1 举例说明
1.1估算样例
表1-1所示的是一个S7-300电源需求量估算的例子,它包括以下模块:
? CPU 315-2DP 6ES7 315-2AH14-0AB0
? 1个SM321 6ES7 321-1BL00-0AA0
? 1个SM322 6ES7 322-1BL00-0AA0
? 1个SM331 6ES7 331-7KF02-0AB0
? 1个SM332 6ES7 332-5HD01-0AB0
表1-1针对一个组态实例的电源定额计算
CPU电源定额 5 VDC 24 VDC
CPU 315-2DP 1.2A 1) 0mA
模块损耗 5 VDC(背板总线) 24 VDC(L+(空载)+通道)
CPU 315-2DP (150mA) 850mA2)
1个SM321 1* 15mA= 15mA 0mA+32* 7mA= 224mA3)
1个SM322 1*110mA=110mA 160mA+32*(5~600)mA=320~19360mA4)
1个SM331
(2线制电流) 1* 50mA= 50mA 30mA+ 8* 60mA= 510mA5)
1个SM332 1* 60mA= 60mA 240mA+ 4* 20mA= 320mA6)
系统需求总量 235mA7) 2224~21264mA 8)
1.2标注说明:
1)模块安装规则如图1-1所示:
图1-1
更多信息,请参见 S7-300 手册《CPU 31xC 和 CPU 31x :安装》中4.5章节,其他接口模块总线供电能力(IM361,IM365,IM153等)详见相应技术规范手册。
下载链接:13008499
2)典型电流消耗(开路)150mA,较大电流消耗(额定值)850mA。
图1-2
更多信息,请参见S7-300 手册《CPU 31xC 和 CPU 31x :技术规范》中9.5章节。
下载链接:12996906
3) “1”信号时输入电流典型值7mA,由于该模块本身不用DC24V供电,因此L+没有电流损耗。
图1-3
更多信息,请参见S7-300 模块数据手册中3.7章节技术规范。
下载链接:8859629
4) “1”信号时输出电流额定值0.5A,允许范围5mA到0.6A。用户需要根据现场设备实际损耗来综合考虑在这个典型范围内选取合适的参考值用于电源容量的估算。
图1-4
更多信息,请参见S7-300 模块数据手册中3.20章节技术规范。
下载链接:8859629
5)L+ 供电,较大 30mA (无2线制传感器 )。如果8通道全是2线制电流信号则有传感器,电源电流较大8*60mA(每通道)。
图1-5
更多信息,请参见S7-300 模块数据手册中6.7章节技术规范。
下载链接:8859629
6)L+ 供电,较大 240mA。以电流信号为参考,则有电流较大 4*20mA(每通道)。
图1-6
更多信息,请参见S7-300 模块数据手册中6.14章节技术规范。
下载链接:8859629
7)背板总线电流损耗累计不大于1.2A,则满足要求。
8)DC24V供电电源容量必须大于21264mA则能够满足上述模块正常使用,当然用户应该根据实际需求调整余量,以便保证系统正常工作。
2 估算建议
上述电源估算仅局限于模块本身和通道的容量统计,而且多数参数选用典型值作为参考值。同时也不涉及外部元器件的电流消耗。另外,还有一些特殊情况,例如继电器的吸合电流的考虑等。因此,在电源的选型问题上,需要在理论运算的基础上,根据实际使用情况,借鉴经验参数来综合考虑各方面需求,以便做出合理、有效的配置方案。
描述
S7-1500 中有两种电源可供选择,系统电源和负载电源。
系统电源 (PS)
系统电源为背板总线提供内部所需的系统电压。这种系统电压将为模块电子元件和 LED 指示灯供电。 CPU (以及PROFIBUS CMs和以太网CPs, PtP-CMs ) 或者接口模块未连接到 24 VDC 负载电流电源时,系统电源还可以为其供电。
负载电源 (PM)
负载电流电源未连接到背板总线,给模板的输入输出回路供电。此外,可以根据需要使用负载电源为 CPU 和系统电源提供 24 VDC 电压。
在这种情况下可以为每个CPU组态较多8个输入/输出模块。但是需要在 STEP7 (TIA Portal) 中确认电源容量是否够用,例如对 CPs 和 CMs,需要额外再加电源。
下面的三个表格给出了为模板供电的可能配置方式。
只通过 CPU 给背板总线供电
