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控制泵往復(fù)循環(huán)運(yùn)行的S200 PLC梯形圖程序

 下面的PLC梯形圖程序?qū)崿F(xiàn)泵每五分鐘工作一次，工作五分鐘后，再停五分鐘，循環(huán)往復(fù)運(yùn)行。

圖1 泵往復(fù)循環(huán)工作的PLC梯形圖

        圖1是用S7-200編寫(xiě)的梯形圖，圖中用一個(gè)按鈕做電機(jī)運(yùn)行與停車開(kāi)關(guān)（I 0.0）

動(dòng)作原理：PLC通電運(yùn)行的第一個(gè)掃描周期，SM0.1=1，使M2.0=0電機(jī)不工作，按一下啟動(dòng)按鈕I0.0，SR觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，M2.0=1，使電機(jī)上電運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)使T100上電，延時(shí)5分鐘，T100吸合，其常閉點(diǎn)斷開(kāi)，使電機(jī)停轉(zhuǎn)，T100的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使T101上電開(kāi)始延時(shí)，延時(shí)5分鐘，T101吸合，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使T100斷電，T100斷電又使T101斷電，T101斷電其常閉點(diǎn)閉合，使電機(jī)又通電運(yùn)行………………，如此這樣電機(jī)運(yùn)行5分鐘停止5分鐘循環(huán)運(yùn)行。如果此時(shí)按一下I0.0，會(huì)使SR觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，使M2.0=0，電機(jī)停止工作。

Overview

• 將 SIMATIC S7-400 連接到工業(yè)以太網(wǎng)
  • 多協(xié)議運(yùn)行，用于 ISO、TCP/IP、UDP 與 PROFINET IO 協(xié)議
  • 可調(diào)節(jié)的 Keep Alive 功能
• 兩個(gè)獨(dú)立的接口（集成的網(wǎng)絡(luò)分離）：
  • 千兆以太網(wǎng)接口，帶有 RJ45 端口，10/100/1000 Mbit/s 全雙工/半雙工，具有自動(dòng)偵測(cè)功能
  • PROFINET 接口，帶有四個(gè) RJ45 端口，10/100 Mbit/s 全雙工/半雙工，通過(guò) 4 端口交換機(jī)執(zhí)行自動(dòng)感測(cè)和自動(dòng)交叉功能
• 通過(guò)兩個(gè)接口進(jìn)行通訊
  • 開(kāi)放式通訊（ISO、TCP/IP 和 UDP），使用 UDP 多點(diǎn)傳送，包括兩個(gè)接口之間的路由
  • 編程器/OP通訊：
    通過(guò) S7 路由的交叉網(wǎng)絡(luò)
  • S7 通訊（客戶端、器、多路復(fù)用），包括兩個(gè)接口之間的路由
  • IT 通訊：
    HTTP 通訊支持通過(guò)自己的 web 頁(yè)訪問(wèn)過(guò)程數(shù)據(jù)；
    電子郵件客戶端功能，直接從用戶程序發(fā)送包含身份驗(yàn)證信息的電子郵件；
    FTP 通訊支持程序控制的 FTP 客戶端通訊；
    通過(guò) FTP 器訪問(wèn)數(shù)據(jù)塊
• 通過(guò) PROFINET 接口進(jìn)行通訊
  • PROFINET IO 控制器，具有實(shí)時(shí)屬性（RT 和 IRT）
  • PROFINET CBA
  • 通過(guò) DHCP、簡(jiǎn)單的 PC 工具或通過(guò)用戶程序（例如 HMI）進(jìn)行 IP 地址分配
  • 支持 PROFINET IO 設(shè)備的優(yōu)先啟動(dòng)
  • 使用 STEP 7 組態(tài)
• 介質(zhì)冗余 (MRP)；
  在采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，CP 支持介質(zhì)冗余程序 MRP。
• 通過(guò)可組態(tài)的 IP 訪問(wèn)列表進(jìn)行訪問(wèn)保護(hù)
• 無(wú)需編程器即可進(jìn)行模板更換；
  所有信息都保存在 C-PLUG 中（即使是用于 IT 功能的文件系統(tǒng)）。
• 豐富的診斷功能，可用于機(jī)架中的所有模板
• 通過(guò) SNMP V1 MIB-II，集成在網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中
• 運(yùn)行于冗余 S7 通訊或 DP 主站通訊的 SIMATIC H 系統(tǒng)。
• 在與 SIMATIC S7-400 CPU 416F 一起使用的故障安全型應(yīng)用程序 (PROFIsafe) 中操作

