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中央处理单元
中央处理器单元即CPU，一般由控制器、运算器和寄存器组成。CPU 通过地址总线、数据总线、控制总线与储存单元、输入输出单元、通信接口、扩展接口相连。CPU 是 PLC 的核心，输入单元将采集的输入信号传送到CPU，CPU执行用户程序并将运算结果传送到输出单元，用以驱动现场设备。选择CPU通常需要考虑一下几个方面：
·运算速度：不同的控制系统对控制的响应速度需求不同，对于要求响应时间较快的系统，则要求CPU的运算速度快，并尽快地将运算结果传送到输出单元。
运算速度性能指标可参考CPU指令执行时间。
·工作存储器：根据控制方案的复杂程度预估需要的工作存储器大小，考虑适当的余量。
·I/O带载能力： CPU通常使用I/O地址空间来描述其允许访问输入输出的能力，8个数字量通道占用1个字节地址空间，1个模拟量通道占用2字节地址空间。在具体选型时还需要根据实际情况考虑I/O余量占用的地址空间。此外有些CPU还有允许连接模块数量限制。
·集成的通信接口：CPU通过通信接口进行编程组态，还可与人机界面、其他PLC系统、分布式I/O等实现数据交换。CPU集成的通信接口通常有MPI接口、PROFIBUS接口、PROFINET（PN）接口，根据通信对象（通信对象可以为编程设备、仪表、HMI、其他PLC系统等等）支持的电气接口标准以及所使用的通信协议选择集成通信接口。

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• 移植：
  与 SIMATIC STEP 7 Professional V13 集成的一个移植工具可帮助从 S7-300/S7-400 切换到 S7-1500 控制器，并自动转换程序代码。无法自动转换的程序代码将会记录下来，并可以手动进行调整。客户支持页面的下载区域中还以独立工具的形式提供了该移植工具。STEP 7 V11 项目可在兼容模式下继续和 STEP 7 V12 组合使用 。S7-1200 程序也可以通过复制/粘贴手段转移至 S7-1500

• SIMATIC 存储卡(用来运行 CPU)

• SIMATIC 存储卡用作插入式装载存储器，或用于更新固件。STEP 7 项目（包括注释和符号、附加文件或 csv 文件（用于配方和归档））也可存储在 SIMATIC 存储卡上。可通过用户程序和 SIMATIC 存储卡上的系统函数来创建数据块，并存储或读取数据

其中PS电源模块为可选，只需要外部能够提供PLC稳定的24VDC即可，IM模块为接口模块，仅在当需要扩展机架的时候才需要。CPU模块为必选，SM信号模块、FM功能模块、CP通信处理器根据需要增减添加。注意在硬件组态中左边三个模块槽位位置固定。

S7-400系列PLC是针对于中**性能要求的控制系统

可以选择不同的模块

可以扩展多达300个模块

背板总线集成在模块内

也可以连接MPI、 Profibus DP、Profinet等接口

S7-400PLC类似于S7-300PLC，也是模块化硬件结构，其与S7-300的主要区别是：

1. S7-400PLC的PS电源模块为必选，而且有电池，需要定期更换；

2. S7-400PLC的各硬件模块没有插槽顺序限制；

3. S7-400PLC有4个累加器，而S7-300PLC只有两个累加器。

S7-1200和S7-1500是西门子硬件更新的大势所趋，虽然目前应用面还不大，但请大家留心学习，后续衡云湘水也会推出关于S7-1200/1500的系列学习专辑。

PLC型号所蕴含的信息

如何通过CPU型号了解其基本信息呢？相信通过以下两个例子解释你就了然于胸了：

1. CPU315-2 PN/DP

CPU3XX表示PLC控制器是300系列，-2表示该CPU有两种类型的接口，一个类型接口兼容MPI和ProfiBus DP，另一个类型接口兼容PN口。

2. CPU319F-3PN/DP

CPU3XX表示PLC控制器是300系列（319是300系列PLC的一款），F表示该CPU为故障安全型PLC，-3表示该CPU有三种类型的接口，第一个类型接口兼容MPI和ProfiBus DP，第二个类型接口兼容ProfiBus DP口，第三个类型接口兼容PN口。

