KL4012端子模块

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KL4012端子模块

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　　CX1000 优势一览

　　- 用于功能强大的 PLC 和运动控制任务的控制系统

　　- 功能强大的 266MHz 英特尔奔腾 MMX 兼容处理器

　　- 标准配置包含以太网和 COM1 接口

　　- 带所有相关 PC 接口的模块化系统

　　- 闪存数据存储

　　- 支持 PROFIBUS、CANopen、DeviceNet、SERCOS 接口和 Lightbus，并配备主从接口模块

　　- 节省空间尺寸，可置于控制柜或端子盒中

　　- 节能：CPU 功耗小于 5W

　　- 具有 PLC 特性的工业 PC：无风扇或旋转存储介质，快速启动，实时时钟，可通过存储卡交换程序，剩余存贮和免 UPS 操作

　　- Beckhoff 总线端子可以作为 I/O 层直接连接（节省总线耦合器的价格优势）

　　- Beckhoff IP67 扩展盒模块可以作为 I/O 层直接连接，例如，在 EMC 环境下的应用

　　- Beckhoff 控制面板可通过 DVI/USB 作为显示设备连接

　　- 通过多媒体接口（音频输入/输出）同样适用于非工业用途，例如楼宇自动化

　　- 新一代的操作系统：Microsoft Windows CE 或嵌入式 Windows XP

　　- 网络服务器或 FTP 服务器的网络应用功能

　　- 通过 TwinCAT 编程，即同一软件用于所有 Beckhoff 控制设备

　　- 来自大型工业 PC 的 TwinCAT 控制程序能够在不做修改的情况下在 CX1000 CPU 上运行

　　- 价格定位介于 Beckhoff 总线端子控制器和 Beckhoff 工业 PC 之间

　　BECKHOFF控制器CX1000-0111在其中中国是光伏发电安装量增长的国家，2011年的光伏发电安装量比2010年增长了约5倍，2011年电池产量达到20GW，约占的65%。截至2011年底，中国共有电池企业约115家，总产能为36.5GW左右。其中产能1GW以上的企业共14家，占总产能的53%；在100MW和1GW之间的企业共63家，占总产能的43%；剩余的38家产能皆在100MW以内，仅占全国总产能的4%。规模、技术、成本的差异化竞争格局逐渐明晰。国内家组件生产商的出货量占到电池总产量的60%。

　　BECKHOFF控制器CX1900-0023

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　　分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。

　　BECKHOFF CX1000控制器分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。

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　　倍福控制器CX在今后的十几年中，中国光伏发电的市场将会由立发电系统转向并网发电系统，包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。中国太阳能光伏发电发站潜力，配合积极稳定的政策扶持，到2030年光伏装机容量将达1亿千瓦，年发电量可达1300亿千瓦时，相当于少建30多个大型煤电厂。国家未来三年将投资200亿补贴光伏业，中国太阳能光伏发电又迎来了新一轮的快速增长，并吸引了更多的战略投资者融入到这个行业中来。

　　BECKHOFF CX1000-0111模块第四条 能源主管部门负责全国分布式光伏发电规划指导和监督管理；地方能源主管部门在能源主管部门指导下，负责本地区分布式光伏发电规划、建设的监督管理；国家能源局派出机构负责对本地区分布式光伏发电规划和政策执行、并网运行、市场公平及运行安全进行监管。

　　CX1000-0111倍福模块第五条 分布式光伏发电实行“自发自用、余电上网、就近消纳、电网调节”的运营模式。电网企业采用技术优化电网运行管理，为分布式光伏发电运行提供系统支撑，保障电力用户安全用电。鼓励项目投资经营主体与同一供电区内的电力用户在电网企业配合下以多种方式实现分布式光伏发电就近消纳。

　　第二章 规模管理

　　第六条 能源主管部门依据全国太阳能发电相关规划、各地区分布式光伏发电发展需求和建设条件，对需要国家资金补贴的项目实行总量平衡和年度指导规模管理。不需要国家资金补贴的项目不纳入年度指导规模管理范围。

