西門子PLC模塊6ES71324BD000AB0

增量式編碼器 (sin/cos 1 V_pp/RS422/HTL) 帶電纜和控制器、夾緊法蘭或同步法蘭。

這些編碼器每轉一圈可以發送規定數目的電脈沖，脈沖數反映了所經過的行程或者角度。

增量式編碼器的工作原理是對按照透射光原理工作的分度盤實施光電掃描。光源為一個發光二極管 (LED)。編碼器軸旋轉時所產生的明暗交替變化的調制信號被光電元件所采集。分度盤與軸連接，通過合理安排分度盤和固定式光柵上的條紋，光電元件就會發送出兩個相互呈 90 度的軌跡信號 A 和 B 以及基準信號 R。編碼器電子部件將這些信號放大，并且轉換成不同的輸出電平。

可使用以下輸出電平：

• 帶 1 V_pp 電平的模擬信號 sin/cos 
  如果是正弦信號 (sin) 的編碼器，為了獲得更好的精度，可將這些信號通過上位控制器進行插補。
• RS422 差分信號 (TTL)
  如果是 RS 422 增量式編碼器 (TTL)，可以通過邊沿檢測，使精度提高四倍。
• HTL（高壓晶閘管邏輯）
  具有 HTL 接口的編碼器設計用于采用 24V 電平數字式輸入端的應用。

值編碼器頂部帶 SSI/EnDat 和 PROFIBUS DP，且
底部帶有 DRIVE?CLiQ 和 PROFINET IO

值編碼器（式軸角編碼器）與增量式編碼器的掃描原理相同，但是具有更多的軌跡數目。以 13 個軌跡為例，如果是單圈編碼器，就會有 2¹³ = 8192 個步距被編碼。所用的代碼是一步代碼（格雷碼），以防掃描錯誤出現。

電機加電后，位置值立即傳輸至控制器。無需自引導。

在時間要求嚴格的應用情況下，DRIVE-CLiQ、SSI 和 EnDat 值編碼器具有優勢。

如果是具有大量編碼器的設備，PROFIBUS DP可減少布線費用，優勢更為明顯。PROFIBUS DP 編碼器是可編程的，并且可使用節點間通訊支持等時同步模式。帶 PROFINET IO 的編碼器也可參數化，另外具有兩個端口，并支持 RT 和 IRT 操作模式。

單圈編碼器

單圈編碼器可將一圈（360 度機械式）分解成一定的步距數目，例如 8192。每個位置均分配有一個的代碼字。在旋轉360度之后，位置值會重復。

多圈編碼器

多圈編碼器除了記錄一轉內位置之外，也記錄轉數。為此，被掃描的還有其它通過換檔齒輪與編碼器軸耦合在一起的編碼盤。 12 條附加軌跡時，意味著可以有 2 ¹² = 4096 轉數被編碼。

SIMOGEAR 同軸式減速電機

特點

• 大范圍傳動比（插裝式小齒輪）
• 極為經濟
• 高效節能（每級的效率為 98 %）
• 大功率范圍

機械構造

• 級數：2 或 3
• 安裝類型： 支腳安裝和法蘭安裝，外殼上帶有法蘭
• 軸的設計： 實心軸

典型應用

• 傳送帶
• 包裝產品的輸送
• 立式輸送機

• SIMATIC ET 200SP 的 CPU 1510SP F-1 PN，基于 S7-1500 CPU 1511F-1 PN
• 用于采用 ET 200SP 的高性能控制解決方案
• 提高了系統和設備的可用性
• 支持集中式和分布式配置中的 PROFIsafe
• PROFINET IO 控制器可連接多 64 個 IO 設備
• PROFINET I-Device，用于連接作為智能 PROFINET 設備的 CPU（帶 SIMATIC 或第三方 PROFINET I/O 控制器）
• 適用于 4 個控制器的 PROFINET 共享智能設備
• PROFINET IO IRT 接口，帶集成 3 端口交換機
• PROFIBUS 上的等時同步模式
• 具有多種通信方式：
  PG/OP 通信、PROFINET IO 通信、開放式 IE 通信（TCP、ISO-on-TCP 和 UDP）、Web 器和 S7 通信（帶可裝載的函數塊）
• 可選 PROFIBUS 主站，用于 125 個 PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 組態控制（選項處理）
• 集成運動控制功能，用于控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器

