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品牌:西门子
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信息标签:6SN1162-0GA00-0CA0,供应,电子、电工,工控系统及装备

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SIMATIC Technology

 

 

西门子S7-200系列PLC控制器 概述

S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。

产品简介

西门子S7-300系列PLC控制器，SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统，可满足中、低端的性能要求。模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
产品详细信息

西门子S7-300系列PLC控制器，西门子S7-300PLC控制器，西门子PLC控制器，西门子S7-300控制器，西门子S7-300系列PLC可编程控制器

西门子S7-200,300PLC 中央处理器，可编程控制器 PLC编码器模组 PLC信号模块 通讯模块  现货销售
20个不同的CPU:
7种标准型CPU(CPU 312,CPU 314,CPU 315-2 DP,CPU 315-2 PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP,CPU 319-3 PN/DP)
6 个紧凑型 CPU（带有集成技术功能和 I/O）（CPU 312C、CPU 313C、CPU 313C-2 PtP、CPU 313C-2 DP、CPU 314C-2 PtP、CPU 314C-2 DP）
5 个故障安全型 CPU（CPU 315F-2 DP、CPU 315F-2 PN/DP、CPU 317F-2 DP、CPU 317F-2 PN/DP、CPU 319F-3 PN/DP）
2种技术型CPU(CPU 315T-2 DP, CPU 317T-2 DP)
18种CPU可在-25°C 至 +60°C的扩展的环境温度范围中使用
具有不同的性能等级，满足不同的应用领域。

西门子S7-300系列PLC控制器 详细介绍

SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统，可满足中、低端的性能要求。

模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。

SIMATIC S7-300 的应用领域包括：

• 特殊机械，
• 纺织机械，
• 包装机械，
• 一般机械设备制造，
• 控制器制造，
• 机床制造，
• 安装系统，
• 电气与电子工业及相关产业。

多种性能等级的 CPU，具有用户友好功能的全系列模块，可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时，可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。

SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器：

• 具有高电磁兼容性和抗震性，可**限度地用于工业领域。

S7-300F

SIMATIC S7-300F 故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。其可对立即停车过程进行控制，因此不会对人身、环境造成损害。

S7-300F 满足下列安全要求：

• 要求等级 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等级 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
• 类别 1 - 4 符合 EN 954-1

另外，标准模块还可用在 S7-300F 及故障安全模块中。因此它可以创建一个全集成的控制系统，在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。

  西门子802C数控系统操作面板

西门子S7-300系列PLC控制器 设计 S7-300
一般步骤
S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，且这些模块均可以独立地组合使用。
一个系统包含下列组件：
CPU：
不同的 CPU 可用于不同的性能范围，包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
用于高速计数、定位（开环/闭环）及 PID 控制的功能模块（FM）。
根据要求，也可使用下列模块：
用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。
接口模块 (IM)，用于多层配置时连接中央控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。
通过分布式中央控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行，并且无需风扇。
SIPLUS 模块可用于扩展的环境条件：
适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅，在防护等级为 IP20 机柜内使用时，可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。
设计
简单的结构使得 S7-300 使用灵活且易于维护：
安装模块：
只需简单地将模块挂在安装导轨上，转动到位然后锁紧螺钉。
集成的背板总线：
背板总线集成到模块里。模块通过总线连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。
模块采用机械编码，更换极为容易：
更换模块时，必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构，可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。
现场证明可靠的连接：
对于信号模块，可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。
TOP 连接：
为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。
规定的安装深度：
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内，并有前盖保护。因此，所有模块应有明确的安装深度。
无插槽规则:
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
扩展
若用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时，则可对 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）进行扩展：
中央控制器和3个扩展机架**多可连接32个模块：
总共可将 3 个扩展装置（EU）连接到中央控制器（CC）。每个 CC/EU 可以连接八个模块。
通过接口模板连接：
每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在中央控制器上它总是被插在 CPU 旁边的插槽中，并自动处理与扩展装置的通信。
通过 IM 365 扩展：
1 个扩展装置**远扩展距离为 1 米；电源电压也通过扩展装置提供。
通过 IM 360/361 扩展：
3 个扩展装置， CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的**远距离为 10m。
单独安装：
对于单独的 CC/EU，也能够以更远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离：长达 10m。
灵活的安装选项：
CC/EU 既可以水平安装，也可以垂直安装。这样可以**限度满足空间要求。
通信
S7-300 具有不同的通信接口：
连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线系统的通信处理器。
用于点到点连接的通信处理器
多点接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
是一种经济有效的方案，可以同时连接编程器/PC、人机界面系统和其它的 SIMATIC S7/C7 自动化系统。
PROFIBUS DP进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 主站/从站接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。

