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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(guī)模工廠。
• CPU 416-2、CPU 416-3、CPU 416-3 PN/DP：
  在高端性能范圍內具有較高要求的工廠。
• CPU 417-4 DP：
  在高端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(tǒng)，適用于具有較高安全要求的工廠。

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(tài)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(jù)組態(tài)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。

高端 CPU 還具有：

• PROFIBUS DP 接口模板備用插槽： 
  用于鏈接其他 DP 網(wǎng)絡。

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

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 專用處理器可在一個循環(huán)周期中同時訪問代碼存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。因此，數(shù)據(jù)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。

• 軟控制器用于在 SIMATIC IPC 上執(zhí)行 SIMATIC S7-1500 控制器的功能
• 針對使用 IPC427 小型箱式 PC 和 IPC477D 面板式 PC 完成的基于 PC 的控制任務進行了。
• 也可在 IPC627D 和 IPC827D 箱式 PC、IPC677D 面板式 PC 以及 IPC647D 和 IPC847D 機架式 PC 上使用

CPU 1507S 軟控制器具有以下組件：

• 獨立于 Windows 的控制內核：
  • 通過實時 Hypervisor 技術并行運行控制和 Windows
  • 可在控制運行時重啟 Windows
  • 不依賴于 Windows 而訪問大容量存儲器（CFast、固態(tài)硬盤、硬盤），以便獨立存儲組態(tài)和數(shù)據(jù)
• 屏幕應用程序具有以下功能：
  • 顯示概覽信息，如集成接口的 IP 地址、站名稱、設備名稱、位置標識符等。
  • 顯示診斷信息
  • 模塊信息顯示
  • 顯示可由用戶定義的徽標
  • 顯示顯示屏設置
  • 設置 IP 地址
  • 設置日期和時間
  • 選擇運行模式
  • 將 CPU 復位為出廠設置
  • 禁用/啟用顯示
  • 啟用保護級別。
• 通過 PC 的以太網(wǎng)和 PROFIBUS 接口進行 IO 通信的集成驅動程序
• 通過 Windows 接口進行通信的集成驅動程序
• 與 WinCC RT Advanced 的 PC 內部通信
• 與 Windows 應用程序的 PC 內部通信

S7-1500 標準 CPU (CPU 1507S) 執(zhí)行 S7-1500 控制器的功能，作為軟件在 PC 上的 Windows 系統(tǒng)中運行。這樣，PC 就能用于控制機器設備。