注

CPU 的運行需要 SIMATIC 存儲卡

總線適配器不在供貨范圍內，須單獨訂購。

CPU 1510SP F-1 PN 是經濟實用的入門級 CPU，適用于在分散生產技術中對處理性能和響應速度具有中等要求的標準應用和故障安全應用。CPU 1510SP F-1 PN 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能設備 （PROFINET 智能設備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設計形式為 3 端口交換機，這樣就可以在系統中通過端口 1 和 2 建立總線型拓撲，并且也可通過端口 3 來連接編程設備/PC 或 HMI 設備。

作為智能設備使用時， CPU 1510SP F-1 PN 可實現在本地對過程數據進行分布式預處理，并且僅將實際需要的信息傳輸到上位控制器。這種方式有以下優點：

• 減輕中央控制器的工作負荷
• 縮短對現場重要信號的響應時間
• 數據量減少，總線系統上的負荷降低
• 各單元經過預測試并進行平行調試，設置更快速
• 由于采用獨立的機器單元，提高了可用性和靈活性
• 組態清晰明了

CPU 1510SP F-1 PN 完全獨立于中央控制器運行。如果發生故障，CPU 1510SP F-1 PN 仍繼續運行。

按位模塊化的 ET 200SP I/O 系統設計加上 CPU 1510SP-1 PN，可實現面向功能的站設計。

另外，CPU 還通過易組態的塊提供全面控制功能，并能夠通過標準化 PLC-open 塊連接到驅動器。

CPU 1510SP F-1 PN 可直接卡裝到標準安裝導軌上，并具有以下配置：

• 功能強大的處理器：
  CPU 的命令執行時間可低至每個二進制指令 72 ns。
• 大容量工作存儲器：
  150 KB 用于程序，750 KB 用于數據
• SIMATIC 存儲卡作為裝載存儲器；
  可具有固件更新、數據日志和歸檔等附加功能。
• 可按位進行模塊化擴展，靈活性高；
  多達 64 個 I/O 模塊（I/O 模塊、工藝模塊和通信模塊），可任意組合。大 1 m 的站寬度。
• PROFINET IO IRT 接口，帶 3 個集成交換機端口：
  • 端口 1 和 2 通過總線適配器來連接（CPU 1510SP F-1 PN 未提供總線適配器，不使用該適配器也可運行）。如果需要，需單獨訂購相應的總線適配器（BA 2xRJ45 或 BA 2xFC）。
  • 端口 3 通過集成式 RJ45 接口來連接。
• 集成通信功能：
  • PG/OP 通信
  • PROFINET IO
  • 開放式 IE 通信（TCP、ISO-on-TCP 和 UDP）
  • Web 器
  • S7 通信
  • S7 路由
  • 數據記錄路由
• 免維護數據備份（無需電池）
• 用于錯誤 (Error)、運行狀況 (RUN/Stop)、維護 (MT)、電源 (PWR) 診斷指示燈，以及每個端口一個鏈路 LED 指示燈
• 可選標簽采用淺灰色或黃色標簽條。有兩種材料可供選擇：
  • 標簽箔和帶有 500 個標簽條的標簽卷，可用熱轉印打印機進行打印
  • 紙 (280 g/m²)，規格 DIN A4，每張 100 個標簽條，適用于激光打印機
• ET 200SP CPU 可配有一個參考 ID 標簽。
• 通過總線適配器實現不同 PROFINET 連接類型
  • 在標準環境條件下，BA 2xRJ45 用于通過 RJ45 插頭進行連接
  • 對于運行期間的機械負荷和/或更高的 EMC 要求，可使用 BA 2xFC 來直接連接 PROFINET 電纜
• 在將 AC I/O 模塊或 AI Energy Meter ST 用作第一個 I/O 模塊時，應將深色基本單元用作 ET200SP CPU 后面的第一個基本單元