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　　第七条 省级能源主管部门根据本地区分布式光伏发电发展情况，提出下一年度需要国家资金补贴的项目规模申请。能源主管部门结合各地项目资源、实际应用以及可再生能源电价附加征收情况，统筹协调平衡后，下达各地区年度指导规模，在年度中期可视各地区实施情况进行微调。

　　第八条 能源主管部门下达的分布式光伏发电年度指导规模，在该年度内未使用的规模指标自动失效。当年规模指标与实际需求差距较大的，地方能源主管部门可适时提出调整申请。

实时以太网： 速以太网直达端子模块

　　Beckhoff 公司的实时以太网技术 EtherCAT（用于控制与自动化技术的以太网）具有性能、拓扑结构灵活和组态简单等特点。EtherCAT 突破了传统现场总线系统的限制，设立了新的标准： 由于采用了以太网和互连网技术，EtherCAT 可在 30μs 内处理 1000 个分布式 I/O，网络规模几乎无限，可实现纵向集成。通过 EtherCAT，高成本的以太网星形拓扑结构可以用简单的总线形或树形结构代替，且无需昂贵的组件。所有类型的以太网设备都可通过一台交换机或交换机端口进行集成。

　　其它实时以太网方法则需要主站或扫描卡，EtherCAT 通过非常经济有效的标准以太网卡（NIC）进行管理。

　　EtherCAT 组件

　　在硬件方面，例如，EtherCAT 端子模块内部集成了 EtherCAT 技术。防护等级为 IP 20 的 I/O 系统采用的是久经验证的 Beckhoff 总线端子模块系统外壳。与总线端子模块不同（现场总线协议数据在总线耦合器中被转换到内部的、立于现场总线的端子模块总线），一直到每个 EtherCAT 端子模块的都使用完整的 EtherCAT 协议。除带有 E-bus 接口的 EtherCAT 端子模块之外，也可通过 EtherCAT 总线耦合器 BK1120 来连接带有 K-bus 接口的成熟的标准总线端子模块。这样可确保 Beckhoff 新老产品与广泛使用的系统之间的兼容性和连续性， 为您现有和未来的投资提供有力保障。

　　EtherCAT 技术将会集成到以后的 Beckhoff 组件中，如防护等级为IP 67 的现场总线端子盒。而 Beckhoff 工业 PC、CX 系列的嵌入式 PC 、带控制功能的控制面板以及以太网 PCI 卡，已经集成有此处所提到的 EtherCAT 功能。Beckhoff 也提供带有 EtherCAt 接口的伺服驱动器。
EL1008 数字量输入端子模块从执行层采集二进制控制信号，并以电隔离的形式将这些信号传输到上层自动化单元。EL100x 系列数字量输入端子模块有一个 3 ms 输入滤波。EtherCAT 端子模块可通过一个 LED 来显示其状态。

　　技术参数 EL1008 | ES1008

　　连接技术 单线制

　　规范 EN 61131-2，type 1/3

　　输入点数 8

　　额定电压 24 V DC（-15 %/+20 %）

　　“0” 信号电压 -3…+5 V（EN 61131-2，type 3）

　　“1“ 信号电压 15…30 V（EN 61131-2，type 3）

　　输入电流 通常为 3 mA (EN 61131-2, type 3)

