西門子電源模塊6EP1334-3BA10

中央控制單元 ccu(central control unit type 3)
                    
　　ccu是整個系統(tǒng)的核心單元，機車的控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)視由ccu實施和控制。hxd1機車的ccu采用type 3型32位微處理器，由網(wǎng)關(guān)gateway、中央處理器cpu、mvb32－4、電源組成可以實現(xiàn)2臺(4節(jié))機車的重聯(lián)。ccu采用冗余設(shè)計，每節(jié)車有2個ccu，一個主ccu，另一個為從ccu，結(jié)構(gòu)功能*相同，一個故障后另一個可以繼續(xù)工作，不影響機車正常運行。
                    
　　ccu的主要功能是為本節(jié)機車參數(shù)設(shè)置存儲、本節(jié)機車事件記錄、重聯(lián)機車事件顯示、整車通訊檢測、通過rs232接口讀或轉(zhuǎn)儲數(shù)據(jù)，并且作為機車中央控制單元系統(tǒng)軟件上載的輸入端口。
            
　　3.2 牽引控制單元 tcu(traction control unit)
                    
　　tcu是機車牽引的核心控制單元，由中央處理器模塊、存儲器模塊、斬波器控制模塊、數(shù)字接口模塊、數(shù)字輸入/輸出模塊、模擬接口模塊、控制系統(tǒng)檢測模塊、列車控制信號輸入變換模塊、數(shù)字信號輸入轉(zhuǎn)換模塊、接觸器驅(qū)動模塊、igbt觸發(fā)模塊、啟動單元等組成。其作用是控制和調(diào)節(jié)機車牽引、再生制動，從電氣上實現(xiàn)防空轉(zhuǎn)/滑行保護，并且實現(xiàn)了開閉環(huán)控制、速度頻率同步、故障處理與監(jiān)測等功能。

電氣與電子工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

多種性能等級的 CPU，具有用戶友好功能的全系列模塊，可允許用戶根據(jù)不同的應(yīng)用選取相應(yīng)模塊。任務(wù)擴展時，可通過使用附加模塊隨時對控制器進行升級。

西門子 S7-300 是一個通用的控制器：

具有高電磁兼容性和抗震性，可大限度地用于工業(yè)領(lǐng)域。

S7-300自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨立地組合使用。

一個系統(tǒng)包含下列組件：

CPU：
不同的 CPU 可用于不同的性能范圍，包括具有集成 I/O 和對應(yīng)功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點對點接口的 CPU。

用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊 (SM)。

用于連接總線和點對點連接的通信處理器 (CP)。

用于高速計數(shù)、定位（開環(huán)/閉環(huán)）及 PID 控制的功能模塊（FM）。

根據(jù)要求，也可使用下列模塊：

用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源的負載電源模塊(PS)。

接口模塊 (IM)，用于多層配置時連接中央控制器 (CC) 和擴展裝置 (EU)。
通過分布式中央控制器 (CC) 和 3 個擴展裝置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多達 32 個模塊。所有模塊均在外殼中運行，并且無需風扇。

SIPLUS 模塊可用于擴展的環(huán)境條件：
適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結(jié)露以及有霧的環(huán)境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護等級為 IP20 機柜內(nèi)使用時，可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調(diào)節(jié)的機柜和 IP65 外殼。

設(shè)計西門子模擬量輸入模塊(2路，多種信號)

簡單的結(jié)構(gòu)使得 S7-300 使用靈活且易于維護：

安裝模塊：
只需簡單地將模塊掛在安裝導(dǎo)軌上，轉(zhuǎn)動到位然后鎖緊螺釘。

集成的背板總線： 
背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。

模塊采用機械編碼，更換極為容易：
更換模塊時，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機構(gòu)，可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯插到其他的模塊上。

現(xiàn)場證明可靠的連接：
對于信號模塊，可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。

TOP 連接：
為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統(tǒng)提供預(yù)組裝接線另外還可直接在信號模塊上接線。