• 用于簡(jiǎn)便、快捷地對(duì)S7-400模板進(jìn)行接線

可提供下列內(nèi)容：

• 前連接器： 
  更換模板時(shí)無(wú)需重新接線
• TOP 連接： 
  用于快速、無(wú)故障地連接傳感器和執(zhí)行器，連接距離可達(dá)30m
• Flexible(柔性)連接： 
  可以快速、直接地將SIMATIC S7-400連接到控制柜中的每個(gè)控制單元上

SIMOTION D4x5-2 的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榫哂写罅繀f(xié)調(diào)軸和循環(huán)時(shí)間較短的應(yīng)用。

典型的應(yīng)用領(lǐng)域包括：

• 緊湊型多軸機(jī)器
• 機(jī)器循環(huán)段的高性能應(yīng)用程序
• 緊湊型機(jī)器
  • 包括驅(qū)動(dòng)器中的全套機(jī)器控制
  • 大量的通信、HMI 和 I/O 連接
• 分布式驅(qū)動(dòng)器概念
  • 具有大量協(xié)調(diào)軸的應(yīng)用
  • 使用分布式同步操作同步多個(gè) SIMOTION D 控制單元

Design

SIMOTION D425?2 DP（左側(cè)）和插有 CBE30?2 的 SIMOTION D435?2 DP/PN（右側(cè)）

接口

顯示和診斷

• 用于顯示運(yùn)行狀態(tài)和錯(cuò)誤的 LED
• 3 測(cè)量接口
• 維護(hù)開(kāi)關(guān)和模式選擇開(kāi)關(guān)
• 診斷按鈕

內(nèi)置 I/O

• 12 點(diǎn)數(shù)字量輸入
• 16 點(diǎn)數(shù)據(jù)量輸入/輸出（高速測(cè)量輸入的大值為 16，高速輸出凸輪的大值為 8）

通信

• 6 x DRIVE?CLiQ (4 × DRIVE?CLiQ 用于 D425?2)
• 2 個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)接口（D4x5-2 DP 具有 3 個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)接口），其中一個(gè)接口可方便地從模塊前面接觸
• 2 x PROFIBUS DP
• 1 x PROFINET IO
  （1 個(gè)接口，帶 3 個(gè)端口；僅限于 D4x5?2 DP/PN）
• 2 x USB

數(shù)據(jù)后備

• 1 個(gè) SIMOTION CF 卡插槽

附加接口（非數(shù)據(jù)傳輸）

• 用于 24 V 電子電源的端子

選件模塊

通過(guò) TB30 端子板，可使用 4 路數(shù)字量輸入、4 路數(shù)字量輸出、2 路模擬量輸入和 2 路模擬量輸出對(duì) SIMOTION D4x52 控制單元進(jìn)行擴(kuò)展。TB30 端子板可插入控制單元的選件插槽內(nèi)。

使用 PROFINET IO 的 CBE30-2 通信板，可以使用帶有 4 個(gè)端口的第二個(gè) PROFINET 接口配置 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 控制單元。

第二個(gè) PROFINET 接口的應(yīng)用：

• 2 個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)（例如，一個(gè)本地網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)上層網(wǎng)絡(luò)）
• 地址空間可以加倍為 2 × 4 KB
• 可連接設(shè)備的大數(shù)目可加倍為 2 × 64
• 為了高效利用控制器能力，分離為高速和慢速總線系統(tǒng)/執(zhí)行系統(tǒng)（僅適用于 SIMOTION D435?2 DP/PN、D445?2 DP/PN 和 D455?2 DP/PN）
  • PROFINET 內(nèi)置接口：SERVO_Fast 和 IPO_Fast
  • PROFINET，通過(guò) CBE30-2：SERVO / IPO / IPO2

注意：

CBE30-2 不能在 SIMOTION D4x5-2 DP 控制單元中使用。如果在沒(méi)有 SERVO_Fast 和 IPO_Fast 的情況下使用 CBE30-2，則兩個(gè) PROFINET 接口都分配給 SERVO / IPO / IPO2。

裝配/安裝

SIMOTION D4x5-2 控制單元可通過(guò)以下三種方式之一安裝在控制柜中：

• 使用隔板進(jìn)行安裝
• 不使用隔板進(jìn)行安裝（僅限 D425-2 和 D435-2）
• 不使用隔板進(jìn)行安裝（僅限外部冷卻， D445-2 和 D455-2）