　　输入滤波 通常为 3.0 ms

　　分布式时钟 –

　　电源触电电流消耗 通常为 2 mA + 负载

　　E-bus 电流消耗 通常为 90 mA

　　电气隔离 500 V （E-bus/场电位）

　　过程映像中的位宽 8 个输入

　　组态 无地址或组态设置

　　特点 用于跳变信号（滤波 3 ms）的标准输入端子模块

　　重量 约 55 g

　　工作/储藏温度 -25…+60 °C/-40…+85 °C

　　相对湿度 95 %，无冷凝

　　抗振/抗冲击性能 符合 EN 60068-2-6/EN 60068-2-27 标准

　　抗电磁干扰/抗电磁辐射性能 符合 EN 61000-6-2/EN 61000-6-4 标准

　　防护等级/安装位置 IP 20/参见文档资料

　　可插拔接线 适用于所有 ESxxxx 端子模块

　　认证 CE，UL，Ex
摘要：EJ系列EtherCAT插拔式模块是一款针对中等规模及大批量机器生产的布线解决方案。通过全新的运动控制模块，倍福节省空间的运动控制技术可以无缝集成到插拔式模块方案中，从而实现能够满足客户要求的超紧凑型 I/O 和运动控制解决方案。本文在这里将对这一方案做一些介绍，以供参考。

　　

　　EtherCAT插拔式紧凑型驱动模块

　　EJ系列EtherCAT插拔式模块是一款针对中等规模及大批量机器生产的布线解决方案。通过全新的运动控制模块，倍福节省空间的运动控制技术可以无缝集成到插拔式模块方案中，从而实现能够满足客户要求的超紧凑型I/O和运动控制解决方案。

　　EJ 系列插拔式模块可以在不牺牲客户定制功能的情况下轻松实现针对大批量生产的平台方案。该模块基于深受欢迎的 EtherCAT I/O系统，可以直接插入到信号分配板上，信号分配板将信号和电源传输给各个连接器上。通过预配置的电缆线束接口来取代繁琐的接线，从而降低人力成本，将接线错误风险小化。

　　采用全新结构型式的紧凑型驱动技术

　　多年来倍福一直以总线端子模块外形结构型式提供紧凑型驱动技术，现在它们也可以以插拔式模块的型式呈现。在结合倍福种类繁多的电机和行星齿轮减速机系列前提下，三款全新的EJ7xxx系列EtherCAT插拔式模块现在也能够实现特别紧凑且经济的驱动解决方案。

　　EJ7047步进电机模块专为中等性能范围的应用而设计。该款设备有两个可用于连接限位开关的输入点；用户可以选择将第二个输入配置成输出，例如可以安装一个制动器并进行制动。配合使用倍福的AS10xx系列步进电机，用户可以实现矢量控制，提供更高的运动动态性并降低功耗。

　　EJ7211-0010伺服电机模块性能，结构极为紧凑。很大一部分归功于OCT技术—将电机电缆和反馈系统整合到一根电缆中的集成式单电缆技术。EtherCAT 插拔式模块可以与AM8100系列电机无缝集成在一起，大输出电流为4.5ARMS。由于系统可以自动读取到Am81xx系列的电子铭牌，从而大限度地减少了布线和调试工作。基于磁场定向电流和PI速度控制系统的高速控制技术非常适合用于要求较高的动态定位任务。

　　EJ7342系列2通道直流电机控制模块专为直接驱动两台直流电机而设计，并与E-bus电气隔离。速度和位置通过一个16位的变量控制，可以通过连接一个增量编码器来实现一个简单的闭环控制。

　　针对高动态应用或者通过一个供电电源进给多根轴时，建议使用 EJ9576 制动斩波器模块。EJ9576可以通过吸收部分能量来保护系统免受过电压造成的伤害。如果电压超过端子模块内置的电容，它就会通过一个立的外部电阻释放多余的能量。
1、工业PC

　　Beckhoff可为各种应用场合提供合适的工业PC。基于开放式标准的组件和个性化机箱结构设计，这些工业PC是满足各种控制需求的理想配置。嵌入式控制器是一种模块化控制器，外形更为小巧，适合DIN导轨安装。自主开发的主板使Beckhoff能够对PC市场中的新技术和客户要求更快做出响应。