供貨范圍

CPU 1510SP F-1 PN（包括器模塊）、24 V DC 連接器和總線適配器端口蓋（總線適配器須單獨訂購）

• 性能
  • 高速命令處理
  • 高性能網絡接口：
    CPU 配有 PROFINET IO IRT（3 端口交換機）作為標準接口。
• 集成技術
  • 通過標準化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅動器和具有 PROFIdrive 功能的驅動器
  • 支持轉速控制軸和定位軸以及外部編碼器
  • 精確位置傳動可實現軸之間的同步操作
  • 具有所有 CPU 變量的跟蹤功能，用于實時診斷和偶發故障檢測
  • 全面的控制功能，例如，通過便于組態的塊自動控制參數以實現優控制質量
• 等時同步模式
  • 通過恒定總線循環時間，將分布式信號采集、信號傳輸和程序執行與 PROFIBUS 循環進行同步耦合
• 集成安全功能
  • 通過密碼保護專有技術，防止未經許可而讀取和修改程序塊
  • 通過復制保護，可將具體程序塊與 SIMATIC 存儲卡的序列號綁定：
    只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中后，程序塊才可運行。
  • 4 級授權方式：
    也可以對與 HMI 設備的通信進行限制。
  • 防止操作：
    控制器可以識別工程組態數據的更改和未授權傳輸。
• 集成式系統診斷
  • 可在 TIA 博途中、HMI 設備上和 Web 器上顯示系統診斷信息，甚至可顯示來自變頻器的消息，及時 CPU 處于 STOP 模式也進行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，無需進行特殊組態。
• 通過集中設置進行組態控制（選項處理）
  • 可以在控制器中存儲各種硬件組態：
    在用戶程序中修改組態（啟動 OB100）
    組態結束時改裝選件
    可使用占位模塊。
• SIMATIC 存儲卡（CPU 運行需要此存儲卡）
  • 用作插入式裝載存儲器，或用于更新固件
  • 也用于存儲附加文檔或 .csv 文件（用于配方和歸檔）
  • 通過用戶程序的系統函數創建數據塊以進行存儲/讀取
• 數據日志（歸檔）和配方
  • 在 SIMATIC 存儲卡上存儲配方和歸檔的 .csv 文件；
    使用 Office 工具或通過 Web 器方便地訪問設備運行數據。
  • 通過 Web 瀏覽器或 SD 讀卡器，方便地訪問機器組態數據（與控制器之間的雙向數據交換）
• 對標準程序部分進行編程
  • 使用 STEP 7 Professional V13 SP1 或更高版本進行編程
• 對故障安全程序部分進行編程
  • 使用選件包“STEP 7 Safety Advanced”對安全相關程序部分進行編程

每個 CUD（無論是標準 CUD 還是 CUD）都可以增量編碼器的信號。對于有多個編碼器需要的應用，可以使用第二個 CUD 或者（和）機柜安裝式 SMC30 傳感器模塊。

SMC30 可以用于具有增量信號的 SSI 編碼器，例如可以用于定位功能。

具有 DRIVE-CliQ 接口的編碼器不能在 SINAMICS DC MASTER 或在 SMC30 上進行。這些編碼器通常不能用在直流驅動器技術領域。

可以對下列編碼器信號進行處理：

• 增量型編碼器 TTL/HTL，帶/不帶斷線檢測（斷線檢測只可使用雙極信號）
• SSI 編碼器，帶 TTL/HTL 增量信號
• SSI 編碼器，無增量信號

電機溫度輸入（從 SMC30 獲得）不能用于SINAMICS DC MASTER 。電機溫度傳感器可以使用 CUD 上提供的溫度測量輸入。

機柜安裝式編碼器模塊 SMC30 標準提供有下列接口：

• 1 個 DRIVE-CLiQ 接口
• 1 個編碼器接口，通過 Sub-D 連接器或端子連接
• 1 個電子裝置電源接口，通過 24 V DC 電源連接器連接
• 1 個 PE/保護導體連接

機柜安裝式傳感器模塊 SMC30 的狀態通過一個彩色 LED 來顯示。

安裝在機柜上的 SMC30 傳感器模塊可以卡裝在符合 EN 60715 (IEC 60715) 標準的 TH 安裝導軌上。

SMC30 模塊和編碼器之間的長編碼器電纜長度為 100 m。對于 HTL 編碼器，如果的信號是 A+/A- 和 B+/B-信號，而且電源電纜的小截面大于 0.5 mm²時，可將長度增加到 300m。

信號電纜屏蔽可以借助一個屏蔽連接端子（例如 Phoenix Contact 型 SK8，或者 Weidmüller 型 KLBü1。）連接到機柜安裝 SMC30 傳感器模塊上。

在端子模塊 TM15 上提供有以下接口：

• 24 點雙向數字量輸入/輸出量輸出（8 通道 3 組相互隔離）
• 24 個綠色 LED，用于指示相關端子的邏輯信號狀態
• 2 個 DRIVE-CLiQ 插座
• 1 個電子裝置電源接口，通過 24 V DC 電源連接器連接
• 1 個 PE/保護導體連接

