西門子s7-400電源模塊6ES7405-0RA01-0AA0

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德國西門子（SIEMENS）公司生產的可編程序控制器在我國的應用也相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產線等領域都有應用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網絡通信能力，功能更強，可靠性高。S7系列PLC產品可分為微型PLC（如S7-200），小規模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等

SIEMENS上海翰粵自動化系統有限公司

SIEMENS西門子

上海翰粵專業代理西門子（工控產品）價格從優！歡迎您來電詢價

：瞿曉明（）

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24銷售技術：

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：132-4375-156

Overview

S7 控制器中的高級控制器

高級控制器尤其適用于具有中等和較高復雜程度的應用。SIMATIC S7-1500 ActiveX Control 是 SIMATIC S7-300 和 SIMATIC 的*后續產品

S7-400 控制器，未來工廠的標準控制器 – *的性能和創新的設計與操作方式產生令人信服的結果。具有模塊化擴展能力的 SIMATIC S7 控制器具有*兼容性，免維護且可以擴展，當然也能在 TIA 博途中進行組態。它們是任何自動化任務的理想解決方案。

產品目錄 ST 70：

您也可在產品目錄 ST 70 中了解到有關 SIMATIC S7 的信息：

Area of application西門子s7-400電源模塊6ES7405-0RA01-0AA0

目前，PLC 不僅可以執行開環控制，而且還可以執行

• 閉環控制、
• 定位、
• 計數、比例控制、
• 閥門控制以及其它功能。

為此，西門子公司開發了各種智能型 I/O 模板。 它們均為微處理器控制，能夠*獨立地執行時間要求苛刻的控制任務，并可直接通過其輸入/輸出通道連接到過程控制。 避免了對 CPU 的額外負擔。

分布式 I/O

在連接遠距離分布的過程與 I/O 模板時，其布線往往非常復雜，而且極易造成故障。 若需要一個模塊化的靈活自動化系統，我們還是建議使用分布式 I/O 系統：

• 使用分布式 I/O 系統 ET 200，即可從距離遠達 23km 的過程站遠程操控遠程 I/O 設備、小型控制系統以及大量現場設備。設備之間通過快速現場總線 PROFIBUS-DP 連接，符合標準 EN 50 170。

編程器，軟件

SIMATIC^® 系列產品提供有一種精心打造的全面編程器解決方案，包括從經濟的便攜式編程器，到功能強大的臺式編程器。

同時，我們還提供與之相匹配的應用軟件。 所適用的操作系統：

• Windows 95/98/NT 或業已驗證的 SIMATIC^® 軟件以及適用于所有 PC 的應用程序
• 并且，通過西門子 STEP^® 7 軟件，可快速、便捷地對控制器進行編程。 使用同一種軟件，即可進行歸檔和測試。

工控機

堅固、可靠的 SIMATIC^® 系列工控機，非常適用于機器數據和過程數據的采集、處理和歸檔，物流和制造工序的操作員控制和可視化，以及過程控制任務。

HMI

自動化控制過程越復雜，準確適配的“人機溝通”功能就越顯重要。

源自西門子的 SIMATIC HMI^® 設備即可提供適用于此類各種任務的解決方案。

開放式通訊

任何制造系統的生產效率在很大程度上取決于所用控制系統的靈活性。 雖然分布式控制可增加靈活性，但也意味著需要高性能的設備用于相互之間以及與主控 PC 之間的數據交換。

SIMATIC^® 為此提供有兩種解決方案：

• CPU - CPU 點對點連接或通過通訊處理器的點對點連接，這種方式可鏈接節點有限
• 通過工業以太網或 PROFIBUS 局域網的通訊，這種方式可鏈接大量的可編程控制器。

服務

源自西門子的品質服務，例如全面的咨詢、可靠的維護和保養以及相關培訓服務，將幫助用戶充分實現 SIMATIC^® 的所有性能。

電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應器，其特點是可為集成電路（ASIC）、數字信號處理器 (DSP)、微處理器、存儲器、現場可編程門陣列 (FPGA) 及其他數字或模擬負載提供供電。一般來說，這類模塊稱為負載點 (POL) 電源供應系統或使用點電源供應系統 (PUPS)。由于模塊式結構的優點甚多，因此模塊電源廣泛用于交換設備、接入設備、移動通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領域和汽車電子、航空航天等。