　　2、I/O

　　Beckhoff的自动化技术适用于各种信号和现场总线，可为所有常用的I/O信号和现场总线系统提供全系列现场总线组件。EtherCAT是用于实现工业自动化的以太网解决方案，具有性能和操作简单的特点。Beckhoff提供各种I/O系统，包括IP20EtherCAT端子模块和IP67EtherCAT端子盒。总线端子模块（IP20）和总线端子盒模块（IP67）立于现场总线，可实现开放式控制技术。

　　3、运动控制

　　与TwinCAT自动化软件所提供的运动控制解决方案相结合，Beckhoff驱动技术代表着一种而又全面的驱动系统技术。Beckhoff基于PC的控制技术是实现高动态性单轴和多轴定位任务的理想选择。带有EtherCAT系统通讯的AX5000伺服驱动系列具有出色的性能与动态性。采用单电缆技术的伺服电机将电源及反馈系统融入一根标准电机电缆中，从而减少了材料和调试成本。

　　4、自动化软件

　　Beckhoff为自动化的各个领域提供不同性能等级的综合性系统解决方案。Beckhoff的控制技术具有可升级性–从工业PC到迷你PLC–可以根据具体应用场合进行调整。TwinCAT自动化软件在一个软件包里集成了带PLC、NC和CNC功能的实时控制系统。

　　德国倍福产品是基于PC控制技术的开放式控制系统，产品范围包括工业PC、现场总线组件、驱动技术和自动化软件。这些产品既可以作为立的组件使用，也可将它集成到一个完整的控制系统中，适用于各行业领域。

　　倍福产品同一的产品也就是竞争对手主要是欧美系的自动化产品，例如西门子、AB等，下面我们通过对比对倍福的产品各组成部分进行一个特点分析：

　　1、倍福的现场总线产品技术在国内有过很多成功项目，支持IE61131-3标准PLC语言，支持LIGHTBUS、ProfiBUS、InterBUS、CANopen、DeviceNet、ControlNet、Modbus、SERCOS、RS485、RS232和EthernetTCP/IP、USB，还有ProfiNET、CC-Link和EtherCAT等现场总线，并可以将不同的现场总线协议整合到一个控制器中，可以根据要求选择不同的总线系统，各种总线系统都采用统一的编程语言。产品组态灵活，功能强大，配置I/O点数，充分考虑用户整体方案综合成本，节省大量布线和空间，为用户提供完善满意的售前售后服务和技术支持！

　　2、各种I/O通用于所有的现场总线系统，只是由不同协议的现场总线耦合器来提供不同的现场总线类型，方便产品的长期应用和选择。各种I/O端子，包括2点、4点、8点数字量信号（5VDC\24VDC\48VDC\120VDC\230VDC\NAMUR\高速计数器等），模拟量（0-10V，±10V，0-20mA，4-20mA热电偶、热电阻、电阻桥、可接示波器和直接与5/1A电流互感器相连，它可通过现场总线系统进行网络分析和供电管理，采集电流、电压、有效功率、视在功率和功率因数cosφ，每秒64000次采样计算有效值，其测量精度可达到全刻度值的0.1%，广泛用于对电网参数有要求的供配电系统中；也可以控制5.5KW以下电机，通过现场总线对电机进行控制，可以采集电机的电流、电压、有效功率、视在功率和功率因数cosφ以及通断次数，并进行相关的保护。

　　3、采用德国倍福的产品，用户可以在每个站不受限制的组合不同类型的信号，每个端子少2个点，也有4点和8点，便于您对所需要的I/O点数进行的配置，这样几乎所有点数都被利用，从而减少闲置点数，以减少成本。

　　4、采用笼式弹簧连接技术，可为您提供全新便捷、可靠的连接方式，改变传统螺丝端子的连接弊端，抗震动免维护，防止时间过长或长期处于震动环境下接线松动，导致虚接断接的危险。

　　5、采用的I/O端子模块，每块多8个I/O点，若在应用或调试过程中某点损坏，可将该模块直接用备件替换，上位机的程序等其他不需做任何变动，即可投入正常运行状态。这样便于维护，减少维护工作量，以致减少成本。