TM15 端子模塊可卡裝在符合 EN 60715 (IEC 60715) TH 35 安裝導軌上。

信號電纜屏蔽可以借助一個屏蔽線接線端子連接在終端模塊 TM15 上，例如 Phoenix Contact 型號的 SK8 ，或者Weidmüller 型號的KLBü1。屏蔽接線端子在失去彈性時不能再使用。

終端模塊 TM15 的狀態通過一個多色 LED 來顯示。

端子模塊 TM15 通過 DRIVE-CliQ 與 CUD 進行通訊。此外，TM15 還可配合 CU310 和 CU320 控制裝置和 SIMOTION D 控制裝置使用。

TM15 端子模塊連接示例

使用端子模塊 TM31，可以擴展驅動系統內部現有數字量輸入和數字量輸出以及模擬量輸入和模擬量輸出的數量。

TM31 端子模塊還具有與轉換觸點的繼電器輸出和溫度傳感器輸入的功能。

1FN3 直線電機，初級部分

直線電機 1FN3 與 SINAMICS S120 驅動系統或 SIMODRIVE 611 數字/通用 HRS 一起使用，可以形成一個的直線直接驅動系統，滿足先進的機器結構要求。

電機由主傳動裝置和從動裝置組成，接地元件很少。主傳動裝置具有固定尺寸，從動裝置可以根據所需長度由幾段組成。通過電機的并行運行，饋送率受力和長度都可以擴展超過現有范圍。

• 突出的動態響應和極快的移動速度
• 高精度
• 安裝簡便
• 非接觸驅動力傳遞，傳動部件無磨損

直線直接驅動系統的主要優點就是避免了彈性、游隙和摩擦效果以及傳動時的自然振動。由此可實現較高的動態響應性能和精度。如果使用相應的測量系統和在溫度條件下，電機可以實現納米級定位。

峰值負載型

用于暫時加速的機械軸（如 S3 負載）或者短時間內需要較大力的場合

主要應用領域：

• 高動態性、柔性機床及生產機器建造
• 激光加工
• 裝卸

連續負載型

用于加速度不斷變化、過程/重力較大或無水冷運行時的機械軸中（如 S1負載）。

主要應用領域：

• 磨削
• 非圓加工，例如，振蕩應用
• Z 軸，無重力補償，空心軸
• 裝卸，直角坐標型機器人

簡單的機械結構，無需滾珠絲杠、聯軸器或皮帶等傳動部件，可顯著提高傳動部件的可靠性。

主傳動裝置中的熱量可通過集成的液體冷卻系統耗散掉。通過可選的 Thermo-Sandwich 雙回路冷卻系統，可將電機的熱量從機器上排除，它也是一種價格較低的冷卻設計。

主傳動裝置采用不銹鋼封裝，可較高的機床機械剛性和耐污性能（這種油污用于機床和生產機器中）以及耐腐蝕性。另外，由于空氣隙大，對安裝表面的要求低。空氣隙的安裝誤差為± 0.3 mm。

設計型號

1FN3 直線電機可作為一種單邊電機或雙邊電機提供。

• 單邊電機
  單邊電機包括一個與相關次級部分平行安裝的初級部分。
• 雙邊電機
  雙邊型電機的特殊次級部分位于兩個初級部分之間（一個帶有標準繞組的初級部分和一個帶互補繞組的初級部分）。雙側電機設計尤其適用于可移動從動裝置應用以及快速加速的小行程加工應用（例如偏心加工）。

1FN3 直線電機，初級部分

直線電機 1FN3 與 SINAMICS S120 驅動系統或 SIMODRIVE 611 數字/通用 HRS 一起使用，可以形成一個的直線直接驅動系統，滿足先進的機器結構要求。

電機由主傳動裝置和從動裝置組成，接地元件很少。主傳動裝置具有固定尺寸，從動裝置可以根據所需長度由幾段組成。通過電機的并行運行，饋送率受力和長度都可以擴展超過現有范圍。

簡單的機械結構，無需滾珠絲杠、聯軸器或皮帶等傳動部件，可顯著提高傳動部件的可靠性。

主傳動裝置中的熱量可通過集成的液體冷卻系統耗散掉。通過可選的 Thermo-Sandwich 雙回路冷卻系統，可將電機的熱量從機器上排除，它也是一種價格較低的冷卻設計。

主傳動裝置采用不銹鋼封裝，可較高的機床機械剛性和耐污性能（這種油污用于機床和生產機器中）以及耐腐蝕性。另外，由于空氣隙大，對安裝表面的要求低。空氣隙的安裝誤差為± 0.3 mm。

