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S7-200的工作過程和CPU的工作模式

1) S7-200在掃描循環(huán)中完成一系列任務(wù)。任務(wù)循環(huán)執(zhí)行一次稱為一個掃描周期。S7-200的工作過程如圖4所示。在一個掃描周期中，S7-200主要執(zhí)行下列五個部分的操作：

（Ⅰ）讀輸入：S7-200從輸入單元讀取輸入狀態(tài)，并存入輸入映像寄存器中。

（Ⅱ）執(zhí)行程序：CPU根據(jù)這些輸入信號控制相應(yīng)邏輯，當程序執(zhí)行時刷新相關(guān)數(shù)據(jù)。程序執(zhí)行后，S7-200將程序邏輯結(jié)果寫到輸出映像寄存器中。

（Ⅲ）處理通訊請求：S7-200執(zhí)行通訊處理。

（Ⅳ）執(zhí)行CPU自診斷：S7-200檢查固件、程序存儲

器和擴展模塊是否工作正常

（Ⅴ）寫輸出：在程序結(jié)束時，S7-200將數(shù)據(jù)從輸出映像寄存器中寫入把輸出鎖存器，后復制到物理輸出點，驅(qū)動外部負載。

（2）、S7-200 CPU的工作模式

   S7-200有兩種操作模式：停止模式和運行模式。CPU面板上的LED狀態(tài)燈可以顯示當前的操作模式。

   在停止模式下，S7--200不執(zhí)行程序，您可以下載程序和CPU組態(tài)。在運行模式下，S7-200將運行程序。

   S7-200提供一個方式開關(guān)來改變操作模式。您可以用方式開關(guān)（位于S7-200前蓋下面）手動選擇操作模式：當方式開關(guān)撥在停止模式，停止程序執(zhí)行；當方式開關(guān)撥在運行模式，啟動程序的執(zhí)行；也可以將方式開關(guān)撥在TERM（終端）（暫態(tài)）模式，允許通過編程軟件來切換CPU的工作模式，即停止模式或運行模式。

    如果方式開關(guān)打在STOP或者TERM模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當電源恢復時，CPU會自動進入STOP模式。如果方式開關(guān)打在RUN模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當電源恢復時，CPU會進入RUN模式。

IMATIC S7-4006ES7400-1JA11-0AA0

適用于 ET 200pro 的標準型 CPU：

• IM 154-8 PN/DP CPU
• 
  
• • 帶有與 S7-315-2 PN/DP 等效的 PLC 功能的 CPU 可以為預處理提供分布式智能
  • 接口模塊，用于在 ET 200pro 和上位主站/IO 控制器之間通過 PROFIBUS DP/PROFINET IO 交換預處理 I/O 數(shù)據(jù)
  • PROFINET IO 控制器，用于在PROFINET上運行分布式I/O
  • 在PROFINET上實現(xiàn)基于組件的自動化(CBA)
  • PROFINET 代理，用于基于組件的自動化（CBA）中的 PROFIBUS DP 智能設(shè)備
  • 用于 3 端口交換機的 PROFINET 接口
  • PROFIBUS 或 PROFINET 上的等時同步模式
  • 集成 Web 器，帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點的選項
  • 帶有與 S7-315-2 PN/DP 等效的 PLC 功能的 CPU 可以為預處理提供分布式智能
  • 接口模板，用于 ET200pro 和上位主站之間通過 PROFIBUS DP 進行預處理 I/O 數(shù)據(jù)的交換
  • 應(yīng)用 STEP 7 的模塊化程序，快速、簡單和點對點地對系統(tǒng)進行程序設(shè)計
  • 提供有故障安全型 IM 154-8F PN/DP CPU PROFIsafe

  IM 154-8 PN/DP CPU 可以同時用作一個 IO 控制器以及通過集成的 PROFINET 接口用作一個 PROFINET I-Device。智能 154-8 CPU 接口模塊具有集成的 PLC 功能。提供的功能與 S7-300 CPU 315-2 PN/DP 的功能相對應(yīng)。

