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西門(mén)子CPU1511-1中央處理器

CPU 417-4 具有：

• 功能強(qiáng)大的處理器： 
  CPU 執(zhí)行每條二進(jìn)制指令時(shí)間僅為 0.018μs 。
• 30 MB RAM（其中程序和數(shù)據(jù)各使用 15 MB）；
  用于執(zhí)行用戶程序的快速 RAM。
• 靈活擴(kuò)展： 
  多達(dá) 262144 點(diǎn)數(shù)字量和 16384 點(diǎn)模擬量輸入/輸出。
• MPI 多點(diǎn)接口： 
  通過(guò) MPI，可在高達(dá) 12 Mbit/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率下，建立包含多 32 個(gè)站的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)。CPU 可與通信總線（C 總線）和 MPI 的站建立多 44 個(gè)連接。
  注意：
  如果同時(shí)使用 PROFIBUS DP 接口和 MPI 接口，則只能將以下總線連接器與 MPI 接口相連：
  
  • 帶插口： 6ES7 972-0BB42-0XA0
  • 不帶插口：6ES7 972-0BA42-0XA0
• 模式選擇開(kāi)關(guān)： 
  撥動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)。
• 診斷緩沖區(qū)： 
  后的 120 個(gè)故障和中斷事件保存在一個(gè)環(huán)形緩沖區(qū)中，用于進(jìn)行診斷（可擴(kuò)展）。
• 實(shí)時(shí)時(shí)鐘： 
  在 CPU 的診斷消息后面附加日期和時(shí)間。
• 存儲(chǔ)卡： 
  用于對(duì)集成的裝載存儲(chǔ)器進(jìn)行擴(kuò)展。存儲(chǔ)在裝載存儲(chǔ)器中的信息包括 S7-400 參數(shù)數(shù)據(jù)以及程序，因此需要 2 倍的存儲(chǔ)空間。 其結(jié)果是：
  
  • 內(nèi)置的裝載存儲(chǔ)器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲(chǔ)卡。 
    可使用 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 卡用于保持性存儲(chǔ)）。
• PROFIBUS DP 接口： 
  通過(guò) PROFIBUS DP 主站接口，可以實(shí)現(xiàn)分布式自動(dòng)化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。對(duì)用戶來(lái)說(shuō),分布式 I/O 單元可作為一個(gè)集中式單元來(lái)處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。 
  混合組態(tài)： SIMATIC S5 和 SIMATIC S7 作為符合 EN 50170 的 PROFIBUS 主站。
  注意：
  如果同時(shí)使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口，則只能將以下總線連接器連接至 MPI 接口：
  
  • 帶插口： 6ES7 972-0BB42-0XA0
  • 不帶插口：6ES7 972-0BA42-0XA0
• 兩個(gè)附加插槽： 
  可用 IF 964-DP 接口子模塊連接兩個(gè)附加的 PROFIBUS DP 主站系統(tǒng)。

• 3 個(gè)故障安全 CPU（CPU 414F-3 PN/DP、CPU 416F-2、CPU 416F-3 PN/DP）
• 具有不同性能等級(jí)，滿足不同的應(yīng)用要求。

Overview

西門(mén)子CPU1511-1中央處理器

Benefits

Design

使用SIMOTION D的自動(dòng)化解決方案的典型設(shè)計(jì)

SIMOTION D元件和接口

• 顯示各種狀態(tài)/誤差顯示
• 內(nèi)置數(shù)字量 I/O
• 選件插槽（接口，僅限于 D4x5-2），例如，用于通過(guò) TB30 端子板的附加 I/O 進(jìn)行擴(kuò)展
• 用于連接的綜合通信接口：
  • SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜
  • 分布式 I/O
  • HMI 系統(tǒng)
  • 編程器/PC
  • 運(yùn)動(dòng)控制器和自動(dòng)化系統(tǒng)之間
  • 其它帶數(shù)字整定值接口的 SINAMICS S110/S120 變頻調(diào)速柜
• 用于數(shù)據(jù)備份的 CF 卡插槽

帶 SIMOTION D410-2 的單軸結(jié)構(gòu)

以下組件構(gòu)成 SIMOTION D410-2 單軸系統(tǒng)：

• 一個(gè) SIMOTION D410-2 控制單元，用于單驅(qū)動(dòng)器的開(kāi)環(huán)及閉環(huán)
• 一個(gè)SINAMICS S120 PM340電源模塊，塊形式（結(jié)合饋電模塊和電源模塊）
• 其他驅(qū)動(dòng)元件，如
  • 電源電壓
  • 濾波器
  • 扼流圈等。

