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西門子6ES7323-1BH01-0AA0

CPU內(nèi)部的供電電源，置于1號(hào)機(jī)架的位置。

（2）中央處理器（CPU）

CPU存儲(chǔ)并處理用戶程序，為模塊分配參數(shù)，通過嵌入的MPI總線處理編程設(shè)備和PC、模塊、其它站點(diǎn)之間的通訊，并可以為進(jìn)行DP主站或從站操作裝配一個(gè)集成的DP接口。置于2號(hào)機(jī)架。

（3）接口模塊（IM）

接口模塊將各個(gè)機(jī)架連接在一起。不同型號(hào)的接口模塊可支持機(jī)架擴(kuò)展或PROFIBUS　DP連接。置于3號(hào)機(jī)架，沒有接口模塊時(shí)，機(jī)架位置為空。

（4）信號(hào)模塊（SM）

通常稱為I/O（輸入/輸出）模塊。測(cè)量輸入信號(hào)并控制輸出設(shè)備。信號(hào)模塊可用于數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)，還可用于進(jìn)行連接，如傳感器和啟動(dòng)器的連接。

（5）功能模塊（FM）

用于進(jìn)行復(fù)雜的、重要的但獨(dú)立于CPU的過程，如：計(jì)算、位置控制和閉環(huán)控制。

（6）通訊處理器（CP）

模塊化的通訊處理器通過連接各個(gè)SIMATIC站點(diǎn)，如：工業(yè)以太網(wǎng)，PROFIBUS或串行的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接等。

后三個(gè)模塊在機(jī)架上可以任意放置，系統(tǒng)可以自動(dòng)分配模塊的地址。

需要說明的是，每個(gè)機(jī)只能安裝8個(gè)信號(hào)模塊、功能模塊或通訊模塊。如果系統(tǒng)任務(wù)超過了8個(gè)，則可以擴(kuò)展機(jī)架（每個(gè)帶CPU的中央機(jī)架可以擴(kuò)展3個(gè)機(jī)架）。

各個(gè)模塊的性能具體如下：

（1）電源模塊（PS）

電源模塊用于將SIMATIC S7-300 連接到120/230V AC電源。

（2）CPU模塊

各種CPU 有各種不同的性能，例如，有的CPU 上集成有輸入/輸出點(diǎn)，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通訊接口等。

以上只是列出了部分指標(biāo)，設(shè)計(jì)時(shí)還要參看相應(yīng)的手冊(cè)。

（3）接口模塊

接口模塊用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架(CR)和擴(kuò)展機(jī)架 (ER)。S7-300通過分布式的主機(jī)架(CR)和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架(ER)，可以操作多達(dá)32個(gè)模塊。運(yùn)行時(shí)無需風(fēng)扇。

（4）信號(hào)模塊

信號(hào)模塊用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出，又分DI/DO（數(shù)字量輸入/輸出）和AI/AO（模擬量輸入/輸出）模塊。

①數(shù)字量輸入模塊：

②數(shù)字量輸出模塊：

③數(shù)字輸入/輸出模塊：

④繼電器輸出模塊：

⑤模擬量輸入模塊

⑥模擬量輸出模塊：

⑦模擬量輸入/輸出模塊：

（5）功能模塊

西門子S7－300功能模塊模塊適用于各種場(chǎng)合，功能塊的所有參數(shù)都在STEP7中分配，操作方便，而且不必編程。包括：計(jì)數(shù)器模塊（FM350），定位模塊（FM351），凸輪控制模塊（FM352），閉環(huán)控制模塊（FM355）等許多用于特定場(chǎng)合的模塊。

（6）通訊模塊（CP）

S7－300通訊模塊是用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊用的模塊，比如：用于S7－300和SIMATIC C7通過PROFIBUS通訊的模塊CP343－5，用于S7－300和工業(yè)以網(wǎng)通訊的模塊CP343－1及CP343－1 IT等

NCM PC 和 STEP7 的統(tǒng)一操作方法NCM PC 和 STEP 7 采用統(tǒng)一的設(shè)計(jì)功能，您可以一如既往地使用您的設(shè)計(jì)技巧。

