6GK7 343-1GX31-0XE0 西门子CP343-1以太网6GK7 343-1GX31-0XE0

上海腾桦电气设备有限公司

编码器的类型和连接方式：

1，西门子1200与增量编码器的连接

西门子1200的数字输入开关点均提供了增量编码器脉冲信号的快速计数器功能，单相信号达到200KHz，双相信号（可四倍频及判断方向）达到80KHz，对于常用的2500PPR（每转分辨脉冲数），转速Z快达到1920RPM（每分钟转数）。

2，西门子1200与值编码器4—20mA信号的连接

值编码器信号不怕干扰，停电数据不会丢失，PLC对于值编码器无需时刻计数，对于CPU扫描无需计算中断时间并节省CPU资源，尤其是现在值编码器的市场价格大幅度下降，同时因数据可靠性的提高，对于使用值编码器可节省调试时间，减少售后服务成本，实际使用效果及性价比已远优于选用增量型编码器，在PLC位置定位中已有越来越多的用户倾向于使用值编码器。

由于西门子1200的经济性，与值编码器的连接较为经济和方便的4—20mA信号接口，西门子1200均自带2路4—20mA输入接口，可直接连接2个带有4—20mA输出接口的值编码器。

值编码器分单圈值和多圈值，单圈值编码器是指编码器旋转在360度以内工作，或者0—180度内工作，这样选择的编码器，4mA对应0度，360度（或180度）对应20mA，在PLC内的数据线性对应角度值，每一个数值对应的角度值，该数据无需靠计数，不怕干扰与停电，可直接编程使用。单圈值编码器可设定20mA对应的角度值和旋转方向、零点偏置，例如可设定20mA对应180度，编码器工作在0—180度内。

在长度或高度的PLC定位控制中，常需要编码器旋转超过360度的工作范围，就需要选择多圈值编码器了，多圈值编码器的4—20mA输出有两类，一类是固定量程的多圈值，例如16圈、64圈、256圈，即20mA对应值为16圈终点、64圈或256圈，此类编码器较为经济，；另一类为智能型多圈值编码器，20mA可设定在1—4096圈中间的任何位置，并可设置零点偏置。

3，西门子1200与值编码器RS485或Modbus RTU信号的连接

西门子1200可配置通讯接口RS485，该接口可连接值编码器的RS485信号，包括单圈值和多圈值，值编码器的RS485信号有多种形式，较为常用的有简单型RS485广播模式（主站模式主动广播发送）、带地址由指令发送的自由协议（从站被动模式）、Modbus RTU模式等等，其中如果仅连接一个值编码器，可用编码器主动模式，协议简单信号可靠，而如果要连接多个编码器（总线方式），可选用Modbus Rtu模式，但是该方式因为要轮询，每个编码器返回数据刷新较慢，不适合快速移动的控制。

4，西门子1200与值编码器Profibus-DP信号的连接

西门子1200可配置Profibus—DP总线通讯接口，这个接口为欧系值编码器Z常用的输出模式，可选各种欧系进口品Pai编码器，包括国产品Pai的值编码器，该接口为西门子常用接口，但是该接口编码器成本高，包括配置电缆布线成本都较高。

5，西门子1200与值编码器Profinet信号的连接

随着以太网的普及，以及西门子博途全系都带PROFINET，所以很多厂家也开发出了PROFINET接口的编码器，这一类型的编码器具有抗干扰，反映速度快，编程方便等优点，在应用上可以满足绝大多数工况，但缺点就是成本非常高。

二，编码器的实用案例，西门子1200与值编码器4—20mA信号的连接，做简单定位控制

实用应用介绍一：水利闸门高度的单机及多机控制，全国各地的防洪、调蓄、供水、排污等水闸的起重高度，由卷扬起重机（启闭机）提升和关闭，每个闸站1-6个闸门启闭机，西门子1200PLC连接值多圈编码器的4—20mA接口，配置HMI，可以很好有效地完成这样的简单定位控制。编码器可以安装在卷扬机卷筒轴连接，或减速齿轮轴连接，预先计算编码器所需旋转的圈数值，将编码器输出的20mA设定大于该圈数值，例如16圈，这样编码器输出的4—20mA的每变化1mA线性对应卷筒旋转一圈，以此计算闸门提升的高度变化，以控制水闸闸门的开启与关闭高度。