西门子S7-200系列PLC控制器 功能与设计
CPU单元设计
集成的24V负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU 221，222具有180mA输出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分别输出280，400mA。可用作负载电源。
不同的设备类型
CPU 221~226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。
本机数字量输入/输出点
CPU 221具有6个输入点和4个输出点，CPU 222具有8个输入点和6个输出点，CPU 224具有14个输入点和10个输出点，CPU 224XP具有14个输入点和10个输出点，CPU 226具有24个输入点和16个输出点。
本机模拟量输入/输出点
CPU 224XP具有2个输入点，1个输出点。
中断输入
允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。
高速计数器
-CPU 221/222
4个高速计数器（30KHz），可编程并具有复位输入，2个独立的输入端可同时作加、减计数，可连接两个相位差为90°的A/B相增量编码器
-CPU 224/224XP/226
6个高速计数器（30KHz），具有CPU 221/222相同的功能。
模拟电位器
CPU 221/222 1个
CPU 224/224XP/226 2个
2路高频率脉冲输出（***20KHz），用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。
实时时钟
例如为信息加注时间标记，记录机器运行时间或对过程进行时间控制。
EEPROM存储器模块（选件）
可作为修改与拷贝程序的**工具（无需编程器），并可进行辅助软件归档工作。
电池模块
用于长时间数据后备。用户数据（如标志位状态，数据块，定时器，计数器）可通过内部的超级电容存贮大约5天。选用电池模块能延长存贮时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。
编程
STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件可以对所有的CPU 221/222/224/224XP/226功能进行编程。同时也可以使用STEP 7-Micro/WIN16 V2.1软件包，但是它只支持对S7-21x同样具有的功能进行编程。
STEP 7-Micro/DOS不能对CPU 221/222/224/224XP/226编程。如果使用PG/PC的串口编程，则需要使用PC/PPI电缆。
如果使用STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件，则也可以通过SIMATIC CP 5511或CP 5611编程。在这种情况下，通讯速率可高达187.5kbit/s。 可以利用PC/PPI 电缆和自由口通讯功能把 S7-200 CPU 连接到许多和RS-232标准兼容的设备。
有两种不同型号的 PC/PPI 电缆：
带有RS-232口的隔离型 PC/PPI 电缆，用5个DIP开关设置波特率和其它配置项

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西门子S7-200网络的通讯设置和元件选择

S7-200的端口是不隔离的，如果想使网络隔离，应考虑使用RS-485中继器或者EM277。

注意：

●具有不同电位的互联设备有可能导致不希望的电流流过连接电缆。

●这种不希望的电流可能导致通讯失败或者设备损坏。

●要确保用通讯电缆连接的所有设备有相同的参考电位，或者彼此隔离，来避免产生这种不希望的电流。

为网络确定通讯距离、通讯速率和电缆类型

网段的**长度取决于两个因素：隔离（用RS-485中继器）和波特率。但连接具有不同电位的设备是需要隔离。当接地点之间的距离很远时，有可能具有不同的地电位。即使距离较近，大型机械的负载电流也能导致地电位的不同。

表1 网络电缆的**长度

 

波特率	非隔离CPU口1	有中继器的CPU口或者EM277
9.6K到187.5K	50m	1000m
500k	不支持	400m
1M到1.5M	不支持	200m
3M到12M	不支持	100m

1 如果不是用隔离端和中继器，允许的**距离为50m。测量该距离时，从网段的**个节点开始。到网段的**后一个节点。

在网络中使用中继器

RS-485中继器为网段提供偏压电阻和终端电阻。目的是为了：

●增加网络的长度：在网络中使用一个中继器可以使网络的通讯距离扩展50m。如果使用两个中继器而且中间没有其他节点，网络的通讯距离按照所使用的波特率扩展一个网段的长度。在一个串联网络中，**多可以使用9个中继器。但网络的长度不能超过9600m.