中文名

電源模塊

外文名

Power module

目錄

1. 1 概述
2. 2 直流斬波
3. 3 變換
4. 4 電流選擇
5. 5 保護電路

1. 6 幾大指標
2. 7 分類
3. ? 綠色電源模塊
4. ? 開關電源模塊
5. ? 變換器
6. ? UPS

1. ? 變頻器電源
2. ? 焊機電源模塊
3. ? 直流電源模塊
4. ? 濾波器
5. ? 供電系統
6. 8 設計方法

概述

編輯

一般來說，這類模塊稱為負載點 (POL) 電源供應系統或使用點電源供應系統 (PUPS)。由于模塊式結構的優點甚多，因此模塊電源廣泛用于交換設備、接入設備、移動通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領域和汽車電子、航空航天等。

尤其近幾年由于數據業務的飛速發展和分布式供電系統的不斷推廣,模塊電源的增幅已經超出了一次電源。模塊電源具有隔離作用，抗*力強，自帶保護功能，便于集成。隨著半導體工藝、封裝技術和高頻軟開關的大量使用,模塊電源功率密度越來越大,轉換效率越來越高,應用也越來越簡單。

人們在開關電源技術領域是邊開發相關的電力電子器件，邊開發開關變頻技術，兩者相互促進推動著開關電源每年以超過兩位數字的增長率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發展。開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類，DC/DC變換器現已實現模塊化，且設計技術及生產工藝在國內外均已成熟和標準化，并已得到用戶的認可，但AC/DC的模塊化，因其自身的特性使得在模塊化的進程中，遇到較為復雜的技術和工藝制造問題。以下分別對兩類開關電源的結構和特性作以闡述

直流斬波

編輯

DC/DC變換是將可變的直流電壓變換成固定的直流電壓，也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種，一是脈寬調制方式Ts不變，改變ton(通用)，二是頻率調制（

（1）Buck電路——降壓斬波器，其輸出平均電壓U0小于輸入電壓Ui，極性相同。

（2）Boost電路——升壓斬波器，其輸出平均電壓U0大于輸入電壓Ui，極性相同。

（3）Buck－Boost電路——降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui，極性相反，電感傳輸。

（4）Cuk電路——降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui，極性相反，電容傳輸。還有Sepic、Zeta電路。

上述為非隔離型DC-DC變換器電路，隔離型DC-DC變換器有正激電路、反激電路、半橋電路、全橋電路、推挽電路。

當今軟開關技術使得DC/DC發生了質的飛躍，美國VICOR公司設計制造的多種ECI軟開關DC/DC變換器，其zui大輸出功率有300W、600W、800W等，相應的功率密度為(6.2、10、17)W/cm3，效率為（80～90）%。日本TDK-Lambda公司推出的一種采用軟開關技術的高頻開關電源模塊RM系列，其開關頻率為（200～300)kHz，功率密度已達到27W/cm3，采用同步整流器（MOSFET代替肖特基二極管），使整個電路效率提高到90%。

變換

編輯

AC/DC變換是將交流變換為直流，其功率流向可以是雙向的，功率流由電源流向負載的稱為“整流”，功率流由負載返回電源的稱為“有源逆變”。AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電，因必須經整流、濾波，因此體積相對較大的濾波電容器是*的，同時因遇到安全標準（如UL、CCEE等）及EMC指令的限制（如IEC、、FCC、CSA），交流輸入側必須加EMC濾波及使用符合安全標準的元件，這樣就限制AC/DC電源體積的小型化，另外，由于內部的高頻、高壓、大電流開關動作，使得解決EMC電磁兼容問題難度加大，也就對內部高密度安裝電路設計提出了很高的要求，由于同樣的原因，高電壓、大電流開關使得電源工作損耗增大，限制了AC/DC變換器模塊化的進程，因此必須采用電源系統優化設計方法才能使其工作效率達到一定的滿意程度。

AC/DC變換按電路的接線方式可分為，半波電路、全波電路。按電源相數可分為，單相、三相、多相。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。

開關電源的選用

開關電源在輸入抗干擾性能上，由于其自身電路結構的特點（多級串聯），一般的輸入干擾如浪涌電壓很難通過，在輸出電壓穩定度這一技術指標上與線性電源相比具有較大的優勢，其輸出電壓穩定度可達(0.5～1）%。開關電源模塊作為一種電力電子集成器件，在選用中應注意以下幾點：