　　CP 1616 可將 SIMATIC PG/PC 和帶 PCI 插槽的 PC 連接到 PROFINET IO 上。

　　用 CP 1616 支持 PC 上的高性能控制任務(wù)（基于 PC 的控制、數(shù)字控制、機(jī)器人控制）。

　　通過 IRT（同步實(shí)時(shí)），CP 特別適合用于運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域中難于進(jìn)行同步控制、對(duì)時(shí)間要求極為苛刻的應(yīng)用情況。

　　集成式 4 端口交換機(jī)不僅可以實(shí)現(xiàn)價(jià)格低廉的系統(tǒng)解決方案，并且還能構(gòu)建不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

　　CP 1616 可作為 PROFINET IO 控制器和/或 PROFINET IO 設(shè)備使 SIMATIC PG/PC 和 工業(yè) PC 進(jìn)行通訊。

　　通過開發(fā)工具包 DK-16xx PN IO 可以將組件集成到任意操作系統(tǒng)中。

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　　特性

　　實(shí)時(shí)以太網(wǎng)與 ASIC ERTEC 400 inside

　　使用 ASIC ERTEC 400 可對(duì)硬件進(jìn)行保護(hù)，實(shí)時(shí)通訊預(yù)處理功能可明顯提高性能。

　　采用集成式 4 端口實(shí)時(shí)交換機(jī)，可節(jié)約成本

　　集成 ASICS ERTEC 400 后，即有一個(gè)具備 IRT 功能的 4 端口實(shí)時(shí)交換機(jī)。

　　該交換機(jī)可實(shí)現(xiàn)價(jià)格低廉的系統(tǒng)解決方案，并構(gòu)建不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

　　外部電源可在 PC 發(fā)生故障后確保交換機(jī)正常工作

　　即使在 PC 關(guān)閉之后，外部電源選項(xiàng)功能也可使交換機(jī)保持工作。

　　若使用交換機(jī)時(shí)，必須使用該選項(xiàng)，以避免整個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)段停止工作。

　　開發(fā)工具包 DK-16xx PN IO： 可輕易移到任意一個(gè)基于 PC 的操作系統(tǒng)中

　　可極為方便地集成于任意一個(gè)操作系統(tǒng)之中。 因?yàn)橐言诠碳?CP 1616

　　中實(shí)現(xiàn)了全部 PROFINET IO 功能，所以僅需將組件驅(qū)動(dòng)程序及 IO-Base

　　軟件移植到操作系統(tǒng)中。 您可以免費(fèi)訂購(gòu)的開發(fā)工具包 DK-16xx PN IO 包含有

　　CP 1616（作為 PROFINET IO 控制器）的驅(qū)動(dòng)程序和 IO-Base 軟件、Linux

　　系統(tǒng)下的 IO 設(shè)備（源代碼形式）以及內(nèi)容詳盡的移植說明。

　　易于使用的 IO-Base 編程接口

　　與 PC 應(yīng)用程序的接口設(shè)計(jì)為 IO-Base-Library 形式。 可提供 C 應(yīng)用程序所需的

　　所有功能，以便能夠與 PROFINET IO 設(shè)備進(jìn)行通訊。 通過 IO-Base 接口可以在

　　連接為 PROFINET IO 控制器時(shí)，直接訪問過程數(shù)據(jù)。

　　CP 1616 作為 PROFINET IO 控制器和/或作為 PROFINET IO 設(shè)備

　　CP 1616 既可以作為 I/O 控制器，也可以作為 PROFINET I/O 設(shè)備用于 PROFINET

　　應(yīng)用之中

　　從 PROFIBUS 轉(zhuǎn)換成 PROFINET 易如反掌

　　使用 CP 1616 可以十分輕松地通過 I/0-Base 接口將帶有 DP 接口的 PROFIBUS

　　組件 CP 5613/CP 5614 轉(zhuǎn)換成 PROFINET。

　　NCM PC 和 STEP7 的統(tǒng)一操作方法

　　NCM PC 和 STEP 7 采用統(tǒng)一的設(shè)計(jì)功能，您可以一如既往地使用您的設(shè)計(jì)技巧。

　　1613 A2 是配備固有微控制器的 PC 卡，適用于數(shù)量結(jié)構(gòu)較大和計(jì)算機(jī)資源要求較高的 PCI 標(biāo)準(zhǔn)格式的工業(yè)以太網(wǎng)。

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　　特性

　　可通過集成式微處理器來減輕主機(jī)處理器的負(fù)擔(dān)