●为网络增加设备：在9600的波特率下。50米距离之内，一个网段**多可以连接32个设备，使用一个中继器允许在网络上增加32个设备。

●在不同的网段之间电隔离：如果不同的网段具有不同的地电位，将他们隔离会提高网络的通讯质量。

一个中继器在网络中被算作网段的一个节点，但没有被指定站地址。

 

 

 

 

 

                      图1带有中继器的网络

选择网络电缆

S7-200 网络使用RS-485标准，是用双绞线电缆。在一个网段上可以连接32个设备。

表2 网络电缆的通用指标

技术指标	描述
电缆类型	屏蔽双绞线
回路阻抗	≤115Ω/Km
有效电容	30pF/m
标称阻抗	大约135Ω-160Ω（频率=3MHz-20MHz）
衰减	0.9Db/100m(频率=200KHz)
导线截面积	0.3mm2-0.5mm2

PLC从结构上可分为哪2种形式？

1)整体式——主机  +(叠装式)扩展单元

2）模块式——机架 +（插装式）扩展单元

(插装式)模块是遵守同一总线协议的电路板。

[电源块、CPU块、I/0块]等都插装在[机架]上。

 SFC图英文缩写是Sequential Function Chart，SFC的意思是顺序功能图，类似于计算机编程的流程图。

SFC图的3种基本结构

S7-200 CPU 214的高速计数器HSC应用举例

用S7-200 CPU 214的高速计数器HSC累计来自模拟量/频率转换器(A/F的脉冲来计算模拟电压值 

   本例说明了如何利用CPU 214的高速计数器HSC及频率转换器来计算模拟电压。首先频率转换器将输入电压(0~10V)转换为矩形脉冲信号(0~2000Hz)，再将此信号送入CPU214高速记数器的输入端并累计脉冲数。当预置的问隔时问到后，通过累计脉冲数，计算出被测模拟电压值。

例图

硬件要求

程序结构

主程序 在**个扫描周期调用子程序SBR0

SBR0 高速计数器和定时中断的初始化

INT0 对高速计数器求值的定时中断程序

程序和注释

主程序在**个扫描周期调用初始化程序SBR0，仅在**个扫描周期标志位SM0.1=1由子程序SBR0实现初始化。首先，把高速记数器HSC1的控制字节SMB47置为16进制‘FC'，其含义是:正方向计数，可更新预置值（PV），可更新当前值（CV），激活HSC1。然后，用指令‘HDEF’把高速计数器HSC1置成工作模式0}即没有复位或起始输入，也没有外部的方向选择。当前值SMD48复位为0，预置值SMD52置为FFFF (16进制)。定时中断0间隔时间SMB34置为100ms，中断程序0分配给定时中断0(中断事件10)，并允许中断。用指令HSC1启动高速计数器。

每100ms调用一次中断程序0，读出高速计数器的数值后将其置零。通过HSC1计数值及变换关系(0~2KHz对应于0~10V)来求被测的模拟电压值。本例中，计数值仅除以2，然后置入输出字节QB0，以便通过LED来显示被测的模拟电压值。显示值与10倍真实电压值相对应。例如，计数值为200除以2是100，那么，被测的模拟电压值就是10.0V。因为计数器100ms内共有200个计数脉冲，这正与2000Hz=>10V相对应。假设计数值为104，则实际电压值应为5.2V。

注意:定时中断时间可在5~255ms的范围内变化，然而，通过设立一个标志，可根据需要来延长高速计数器的求值和复位时间，这样就有更长的扫描间隔，以便提高**度，同时也会带来更长的更新时间。例如，定时中断设为100ms，每调用一次，标志增加1，仅当标志满10时，才对高速计数器求值和复位。也就是说，10V 电压可接收的**脉冲为2000，这样，求值**到5/1000V即**度是上例的10倍，但同时速度也减慢了10倍。

 一、确定控制对象的控制要求

1.机械手的结构和运动
机械手的外形及料架配置如图1所示
2.上、下料机械手的主电路
3.上、下料机械手的工作方式
4.上、下料机械手的液压系统

二、I/O端点分配
PLC的输入信号有21个
PLC的输出信号有26个
三、设计梯形图
包括下面几方面内容：
1.初始化程序
2.回原位程序
3.手动方式程序
4.自动方式程序