PLC设备安装

PLC可以根据需要进行水平或者竖直安装

  *近，笔者听闻一些新投的风电场、光伏电站、检修技改后的水电站等，又出现电流互感器极性错误而引发的保护误动作、测量不准确的问题。以至于一些电工好友在问我关于电流互感器极性的很多问题。我也是初学者、理解还很肤浅，只能结合自己的实际，抛砖引玉的给他们一点启发，希望他们在以后工作实际中慢慢领会，在电工学习和工作的征程上少走一些弯路。古语说“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”，相信只要始终有“质疑”的气节和勇于实践的精神，各位电工总会悟出来的，总会有一片属于自己的蓝天白云。本文和各位同行，简单聊一聊电流互感器极性那点事，希望对各位有所启发，不足之处，忘指正。
     搞电气二次或电气设备维护的同行，对电流互感器似乎都不陌生，而电流互感器的“极性”则一定要深深印入每位电气二次人员（尤其是继电保护）的内心深处。首先我们简单理解三个关于电流互感器的概念。什么是电流互感器？电流互感器有什么作用？什么是电流互感器的极性标志（同名端？减极性？）？电流互感器，电工习惯称为为其“TA”或“CT”。作为电工设备的重要一员，CT简单一点可以理解为一个“变流器”，即实现大电流变换为小电流，满足继电保护、热工仪表、监控系统（或测控装置）数据采集、电能计量等要求，实现“以小电监视大电，以弱电控制强电”的目的。以继电保护举个例子，继电保护及安全自动装置，绝大多数是根据故障时电流增大、电压降低（短路的典型特征）的电气量的变化而工作的，这些电气量的“源头”在哪里？一般都是通过电流互感器、电压互感器二次绕组（也叫副线圈）加到继电保护装置及安全自动装置上的。明白了互感器的概念和作用，我们再来理解电流互感器的“极性”。这个概念很抽象，笔者悟性很差，也是花了几年才茅塞顿开的。书本上一般是这样定义的：“电流互感器的极性是它的一次绕组和二次绕组间电流方向的关系。在实际接线中，一般采用同极性端（同名端）标注。电流互感器，除特殊情况外，均采用减极性。”其实寥寥数语，却浓缩了互感器的精华，是开启电流互感器大门的钥匙。彻底理解了它的内涵，那电流互感器的难题也随之破解。如下图所示：

图1：电流互感器的极性标注（减极性）          

图2：电流互感器的极性检测
     那如何理解呢？如图所示，L1和K1 、 L2和K2就叫同名端。为什么叫同名端？我的理解有点粗糙：它们两组都是反应电流的流入流出关系，所以反应相同的名字，故称为“同名”。而电流互感器的极性则是反应在同一瞬间（假设0点），一次电流流入和二次绕组流出的关系，即电流从CT的一次绕组流入（L1→ 一次绕组→L2），在二次侧感应出的电流也在瞬间流出（K1→二次绕组→二次负荷 →K2）的关系，这种“复杂的瞬间实现的一一对应关系就叫极性”。为什么要是“减极性”？我的粗糙理解：一次侧为负（电流流入），二次侧为正（电流流出），这种不对应的关系就叫“减”效应。再补充点，什么叫电流互感器的同极性端子？就是在同一瞬间，一次电流流入的端子和二次电流流出的端子。至于为什么要用“减极性”，我也是没有彻底搞明白，应该是行业的一种“习惯”。
就目前全国轰轰烈烈的安全生产月活动，我们也再说点题外话，算是老生常谈的科普一下了吧（如图：）。自伟大的科学家发现电磁感应以来，“电生磁，磁生电”就一直是电气设备的根。电气设备，如发电机、变压器、电动机、电压互感器、电流互感器等等，都是以电磁感应为基础的。理解并应用电磁感应的知识对电工加强专业理论学习有事半功倍的效果。而发电机、电动机等一、二次绕组中都有“减效应”的问题，如电流互感器的“减极性”、发电机电枢（定子）绕组的“去（削）磁”反应、发电机定子和转子的“同步”、发电机的进相问题等等，熟悉电气设备“减”（或削弱）的感念，对于更深入的熟悉和了解设备，很重要。希望各位同行慢慢琢磨，且行且思。
附图3：伟大的电工科学家法拉第

继电器等保护设备，因此，电机额定值越高，这些功能也越重要。

内部本征设备保护可防止晶闸管热过载及功率方面的缺陷。另一个选择，可使用半导体保险丝防止晶闸管短路。

由于集成式状态监控和故障监控，该紧凑型软起动器具有许多不同的诊断功能。使用 4 个 LED 和继电器输出，来指示工作状态以及电源或相位故障、负载缺失、不允许的脱扣时间/等级设置、热过载或设备故障等，实现监控和诊断。

起动器额定功率达 250 kW（400 V 时），可用于三相电网中的标准应用。超小外形尺寸、低功率损耗和简单起动仅仅是 SIRIUS 3RW40 软起动器的众多优点中的三个。

“增安型"防护 EEx e，符合 ATEX 指令 94/9/EC

S0 到 S12 规格的 3RW40 软起动器适合起动带“增安"型保护 EExe 的防爆电机。

功能

紧凑型 SIRIUS 3RW40 软起动器所需的空间仅为用于比较额定值 wye-delta 起动的接触器所需空间的三分之一。这不仅节约了控制柜和标准安装导轨的空间，还*省去了 wye-delta 起动器所需的布线工作。这对于高电机额定值尤为明显，这些高额定值极少用作高技术解决方案。