對(duì)于外部風(fēng)冷，D445-2/D455-2 控制單元的散熱片安裝在控制柜外。需要使用一個(gè)密封墊（選件），以便能夠?qū)⒃摽刂茊卧獨(dú)饷苄园惭b在后部機(jī)柜板中。

SIMOTION D4x5-2 控制單元提供有預(yù)組裝的隔板。如有必要，可將這些隔板卸下。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/數(shù)據(jù)備份

SIMOTION D4x5-2 控制單元以一種免維護(hù)的方式性地存儲(chǔ)保持性過(guò)程數(shù)據(jù)（有關(guān)存儲(chǔ)器大小，請(qǐng)參見(jiàn)技術(shù)數(shù)據(jù)）。

通過(guò)一個(gè) SuperCap，可對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘后備若干天。后備時(shí)間可通過(guò)安裝在雙風(fēng)扇/電池模塊中的一塊電池來(lái)延長(zhǎng)。

SIMOTION D4x5-2 的供貨范圍內(nèi)包括雙風(fēng)扇/電池模塊（含電池）。

運(yùn)行時(shí)軟件、用戶數(shù)據(jù)和用戶程序可保存在 CF 卡中?？刂茊卧谋３中赃^(guò)程數(shù)據(jù)也可通過(guò)系統(tǒng)命令存儲(chǔ)在這個(gè) CF 卡上（例如，在需要使用備件時(shí)）。

擴(kuò)展的執(zhí)行系統(tǒng) (SERVO_Fast / IPO_Fast)

除 SERVO、IPO 和 IPO2 外，SIMOTION D435-2 DP/PN、D445-2 DP/PN 和 D455-2 DP/PN 控制單元還具有另外一個(gè)運(yùn)行層級(jí)（SERVO_Fast 和 IPO_Fast）。

通過(guò)這個(gè)附加的運(yùn)行層級(jí)，可以在慢速和快速總線系統(tǒng)上分布具有不同動(dòng)態(tài)響應(yīng)的電動(dòng)和/或液壓軸，以便能夠更加高效地利用控制器的性能。

與高速 PROFINET I/O 模塊結(jié)合使用時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)極快速的 I/O 處理。

由于采用這種擴(kuò)展執(zhí)行系統(tǒng)，可以用需要較少資源的毫秒級(jí)循環(huán)時(shí)間對(duì)電氣定位驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制，同時(shí)，可以較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和較短的循環(huán)時(shí)間對(duì)液壓機(jī)的壓力控制軸進(jìn)行控制。

通過(guò) SERVO_Fast 和 IPO_Fast對(duì)液壓機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制

若激活了 SERVO_Fast 和 IPO_Fast，則會(huì)進(jìn)行以下分配：

• 將 SERVO_Fast 和 IPO_Fast 分配給 PROFINET。
• 將 SERVO、IPO 和 IPO2 分配給 PROFIBUS 或 SIMOTION D4x5-2/CX32-2 的集成變頻器。

如果通過(guò) CBE30-2 提供了第二個(gè) PROFINET 接口，則該接口也將被分配給 SERVO、IPO 和 IPO2。這種情況下，PROFINET 內(nèi)置接口將始終分配給 SERVO_Fast 和 IPO_Fast。

可連接 I/O

PROFINET IO：

• 經(jīng)過(guò)認(rèn)證的 PROFINET 設(shè)備
• 分布式 I/O (SIMATIC ET 200S/SP/M/pro/eco PN)
• 變頻調(diào)速柜（例如，SINAMICS S110/S120）

PROFIBUS DP：

• 認(rèn)證的 PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)從站
  (DP-V0, DP-V1, DP-V2)
• SIMATIC ET 200S/M/eco/pro 分布式 I/O
• 變頻調(diào)速柜（例如，SINAMICS S110/S120）

DRIVE?CLiQ

SINAMICS S120 系列模塊：

• TM15、TM17 高性能型，TM31 端子模塊
• SMC/SME傳感器模塊
• DMC20/DME20 DRIVE-CLiQ 集線器模塊

USB:

例如，通過(guò)集成 USB 接口，可連接一個(gè) USB 記憶棒，用于項(xiàng)目或固件升級(jí)。

帶SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器模塊的擴(kuò)展

SINAMICS S120 書(shū)本型變頻調(diào)速柜模塊（電源模塊、電機(jī)模塊等）可通過(guò) DRIVE-CliQ 接口，連接到 SIMOTION D4x5-2 控制單元。