下面介绍FX2系列PLC控制系统取代Z3040摇臂钻床电气控制系统的设计方法。
一、分析控制对象、确定控制要求
1.对M1电动机的要求：单方向旋转，有过载保护；
2.对M2电动机的要求：全压正反转控制，点动控制；启动时，先启动电动机M3，再启动电动机M2；停机时，电动机M2先停止，然后电动机M3才能停止。电动机M2设有必要的互锁保护；
3.对电动机M3的要求：全压正反转控制，设长期过载保护；
4.电动机M4容量小，由开关SA控制，单方向运转；
二、确定I/O点数
根据图1找出PLC控制系统的输入、输出信号，共有13个输入信号，9个输出信号。
三、绘制I/O端子接线图
根据I/O分配结果，绘制端子接线图
四、设计梯形图
1.控制主轴电动机M1的梯形图

梯形图如图2所示。
2.控制电动机M2与M3的梯形图
①摇臂升降过程
②主轴箱和立柱箱的松开与夹紧控制

西门子PLC模拟量输入EM235的处理

本示例描述了模拟量模块EM235 3A1/1AQ与CPU-212或CPU-214一起使用的一种探讨。本例中模拟量输入值是给定采样次数的采样平均值，然后试验决定怎样设置输出。EM235配置成士10V。

程序结构

程序和注解

本程序描述了模拟量模块EM235 (3A1/1A0)的功能，从AIWO中取输入值，为了增加稳定性而求多次采样值的平均值，再依据计算出的平均值在AOWO中输出模拟电压。

模拟量模块经过测试可提供模块错误信息。如果**个扩展模块小是模拟量模块，01.0接通。另外模拟量模块检查到的错误是电源出错，则将CPU上01.1接通。模拟量模块上有EXTF字样。

本程序中所用除法是简单的移位除法(用采样次数的2的方次)。因为移位只花费较短的扫描时问，该数能从2变化到32768。

输入字是12位长。如果采样次数大于16 (2的4次方)，那么和的长度将大于一个字(16位)。于是需要用双字(32位)存贮采样和。为把输入值加到采样和中，你应当把它转成双字。

当输入数为负值时，**高有效字增添1;若为正值，**高有效字增添0来校正输入值。

本程序长度为118个字。

组合机床液压滑台进给运动功能表图绘制举例

某组合机床液压滑台进给运动示意图如图1所示，其工作过程分成原位、快进、工进、快退四步，相应的转换条件为SB、SQ1、SQ2、SQ3。液压滑台系统各液压元件动作情况如表5-1所示。根据上述功能表图的绘制方法，液压滑台系统的功能表图如图2a所示。

图1 某组合机床液压滑台进给运动示意图

表1  液压元件动作表

元件 工步	YV1	YV2	YV3
原位	?	?	?
快进	┼	?	?
工进	┼	?	┼
快退	?	┼	?

 

图2  液压滑台系统的功能表图

如果PLC已经确定，可直接用编程元件M300～M303（FX系列）来代表这四步，设输入/输出设备与PLC的I/O点对应关系如表2所示，则可直接画出如图2b所示的功能表图接线图，图中M8002为FX系列PLC的产生初始化脉冲的特殊辅助继电器。

表2  输入/输出设备与PLC I/O对应关系

PLC  I/O	X0	X1	X2	X3	Y0	Y1	Y2
输入/输出设备	SB	SQ1	SQ2	SQ3	YV1	YV2	YV3

电气原理图设计应满足六个面方面的要求

一般来说，电气控制原理图应满足生产机械加工工艺的要求，电路要具有安全可靠，操作和维修方便，设备投资少等特点，为此，必须正确地设计控制电路，合理地选择电器元件。原理图设计应满足以下要求：
        1、电气控制原理应满足工艺的要求
       在设计之前必须对生产机械的工作性能、结构特点和实际加工情况有充分的了解，并在此基础上来考虑控制方式，起动、反向、制动及调速的要求，设置各种联锁及保护装置。
        2、控制电路电源种类与电压数值的要求
       对于比较简单的控制电路，而且电器元件不多时，往往直接采用交流380V或220V电源，不用控制电源变压器。对于比较复杂的控制电路，应采用控制电源变压器，将控制电压降到110V或48V、24V。这种方案对维修、操作以及电器元件的工作可靠均有利。
       对于操作比较频繁的直流电力传动的控制电路，常用220V或110V直流电源供电。直流电磁铁及电磁离合器的控制电路，常采用24V直流电源供电。
       交流控制电路的电压必须是下列规定电压的一种或几种：