• 使用 TIA Portal 中的 STEP 7 工程組態(tài)工具進行組態(tài)和編程（V13 SP1 及更高版本）：
• 根據(jù)標準 IEC 61131-3 進行編程
• 支持的編程語言：
  • SCL (IL)
  • LAD
  • FBD
  • STL
  • GRAPH7 (SFC)
• 基于虛擬化技術的創(chuàng)新實時系統(tǒng)；
  借助于集成式 S7-1500 軟控制器的實時系統(tǒng)，可并行、獨立運行 Windows：
  • 大實時和確定性屬性
  • 獨立于 Windows 運行 –可在控制器正在運行時重啟 Windows
  • 獨立于 Windows 快速重啟控制
• 高速程序執(zhí)行，帶幾個優(yōu)先級控制的執(zhí)行層級（循環(huán)，時間控制，PROFINET 或 PROFIBUS 等時同步，過程和診斷報警事件驅動）
• 保存保持性數(shù)據(jù)；
  即使在電源出現(xiàn)故障時，軟控制器也能確保設備數(shù)據(jù)安全：
  • 在 PC 硬盤上存儲保持性數(shù)據(jù)（需要 UPS）
  • 電壓下降時可將保持性數(shù)據(jù)保存在 CPU 的 NVRAM
• 通信
  軟控制器使用 PC 的接口進行 PROFINET 和 PROFIBUS 通信：
  • 獨立于 Windows，使用 PROFINET 或 PROFIBUS 來運行分布式 I/O。根據(jù)所使用的接口硬件，可提供以下功能：
    PROFINET IO RT、PROFIenergy、PROFIBUS DP 主站、介質冗余、I 設備、等時同步模式
  • 通過 PC 的 Windows 接口與 Windows 應用程序通信（SIMATIC 通信、開放式用戶通信）或與外部設備通信
• 集成 web 器；
  所有 S7-1500 自動化系統(tǒng)的 CPU 都支持通過 Web 器掃描 CPU。CPU Web 器提供以下診斷選項：
  • 通過 LED 指示燈顯示 CPU 狀況和當前運行狀態(tài)
  • 讀出診斷緩沖區(qū)條目
  • 查詢模塊狀態(tài)
  • 查詢當前消息
  • 拓撲 / PROFINET 設備的狀態(tài)信息
  • 將用戶數(shù)據(jù)傳送到 CPU 并進行管理
  • 用戶可編程的 Web 頁面，支持具體機器功能的維護和調試
• 跟蹤功能
  S7-1500 自動化系統(tǒng)的所有 CPU 都支持跟蹤功能。支持記錄每個循環(huán)的模擬和數(shù)字變量，將使用 STEP 7 以曲線表示。這對于運動控制或閉環(huán)控制應用來說尤其有用。
• 集成工藝功能：
  • S7-1500 運動控制；
    PLCopen 塊用于通過 PROFINET IO IRT 接口來編程運動控制功能。
    此功能支持轉速軸、定位軸和外部傳感器
  • 集成控制功能；
    通用 PID 或三級控制器（帶有集成功能）和集成溫度控制器。
• 集成系統(tǒng)診斷：
  自動生成系統(tǒng)診斷，并通過編程器/PC、HMI 設備、Web 器或集成式顯示屏加以顯示。當 CPU 處于 STOP 模式時，也可以系統(tǒng)診斷功能。
• 集成安全功能：
  • 專有技術保護；
    為算法提供可靠保護，防止未許可證的訪問和修改。
  • 訪問保護；
    擴展訪問保護功能提供全面保護，防止未經(jīng)授權的組態(tài)更改。各種授權級別可用于向不同的用戶組分配不同的權限。
  • 完整性保護；
    系統(tǒng)可以防止傳輸?shù)?CPU 的數(shù)據(jù)受到未授權的操縱。CPU 可安全檢測并能防止修改工程數(shù)據(jù)或第三方傳送。

通過熱電偶信號板 SB 1231，可使用連接的熱電偶進行高精度溫度記錄。另外，也可記錄低電平模擬信號 ±80 mV?？蓪犭娕夹盘柊?SB 1231 直接插到所有 SIMATIC S7-1200 CPU 中。

這為用戶提供了下列優(yōu)勢：

• 佳適應性：
  使用號板，用戶可以使其控制器佳地滿足更加復雜的任務要求
• 靈活性：
  如果任務后續(xù)有所擴展，可以升級控制器。更新用戶程序非常簡單。
• 在空間有限的場合使用：
  可將信號板直接插到 CPU 中，從而在不占用額外空間的情況下對控制器進行擴展。

信號板直接插到每個 S7-1200-CPU 前面的支架中。

• 安裝：
  信號板直接插到 SIMATIC S7-1200 CPU 中，因此可以電氣、機械地連接到 CPU。
• CPU 的安裝尺寸保持不變。
• 所有信號板上的端子均可拆卸，便于更換（“固定接線”）。

