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西门子6ES7331-7KB02-9AJO
产品时间:2020-11-23
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西门子代理商 西门子6ES7331-7KB02-9AJO 西门子6ES7331-7KB02-9AJO

电源模块
PS307-1B 负载电源,PSV AC,24V DC,2A 6ES7 307-1BA00-0AA0
PS307-1E 负载电源,PSV AC,24V DC,5A  6ES7 307-1EA00-0AA0
PS307-1K 负载电源,PSAC,24V DC,10A 6ES7 307-1KA00-0AA0
安装适配器 装配适配器,用于在 35 mm 汇流排上扣接 PS 6ES7 390-6BA00-0AA0
型300处理单元
CPU312 16KB DI/DOmax256点,AI/AOmax64路 6ES7 312-1AE14-0AB0
CPU314 48KB DI/DOmax1024点,AI/AOmax256路 6ES7 314-1AG14-0AB0
CPU315-2DP 128KB DI/DOmax16384点,AI/AOmax1024路,1个DP接口 6ES7315-2AH14-0AB0
CPU315-2PN/DP

6ES7315-2EH14-0AB0
CPU317-2DP 512KB DI/DOmax65536点,AI/AOmax4096路,1个DP接口 6ES7317-2AK14-0AB0
紧凑型300C处理单元
CPU312C 16KB 自带10DI/6DO、2HSC/10KHz 6ES7312-5BF04-0AB0
CPU313C 32KB 自带24DI/16DO、4AI、2AO、1Pt100、3HSC/30KHz 6ES7313-5BG04-0AB0
CPU313C-2PtP 32KB 自带16DI/16DO、3HSC/30KHz、RS485 6ES7313-6BG04-0AB0
CPU313C-2DP 32KB 自带16DI/16DO、3HSC/30KHz、DP 6ES7313-6CG04-0AB0
CPU314C-2PtP 48KB 自带24DI/16DO、4AI、2AO、1Pt100、4HSC、RS485 6ES7314-6BH04-0AB0
CPU314C-2DP 48KB 自带24DI/16DO、4AI、2AO、1Pt100、4HSC、DP  6ES7314-6CH04-0AB0
存储卡及电池
MMC SIMATIC Micro内存卡 64kByte(MMC) 6ES7 953-8LF20-0AA0
SIMATIC Micro内存卡128KByte(MMC) 6ES7 953-8LG20-0AA0
SIMATIC Micro内存卡512KByte(MMC) 6ES7 953-8LJ30-0AA0
SIMATIC Micro内存卡2MByte(MMC) 6ES7 953-8LL31-0AA0
SIMATIC Micro内存卡4MByte(MMC) 6ES7 953-8LM20-0AA0
锂电池 SIMATIC Micro内存卡8MByte(MMC) 6ES7 971-1AA00-0AA0
扩展接口模块及扩展电缆
IM365 一对,机架至扩展机架接口,含1m长电缆 6ES7 365-0BA01-0AA0
IM360 机架接口模块 6ES7 360-3AA01-0AA0
IM361 扩展机架接口模块 6ES7 361-3CA01-0AA0
IM368 1米  连接360和361或361和361之间 6ES7 368-3BB01-0AA0
2.5米  连接360和361或361和361之间 6ES7 368-3BC01-0AA0
5米  连接360和361或361和361之间 6ES7 368-3BF51-0AA0