6V，24V，48V，110V（优选值），220V，380V，50Hz。

直流控制电路的电压必须是下列规定电压的一种或几种：

6V，12V，24V，48V，110V，220V。

3、确保电气控制电路工作的可靠性、安全性

为保证电气控制电路可靠地工作，应考虑以下几个方面：

（1）电器元件的工作要稳定可靠，符合使用环境条件，并且动作时间的配合不致引起竞争。

复杂控制电路中，在某一控制信号作用下，电路从一种稳定状态转换到另一种稳定状态，常常有几个电器元件的状态同时变化，考虑到电器元件总有一定的动作时间，对时序电路来说，就会得到几个不同的输出状态。这种现象称为电路的“竞争”。而对于开关电路，由于电器元件的释放延时作用，也会出现开关元件不按要求的逻辑功能输出的可能性，这种现象称为“冒险”。

“竞争”与“冒险”现象都将造成控制电路不能按照要求动作，从而引起控制失灵。通常所分析的控制电路电器的动作和触点的接通与断开，都是静态分析，没有考虑电器元件动作时间，而在实际运行中，由于电磁线圈的电磁惯性、机械惯性、机械位移量等因素，使接触器或继电器从线圈的通电到触点闭合，有一段吸引时间；线圈断电时，从线圈的断电到触点断开，有一段释放时间，这些称为电器元件的动作时间，是电器元件固有的时间，不同于人为设置的延时，固有的动作延时是不可控制的，而人为的延时是可调的。当电器元件的动作时间可能影响到控制电路的动作时，需要用能**反映元件动作时间及其互相配合的方法（如时间图法）来准确分析动作时间，从而保证电路正常工作。

（2）电器元件的线圈和触点的连接应符合国家有关标准规定

电器元件图形符号应符合GB4728中的规定，绘制时要合理安排版面。例如，主电路一般安排在左面或上面，控制电路或辅助电路排在右面或下面，元器件目录表安排在标题上方。为读图方便，有时以动作状态表或工艺过程图形式将主令开关的通断、电磁阀动作要求、控制流程等表示在图面上，也可以在控制电路的每一支路边上标注出控制目的。

在实际连接时，应注意以下几点：

① 正确连接电器线圈。交流电压线圈通常不能串联使用，即使是两个同型号电压线圈也不能采用串联后，接在两倍线圈额定电压的交流电源上，以免电压分配不均引起工作不可靠。

在直流控制电路中，对于电感较大的电器线圈，如电磁阀、电磁铁或直流电机励磁线圈等，不宜与同电压等级的接触器或中间继电器直接并联使用。

当触点KM断开时，电磁铁YA线圈两端产生较大的感应电动势，加在中间继电器KA的线圈上，造成KA的误动作。为此在YA线圈两端并联放电电阻R，并在KA支路串入KM常开触点，这样就能可靠工作。

② 合理安排电器元件和触点的位置。对于串联回路，电器元件或触点位置互换时，并不响其工作原理，但在实际运行中，影响电路安全并关系到导线长短，

③ 防止出现寄生电路。寄生电路是指在控制电路的动作过程中，意外出现不是由于误操作而产生的接通电路。

④ 尽量减少连接导线的数量，缩短连接导线的长度。

⑤ 控制电路工作时，应尽量减少通电电器的数量，以降低故障的可能性并节约电能。

⑥ 在电路中采用小容量的继电器触点来断开或接通大容量接触器线圈时，要分析触点容量的大小，若不够时，必须加大继电器容量或增加中间继电器，否则工作不可靠。

4、应具有必要的保护环节

控制电路在事故情况下，应能保证操作人员、电气设备、生产机械的安全，并能有效地制止事故的扩大。为此，在控制电路中应采取一定的保护措施。常用的有漏电开关保护、过载、短路、过流、过压、失压、联锁与行程保护等措施。必要时还可设置相应的指示信号。

5、操作、维修方便

控制电路应从操作与维修人员的工作出发，力求操作简单、维修方便。

6、控制电路力求简单、经济

在满足工艺要求的前提下，控制电路应力求简单、经济。尽量选用标准电气控制环节和电路，缩减电器的数量，采用标准件和尽可能选用相同型号的电器。