　　6、德国倍福I/O端子是一种开放式的，不依赖于现场的外围设备，各种I/O端子相互排列，组成一个端子排。端子的总脑是带总线接口的耦合器。这样在整个系统中采用模块化的组件设计，在维护中可快速更换组件，便于用户维修和不同规格产品的转换，每个总线耦合器可诊断出那块端子是否损坏，以便于故障诊断，帮助用户实现预防性维修等。

　　7、坚固的外壳、安全可靠的接点和性能稳定的电子元件是德国倍福公司产品的显著特点。

　　8、德国倍福的现场总线模块不需要安装地板，直接DIN导轨卡装，模块间通过K-BUS或E-BUS通讯，通讯可靠，这样可以防止维修和安装时灰尘掉落在底板，造成底板和I/O模块通讯不良。

　　9、德国倍福现场总线及其符合IEC61131-3编程语言的TwinCAT自动化软件可以为您提供一套完整、相互兼容的控制系统，提供一种开放式自动化解决方案，也可以与其他厂家的仪表或控制系统相互兼容。在该软件中可以在线或离线监视或仿真各变量（包括中间变量、开关量、各种类型的模拟量）的值变化和波形图，即具有数据跟踪、示波器，通过TCP/IP实现世界范围的远程连接，并集成相关微软件标准（OCX和DLL）。

　　10、这些远程I/O从防护等级IP20的总线端子到防护等级IP67的总线短盒模块，品种，应用尽有。

　　倍福推出的IPC方案，除具备以上优势和特点之外，还搭载了控制功能十分完善的TwinCAT开发平台，其特点为：具备实时控制能力的多控制器（多4套，每套4个任务，小任务周期时间可达50微秒）。全面支持90%以上市场占有率的现场总线：LIGHTBUS、ProfiBUS、InterBUS、CANopen、DeviceNet、ControlNet、Modbus、SERCOS、RS485、RS232和EthernetTCP/IP、USB，还有ProfiNET、CC-Link和EtherCAT等。TwinCAT全面集成了

　　11、倍福PLC嵌入式PC控制器的优点：硬件技术更新时间逐渐缩短，软件操作系统平台技术发展迅猛，IPC的整体运行速度和计算能力。外围接口设备形式多，范围广，功能强大；具备internet/intranet联网能力，轻松实现人机交互功能，打造ERP系统；远程控制、监视和诊断能力逐步增强，甚至成为战胜其他控制方案的致命武器；的控制算法、广泛的数据库操作、复杂的过程模拟，内存需求PLC规格，多重协议接口以及无线存取。

　　倍福推出的IPC方案，除具备以上优势和特点之外，还搭载了控制功能十分完善的TwinCAT开发平台，其特点为：具备实时控制能力的多控制器（多4套，每套4个任务，小任务周期时间可达50微秒）。全面支持90%以上市场占有率的现场总线：LIGHTBUS、ProfiBUS、InterBUS、CANopen、DeviceNet、ControlNet、Modbus、SERCOS、RS485、RS232和EthernetTCP/IP、USB，还有ProfiNET、CC-Link和EtherCAT等。TwinCAT全面集成了PLC/NC，PTP/NC，I/CNC/HMI功能于一体，强大的软件体系构架使得其应用能力的适应能力非常强大，可以轻松集成第3方的产品于系统之中。更新了硬盘、风机等介质的设计理念，无需旋转介质提高了IPC的可靠性和实用能力。采用无头式的IPC控制技术，更新了人们的传统的控制观念。开发出支持高速I/O的EtherCAT实时以太网协议。