規(guī)定的安裝深度：
所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有前蓋保護。因此，所有模塊應(yīng)有明確的安裝深度。

無插槽規(guī)則:
信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。

擴展

若用戶的自動化任務(wù)需要 8 個以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時，則可對 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進行擴展：

中央控制器和3個擴展機架多可連接32個模塊：
總共可將 3 個擴展裝置（EU）連接到中央控制器（CC）。每個 CC/EU 可以連接八個模塊。

通過接口模板連接：
每個 CC / EU 都有自己的接口模塊。在中央控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中，并自動處理與擴展裝置的通信。

通過 IM 365 擴展：
1 個擴展裝置遠擴展距離為 1 米；電源電壓也通過擴展裝置提供。

通過 IM 360/361 擴展：
3 個擴展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的遠距離為 10m。

單獨安裝：
對于單獨的 CC/EU，也能夠以更遠的距離安裝。兩個相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長達 10m。

靈活的安裝選項：
CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以大限度滿足空間要求。

通信

S7-300 具有不同的通信接口：

連接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)的通信處理器。

用于點到點連接的通信處理器

多點接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
是一種經(jīng)濟有效的方案，可以同時連接編程器/PC、人機界面系統(tǒng)和其它的 SIMATIC S7/C7 自動化系統(tǒng)

模擬量輸出模塊用于從PLC向過程變量輸出模擬量信號。適用于連接模擬量執(zhí)行器。

模擬量輸出模塊將控制器的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成過程所需的模擬量信號（電流或電壓）。

該模塊具有如下特點：

分辨率：12 ~ 15 位

多種電壓和電流范圍：
使用參數(shù)賦值軟件可以對每個通道進行單獨的量程設(shè)置。

中斷能力：
出現(xiàn)錯誤時，模塊將診斷中斷發(fā)送到控制器的 CPU。

診斷：
該模塊將綜合診斷信息發(fā)送到 CPU。

DI（Digital Input）開關(guān)量輸入，     亦稱數(shù)字量輸入。以開關(guān)狀態(tài)為輸出的傳感器，如水流開關(guān)、風速開關(guān)、壓差開關(guān)等，將高/低電平（相當于開關(guān)）兩種狀態(tài)輸入到控制器，控制器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量1或0，進而對其進行邏輯分析和計算，這種控制器通道即為DI通道。      

DO（Digital Output）開關(guān)量輸出，     亦稱數(shù)字量輸出，它可由控制軟件將輸出通道變成高電平或低電平，通過驅(qū)動電路即可帶動繼電器或其他開關(guān)元件動作，也可驅(qū)動指示燈顯示狀態(tài)。開關(guān)量輸出DO信號可用來控制開關(guān)、交流接觸器、變頻器以及可控硅等執(zhí)行元件動作。      

AI（Analogy Input）模擬量輸入，     模擬量輸入的物理量有溫度、壓力、流量等，這些物理量由相應(yīng)的傳感器感應(yīng)測得，往往經(jīng)過變送器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘査腿肟刂破鞯哪M輸入口。

西門子電源模塊6EP1334-3BA10

用戶程序運行在CPU模塊中，CPU模塊內(nèi)沒有程序裝載存儲器，程序存儲在的存儲卡中里，概念同S7-300。存儲卡需要單獨訂貨。CPU目前有三種型號：

•CPU 1511-1 PN

•CPU 1513-2 PN

•CPU 1516-3 PN/DP

三個CPU型號從上至下性能由低到高排列，區(qū)別于指令執(zhí)行速度，各種地址空間尺寸，內(nèi)存大小，集成通訊口種類個數(shù)等等方面，具體請參考對應(yīng)的CPU手冊。