SM 1231 RTD 模塊的結構特點和其他 S7-1200 系列模塊的相同：

• 安裝在 DIN 導軌上：
  將模塊卡裝到 CPU 右側的導軌上，互相連接以后再通過集成背板總線連接到 CPU 12xx。
• 直接安裝：
  通過鉆孔，可將模塊直接螺栓安裝到墻壁上。在易受劇烈振動的場合建議采用這種安裝方式。
• 電阻傳感器：
  可使用為常用的電阻溫度監(jiān)測器：Pt 100、Pt 200、Pt 500、Pt 1000、Pt 10000、Ni 100、Ni 120、Ni 1000、Cu 10、FS 150、FS 30、FS 600?？梢詿o需使用放大器直接連接到模塊上，并且所有 RTD 的類型必須相同。探測器可以采用 2、3 或 4 線制連接。
• 安裝位置：
  為了實現(xiàn)大的測量和重復精度，應將 RTD 模塊安裝在溫度變化較小的位置。
• DIP 開關：
  所需設置（如所連 RTD 的選擇）應通過模塊上的 DIP 開關進行。

通過 RTD 信號板 SB 1231，可使用電阻式溫度檢測器進行高精度溫度記錄?？蓪?RTD 信號板 SB 1231 用于 SIMATIC S7-1200 CPU?？蓪?RTD 信號板 SB 1231 直接插到所有 SIMATIC S7-1200 CPU 中。

這為用戶提供了下列優(yōu)勢：

• 佳適應性：
  使用號板，用戶可以使其控制器佳地滿足更加復雜的任務要求
• 靈活性：
  如果任務后續(xù)有所擴展，可以升級控制器。更新用戶程序非常簡單。
• 在空間有限的場合使用：
  可將信號板直接插到 CPU 中，從而在不占用額外空間的情況下對控制器進行擴展。

模擬量輸入模塊將來自過程的的模擬量信號轉換為可在控制器中進行內部處理的數(shù)字量信號。

該模塊具有如下特點：

• 分辨率為 9-15 位 + 符號位（具有不同的轉換時間），可以設置。
• 各種量程；
  電流/電壓的默認設置是使用量程模塊以機械方式設置的，可通過編程器和 STEP 7 的“Hardware configuration”進行細調。
• 中斷能力；
  該模塊將診斷和限值中斷發(fā)送到控制器的 CPU。
• 診斷；
  該模塊將綜合診斷信息發(fā)送到 CPU。

在生產(chǎn)工程中，針對分布式故障安全應用而特別開發(fā)了SIMATIC S7故障安全型CPU和故障安全信號模塊SIMATIC ET200S、ET200pro、ET200eco和ET200M。 故障安全I/O具有模塊化結構，只有在實際需要時才能使用安全技術。 新系統(tǒng)替換了傳統(tǒng)的機電部件，例如：

• 可自由編程，可安全地將傳感器連接到執(zhí)行器
• 可選擇地安全關斷執(zhí)行器
• 在一個站中可采用故障安全模塊和標準模塊混合安裝結構
• 單總線理念；
  通過一個總線(PROFIBUS DP、PROFINET)可以傳送故障安全信號和標準信號

全集成自動化(TIA)

安全技術(安全集成)是全集成自動化的一個組件，它提供全集成的安全自動化和標準自動化(SIMATIC S7)。

當今，標準自動化(傳統(tǒng)的PLC)和安全自動化(機電結構)是彼此分開的，這兩種自動化正成長為一個統(tǒng)一的、集成的整體系統(tǒng)。

西門子作為一個自動化技術完整提供商，可以提供全面的自動化系統(tǒng)。

• 用于故障安全SIMATIC S7系統(tǒng)的數(shù)字量輸入
• 對于連接：
  • 開關和 2 線制接近開關
  • NAMUR傳感器和機械觸點以及危險區(qū)域信號
• 具有安全集成功能，用于安全運行
• 用于故障安全操作
  • 集中式：帶有 S7-31xF-2 DP
  • ET200M 分布式：帶 SIMATIC IM 151-7 F-CPU、S7-31xF-2 DP、S7-416F-2 和 S7-400F/FH
• 在標準操作中，可以像 S7-300 模塊一樣使用