实用应用介绍二：液压双油缸提升同步控制，较大型的水闸闸门需用用左右两个液压油缸动力提升，保持位置同步，以保证闸门的平滑提升与下降。广东某水闸原用闸门开度仪表仅作显示，因原显示仪表的可靠性较低并无法完成液压油缸同步纠偏及升降控制，用户希望用小型经济型PLC加HMI以替换原来的仅作显示的仪表，提高控制可靠性及可编程可控性，PLC选用了西门子1200，编码器选用了值多圈编码器4—20mA信号接口，分别用机械装置安装与左右两个油缸提升高度相对应，对应设置的油缸高度6米对应20mA，2个4—20mA信号连接1200的模拟量接口，进入PLC对比两组数据，根据高度差控制左右油缸液压系统的电磁阀，调节左右液压油路流量，以调整油缸的提升或下降的速度及位置差，保持两个油缸的同步纠偏的升降控制。西门子1200PLC配套两个值编码器4—20mA接口，很好地完成了这样的同步纠偏及升降控制。

三 实例讲解如何使用西门子PLC连接编码器并对编码器编程

以前我们讲解过西门子200SMART系列编程使用编码器，感兴趣的可以找我以前的文章，今天主要讲解S1200连接编码器并编程!

需要硬件有

1. PLC：西门子S7-1200-CPU1214C/DC/DC/DC，V4.1。

2. 编码器：E6B2-CWZ5B，PNP，增量型，1000P/R。如下图：

西门子CP343-1以太网6GK7 343-1GX31-0XE0

3. 编码器与PLC接线。如下图：

棕色：DC24V+

蓝色：COM

黑色：A，接I0.0

白色：B，接I0.1

橙色：Z，接I0.3

其中AB的接入点可以自己定义，不一定非得是I0.0和I0.1，Z不能更改。

4. 配置高速计数器。如下图：

有各种各样功能的I/O接口供用户选用，I/O接口的主要类型有:数字量(开关量)输入，数字量(开关量)输出，模拟量输入，模拟量输出等，常用的开关量输入接口按其使用的电源不同有三种类型:直流输入接口，交流输入接口和交/直流输入接口。     与普通电源相比，PLC电源的稳定性好，抗干扰能力强，对电网提供的电源稳定度要求不高，一般允许电源电压在其额定值±15%的范围内波动，许多PLC还向外提供直流24V稳压电源，用于对外部传感器供电，8，其它外部设备除了以上所述的部件和设备外。     存储器，I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误，当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序。     PLC内部的半导体存储器称为内存储器，有时可用外部的磁带，磁盘和用半导体存储器作成的存储盒等来存储PLC的用户程序，这些存储器件称为外存储器，外存储器一般是通过编程器或其它智能模块提供的接口，实现与内存储器之间相互传送用户程序。

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西门子PLC控制性能优异，在各行业机电控制中得到了十分广泛的应用。本书结合一系列实例，详细介绍了基于西门子PLC的机械电气控制系统设计方法与步骤，包括：控制系统的需求分析，选择PLC机型，系统硬件设计，系统软件设计等。全书共5章，第1章是概论，介绍西门子PLC的发展历程及应用情况；第2章与第4章分别介绍西门子S7-200系列与S7-300/400系列PLC的基础知识；第3章与第5章分别是西门子S7-200系列PLC与西门子S7-300/400系列PLC机电控制实例详解。     在PLC中CPU按系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作，归纳起来主要有以下几个方面:1)接收从编程器输入的用户程序和数据，2)诊断电源，PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等，3)通过输入接口接收现场的状态或数据。     能适应各种大小规模的工业自动化控制场合，被广泛应用在电力，冶金，化工，造纸，环保污水处理等行业中，PLC控制柜可完成设备自动化和过程自动化控制，

而对于从站，我们只需要把Modbus的标准地址和从站的地址对应关系建立好就可以了，S7-200的从站与Modbus标准的对应关系如从站右侧表格所示。

表中左侧是Modbus标准地址码，其中1-128对应于S7-200的Q0.0-Q15.7，10001-10128对应于S7-200的I0.0-I15.7，30001-30032对应于AIW0-AIW62，40001-4xxx对应的是S7-200的保持寄存器（V区），它的范围是T-T+2*(xxxx-1)，T表示的是V区的起始地址，这一点由Modbus从站的指令所决定的。

Modbus的主站指令叫做MBUS_MSG，通过这条指令可以将Modbus的标准报文发给从站，例如在上图例子当中从站的个字节是03，表示的是从站的地址，FC功能码为03，表示的是读取单个/多个保存寄存器，Modbus标准地址是40001，长度是10。随着功能码的不同，报文的格式会发生相应的变化，具体的报文格式需要去参阅Modbus的通讯手册。

从站的指令时MBUS _SLAVE，在接到主站发给它的报文后会根据报文的需求返回报文，比如在上图例子中返回的格式是个字节为从站的地址，第二个为功能码，第三个是数据返回给主站，这样就完成了一次Modbus通讯的请求与应答的过程。

SINAMICS S120 变频调速柜是模块化柜机的重要组成部分，它适用于集中进线整流、公共直流母排馈电的多电机传动，典型应用于造纸机械、轧机、试验台或起重机等。它具有以下的设计理念：