10米  连接360和361或361和361之间 6ES7 368-3CB01-0AA0
前连接器
20针连接 8/16点数字量、2/4点模拟量、SM331-7KF02、智能模块用 6ES7 392-1AJ00-0AA0
40针连接 32点数字量、8点模拟量、CPU300C配用 6ES7 392-1AM00-0AA0
安装导轨
DIN安装导轨 异型汇流排 160 mm 6ES7 390-1AB60-0AA0
异型汇流排 480 mm 6ES7 390-1AE80-0AA0
异型汇流排 530 mm 6ES7 390-1AF30-0AA0
异型汇流排 830 mm 6ES7 390-1AJ30-0AA0
无孔异型汇流排 2000mm 6ES7 390-1BC00-0AA0
数字量输入/输出模块
SM321 16点24VDC输入(P型) 6ES7 321-1BH02-0AA0
32点24VDC输入(P型) 6ES7 321-1BL00-0AA0
16点24VDC输入(N型) 6ES7 321-1BH50-0AA0
32点120VAC输入 6ES7 321-1EL00-0AA0
8点120/230VAC输入 6ES7 321-1FF01-0AA0
16点120/230VAC输入 6ES7 321-1FH00-0AA0
SM322 16点24VDC输出(0.5A) 6ES7 322-1BH01-0AA0
32点24VDC输出(0.5A) 6ES7 322-1BL00-0AA0
32点120VAC输出(1A) 6ES7 322-1EL00-0AA0
8点24VDC输出(2A) 6ES7 322-1BF01-0AA0
8点120/230VAC输出(1A) 6ES7 322-1FF01-0AA0
16点120/230VAC输出(0.5A) 6ES7 322-1FH00-0AA0
8点继电器输出(2A) 6ES7 322-1HF01-0AA0
8点继电器输出(5A) 6ES7 322-1HF10-0AA0
16点继电器输出(AC至120V)(2A) 6ES7 322-1HH01-0AA0
SM323 8点24VDC输入/8点24VDC输出 6ES7 323-1BH01-0AA0
16点24VDC输入/16点24VDC输出 6ES7 323-1BL00-0AA0
模拟量输入/输出模块
SM331 2通道模拟量输入,隔离,9-15位,可接热电阻、热电偶 6ES7 331-7KB02-0AB0
8通道模拟量输入,隔离,9-15位,可接热电阻、热电偶 6ES7 331-7KF02-0AB0
8通道模拟量输入,隔离,9-15位 6ES7 331-7NF00-0AB0
8通道热电阻输入,隔离,24位 6ES7 331-7PF00-0AB0
8通道热电偶输入,隔离,24位 6ES7 331-7PF10-0AB0
SM332 2通道模拟量输出,隔离,12位 6ES7 332-5HB01-0AB0
4通道模拟量输出,隔离,12位 6ES7 332-5HD01-0AB0
4通道模拟量输出,隔离,15位 6ES7 332-7ND02-0AB0
8通道模拟量输出,隔离,12位 6ES7 332-5HF00-0AB0
SM334 4通道模拟量输入,8位/2通道模拟量输出,8位 不隔离 6ES7 334-0CE01-0AB0
4通道模拟量输入,12位/2通道模拟量输出,12位 隔离 电阻 6ES7 334-0KE00-0AB0
ET200分布单元
ET200M Profibus-DP从站接口模块,可带8个S7-300模块 6ES7 153-1AA03-0XB0
Profibus-DP从站接口模块,可带8个S7-300模块 冗余功能 6ES7 153-2AA02-0XB0
Profibus-DP从站接口模块,可带8个S7-300模块 IM153冗余组 6ES7 153-2AR00-0XA0

