个绕组线圈，互成 90°放置在转子上，如图 1 所示，

　　图 1

　　在实际的使用中，转子会随同电机做同轴旋转，即转子的角度速度以及位置就表征了电机的相应状态。若我们在定子上施加正弦励磁信号 VR，则该交流能量通过原边线圈会产生磁通量Φ，则在理想状况下，该磁通量会在副边产生感应电压，VS 和 VC。则通过法拉第电磁感应定律可得到 VS 和 VC 以及角度Θ的关系如下：

　　由此我们可知，若可知道施加激励 VR 以及得到的响应 VS 与 VC 的实时信息，则可根据上述公式得到角度和速度的信息。在知道 Resolver 的基本工作原理后，为了得到角度、速度信息，并提供给 DSP 进行算法参考, 我们需要以下功能电路资源辅助 Resolver 工作，以实现期待的功能：

　　DAC（Digital to Analog Converter）电路：提供励磁正弦信号 VR。励磁频率通常在 10kHz 到 20kHz。

　　Boost 升压电路：将励磁信号电压幅度提高。通常 Resolver 接收的励磁信号通常有 4Vrms，7Vrms 等。同时在应用过程中还需要给系统提供一个共模电压，因此这就需要对 DAC 的输出信号进行一定的放大。

　　励磁放大前级电路：在对 DAC 输出的励磁信号进行功率放大前，往往需要利用运放搭建电路对 DAC 的输出进行滤波以及施加共模电压。

　　励磁功率放大电路：将励磁信号驱动能力放大，具体驱动能力需要看 Resolver 的规格。通常需要 100mA~300mA。

　　副边信号调理电路：将转子感应到的信号 VS/VC 进行滤波以及调理到 ADC 可以接受的信号范围。

　　ADC（Analog-to-digital converter）：如基本原理所介绍，我们需要将 VS/VC/VR 的模拟信号转换成数字信号，供 RDC 进行角度和速度的计算。

　　RDC（Resolver-to-digital converter）：执行算法，将转子和定子的输出和感应的数字信号执行算法，计算出速度和角度信息，并输出给 DSP 的 CPU 进行电机算法参考。

　　可以看出，要实现旋变**，并不是一件容易的事情。

电极轴承型号举例
以SKF一个轴承型号举例说明：6202-Z/C3 TN9LHT23。
①这个代号中“6”代表轴承的形式是深沟球轴承。工程师在选择深沟球轴承的时候应该有足够的判断确认深沟球轴承可以满足工况需求。这就需要电机工程师掌握两方面基本信息：一是工程师了解电机承受的外界工况情况，其中包括负荷、转速等诸多要求，二是工程师同时也需要了解诸多的轴承形式及其基本特性，从而选择出可以满足要求的轴承类型。
②这个代号中“2”代表轴承的宽度系列，这个数字代表相同内径的轴承的宽度。这个数字影响着轴承的诸多因素，包括转速能力，负荷能力等。到底选择“0”、“2”、“3”还是其他，需要工程师有相应的考虑或者校核。
③轴承代号中的“02”是轴承内径代号，6202这个代号代表了固定的轴承内径外径和宽度。同时也代表了轴承的负荷能力。对轴承大小的选择就需要对轴承承受负荷下的寿命进行校核计算。
④这个代号中的“Z”代表这个轴承的密封方式。外界的工况条件，污染条件，转速状态等影响着密封的选择。
⑤代号中的“C3”是这个轴承的游隙等级。游隙的选择需要根据电机轴的转速，温度等诸多工况进行选择。有必要的情况下需要进行相应的校核计算。
⑥代号中的“TN9”是轴承的保持架类型。不同的保持架材质、保持架形式和一些特殊设计都会影响到终轴承的运行表现。其中的选择也需要对工况以及轴承保持架的基本特性有足够的了解。
⑦代号中的“LHT23”是这个轴承的自带润滑。这个轴承选型中实际上已经包含了电机轴承润滑的选型。
从上面解释可见，电机轴承的代号每一个字段都需要工程师在选型的时候进行确认。
现实中，很多电机厂家已经有成熟的轴承选型，工程师往往参照以前的选型对新的电机进行选型。对于了解以上每一步骤中电机轴承选型考虑的工程师，虽然不需要对每一步进行重新校核计算，但是在电机轴承选型的时候一定在脑海中对每一个因素进行过考虑。表面上仅仅是参考，实际上在脑海中的步骤一点也没有少。
如果工程师对上述步骤不了解，盲目的“对比参考”，那么设计选型的电机工况和以往工况之间的差别对轴承的影响并不清楚，这样往往出现对某些因素的忽略，从而导致电机轴承选型错误或者失败。
因此不论工程师是否依赖经验对电机轴承选型进行参考对比，还是每一步都进行详实计算，上述电机轴承选择的考虑因素都不可缺少。这对电机工程师的成长也十分有利。
总结起来，电机轴承选型的基本步骤总体上有三步：选形式、选大小和选后缀

该电路主要由电源总开关QS、熔断器FUI-FU5·热继电器FR、启动按钮SB1、停止按钮SB2、交流接触器KM、运行指示灯HL1和停机指示灯HL2构成的。

电动机控制电路的图解分析