　　倍福的PLC主要是基于PC，一般我们叫SOFTPLC，SoftPLC是运行在工业PC上的一个实时多任务控制内核，它既有所有“硬”PLC的特性，又具有自己的特性，即开放结构系统。和传统的PLC不一样，基于计算机技术的PLC可以运行的更快，处理速度什么的都快了很多。传统PLC可能要几百毫秒一个周期，而基于PC的PLC可能几十个微秒就可以完成。这种软PLC编程语言一般不是自己开发的（德国3S公司的CodeSys，德国Infoteam公司的OPENPCS，德国科维软件MULTIPROGExpress）。

　　西门子的软件是自己开发的，200PLC是收购别的公司的（连PLC和软件一起买过来），300/400PLC，全都是西门子自己研制开发的（PCS7）。

　　1、编程环境

　　BECKHOFF：TwinCAT全面支持IEC61131-3编程语言，有PLC和NC功能，提供VB\C++等可供第三方接口，全面支持WINDOWS标准DDE\ADS\OPC等通讯，很容易与第三方软件嵌入集成（例如HMI组态软件）。注意：全系列统一使用TwinCAT软件编写。

　　SIEMENS：STEP7仅供S7系列PLC编程使用，S7-200PLC使用STEP7MicroWIN；S7-300/400PLC使用STEP7Basic；S5-UPLC使用STEP5Basic；彼此之间不兼容。

　　2、I/O模块

　　BECKHOFF：除去EtherCAT的EL总线模块，全部使用统一的KL系列总线端子模块，用户备件简单方便而且数量少（真正的现场级端子，0-55℃）。

　　SIEMENS：S5\S7-200\300\400系列PLC使用各自的I/O模块，各系列的I/O模块不兼容，用户备件困难而且种类多。

　　3、系统升级

　　BECKHOFF：系统由于使用统一的KL或EL系列总线端子及内部使用统一的K-BUS或E-BUS总线连接，控制器（也叫CPU）升级非常容易，（BECKHOFF的控制器从BC-BX-CX-IPC，功能由小变强）通过外部标准现场总线可使用第三方控制器。

　　SIEMENS：S5升级S7，S7-200升级S7-300，是升级还是更换？这个大家都比较清楚，升级就意味着整个系统的更换，很不方便。

　　4、现场总线

　　BECKHOFF：全面支持90%以上市场占有率的现场总线：LIGHTBUS、ProfiBUS、InterBUS、CANopen、DeviceNet、ControlNet、Modbus、SERCOS、RS485、RS232和EthernetTCP/IP、USB，还有ProfiNET、CC-Link和EtherCAT等。

　　SIEMENS：仅仅支持ProfiBUS。

　　5、系统的开放性

　　BECKHOFF：基于PC技术的开放式控制系统

　　SIEMENS：开放式系统是一个大趋势，西门子必然会走，只不过针对中国市场，由于PLC老传统的约束，西门子会逐步朝这方面转变。
EtherCAT P，Beckhoff结合通信和力量在一个4导线标准以太网电缆。用这种破土解答，EtherCAT P奴隶直接供应和被连接的传感器和作动器有两电压的是可能的。电压美国(系统和传感器供应)和(作动器的周边电压)与彼此电子被隔绝并且可能每个提供潮流3 A给被连接的组分。EtherCAT的所有好处，例如在拓扑结构设计、高速，宜的带宽处理正在进行中，高度同步、广泛的诊断功能等等的运用，电报的自由保留，当集成电压时。

　　EtherCAT P技术，潮流被结合直接地入100 Mbit线的导线，使能高度有效和紧凑连接的认识。为了排除不正确连接的可能性与标准EtherCAT奴隶，并且，因而可能的瑕疵，一个新的插座家庭的为EtherCAT P.特别地被开发。插座家庭报道从24个V输入/输出水平由驱动决定用400 v AC或600个V DC和潮流的所有应用64 A。

　　EtherCAT P提供广泛的储款潜力：

　　分开的供应缆绳的排除

　　低架线的努力和重大时间储款

　　减少误差源

　　设施空间的低估阻力链子和控制台的

　　更小和更加整洁的电缆托盘

　　更小的传感器和作动器通过分开的供应缆绳的排除