通过负载电源向 CPU 提供 24 VDC 电压。CPU 的参数分配: STEP 7 的“常规”(General) 选项卡内“属性”(Properties navigation) 区域导航中,选择“连接电源电压 L+” (Connection to supply voltage L+) 选项,以便 STEP 7 可以正确进行供电平衡计算。
CPU
系统电源 提供给模块的
电源容量 [W]
简称 订货号 简称 订货号
1511-1 PN 6ES7511-1AK00-0AB0 - - 10
1513-1 PN 6ES7513-1AL00-0AB0 - - 10
1516-3 PN/DP 6ES7516-3AN00-0AB0 - - 12
表 01
西门子6EP1332-1SH42
图.01
只通过系统电源给背板总线供电
位于 CPU 左侧 0 号槽的系统电源通过背板总线为 CPU 供电。CPU 的参数分配:在 STEP 7 的“常规”(General) 选项卡内“属性”(Properties navigation) 区域导航中,选择“未连接电源电压 L+”(No connection to supply voltage L+) 选项,以便 STEP 7 可以正确进行供电平衡计算。
CPU
系统电源 提供给模块的
电源容量 [W]
简称 订货号 简称 订货号
1511-1 PN 6ES7511-1AK00-0AB0 PS 25W, 24V DC 6ES7505-0KA00-0AB0 19,5
1511-1 PN 6ES7511-1AK00-0AB0 PS 60W, 24/48/60V DC 6ES7505-0RA00-0AB0 54,5
1511-1 PN 6ES7511-1AK00-0AB0 PS 60W, 120/230V AC/DC 6ES7507-0RA00-0AB0 54,5
1513-1 PN 6ES7513-1AL00-0AB0 PS 25W, 24V DC 6ES7505-0KA00-0AB0 19,5
1513-1 PN 6ES7513-1AL00-0AB0 PS 60W, 24/48/60V DC 6ES7505-0RA00-0AB0 54,5
1513-1 PN 6ES7513-1AL00-0AB0 PS 60W, 120/230V AC/DC 6ES7507-0RA00-0AB0 54,5
1516-3 PN/DP 6ES7516-3AN00-0AB0 PS 25W, 24V DC 6ES7505-0KA00-0AB0 18,3
1516-3 PN/DP 6ES7516-3AN00-0AB0 PS 60W, 24/48/60V DC 6ES7505-0RA00-0AB0 53,3
1516-3 PN/DP 6ES7516-3AN00-0AB0 PS 60W, 120/230V AC/DC 6ES7507-0RA00-0AB0 53,3
通过 CPU 和系统电源给背板总线供电
向系统电源提供允许的电源电压,并通过负载电流电源向 CPU 提供 24 VDC 电压。CPU 的参数分配同**条。在 CPU 右侧的插槽中,较多插入 2 个系统电源(电源段)。
系统电源 提供给模块的
电源容量 [W]
简称 订货号
PS 25W, 24V DC 6ES7505-0KA00-0AB0 25
PS 60W, 24/48/60V DC 6ES7505-0RA00-0AB0 60
PS 60W, 120/230V AC/DC 6ES7507-0RA00-0AB0 60
关于系统电源和负载电流电源的更多信息请参考手册“SIMATIC S7-1500 自动化系统
西门子链接模板
6GK1 415-2AA01 西门子DP-AS-i 网关 IP20
6GK1 415-0AA01 西门子DP-EIB 网关
6ES7 158-0AD01-0XA0 西门子DP/DP 耦合器
6ES7 157-0AC83-0XA0 西门子DP/PA 耦合器 ,非本安区
6ES7 157-0AD82-0XA0 西门子DP/PA 耦合器 ,本安区
6XV1 830-5EH10 西门子PROFIBUS FC 过程电缆( 易爆区 )
6XV1 830-5FH10 西门子PROFIBUS FC 过程电缆( 非易爆区 )
6ES7 195-7HF80-0XA0 西门子DP/PA耦合器有源总线单元
6GK1 905-0AA00 西门子SpliTConnect分接头(10件)
6GK1 905-0AD00 西门子SpliTConnect终端(Ex)(5件)
6GK1 905-0AB10 西门子SpliTConnect M12输出端(5件)
6GK1 905-0AC00 西门子SpliTConnect 耦合器(10件)