 

为了实现利用现有的电力线路实现数据传输,提出利用正交频分复用(OFDM)技术芯片LME2980设计电力载波通信(PLC)模块。通过分析电力载波传输信道特性和OFDM调制解调技术基本原理,完成电力载波数据传输模块的设计,实现利用现有的电力线进行数据传输。

  关键词:PLC;OFDM;LME2980;数据传输

  电力载波通信技术(PLC)利用现有的电力线通过载波技术进行数据传输的技术。由于低压电力线载波传输信道的问题是制约低压电力线载波通信发展和普及的主要,而正交频分复用(OFDM)调制技术具有抗、抗衰落能力强的特点,采用正交频分复用(OFDM)调制技术的芯片设计电力载波数据传输模块,能更好的克服电力线的强、强衰减等缺陷。因此,文中提出一种基于OFDM的电力线载波数据传输模块设计方案,利用现有的电力线实现载波通信。

  1 载波通信信道特性

 

  利用电力线载波进行数据传输,可以充分发挥电力资源优势,从而推动电力线载波通信的广泛应用,电力载波的数据传输框图如图1所示。

 


  但在电力线上的数据传输,还未达到令人满意的水平,这在一定程度上了电力载波通信的广泛应用。主要原因有:电力线上的负载接入较多,电器特性各不相同,阻抗时变大,很难做到阻抗匹配。电力线上存在高噪声,各种用电设备经常开闭,就会给电力线上带来各种噪声,而且幅度比较大。电力线对载波造成高削减。当电力线上负荷很重时,造成对载波的高削减。因此,利用电力线载波的传输数据时,需要进行以下几方面考虑:

  1)较高的频谱利用率,以适应电力线信道有效带宽窄的特点。

  2)的功率利用率,能把功率集中在有效的频带中,功率损失。

  3)较强的噪声能力,并能在信噪比很低的情况下正常工作。

  4)载波的选取,尽可能使电力线呈现较高的输入阻抗,减小对载波的衰减。

  2 OFDM技术

  2.1 OFDM介绍

 

  OFDM(正交频分复用)技术实际上是MCM(Multi-Carrier Modulation,多载波调制)的一种。其主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数据转换成并行的低速子数据流,调制到在每个子信道上进行传输。正交可以通过在接收端采用相关技术来分开,这样可以子信道之间的相互(ICI)。每个子信道上的带宽小于信道的相关带宽,因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落,从而可以符号间。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分,信道均衡相对容易。

  2.2 OFDM技术的特点

 

  1)有效衰减对通信的影响

  低压电力线上普遍存在着选择性衰落,而且这种衰减还具有时变性。电力线网络中的各种不确定性因素使得网络中经常发生突发性的衰减。OFDM将突发性的衰减造成的误码分散到了各个互不相关的子信道上,从而变为随机性的误码。这样就可以利用编码纠错技术恢复出所传输的信息。

  2)抗码间(ISI)能力强

  在电力线信道中,由于存在多径效应,多个在不同的路径传输,所以到达接收机时会有一定时延,这就造成ISl。OFDM将高速的串行数据分割为Ⅳ个子,这样分割后码元的速率了Ⅳ倍。周期Ⅳ倍。同时再在码元间加入保护间隙和循环前缀,这样只要数字码元周期大于延时时间就可以有效ISI。

  3)频谱利用率高

  OFDM允许重叠的正交子载波作为子信道,而不是的利用保护频带分离子信道的,了利用效率。

  4)OFDM对偏移比较。由于子信道的频谱相互覆盖,这就对它们之间的正交性提出了严格的要求。由于信道的时变性,在传输中出现的频谱偏移或发射机与接收机本地振荡器之间存在的偏差,都会使OFDM子载波之间的正交性遭到,载波间(ICI)。

  因此,采用正交频分复用(OFDM)调制技术的芯片设计的电力载波数据传输能很好的解决数据传输中衰减大、码间严重、频谱利用率不高的应用难题。

  3 电力载波通信模块的设计

 

  为了设计、可靠、误码率低的电力载波数据传输模块,本课题采合微电子有限公司生产的电力载波芯片LME2980作为模块的核心芯片。LME2980是国内OFDM低压电力线载波芯片,针对国内电网及低压电力线载波通信应用需求而设计,具有的技术及性能。芯片具有以下特点:

  1)抗能力强,对电网信道具有自适应能力,通信可靠、。这主要是由于OFDM采用多个正交子载波(通常数百个甚至上千个)同时传输数据。

  2)通信速率高,因而通信效率高,实时性强。OFDM典型的通信速率在几十kbps。

  电力载波数据传输模块由LME2980芯片电路,耦合和接收滤波电路,放大滤波电路,过零检测电路和接口电路组成。数据传输模块框图如图2所示。

 


  3.1 LME2980电力载波电路

 

  LME2980内置MCU,可运行用户定义的通信协议及应用。同时,LME2980内置模拟接收前端电路,大动态范围自动增益接收放大器等,电路简单,应用方案成本低,使用方便。LME2980电力载波电路如图3所示。

 


  3.2 放大滤波电路

 

  放大滤波电路的功能是把从LME2980芯片输出的模拟进行放大,进行简单的滤波后,由耦合电路耦合到电缆线上,电力线传输的要求。放大滤波电路如图4所示。

 