設計型號

1FN3 直線電機可作為一種單邊電機或雙邊電機提供。

• 單邊電機
  單邊電機包括一個與相關次級部分平行安裝的初級部分。
• 雙邊電機
  雙邊型電機的特殊次級部分位于兩個初級部分之間（一個帶有標準繞組的初級部分和一個帶互補繞組的初級部分）。雙側電機設計尤其適用于可移動從動裝置應用以及快速加速的小行程加工應用（例如偏心加工）。

• 具有不同的性能等級，滿足不同的應用領域。
• 5種故障安全型CPU (CPU 315F-2 DP, CPU 315F-2 PN/DP, CPU 317F-2 DP, CPU 317F-2 PN/DP, CPU 319F-3 PN/DP)
• 4 個 CPU，也適用于 -25 °C 至 +60 °C 的寬環境溫度范圍 (SIPLUS)

可用于 S7-300 的其他故障安全 CPU：

• 分布式故障安全 CPU ET 200S（IM151-7F、IM151-8F）
• 故障安全軟控制器 WinAC RTX F

CPU 315F-2 DP 具有以下特點：

• 微處理器；
  處理器處理一條二進制指令的時間為 50 ns；處理每個浮點運算的時間為 0.45 μs。
• 存儲器：
  384 KB 高速 RAM，用于安全型程序段和標準程序段；如果執行安全型程序段，則必須考慮增加的存儲器空間要求（5 倍以上）。 在 384 KB RAM 中，128KB 數據存儲器可用于標準應用。SIMATIC 微型存儲卡（大 8 MB）作為程序的裝載存儲器，還允許將項目（包括符號和注釋）存儲在 CPU 中。
• 靈活的擴展能力：
  多可以多達 32 個模塊，（4 層配置）
• MPI 多點接口：
  集成 MPI 接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程器、PC、操作員面板的 16 路連接。在這些連接中，始終分別為 編程器和操作員面板各保留一個連接。通過“全局數據通信”，MPI 可以用來建立多 16 個 CPU 組成的簡單網絡。
• PROFIBUS DP 接口： 
  帶有 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU 315F-2 DP 可以用來建立高速、易用的分布式自動化系統。 從用戶的角度，以處理集中式 I/O 的相同方式（相同的組態、編址和編程）處理分布式 I/O。
  通過集成式 PROFIBUS DP 接口，可以連接帶有故障安全 I/O 模塊的分布式 I/O。ET 200M 的故障安全型 I/O 模塊還可以安裝在安全型中央組態中。 
  基于 PROFIsafe 行規執行 F-CPU 和故障安全型 I/O 模塊之間的安全通信。

• 具有集成技術/運動控制功能的 SIMATIC CPU
• 具有標準 CPU 315-2 PN/DP 的完整功能（CBA 除外）
• 用于系列機器、專用機器以及工廠中的跨領域自動化任務
• 理想用于同步運動，例如與虛擬/實際主設備的耦合、減速器同步、凸輪盤、路徑插補或印刷標記修正
• 具有不同運動學的三維路徑插補
• 位置和壓力控制液壓軸
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生產線上作為集中式控制器使用
• 帶有集成 I/O，可實現高速技術功能（例如，凸輪切換、參考點采集）
• PROFIBUS DP (DRIVE) 接口，用來實現驅動部件的等時同步連接
• 用于 2 端口交換機的 PROFINET 接口
• PROFINETI/O控制器，用于在PROFINET上運行分布式I/O
• 控制任務和運動控制任務使用相同的 S7 用戶程序(無需其它編程語言即可實現運動控制)
• 需要“S7 technology”選件包（V4.2 SP3 及更高版本）

CPU 運行需要 SIMATIC 微型存儲卡 (8 MB)。

CPU 315-3 PN/DP 主要在需使用帶大容量存儲器的控制器并且需滿足很高處理速度以及運動控制要求的機器上使用，例如：

• 生產線/裝配線
• 紙箱裝配器
• 碼堆機
• 搬運系統
• 飛剪
• 罐裝設備
• 包裝設備
• 貼標機
• 輥道輸送系統
• 帶插補功能的 Portal

多可控制 8 根軸。 與精確的單軸定位相結合，該模塊主要適用于復雜的運動序列（如聯軸器），以形成一個虛擬或實際主站、齒輪傳動、凸輪以及印刷標記校正系統。

由于容量較高，因此 CPU 315T-3 PN/DP 適合使用 SIMATIC 工程工具，例如：

• 用SCL編程
• S7-GRAPH 加工步驟編程