　　集成式微處理器可自動(dòng)執(zhí)行協(xié)議堆棧。 ISO、TCP/IP 和 UDP 傳輸協(xié)議。 可為

　　PG/OP 通訊、S7 通訊和開放式通訊 (SEND/RECEIVE 功能) 提供通訊服務(wù)。

　　支持 PCI 標(biāo)準(zhǔn) V2.2

　　用于帶有 PCI 或 PCI-X 插槽 (33/66MHz, 3.3V/5V) 的現(xiàn)代 PC。

　　時(shí)鐘同步

　　可通過網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)同步 PC 的時(shí)鐘時(shí)間。

　　OPC 作為標(biāo)準(zhǔn)接口

　　可通過 OPC 很方便地將應(yīng)用程序與通訊系統(tǒng)相連，例如 Office 應(yīng)用程序

變頻器輸入端電源濾波器是采用高導(dǎo)磁率的鐵氧體磁心及鐵粉芯，配接一定的電容，構(gòu)成LC濾波器，將變頻器產(chǎn)生的高次諧波（在某一頻帶內(nèi)的）濾掉，而使臨近或同一電網(wǎng)工作的電器設(shè)備不受干擾，能夠正常工作。其原理圖如圖1所示。

　　                                                          圖1 輸入濾波器電路原理圖

　　變頻器輸出端電源濾波器采用電感（L）濾波，抑制變頻器輸出的傳導(dǎo)干擾和減少輸出線上低頻輻射干擾，使直接驅(qū)動(dòng)的電機(jī)電磁噪聲減小，使電機(jī)的銅損、鐵損大幅減少。其原理圖如圖2所示。

　購(gòu)買了該類濾波器后，我們?nèi)ガF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了調(diào)試。由于對(duì)該類現(xiàn)場(chǎng)接觸較少，技術(shù)人員準(zhǔn)備不太充分，雖然增加了濾波器，但濾波效果仍不理想，在重載時(shí)仍存在干擾，DCS系統(tǒng)不能正常工作，變頻器仍無法運(yùn)行。于是我們對(duì)問題做了具體的分析。

　　變頻器產(chǎn)生干擾的原因

　　                                                                  圖3 變頻器主電路圖

　　變頻器主電路一般是交流—直流—交流模式見圖3，外部輸入380V/50Hz的工頻電源經(jīng)三相橋路不可控整流成直流電壓信號(hào)，經(jīng)濾波電容濾波及大功率晶體管開關(guān)元件逆變?yōu)轭l率可變的交流信號(hào)。在整流回路中，輸入電流的波形為不規(guī)則的矩形波，波形按傅立葉級(jí)數(shù)分解為基波和各次諧波，其中的高次諧波將干擾輸入供電系統(tǒng)。在逆變輸出回路中，輸出電流信號(hào)是受PWM載波信號(hào)調(diào)制的脈沖波形，對(duì)于GTR大功率逆變?cè)銹WM的載波頻率為2～3kHz，而IGBT大功率逆變?cè)腜WM載頻可達(dá)15kHz。同樣，輸出回路電流信號(hào)也可分解為只含正弦波的基波和其他各次諧波，而高次諧波電流對(duì)負(fù)載直接干擾。另外高次諧波電流還通過電纜向空間輻射，干擾鄰近電氣設(shè)備。

　　變頻器干擾的主要傳播途徑

　　變頻器工作時(shí)，作為一個(gè)強(qiáng)大的干擾源，其干擾途徑一般分為輻射、傳導(dǎo)、電磁耦合、二次輻射和邊傳導(dǎo)邊輻射等。主要途徑如圖4所示：