同时，连接起动器和电机所需的电缆从六根减少到三根。紧凑的外形尺寸、短起动时间、简单布线和快速调试使得软起动器具有明显的成本优势。

这些软起动器的旁通触点在工作时由一个集成固态灭弧系统保护。从而在故障时可防止对旁通触点的破坏，如线圈操作机构或主操作弹簧的短暂的控制电压故障、机械震动或与寿命相关的部件缺陷。

特别强大的操作机构的起动电流会在本地供电系统上施加一个不可控制的负荷。软起动器通过其电压软起动降低了该起动电流。通过可调电流限值功能，SIRIUS 3RW40 软起动器为供电系统缓解了不少压力。一达到选择的电流限值，剩下的只需设置软起动期间的起动起点（软起动升降率由起动电压和软起动时间决定）。从此刻开始，可通过控制软起动器电压以使电机电流保持为常数。可通过电机软起动完成、本征设备保护脱扣或电机过载保护脱扣来结束该过程。该功能的结果就是电机的实际软起动时间要比软起动器上选择的软起动时间长。

由于集成有 电机过载保护功能 ，并符合标准 IEC ，全新软起动器无需附加过载继电器。可简单、快速地调整电机额定电流、过载脱扣时间（操作次数）设置和电机过载保护功能复位。使用 4 档旋转电位器，可在软起动器上设置不同的过载脱扣时间。除了 10、15 和 20 级，若一个不同的电机管理控制设备用于该功能（如连接到 PROFIBUS），还可切断电机过载保护。

另外，还提供有带 晶闸管电机保护分析 功能的设备型号，额定功率 55 kW（ 400 V 时）。A 型 PTC 或 Thermoclick 测量探头都可直接连接。电机热过载以及传感器回路中的开路和短路都会造成直接断开软起动器。若软起动器曾经脱扣，与本征设备保护和电机负载保护一样，还提供有各种复位选件。通过复位按钮的手动复位，通过控制电压的短暂断开的自动或远程复位

功能模块

定位模块
EM 253是一个用于简单定位任务的功能模块（1轴）。可以将它连接到步进电机和伺服电机，通过高频脉冲输入从Micro Stepper连接到高性能伺服驱动器。
EM 253定位模块以与扩展模块相同的方式进行安装，通过一体化连接电缆连接到S7 - 200扩展总线。
连接之后，从CPU自动读出配置数据
该模块具有以下特点：
-用于来自过程信号的5位输入
-驱动器直接激活用24脉冲输出（向前/向后或者速度/方向）
-2控制输出（DIS；CLR）。
-12个状态LED

称重模块
SIWAREX MS是一种多用途称重模块，用于各种简单称重和力测量任务。在SIMATIC S7-200自动化系统中可以很容易安装地紧凑型模块。可以在SIMATIC CPU中直接访问实际重量的数据，无需任何额外接口。
1、使用65000件高分辨率和0.05％的准确度测量重量或者力
2、通过RS232接口，使用SIWATOOL MS PC程序简便地调整规模支持更换模块，无需更新规模调整
3、针对在Ex 2区使用，通过Ex接口为1区供电的本质安全测压元件

热电偶模块EM231（模拟模块）
热电偶模块EM231是一个采用标准热电偶和高精度温度传感器。在±80 mV范围内也可能检测到低电平模拟信号。热电偶模块EM231可以与CPU 222，224和226配套使用。
4个或者8个模拟输入
不同的测量范围：J，K，T，E，R，S和N型热电偶；±80 mV的模拟信号采集检查开放线路
冷连接点的补偿
温度刻度：可以将测得的温度规定为°C或者°F。

热电阻模块EM231 RTD（模拟模块）
热电阻模块EM231是一个采用标准电阻温度检测器的高精度温度传感器。它们可以与CPU222，224和226配套使用。热电阻模块应安装在低温度波动的位置处，从而确保的准确度和可重复性。
两个或四个温度检测器用模拟输入
全部电阻温度检测器必须为相同类型
在墙或者DIN导轨上直接安装

通讯
SIMATIC S7-200 Micro PLC提供了的通讯功能。可以在1.2至187.5 kbaud数据传输率情况下操作集成的RS485接口：当统总线高达126参与者时：编程设备，SIMATIC HMI产品和 CPU可顺利联网。在纯粹的S7-200网络中，通过集成的PPI协议实现。在由*集成的自动化器件组成的网络中，如SIMATIC S7-300/400或者SIMATIC HMI，将7-200 CPU集成为MPI从站。
在高达115.2 kbaud的可自由编程模式中，采用用户特定协议如ASCII（这支持与调制解调器，打印机，条形码阅读器，个人PC，第三方PLC以及任何其他设备的互连）。使用USS协议指令，*多可以控制32个西门子变频器，无需额外的硬件。
可以通过Modbus协议指令建立与Modbus RTU网络的连接。