  ET 200pro 可使用 PLC 功能來控制自動技術(shù)功能裝置, 如

  • 輸送系統(tǒng)，開關(guān)
  • 升降臺
  • 定位任務(wù)
  • 由于除了 PROFINET 接口外還具有 PROFIBUS 接口，IM 154-8 PN/DP 還可以提供通過 PROFIBUS 操作其它分布式 I/O 的選項。IM 154-8 PN/DP CPU 可以用在 PROFIBUS 上，不僅可以用作主站還可以用作從站。因此，C
  
  

PLC減法指令要素——助記符、指令代碼、操作數(shù)、程序步

減法指令的助記符、指令代碼、操作數(shù)、程序步如表 2 所示。

表 2 減法指令的要素

SUB 減法指令是將指定的源元件中的二進制數(shù)相減，結(jié)果送到指定的目標元件中去。 SUB 減法指令的說明如圖 2 表示。

圖 2 減法指令使用說明

當執(zhí)行條件 X0 由 OFF → ON 時， [D10]-[D12] → [D14] 。運算是代數(shù)運算，如 5- （ -8 ）=13 。

各種標志的動作、 32 位運算中軟元件的指定方法、連續(xù)執(zhí)行型和脈沖執(zhí)行型的差異均與上述加法指令相同。

200PLC能在零下20度工作嗎？S7-200的工作環(huán)境要求為：0°C－55°C，水平安裝0°C－45°C，垂直安裝相對濕度95%，不結(jié)露西門子還提供S7-200的寬溫度范圍產(chǎn)品（SIPLUS S7-200）：工作溫度范圍：-25°C－+70°C相對濕度：55°C時98%，70°C時45%其他參數(shù)與普通S7-200產(chǎn)品相同S7-200的寬溫型產(chǎn)品，每種都有其單獨的訂貨號，可以到SIPLUS產(chǎn)品主頁查詢。如果沒有找到，則說明目前沒有對應(yīng)的SIPLUS產(chǎn)品。 文本和圖形顯示面板沒有寬溫型產(chǎn)品。 還要注意國內(nèi)沒有現(xiàn)貨，如需要請和當?shù)匚鏖T子辦事處或經(jīng)銷商聯(lián)系。

S7-300

• 模塊化微型 PLC 系統(tǒng)，滿足中、小規(guī)模的性能要求
• 各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動化控制任務(wù)
• 簡單實用的分布式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，應(yīng)用十分靈活
• 操作方便，設(shè)計簡單，不含風扇
• 任務(wù)增加時可順利擴展
• 大量的集成功能，使它功能非常強勁

S7-300F

• 故障安全型自動化系統(tǒng)，可滿足工廠日益增加的安全需求
• 基于 S7-300
• 可連接配有安全型模塊的附加 ET 200S 和 ET 200M 分布式 I/O 站
• 通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 進行安全相關(guān)通信
• 標準模塊另外也可用于非安全相關(guān)應(yīng)用

• S7-300

  SIMATIC S7-300 是模塊化的微型 PLC 系統(tǒng)，可滿足中、低端的性能要求。

  模塊化、無風扇設(shè)計、易于實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成為中、低端應(yīng)用中各種不同任務(wù)的經(jīng)濟、用戶友好的解決方案。

  SIMATIC S7-300 的應(yīng)用領(lǐng)域包括：

  • 特殊機械，
  • 紡織機械，
  • 包裝機械，
  • 一般機械設(shè)備制造，
  • 控制器制造，
  • 機床制造，
  • 安裝系統(tǒng)，
  • 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。

  SIMATIC 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。
    

  S7-300F

  SIMATIC S7-300F 故障安全自動化系統(tǒng)可使用在對安全要求較高的設(shè)備中。其可對立即停車過程進行控制，因此不會對人身、環(huán)境造成損害。

  S7-300F 滿足下列安全要求：

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

  另外，標準模塊還可用在 S7-300F 及故障安全模塊中。因此它可以創(chuàng)建一個全集成的控制系統(tǒng)，在非安全相關(guān)和安全相關(guān)任務(wù)共存的工廠中使用。使用相同的標準工具對整個工廠進行組態(tài)和編程。