  3.3 耦合和接收滤波电路

 

  由耦合变压器T1和C11组成的高通滤波电路,用于隔离高电压的工频交流电,F1是12V的TVS管,用于来自电力线上的高频度,从而保护内部电路。耦合和接收滤波电路如图5所示。

  3.4 过零检测电路

 

  过零检测电路的功能是把工频交流电的过零时刻以脉冲的告知载波芯片,从而为分时通信以及相位判断提供依据。过零检测电路如图6所示。

 


  3.5 接口电路

 

  接口电路的主要作用是为载波模块与外界提供接口,提供电源并建立通信。接口电路如图7所示。

 


  4

 

  将设计好的电力载波数据传输模块分别安装在电力线的两端,利用串口助手进行收数据(串口的设置为:波特率为115200、起始位为1b、数据位8b、停止位1b和无流控制协议),模块一发送数据:WHAT IS NAME?模块二接收后发送:CSUST ZHangLi中没有乱码和产生,正常工作,如图8所示。

 


  5 结束语

 

  文中通过分析电力载波传输信道特性和OFDM调制解调技术基本原理,选用OFDM低压电力线载波芯片设计电力载波数据传输模块,通过对模块进行,模块正常收发传输数据。

  利用现有的电力线作为传输媒介,通过电力线传输数据,节省普通通信所需要的数据传输媒体,对于推动电力载波通信在物联网的应用具有积极的意义。

由于PLC内部混入导电性异物或受外部异常噪音的影响,CPU失控或运算周期超过200ms,则WDT出错,[EPROR]LED灯亮,PLC处于STOP,同时输出全部都变为OFF。此时可进行断电复位,若PLC恢复正常,请检查一下有无异常噪音发生源和导电性异物混入的情况。另外,请检查PLC的接地是否符合要求。
    检查如果出现[EPROR]LED灯亮→闪烁的变化,请进行程序检查。如果[EPROR]LED依然一直保持灯亮状态时,请确认一下程序运算周期是否过长(D8012可知扫描时间)。
    如果进行了全部的检查之后,[EPROR]LED的灯亮状态仍不能解除,应考虑PLC内部发生了某种故障,请与厂商联系。
    4.输入指示
    不管输入单元的LED灯亮还是灭,请检查输入开关是否确实在ON或OFF状态。如果输入开关的额定电流容量过大或由于油侵入等原因,容易产生不良。当输入开关与LED灯亮用电阻并联时,即使输入开关OFF但并联电路仍导通,仍可对PLC进行输入。如果使用光传感器等输入设备,由于发光/受光部位粘有污垢等,引起灵敏度变化,有可能不能完全“ON”状态。在比PLC运算周期短的时间内,不能接收到ON和OFF的输入。如果在输入端子上外加不同的电压时,会损坏输入回路。
    5.输出指示
    不管输出单元的LED灯亮还是灭,如果负载不能进行ON或OFF时,主要是由于过载、负载短路或容量性负载的冲击电流等,引起继电器输出接点粘合,或接点面不好不良。

西门子PLC 331-7KB02-OABO

西门子PLC 331-7KB02-OABO

 

通讯处理器用于把 S7-300 连接到不同的总线/通讯网络上,以及进行点到点连接。根据应用情况和模块的不同协议,可以提供不同的总线,如 PROFIBUS DP 或工业以太网。

通过处理器(CP)进行点到点连接是一种强大而低成本的中线替代方案。相对于总线,点到点链接的优点在只有较少 (RS485) 设备需要连接到 SIMATIC S7 上时非常明显。
CP 可以方便的把第三方连接到 SIMATIC S7 上。由于 CP 具有极高的灵活性,可以实现多种不同的物理传输介质、传输速率,甚至可以自定义传输协议。
对于每个 CP,我们用 CD 光盘提供了组态包和电子手册,以及用于实现 CPU 和 CP 之间通讯的参数化屏幕形式和的功能块。
组态的数据会存储到 CPU 的块中,并备份。因此更换模块时新模块可以立即投入使用。
S7-300 的接口模块现有三种版本,每个都带有用于不同物理传输介质的接口。

应用

 

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