西门子总线连接器
6GK1 905-6AA00 西门子快速剥线工具6ES7972-0CB20-0XA0
6ES7 972-0BA50-0XA0 西门子快速连线网络接头(不带编程口)升级:6ES7972-0BA52-0XA0
6ES7 972-0BB50-0XA0 西门子快速连线网络接头(带编程口)升级:6ES7972-0BB52-0XA0
6ES7 972-0BA12-0XA0 西门子90度网络接头(不带编程口)
6ES7 972-0BB12-0XA0 西门子90度网络接头(带编程口)
6ES7 972-0BA41-0XA0 西门子35度网络接头(不带编程口)升级为:6ES7 972-0BA42-0XA0
6ES7 972-0BB41-0XA0 西门子35度网络接头(带编程口)升级为:6ES7 972-0BB42-0XA0
6GK1 500-0EA02 西门子无角度网络接头(不带编程口)
6GK1 500-0FC00 西门子无角度快速连线网络接头(不带编程口)
Overview
SCALANCE M876-4、M876-3、M874-3 和 M874-2 是移动式无线路由器,用于通过* 4 代 (LTE)、* 3 代 (UMTS) 或* 2 代 (GSM) 移动网络,经济有效和安全地连接基于以太网的子网和可编程控制器。
SCALANCE M876-4 支持 LTE(长期演进)。这样,它可在下行链路中实现高达 100 Mbps 的传输速率,在上行链路中实现高达 50 Mbps 的传输速率(具体速率取决于移动无线提供商的基础设施)。
SCALANCE M876-3 和 M874-3 支持 HSPA+(高速分组接入),因此,下行链路的传输速率可高达 14.4 Mbps,上行链路的传输速率可高达 5.76 Mbps。
SCALANCE M874-2 支持 GPRS(通用无线分组业务)和 EDGE(增强型数据速率 GSM 演进)。
接入与通信的安全性将由集成防火墙的安全功能以及 * 隧道来保证(通过建立 IPsec 隧道进行端到端加密)。
产品型号
SCALANCE M876-4:
五频带 LTE,包括频带 800/900/1800/2100/2600 MHz
支持 LTE(下行链路:较高 100 Mbps;下行链路:较大为 50 Mbps 时)
没有 LTE 网络时,自动切换到* 3 代或* 2 代移动无线服务的数据服务,HSPA+、 EDGE、eGPRS 或 GPRS 模式
SCALANCE M876-3:
双频带 CDMA2000,频带为 800/1900 MHz
四频带 GSM,频带为 850/900/1800/1900 MHz
支持具有 EV-DO 修订版 A 的 CDMA2000(上行链路:3.1 Mbps,下行链路:1.8 Mbps)
支持 HSDPA+ UMTS(下行链路:14.4 Mbps,上行链路:5.76 Mbps)
没有 UMTS 网络,自动切换到*二代移动无线数据服务,EDGE、eGPRS 或 GPRS 模式
SCALANCE M874-3:
五频带 UMTS,包括频带 800/850/900/1900/2100 MHz
四频带 GSM,频带为 850/900/1800/1900 MHz
支持 HSDPA+ UMTS(下行链路:14.4 Mbps,上行链路:5.76 Mbps)
没有 UMTS 网络,自动切换到*二代移动无线数据服务,eGPRS 或 GPRS 模式
SCALANCE M874-2:6GK1500-3AA00
四频带 GSM,频带为 850/900/1800/1900 MHz
Benefits
通过作为工业信息安全方案的集成组件的防火墙(状态包检测)和 * 连接 (IP-Sec),满足较高信息安全标准
可对以无线方式连接的远程控制子站进行操作员控制与监视,投资成本和运行成本均较低
通过移动无线网络进行远程编程和诊断,降低了人员差旅成本
SIMATIC S7-1500/ET200MP 采用集成式机械设计(模块化形式),更便于管理
大带宽、高性能和高传输速度,应用范围广
根据具体应用,采用* 2 代、* 3 代和* 4 代移动无线业务
**使用
Area of application
SCALANCE M874/M876 可在工业和半工业应用中使用:
例如,可通过移动无线网络采用 STEP 7 进行**范围中的远程编程和维修
在**范围内进行灵活的工厂访问以实现维护和诊断
连接静态和移动站以进行控制和监视,例如:
水/污水处理厂
石油和天然气供应
集中供热网