電流選擇

編輯

因開關電源工作效率高，一般可達到80%以上，故在其輸出電流的選擇上，應準確測量或計算用電設備的zui大吸收電流，以使被選用的開關電源具有高的性能價格比，通常輸出計算公式為：

Is=KIf

式中：Is—開關電源的額定輸出電流；

If—用電設備的zui大吸收電流；

K—裕量系數，一般取1.5～1.8；

保護電路

編輯

開關電源在設計中必須具有過流、過熱、短路等保護功能，故在設計時應*保護功能齊備的開關電源模塊，并且其保護電路的技術參數應與用電設備的工作特性相匹配，以避免損壞用電設備或開關電源。

幾大指標

編輯

功率 P=UI,是輸出電壓和輸出電流的乘積。

輸入電壓分交流輸入和直流輸入2種。

輸出電壓一般是直流輸出，但也有交流輸出的。

工作溫度

隔離電壓：隔離就是將輸出與輸入進行電路上的分離。有以下幾個作用：

一，電流變換；

二，為了防止輸入輸出相互干擾；

三，輸入輸出電路的信號特性相差太大，比如用弱信號控制強電的設備

封裝尺寸有插針，貼片的，和螺旋。

輸出有單路輸出，雙路輸出及多路輸出。電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應器，其特點是可為集成電路（ASIC）、數字信號處理器(DSP)、微處理器、存儲器、現場可編程門陣列 (FPGA) 及其他數字或模擬負載提供供電。一般來說，這類模塊稱為負載點(POL) 電源供應系統或使用點電源供應系統(PUPS)。由于模塊式結構的優點甚多， 因此模塊電源廣泛用于交換設備、接入設備、移動通訊、 微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領域和汽車電子、航空航天等。

分類

編輯

按現代電力電子的應用領域，我們把電源模塊劃分如下：

綠色電源模塊

高速發展的計算機技術帶領人類進入了信息社會,同時也促進了電源模塊技術的迅速發展。八十年代,計算機全面采用了開關電源,*完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進入了電子、電器設備領域。

計算機技術的發展,提出綠色電腦和綠色電源模塊。綠色電腦泛指對環境無害的個人電腦和相關產品，綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源,根據美國環境保護署l992年6月17日“能源之星"計劃規定,桌上型個人電腦或相關的外圍設備,在睡眠狀態下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目 前效率為75%的200瓦開關電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。

開關電源模塊

通信業的迅速發展*的推動了通信電源的發展。高頻小型化的開關電源及其技術已成為現代通信供電系統的主流。在通信領域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網變換成標稱值為48V的直流電源。當前在程控交換機用的一次電源中,傳統的相控式穩壓電源己被高頻開關電源取代,高頻開關電源(也稱為開關型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內,實現高效率和小型化。近幾年,開關整流器的功率容量不斷擴大,單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。

因通信設備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護,且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標準控制板上,對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。

變換器

DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術被廣泛應用于無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制,同時使上述控制獲得加速平穩、快速響應的性能,并同時收到節約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調壓的作用(開關電源), 同時還能起到有效地抑制電網側諧波電流噪聲的作用。

通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術,開關頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規模集成電路的發展,要求電源模塊實現小型化,因此就要不斷提高開關頻率和采用新的電路拓撲結構,當前已有一些公司研制生產了采用零電流開關和零電壓開關技術的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。

Overview

• 10 種不同 CPU，用于 S7-400
• 4 種 CPU，用于 S7-400H 和 S7-400F/FH
• 3 個故障安全 CPU，可用于 S7-400F
• 具有不同的性能等級，滿足不同的應用領域

西門子電源模塊6ES7405-0KA02-0AA0Area of application

SIMATIC S7-400 可采用具有不同性能級別的各種 CPU：

• CPU 412-1、CPU 412-2 和 CPU 412-2 PN：
  用于中等性能的小型工廠。
• CPU 414-2、CPU 414-3、CPU 414-3 PN/DP：
  用于具有對編程、處理速度和通信有額外要求的中等規模工廠。
• CPU 416-2、CPU 416-3、CPU 416-3 PN/DP：
  在性能范圍內具有較高要求的工廠。
• CPU 417-4 DP：
  在性能范圍內具有極嚴格要求的工廠。
• CPU 412-5H、CPU 414-5H、CPU 416-5H 和 CPU 417-4H：
  用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。
• CPU 414F-3 PN/DP、CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP：
  用于構建故障安全型自動化系統，適用于具有較高安全要求的工廠。