西門子SIMATIC S7-200系列PLC的特點、產(chǎn)品類型及編程軟件

S7-200系列PLC的特點：

是SIEMENS公司推出的一種小型PLC

（1）它結構緊湊

（2）擴展性良好

（3）指令功能強大

（4）價格低廉

成為當代各種小型控制工程的理想控制器。

2．S7-200PLC的產(chǎn)品：

（1）集成一定數(shù)字I/O點的CPU：CPU221、CPU 222、CPU 224、CPU 226、CPU 226XM

（2）擴展模塊：主要有

數(shù)字量擴展模塊：EM221、EM222、EM223

模擬量擴展模塊：EM231、EM 232、EM 235

通訊模塊：EM277、EM241等

其它模塊：特殊功能模塊

可以十分方便地組成不同規(guī)模的控制器。其控制規(guī)模可以從幾點到幾百點。S7-200PLC可以方便地組成PLC-PLC網(wǎng)絡和微機-PLC網(wǎng)絡，從而完成規(guī)模更大的工程。

3．S7-200的編程軟件：STEP7-Micro/WIN32。該編程軟件可以方便地在Windows環(huán)境下對PLC編程、調試、監(jiān)控。使得PLC的編程更加方便、快捷?？梢哉f，S7-200可以完美地滿足各種小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的要求。

IMATIC S7-4006ES7400-1JA11-0AA0

用于基于 PC 自動化的軟控制器

SIMATIC S7-1500 軟控制器用于在 SIMATIC IPC 上實現(xiàn) SIMATIC S7-1500 控制器。

它特別適用于專用機器制造中的控制解決方案，涉及高性能實現(xiàn)復雜控制任務、集成 PC 應用程序或在一臺設備上實現(xiàn)多個任務。

S7-1500 軟控制器是 SIMATIC WinAC RTX 的長期后續(xù)產(chǎn)品。它可提供顯著提高的可用性和系統(tǒng)診斷，可在 TIA Portal 中完成全面組態(tài)。與 S7-1500 控制器一樣，該軟控制器具有集成運動控制功能以及經(jīng)過改進的信息安全機制，適合知識產(chǎn)權和復制保護。

• SIMATIC S7-1500 軟控制器用于實現(xiàn)通過 SIMATIC IPC 完成的控制任務
• 采用創(chuàng)新的實時系統(tǒng)，系統(tǒng)可用性高
• 經(jīng)過改進的專有技術和復制保護
• 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
• 集成 Web 器，帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點的選項
• 通過功能強大的嵌入式 IPC427D 和 IPC477D 為解決方案提供優(yōu)功能
• 可在 SIMATIC IPC627D、IPC827D、IPC677D、IPC647D 和 IPC847D 上運行
• SIMATIC ODK 1500S 用于通過語言 C/C++ 開發(fā)和集成控制功能和應用程序

S7-1500 軟控制器執(zhí)行 S7-1500 控制器的功能，作為軟件在 SIMATC IPC 上的 Windows 系統(tǒng)中運行。這樣，SIMATIC IPC 就能用于控制機器設備。

要通過 PROFINET 或 PROFIBUS 連接分布式 I/O，可以使用 SIMATIC IPC 的集成以太網(wǎng)和 PROFIBUS 接口。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 提供連接至驅動器的能力。

當必須使用編程語言 C 或 C++ 來集成特殊自動化功能或需要將 Windows 軟件與軟控制器直接連接時，該軟控制器顯示出特殊優(yōu)勢。

為此，可使用 SIMATIC ODK 1500S 來開發(fā)這種應用程序。這些應用程序可用于接口至 Windows 和 Windows 軟件（例如，數(shù)據(jù)庫、可視化系統(tǒng)或 Windows 文件系統(tǒng)），或用于實時應用（例如，算法、控制器）。