  S7-300

  一般步驟

  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

  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)。

  PROFIBUS DP進行過程通信

  SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構(gòu)建一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

  從用戶的角度來看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

  以下設(shè)備可作為主站連接：

  • SIMATIC S7-300
    （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
  • SIMATIC S7-400
    （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
  • SIMATIC C7 
    （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP）
  • SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶IM 308
  • SIMATIC 505

  出于性能原因，每條線路上連接的主站不得超過 2 個。

  以下設(shè)備可作為從站連接：

  • ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
  • S7-300，通過 CP 342-5
  • CPU 313C-2 DP, CPU 314C-2 DP, CPU 314C-2 PN/DP, CPU 315-2 DP, CPU 315-2 PN/DP, CPU 317-2 DP, CPU 317-2 PN/DP and CPU 319-3 PN/DP
  • C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-635, C7-636
  • 現(xiàn)場設(shè)備

  雖然帶有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站，但是只使用 MPI 功能，另外通過 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。

  通過 PROFINET IO 進行過程通信

  SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構(gòu)建一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

  從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

  可將下列設(shè)備作為 IO 控制器進行連接：

  • SIMATIC S7-300
    （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
  • SIMATIC ET 200
    （使用配備 PROFINET 接口的 CPU）
  • SIMATIC S7-400
    （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

  可將下列設(shè)備作為 IO 設(shè)備進行連接：

  • ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
  • ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
  • SIMATIC S7-300
    （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
  • 現(xiàn)場設(shè)備

  通過 AS-Interface 進行過程通信

  S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過 AS-Interface 總線連接現(xiàn)場設(shè)備（AS-Interface 從站）。

  更多信息，請參見通信處理器。

  通過 CP 或集成接口（點對點）進行數(shù)據(jù)通信

  通過 CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經(jīng)濟有效地建立點到點連接。有三種物理傳輸介質(zhì)支持不同的通信協(xié)議：

  • 20 mA (TTY)（僅 CP 340/CP 341）
  • RS 232C/V.24（僅 CP 340/CP 341）
  • RS 422/RS 485

  可以連接以下設(shè)備：

  • SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)
  • 打印機
  • 機器人控制
  • 掃描器，條碼閱讀器，等

  特殊功能塊包括在通信功能手冊的供貨范圍之內(nèi)。

  使用多點接口 (MPI) 進行數(shù)據(jù)通信

  MPI（多點接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡單的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。

  • MPI 可以同時連接多個配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
  • 全局數(shù)據(jù)：
    “全局數(shù)據(jù)通信”可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進行數(shù)據(jù)交換。 一個 S7-300 CPU 可與多達 4 個數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)包含有 22 字節(jié)數(shù)據(jù)，可同時有 16 個 CPU 參與數(shù)據(jù)交換（使用 STEP 7 V4.x）。 
    例如，可以允許一個 CPU 訪問另一個 CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進行全局數(shù)據(jù)通信。
  • 內(nèi)部通信總線(C-bus)：
    CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線。因此，可以通過 MPI 從編程器直接找到與 C 總線連接的 FM/CP 模塊的地址。
  • 功能強大的通信技術(shù)：
    • 多達 32 個 MPI 節(jié)點。
    • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個 CPU 有多個通信接口。
    • 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統(tǒng)和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個 CPU 有多個通信接口。
    • 數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
  • 靈活的組態(tài)選項：
    可靠的組件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件，可以根據(jù)需求實現(xiàn)設(shè)計的調(diào)整。例如，任意兩個MPI節(jié)點之間多可以開啟10個中繼器，以橋接更大的距離。

  通過 CP 進行數(shù)據(jù)通信

  SIMATIC S7-300 通過 CP 342 和 CP 343 通信處理器可以連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。