2.對于PLC系統(tǒng)，用戶程序處理的是輸入/輸出(I/O)信號直接的邏輯關(guān)系。那么往往系統(tǒng)需配置I/O模塊，S7-1500的CPU模塊自身沒有集成I/O，I/O信號輸入通過拓展I/O模塊進行輸入輸出。常見I/O信號有，

•數(shù)字量輸入(DI)：也就是開關(guān)量(還有稱作離散量)信號輸入

•數(shù)字量輸出(DQ)：開關(guān)量信號輸出

•模擬量輸入(AI)：連續(xù)量輸入，如電壓-10V ～ +10V, 4 ～ 20mA等

•模擬量輸出(AQ)：連續(xù)量輸出

•還有脈沖輸入(PI)， 脈沖輸出(PQ)等

3.S7-1500的數(shù)字量輸入模塊

•DI 32x24VDC HF

•DI 16x24VDC HF

•DI 16x230VAC BA

•DI 16x24VDC SRC BA

型號簡介：

DI： Digital input，數(shù)字量輸入

32x24VDC：共32個輸入通道 (點) ，電壓規(guī)格為直流24V

16x230VDC：共16個輸入通道 (點) ，電壓規(guī)格為交流230V

BA：Basic，基本型

HF：High feature, 高性能型

SRC： Source Input， 源型輸入 ，未標識為漏型。

4.S7-1500的數(shù)字量輸出模塊

•DQ 16x24VDC/0.5A ST

•DQ 32x24VDC/0.5A ST

•DQ 8x24VDC/2A HF

•DQ 8x230VAC/2A ST

•DQ 8x230VAD/5A ST

型號簡介，以*個型號為例：

DQ： Digital Ouput, 數(shù)量輸出

16x24VDC：共16個輸出通道，輸出電壓為DC24V, 容量每個通道大0.5A。

HF：High Feature, 高性能型，通常意味著模塊帶診斷功能。相對應(yīng)的是ST(Standard，標準)型，無診斷功能。

5.S7-1500的模擬量輸入模塊

•AI 8xU/I HS

•AI 8xU/I/RTD/TC ST

以*個型號為例，型號簡介：

AI： Analogue input，模擬量輸入模塊

8xU/I：8個通道，支持電壓或電流型號輸入

6.S7-1500的模擬量輸出模塊

•AQ 4xU/I ST

•AQ 8xU/I HS

同樣以*個型號為例，型號簡介：

AQ：Analogue Output，模擬量輸出模塊

4xU/I：共4個通道，支持電壓，電流輸出

ST：標準型

7.選定CPU和I/O模塊之后，要確定系統(tǒng)的供電，選擇電源模塊，電源模塊選型需要注意S7-1500有兩種背板供電方式：

•PM模塊： 不提供機架的背板工作電源，由CPU提供

PM 70 W 120/230 VAC

PM 190 W 120/230 VAC

•PS模塊：連接到機架背板，提供背板工作電壓，有診斷功能

PS 25W 24VDC

PS 60W 120/230V AC/DC

S7-1500電源選型按模塊消耗的功率選，TIA 博途軟件提供電源計算：

根據(jù)軟件提供的模塊功率可以選電源模塊， 需要提一下是上圖的選項：

“Supply voltage L+ connected"選中，意思是CPU的電源端子有輸入，CPU(也)提供背板的電源供電。

8.S7-1500安裝需要導(dǎo)軌，導(dǎo)軌按長度分，有這么幾種規(guī)格：

160mm，482mm，530mm，830mm，2000mm。

9.編程使用的工具是TIA博途軟件，使用以太網(wǎng)網(wǎng)線直接連接計算機網(wǎng)卡與CPU1500就可以下載程序。

軟件：SIMATIC STEP 7 Professional V12

10.后簡單介紹一個S7-1500的選型配置。

假設(shè)需要選一個S7-1500本地站，包含24VDC DI 40點，24VDC DQ28點，0～10V電壓模擬量輸入3個點，4～20mA電流輸入3個點，4～20mA電流輸出5個點