通過(guò)使用 CUA31/CUA32 控制單元適配器，SINAMICS S120 PM340 塊型功率模塊可運(yùn)行在 SIMOTION D4x5-2 控制單元上。

注意：

電源模塊/電機(jī)模塊隨附有用于將電源模塊/電機(jī)模塊連接到 SIMOTION D 的 DRIVE-CLiQ 電纜（標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度）。

CU310 DP

• SIPLUS ET 200SP 的 SIPLUS CPU 1512SP-1 PN，基于 SIPLUS-S7-1500 CPU 1513-1 PN
• 適用于對(duì)程序范圍和處理速度具有中等要求的應(yīng)用，通過(guò) PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 進(jìn)行分布式配置。
• 增強(qiáng)了系統(tǒng)和設(shè)備的可用性
• 可用于多 128 個(gè) 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(gè)控制器的 PROFINET 共享智能設(shè)備
• PROFINET IO IRT 接口，帶 3 個(gè)端口集成交換機(jī)
• 經(jīng)由 PROFINET 的等時(shí)同步模式
• 具有多種通信功能：
  PG/OP 通信、PROFINET IO 通信、開(kāi)放式 IE 通信（TCP、ISO-on-TCP 和 UDP）、Web 器和 S7 通信（帶可裝載的函數(shù)塊）
• 可選 PROFIBUS DP 主站，用于 125 個(gè) 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(xiàng)處理）
• 集成運(yùn)動(dòng)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(yùn)行需要使用 SIMATIC 存儲(chǔ)卡。
總線適配器不在供貨范圍內(nèi)，需要單獨(dú)訂購(gòu)。

SIPLUS extreme 產(chǎn)品基于 SIMATIC 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。此處的內(nèi)容摘自相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。增加了與 SIPLUS extreme 相關(guān)的信息。

• SIMATIC ET 200SP 的 CPU 1510SP F-1 PN，基于 S7-1500 CPU 1511F-1 PN
• 用于采用 ET 200SP 的高性能控制解決方案
• 提高了系統(tǒng)和設(shè)備的可用性
• 支持集中式和分布式配置中的 PROFIsafe
• PROFINET IO 控制器可連接多 64 個(gè) IO 設(shè)備
• PROFINET I-Device，用于連接作為智能 PROFINET 設(shè)備的 CPU（帶 SIMATIC 或第三方 PROFINET I/O 控制器）
• 適用于 4 個(gè)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(jī)
• PROFIBUS 上的等時(shí)同步模式
• 具有多種通信方式：
  PG/OP 通信、PROFINET IO 通信、開(kāi)放式 IE 通信（TCP、ISO-on-TCP 和 UDP）、Web 器和 S7 通信（帶可裝載的函數(shù)塊）
• 可選 PROFIBUS 主站，用于 125 個(gè) PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 組態(tài)控制（選項(xiàng)處理）
• 集成運(yùn)動(dòng)控制功能，用于控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器

西門子PLC的發(fā)展史 

SIMATIC商標(biāo)S7-200是西德西門子公司的產(chǎn)品之一，其注冊(cè)商標(biāo)為SIMATIC。1．西門子公司的產(chǎn)品早是1975年投放市場(chǎng)的SIMATIC S3，它實(shí)際上是帶有簡(jiǎn)單操作接口的二進(jìn)制控制器；2．1979年，S3系統(tǒng)被SIMATIC S5所取代，該系統(tǒng)廣泛地使用了微處理器；3．20世紀(jì)80年代初，S5系統(tǒng)進(jìn)一步升級(jí)——U系列PLC，較常用機(jī)型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U4．1994年4月，S7系列誕生，它具有更國(guó)際化、更高性能等級(jí)、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢(shì)，其機(jī)型為：S7-200、300、4005．1996年，在過(guò)程控制領(lǐng)域，西門子公司又提出PCS7（過(guò)程控制系統(tǒng)7）的概念，將其優(yōu)勢(shì)的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線）、COROS（監(jiān)控系統(tǒng)）、SINEC（西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)）及控調(diào)技術(shù)溶為一體6．現(xiàn)在，西門子公司又提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自動(dòng)化系統(tǒng)，將PLC技術(shù)溶于全部自動(dòng)化領(lǐng)域。

SIMATIC S7-400F/FH 故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)可使用在對(duì)安全要求很高設(shè)備中。 它控制著各種過(guò)程，如果直接停機(jī)，這些過(guò)程也不會(huì)對(duì)人員或環(huán)境構(gòu)成威脅。 S7–400 F/FH 有兩種基本型號(hào)：