  可以連接以下設(shè)備：

  • SIMATIC S7-300
  • SIMATIC S7-400
  • SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
  • 編程器
  • PC 機
  • SIMATIC HMI 人機界面系統(tǒng)
  • 數(shù)控裝置
  • 機器人控制
  • 工業(yè)PC
  • 驅(qū)動控制器
  • 其它廠商設(shè)備

  S7-300F

  S7-300F 能夠以兩種 I/O 設(shè)計的方式運行：

  • ET 200M 中的 I/O 設(shè)計：
    故障安全數(shù)字量/模擬量輸入和輸出模塊用于集中式或分布式應(yīng)用（Cat.4/SIL3 只能與隔離模塊一起使用）
  • ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 設(shè)計：
    故障安全數(shù)字量輸入和輸出模塊可用于分布式應(yīng)用

  
  
  
  

分布式控制器

智能的分散化有助于極大地提高工廠設(shè)備的靈活性，從而成為一個決定性競爭因素。通過擴大聯(lián)網(wǎng)，可將現(xiàn)場級的獨立智能單元集成到系統(tǒng)范圍的通信系統(tǒng)中。SIMATIC ET 200 I/O 系統(tǒng)可用集成式智能控制器進行擴展。這樣就產(chǎn)生了分布式控制器。

• CPU 1510SP-1 PN 適用于基于 S7-1500 CPU 1511-1 PN 的 SIMATIC ET 200SP
• 用于基于 ET 200SP 的高性能控制解決方案
• 增強了系統(tǒng)和設(shè)備的可用性
• 可連接多 64 個 IO 設(shè)備的 PROFINET IO 控制器
• PROFINET I-Device，用于連接作為智能 PROFINET 設(shè)備、帶 SIMATIC 或第三方 PROFINET I/O 控制器的 CPU
• 適用于 4 個控制器的 PROFINET 共享智能設(shè)備
• PROFINET IO IRT 接口，帶集成 3 端口交換機
• 經(jīng)由 PROFIBUS 的等時同步模式
• 具有多種通信功能：
  編程器/OP 通信，PROFINET IO，開放式 IE 通信（TCP，ISO-on-TCP 和 UDP），Web 器和 S7 通信 （帶可裝載的 FB）
• 可選 PROFIBUS DP 主站，用于 125 個 PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 可選 PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 組態(tài)控制（選項處理）
• 集成運動控制功能，可以控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器

注

CPU 的運行需要使用 SIMATIC 存儲卡。
總線適配器不在供貨范圍內(nèi)，需要單獨訂購。

CPU 1510SP-1 PN 是經(jīng)濟型入門級 CPU，用于不連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對處理速度和響應(yīng)速度要求不高的應(yīng)用。CPU 1510SP-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(tǒng)（PROFINET 智能設(shè)備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設(shè)計形式為 3 端口交換機，這樣就可以在系統(tǒng)中通過端口 1 和 2 建立總線型拓撲，并且也可通過端口 3 來連接編程設(shè)備/PC 或 HMI 設(shè)備。

作為智能設(shè)備使用時，CPU 1510SP-1 PN 可實現(xiàn)在本地對過程數(shù)據(jù)進行分布式預處理，并且僅將實際需要的信息傳輸?shù)缴衔豢刂破?。這樣做有以下優(yōu)勢：

• 減輕中央控制器的工作負荷
• 縮短對現(xiàn)場重要信號的響應(yīng)時間
• 數(shù)據(jù)量減少，總線系統(tǒng)上的負荷降低
• 各單元經(jīng)過預測試并進行平行調(diào)試，設(shè)置更快速
• 由于自帶機械裝置,增加了可用性和靈活性
• 組態(tài)清晰明了

CPU 1510SP-1 PN 完全獨立于中央控制器運行。如果其發(fā)生故障，CPU 1510SP-1 PN 仍繼續(xù)運行。

位模塊化設(shè)計的 ET 200SP I/O 系統(tǒng)和 CPU 1510SP-1 PN 可實現(xiàn)面向功能的站設(shè)計。

另外，CPU 通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過標準化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動器的能力。