　　                                                      圖4變頻器干擾的主要傳播途徑

　　從上圖可以看出，變頻器產(chǎn)生的輻射干擾對(duì)周圍的無線電接收設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響，傳導(dǎo)干擾使直接驅(qū)動(dòng)的電機(jī)產(chǎn)生電磁噪聲，使得銅損、鐵損大幅增加，同時(shí)傳導(dǎo)干擾和輻射干擾對(duì)電源輸入端所連接或鄰近的電子敏感設(shè)備有很大的影響。

　　針對(duì)這兩次調(diào)試情況和變頻器產(chǎn)生干擾及干擾的途徑，我們聯(lián)合電源濾波器生產(chǎn)廠商的工程師進(jìn)行了分析總結(jié)，并與北京康拓生物工程有限公司的工程師多次進(jìn)行了溝通，了解了其工作原理、布線情況，分析認(rèn)為主要還是變頻器輸入端產(chǎn)生的高頻諧波造成的干擾。因裝變頻器后，變頻器的輸入線在原動(dòng)力線槽內(nèi)，而輸出線不在線槽內(nèi)，離電機(jī)也比較近。再者，原布線系統(tǒng)不太合理，動(dòng)力線槽與控制線槽距離較近，只有20cm，按規(guī)定應(yīng)不少于50cm，且兩線槽平行走線，這些都是比較忌諱的。變頻器的地線接的也不太合理，接在了電源線的走線槽上，線槽的作用一是支撐電源線、二是起屏蔽的作用，變頻器的干擾又通過地線到了線槽上。變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過變頻器的輸入線和地線輻射到其它設(shè)備的電源線和信號(hào)線上（尤其是比較敏感的傳感器的信號(hào)線。這里強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)：我們的變頻器與DCS控制系統(tǒng)不是同一臺(tái)變壓器給電，可以排除直接傳導(dǎo)干擾），干擾了控制系統(tǒng)的正常工作。

　　分析這些問題，由于原布線系統(tǒng)已成定型，再動(dòng)幾乎是不可能，因此改變電源線和信號(hào)線布線的想法應(yīng)予以排除，變頻器地線可以另走，拉一根地線直接接至配電室電控柜的地線上，對(duì)變頻器的輸入端再加強(qiáng)濾波措施，按理論問題應(yīng)于解決。

在現(xiàn)場(chǎng)原發(fā)酵罐停車后，我們?cè)谠瓰V波器基礎(chǔ)上又增加了一套共模及差模磁環(huán)，在輸入、輸出每相線上各套二個(gè)差模環(huán)，在輸入的三根相線上套兩個(gè)共模磁環(huán)，并將地線接至配電室的地上。這樣處理后開機(jī)運(yùn)行，在電機(jī)空載的情況下運(yùn)行正常，沒有出現(xiàn)干擾報(bào)警現(xiàn)象。

　　帶載運(yùn)行時(shí)，305、307罐出現(xiàn)干擾報(bào)警。將地線改至控制307罐（該罐已使用變頻器，線槽內(nèi)走的是該變頻器的輸出線）變壓器的地線上，305罐不再干擾報(bào)警，但307罐仍間隔幾分鐘出現(xiàn)干擾報(bào)警現(xiàn)象，分析可能是兩臺(tái)變頻器產(chǎn)生的共模干疊加所至，也可能是地線放在動(dòng)力線槽內(nèi)，走線較長(zhǎng)引起的，于是在地線上加裝地線濾波器，但效果也不太好。后來將地線拆除（經(jīng)測(cè)量變頻器整機(jī)漏電流很小，對(duì)人體不會(huì)造成危害，所以可以將地線拆除），效果好一些，但報(bào)警現(xiàn)象也是間斷出現(xiàn)，這樣分析應(yīng)該不是地線引起的，還是輸入端的濾波措施不夠，沒有將高頻干擾濾除干凈。因此停機(jī)，在輸入的每相線上再加兩只差模環(huán)，在三條輸入相線上再套三個(gè)共模環(huán)，這樣開機(jī)運(yùn)行，工作正常，整個(gè)系統(tǒng)不再出現(xiàn)干擾現(xiàn)象