• S7-400F: 
  故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)。 如果在控制系統(tǒng)中發(fā)生出錯(cuò)，生產(chǎn)過(guò)程就轉(zhuǎn)移到安全狀態(tài)，并中斷。
• S7-400FH: 
  故障安全型和故障容錯(cuò)型自動(dòng)化系統(tǒng)。 如果在某個(gè)控制系統(tǒng)中發(fā)生出錯(cuò)，則冗余控制機(jī)構(gòu)被激活，使得生產(chǎn)過(guò)程繼續(xù)下去。

使用其它的標(biāo)準(zhǔn)模塊，可是使其建立一個(gè)對(duì)故障安全和非故障安全都能進(jìn)行控制的全集成控制系統(tǒng)。 使用相同的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)和編程。

S7-400F/FH 故障安全自動(dòng)化系統(tǒng)可以根據(jù)需要進(jìn)行不同的組態(tài)：

S7-400F的單通道單側(cè)I/O

此系統(tǒng)需要一個(gè)故障安全的 PLC。 但是不一定是容錯(cuò)的。 需要下列部件：

• 1 個(gè) CPU 414-4H/417-4H，帶 F 運(yùn)行授權(quán)
• 1 條 PROFIBUS-DP 線路
• ET 200M ，帶 IM 153-2
• 無(wú)冗余設(shè)計(jì)的故障安全信號(hào)模塊

當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，可以訪問(wèn) I/O。 故障安全信號(hào)模塊鈍化。

單通道，S7-400FH 有可切換的 I/O

此系統(tǒng)需要一個(gè)故障安全的 PLC。 對(duì)于 CPU 需要容錯(cuò)。 需要下列部件：

• 2 個(gè) CPU 414-4H/417-4H，帶 F 運(yùn)行授權(quán)
• 2 條 PROFIBUS-DP 線路
• 1 個(gè) ET 200M ，帶 2 個(gè) IM 153-2 (冗余)。
• 無(wú)冗余設(shè)計(jì)的故障安全信號(hào)模塊

當(dāng)一個(gè) CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS-DP 發(fā)生故障時(shí)，PLC 可繼續(xù)工作。 當(dāng)故障安全信號(hào)模塊或者 ET 200M 發(fā)生故障時(shí)，I/O 不再使用。 故障安全信號(hào)模塊鈍化。

S7-400FH 有冗余切換的 I/O

此系統(tǒng)需要一個(gè)故障安全的 PLC。 CPU 和 I/O 需要是容錯(cuò)的。需要下列部件：

• 2 個(gè) CPU 414-4H/417-4H，帶 F 運(yùn)行授權(quán)
• 2 條 PROFIBUS-DP 線路
• 2 個(gè) ET 200M ，帶 2 個(gè) IM 153-2 (冗余)。
• 冗余設(shè)計(jì)的故障安全信號(hào)模塊

如果CPU、IM 153-2、PROFIBUS-DP、故障安全信號(hào)模塊或 ET 200M 發(fā)生故障，此 PLC 繼續(xù)可用。

在S7-400F/FH自動(dòng)化系統(tǒng)中也可以使用標(biāo)準(zhǔn)模板。 但是不能與ET 200M一起使用。

通訊

中央控制器和ET200M之間通過(guò)PROFIBUS DP進(jìn)行故障安全通訊和標(biāo)準(zhǔn)通訊。 經(jīng)過(guò)特殊開(kāi)發(fā)，PROFISafe PROFIBUS 可以在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報(bào)文楨中進(jìn)行安全功能的數(shù)據(jù)通訊。 需要諸如特殊安全總線的其它硬件組件。 所需的軟件既可以作為操作系統(tǒng)的一個(gè)擴(kuò)展軟件集成在硬件組件中，也可以作為一個(gè)認(rèn)證的軟件塊裝載到CPU中。

帶隔離模板的安全等級(jí)

在ET200M中使用隔離模板具有以下優(yōu)勢(shì)：

• PROFIBUS DP組態(tài)使用銅總線電纜。 不需要光纖電纜。
• 可使用任何 IM 153-X
• 在安全模式中故障安全信號(hào)模塊的混合運(yùn)行，以及在一個(gè)ET 200M中S7-300標(biāo)準(zhǔn)模塊的混合運(yùn)行

如果達(dá)到SIL2安全等級(jí)，則不需要隔離模塊。