Design

所有 CPU 裝在帶集成的控制單元和顯示單元的塑料外殼中。 相同的單元具有相同的功能。

前面板上有：

• LED指示燈: 
  用于狀態和故障指示。
• 波動開關： 
  用于選擇運行模式。
• 存儲器卡插槽（擴展裝載存儲器）
• 組合 MPI/DP 端口。
• 內置 PROFIBUS-DP 接口（非 CPU 412-1）。
• 電池插座： 
  用于后備電池的外部供電。

除 CPU 412-1 處理器外，所有 CPU 具有：

• PROFIBUS DP 接口: 
  用于連接分布式 I/O。根據組態的不同，也可用于與 OP 或 PG/PC 的通訊。

CPU 414-3 PN/DP, CPU 416-3 PN/DP 和 CPU 416F-3 PN/DP 也可以連接 PROFINET。 每個模板有一個雙口的 PROFINET 接口。

CPU 還具有：

• PROFIBUS DP 接口模板備用插槽： 
  用于鏈接其他 DP 網絡。

此外，CPU 按照其性能進行分級：例如RAM、地址區大小、可裝載塊的數量以及處理時間。

西門子電源模塊6ES7405-0KA02-0AA0Functions

存儲器概念

所有 S7-400 CPU 均具有兩種類型的存儲器。工作存儲器的細分可將性能提高一倍。當一個標準處理器需要訪問其 RAM 至少兩次時，S7-400 處理器可在一個循環周期中同時訪問代碼存儲器和數據存儲器。因此，數據總線和代碼總線也是獨立的。工作存儲器的容量取決于從精細分級的 CPU 系列中所選取的適合的 CPU。

對于小型和中等程序，集成式負載內存 (RAM) 就足夠了。對于較大的程序，可通過插入內存卡來增加裝載內存。插入式閃存卡可用于在不使用電池的情況下進行*性存儲。

塊加密

相關功能 (FC) 和 功能塊 (FB) 可以加密的方式存儲于 CPU 以保護專門知識應用。

Overview

• 用于SIMATIC S70-400的電源
• 將交流電壓或直流電壓轉換為所需的5V和24V工作電壓
• 輸出電流：4A、10A和20A
• 此外:
  • SIPLUS 電源 6AG1 405-0KA02-2AA0,溫度范圍 -25 至 +60 °C, 用于中等負載 (例如,氯/硫空氣中使用). 技術規范類似于 6ES7 405-0KA02-0AA0
  • SIPLUS 電源 6AG1 407-0KA02-4AA0, 用于中等負載 (例如,氯/硫空氣中使用). 技術規范類似于 6ES7 407-0KA02-0AA0
  • SIPLUS 電源 6AG1 407-0KR02-4AA0, 用于中等負載 (例如,氯/硫空氣中使用). 技術規范類似于 6ES7 407-0KR02-0AA0

Area of application

電源通過背板總線向 S7-400 模塊提供 5V DC 和 24V DC 工作電壓。

電源可提供85到264V的交流電壓和19.2到300V的直流電壓。

每個機架需要一個電源模塊。
例外：
利用帶有電流傳輸的接口，*控制器中的電源模塊也向擴展單元中的所有模塊供電。

傳感器和執行器用的負載電壓必須單獨提供。

此外，還有為標準系統和故障安全型 H 系統供電的電源（冗余電源）。

Design

電源模塊插在支架的zui左側（從插槽 1 開始）。根據不同型號，它們可占用插槽1到3。電源模塊是全封閉的，通過自然對流進行冷卻。

模塊的前面包括：

• LED 顯示：
  LED 指示內部故障、 5 V DC和24 V DC正確輸出電壓以及正確后備電池電壓。
• 故障確認按鈕。
• 輸出電壓的通/斷開關。
• 后備電池的電池艙（電池）
• 電池監視開關。
• 電源電壓選擇開關（不適用于多種電壓范圍）。
• 電源連接。

后備電池是選件，必須另外訂購。對于電流10 A及以上的電源，建議使用兩個后備電池。

Technical Specifications