標準 CPU：

• SIMATIC S7-1500 軟控制器 CPU 1507S

特點	CPU 1507S
程序用工作存儲器，集成	5 MB
數(shù)據(jù)用工作存儲器，集成	20 MB
裝載存儲器	320 MB
命令執(zhí)行時間（Microbox IPC427D，Core i7，1.7 GHz）
位運算	0.001 μs
字運算	0.002 μs
定點運算	0.002 μs
浮點運算	0.006 μs
位存儲器、定時器、計數(shù)器
S7 計數(shù)器/定時器	各 2048
IEC 計數(shù)器	任意（僅受工作存儲器限制）
IEC 定時器	任意（僅受工作存儲器限制）
位存儲器	16 KB
I/O 地址范圍
輸入	32 KB（所有輸入都保存在過程映像中）
輸出	32 KB（所有輸出都保存在過程映像中）
運動
軸數(shù)	多 60
通信
PROFINET	√（通過 PC 接口） 2 x PN，其中 1 個為 PN IO RT
PROFIBUS	√（通過 PC 接口）
Web 器	√

• 全集成自動化 (TIA) 中的入門級 CPU
• 用于有中等過程性能需求的小型應用

CPU 運行需要 SIMATIC 微存儲卡 (MMC)。

CPU 312 安裝有：

• 微處理器;
  處理器處理每條二進制指令的時間可達 100 ns。
• 擴展存儲器;
  與執(zhí)行相關的程序段的 32 KB 高速 RAM（相當于約 10 K 指令）可以為用戶程序提供足夠的空間；
  SIMATIC 微型存儲卡（大 4 MB）作為程序的裝載存儲器，還允許將項目（包括符號和注釋）存儲在 CPU 中。
• 靈活的擴展能力;
  多達 8 個模塊，（1排結構）
• MPI多點接口;
  集成的 MPI 接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程設備、PC、OP 的 6 條連接。在這些連接中，始終為編程器和 OP 分別預留一個連接。通過“全局數(shù)據(jù)通訊”，MPI可以用來建立多16個CPU組成的簡單網(wǎng)絡。

• 口令保護;
  用戶程序使用密碼保護，可防止非法訪問。
• 診斷緩沖;
  診斷緩沖區(qū)中可存儲后 500 個錯誤和中斷事件，其中的 100 個事件可以長期保留。
• 免維護的數(shù)據(jù)后備;
  如果發(fā)生斷電，則可通過 CPU 將所有保持性數(shù)據(jù)自動寫入到 SIMATIC 微型存儲卡（MMC 卡）上，且將在再次通電時保持不變。

可參數(shù)化的特性

可以使用 STEP 7 對 S7 的組態(tài)、屬性以及CPU的響應進行參數(shù)設置：

• MPI多點接口;
  定義站地址
• 重啟動/循環(huán)時間特性；
  大循環(huán)時間以及負載限制，以及自檢測功能
• 時鐘存儲器；
  設定地址
• 防護等級；
  定義程序和數(shù)據(jù)的訪問權限
• 系統(tǒng)診斷；
  定義診斷報警的處理和范圍
• 看門狗中斷；
  周期設定
• 時鐘中斷;
  設定起始日期、起始時間和間隔周期

顯示功能與信息功能

• 狀態(tài)和故障指示；
  發(fā)光二極管顯示，例如，硬件、編程、定時器或I/O出錯以及運行模式，如RUN、STOP、Startup。
• 測試功能；
  可使用編程器顯示程序執(zhí)行過程中的信號狀態(tài)，可以不通過用戶程序而修改過程變量，以及輸出堆棧內容。
• 信息功能；
  您可以使用 PG 以純文本的形式獲取 CPU 存儲容量和操作模式、主存儲器和裝載存儲器的當前利用率以及當前循環(huán)時間和診斷緩沖區(qū)內容的相關信息。

集成的通訊功能

• PG/OP 通訊
• 全局數(shù)據(jù)通訊
• S7 基本通訊
• S7 通訊(只是器)

系統(tǒng)功能

CPU 具有廣泛的系統(tǒng)功能特性，諸如：診斷、參數(shù)賦值、報警、定時和測量等。

詳細信息請參見手冊。

西門子S7-400PLC 6ES7407-0KA02-0AA0