配电
泵站
运输系统
**范围的状况监视,例如用于:
风电和光伏发电厂
在美国具有冗余的提供商网络覆盖,应用十分灵活
AT&T:GSM 和 UMTS 技术
Verizon:CDMA2000 和 EV-DO 技术
可在**范围内使用,原因是:
LTE:采用五频技术
UMTS:采用五频技术
GSM:采用四频带技术
注:
必须注意与国家/地区和提供商有关的认证。
由于具有集成的信息安全功能,Scalance M874/M876 移动无线路由器可通过移动网络将分布式自动化单元安全连接到控制中心。
Design
坚固的塑料外壳可使用以下安装选件:
S7-1500,安装导轨
S7-300,安装导轨
DIN 导轨安装
墙壁安装
2 x RJ45 接口 (M874) 或 4 x RJ45 接口 (M876),速率为 10/100 Mbps,适用于工业以太网
用诊断 LED 来指示调制解调器状态、场强度、连接控制和 DI/DO 通道
SET 按钮
5 针螺钉型接线端子,用于连接到 24 V DC 电源
用于一点数字量输入的 2 针螺钉型接线端子
用于一点数字量输出的 2 针螺钉型接线端子
1 x SMA 天线接头,用于一个 UMTS/GSM 天线 (M874);或 2 x SMA 天线接头,用于两个 LTE/UMTS/GSM 分集天线 (M876)
Functions
自动设置和保持与 Internet 的基于 IP 的在线连接
通过移动无线网络来合并基于 IP 的分布式网络
与远程控制中心进行双向 IP 数据通信;这些远程控制中心有例如ST7cc 或 ST7sc、WinCC 或 PCS 7
带防火墙的集成安全功能(状态检测)
集成 IPsec * 隧道加密
通过服务中心内的 TIM 通信模块完成远程站之间的数据交换(从站-从站通信)
与SINAUT ST7间的安全数据通讯,也可以通过移动无线供应商网络传输,该网络不提供公开和固定的调制解调器IP地址
文本消息的自动发送和用户定义发送
可通过 C-PLUG 存储介质(不在供货范围内)来保存组态数据
组态
使用 Web 浏览器,可以对路由器的所有网络和防火墙参数进行用户友好的组态
命令行界面 (CLI)(用于 M876-4;不久可用于其它组件)
不久就会集成在 TIA Portal 中
信息安全
使用路由器并通过具有 NAT 功能 (NAT-Traversal,NAPT,1:1-NAT) 的公共网络进行数据传输
控制中心的标准化 * 端接
通过 IPsec 协议
Open*(用于 M876-4;不久可用于其它组件)
通过防火墙来防范未授权的访问;动态数据包过滤器基于源地址和目标地址来检查数据包(状态检查)
诊断/维护
通过前面 LED 指示灯显示连接建立状态和现有连接的状态
使用便利的基于 Web 的管理进行诊断
通过 SNMP v1/v2/v3 进行诊断
使用 SCALANCE M874/M876 移动网络路由器的要求
移动网络运营商提供的支持 LTE/UMTS 功能的 SIM 卡,或 GSM 移动网络运营商提供的支持 GSM 的 SIM 卡
Integration
应用程序示例:SCALANCE M874 用于通过 * 隧道进行远程维护
可以从通过 Internet 连接的服务中心以及 * 来安全地执行传统应用,例如,远程编程、参数化和诊断,以及对安装在世界各地的机器设备进行监视。可以访问任何基于 IP 的设备,尤其是本地网络中 SCALANCE M874 下游的基于 IP 的可编程控制器。
由于上行链路的带宽增加,可实现多媒体应用(如视频流传送)。
典型远程访问方案是通过基于安全 UMTS 的 Internet 连接
应用程序示例:带有 SCALANCE M874 的 SINAUT ST7
下图所示为通过 UMTS 和因特网将带 TIM 3V-IE 和 SCALANCE M874-2 的 S7-300 站连接至控制中心(SINAUT ST7cc 或 ST7sc)。1 个 TIM 4R-IE 安装在 SCALANCE S 模块的后面。对于控制中心,此模块通过因特网和连接的站点进行 SINAUT 通信,及通过 2 个其它网络连接至 TIM 4R-IE 的站点进行通信。各种网络中单站间的交叉通讯通过 TIM 4R-IE 敷设电缆。
可通过文本消息、传真或电子邮件,将故障消息从工厂转发到服务人员。
通过基于 IP 的网络可安全的对 SINAUT ST7 远程控制
通过 SIMATIC NET 组件进行安全 * 通信
通过 Security Integrated 组件实现安全 * 通信