---一代工业应用的变频调速柜

---运行可靠

---统一的硬件结构与接口

---减小产品复杂性

---同时可适应客户的特殊要求

SINAMICS S120变频调速柜具有以下特点：

---模块化柜机的重要组成部分

---适用于集中进线整流、公共直流母排馈电的多电机传动

---所有的传动组件采用清晰而紧凑地配置在专用的变频调速柜中

---丰富的选件，使具备很大的灵活性

SINAMICS S120变频调速柜是大功率传动公共直流母线应用的解决方案，它由以下部分组成：

---功率等级

------250 - 3200 A @ 3AC 380 - 480 V

------280 - 3200 A @ 3AC 500 - 690 V

---结构

------≤ 800A，主开关为刀熔开关

------> 800A，主开关为固定式断路器或式断路器

---三种类型

------匹配基本整流柜：选件L43

------匹配回馈整流柜：选件L44

------匹配有源整流柜：选件L42

整流柜包括以下类型

---200 - 900 kW @ 3AC 380 - 480 V

---250 -1500 kW @ 3AC 500 - 690 V

---250 - 800 kW @ 3AC 380 - 480 V

---450 -1400 kW @ 3AC 500 - 690 V

---132 - 900 kW @ 3AC 380 - 480 V

---560 -1400 kW @ 3AC 500 - 690 V

逆变柜包括两种结构形式：

---1.6 – 107 kW @ 3AC 380 - 480 V

---1.6 – 800 kW @ 3AC 380 - 480 V

---75 – 1200 kW @ 3AC 500 - 690 V

---自动运行，只要连接到 DC 回路，无需外部控制电压

---制动柜配有冷却风扇，无需额外的通风措施

---需要外接制动电阻，制动电阻必须另外订制（防护等级IP20）

---制动功率

------500 - 1000 kW @ DC 510 - 720 V

------550 - 1100 kW @ DC 675 - 900 V

------650 - 1200 kW @ DC 890 - 1035 V

辅助电源柜 ：提供三组辅助电源：24V DC控制电源，单相230 V电源，单相380 - 690V装置风扇电源。

SINAMICS S120 变频调速柜具有丰富的选件，选件以附件的形式添加在每个调速柜的订货号的后面，出厂前都会预装在柜内或以附加柜的形式排列在旁边。其中常用的选件有：

---操作面板AOP30：K08

---编码器模块SMC10/20/30：K46/48/50

---控制单元CU320-2 DP/PN：K90/K95

---用于CU320-2性能扩展：K94

---带VPL的紧凑型dv/dt滤波器：L07

---输出电抗器：L08

---带VPL的dv/dt滤波器：L10

---带预充电回路的直流侧操作开关：L37

---25/125 kW制动单元：L61/L64

---50/250 kW制动单元：L62/L65

---防护等级IP21/23/43/54：M21/23/43/54

---直流母排（根据电流大小）：M80~M87

详细的变频调速柜选件列表，请参阅 产品目录变频调速装置和变频调速柜》

关于S120变频调速柜的介绍，请参见视频《SINAMICS S120产品简介——柜机结构和选件》

相关文档： 产品样本：S120变频调速装置和变频调速柜 D21.3

设备手册：S120变频调速柜

共有四种操作面板可供选择： 1.BOP（6SE6400-0BP00-0AA1）基本操作面板 2.BOP-2（6SE6400-0BE00-0AA1）基本操作面板（MM430专用） 3.AAOP（6SE6400-0AP00-0AB0）亚洲操作面板（支持中文） 4.AOP（6SE6400-0AP00-0AA1）英文操作面板 注意：MM420/440变频器可以使用BOP、AOP、AAOP调试，MM430变频器只能使用BOP-2调试。 BOP使用说明

BOP-2使用说明

参考文档

STARTER 或者 DriveMonitor均可对MM420/430/440进行调试，STARTER是的驱动调试支持图形化界面显示，相比DriveMonitor更直观，推荐使用该调试变频器。STARTER与MM4变频器可以通过下列接口建立连接： 1.RS232串口通讯：电脑使用RS232接口通过PC连接组件（6SE6400-1PC00-0AA0）与变频器通信； 2.RS485串口通讯：电脑使用RS485接口与变频器通信； 3.PROFIBUS通讯：电脑使用CP5512/CP5711等通讯处理器与变频器通信，变频器必须安装PROFIBUS通讯模板。使用PROFIBUS接口还支持不同网络间的路由功能，但需安装DriveES Basic。 注意：DriveMonitor只能使用RS232和RS485接口调试，无法使用PROFIBUS接口调试。下面通过示例演示如何使用STARTER通过PC连接组件连接MM440： 本例使用：STARTER 版本V4.3 ，MM440 版本V2.11，MM440站地址0。在创建连接前请先查看变频器版本和站地址，通过r0018参数查看版本号，P2011.0参数设置和查看站地址。