SIMOTION D410-2 和 SINAMICS S120 PM340 功率模塊之間可通過(guò)集成 PM-IF 接口或通過(guò) DRIVE-CLiQ 接口（若使用的是 CUA31/CUA32 控制單元適配器）進(jìn)行連接。

采用 SIMOTION D410-2 的單軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

為了創(chuàng)建帶 SIMOTION D410-2 的多軸系統(tǒng)，通過(guò) PROFIBUS 或 PROFINET 將附加的 SINAMICS S110/S120 控制單元連接至 SIMOTION D410-2。

SIMOTION D410-2 通過(guò)使用 SIMOTION 技術(shù)功能來(lái)集中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。

采用 SIMOTION D4x5-2 的單軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

以下組件可用于構(gòu)建 SIMOTION D4x5-2 多軸系統(tǒng)：

• 一個(gè) SIMOTION D4x5-2 控制單元，用于控制多軸系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)及閉環(huán)
• 一個(gè)SINAMICS S120線路模塊（饋電模塊）
• 一個(gè)或以上SINAMICS S120電機(jī)模塊（電源模塊）
• 其他驅(qū)動(dòng)元件，如
  • 電源電壓
  • 濾波器
  • 扼流圈等。

SIMOTION D 控制單元與 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜模塊之間通過(guò) DRIVE-CLiQ 進(jìn)行連接。

注意：
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上。

使用 I/O 進(jìn)行擴(kuò)展

SIMOTION D可擴(kuò)展出下列I/O：

• 分布式 I/O 站，(例如，SIMATIC ET 200)
• 基于驅(qū)動(dòng)的的控制柜I/O（如：TM15、TM31端子模塊等）
• 書(shū)本型變頻調(diào)速柜中的 I/O 模塊（例如，TMC1080 PN 等）

西門(mén)子CPU1511-1中央處理器

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能為強(qiáng)大的 PLC。它可以成功實(shí)現(xiàn)全集成自動(dòng)化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個(gè)用于制造業(yè)和過(guò)程工業(yè)系統(tǒng)解決方案的自動(dòng)化平臺(tái)，其主要特點(diǎn)是具有模塊化的結(jié)構(gòu)并擁有性能儲(chǔ)備。

S7-400

• 中端到高端性能范圍內(nèi)功能強(qiáng)大的 PLC
• 可滿足要求極為苛刻的任務(wù)的解決方案
• 全面的模塊和各種性能等級(jí) CPU 可針對(duì)具體自動(dòng)化任務(wù)進(jìn)行佳調(diào)整
• 可實(shí)現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)，適用十分靈活
• 連接方便
• 優(yōu)通信和聯(lián)網(wǎng)功能
• 操作方便，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，不含風(fēng)扇
• 任務(wù)增加時(shí)可順利擴(kuò)展
• 多重計(jì)算：
  多個(gè) CPU 在一個(gè) S7-400 中央控制器中同時(shí)運(yùn)行。
  多重計(jì)算功能可對(duì) S7-400 的總體性能進(jìn)行分配。例如，可將復(fù)雜的技術(shù)任務(wù)（如開(kāi)環(huán)控制、計(jì)算或通信）進(jìn)行拆分并分配給不同的 CPU?？梢詾槊總€(gè) CPU 分配自己的 I/O。
• 模塊化：
  通過(guò)功能強(qiáng)大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口，可實(shí)現(xiàn)許多大量通信線路的高性能操作。例如，這樣可以擁有一條用于 HMI 和編程任務(wù)的通信線路、一條用于高性能等距運(yùn)動(dòng)控制組件的通信線路和一條“正?！盜/O 現(xiàn)場(chǎng)總線。另外，還可以實(shí)現(xiàn)額外需要的與 MES/ERP 系統(tǒng)或 Internet 的連接。
• 工程組態(tài)和診斷：
  結(jié)合使用 SIMATIC 工程組態(tài)工具，可極為高效地對(duì) S7-400 進(jìn)行組態(tài)和編程，尤其對(duì)于采用高性能工程組件的廣泛自動(dòng)化任務(wù)。為此，可以使用語(yǔ)言（如 SCL）以及用于順序控制、狀態(tài)圖和工藝圖的圖形化組態(tài)工具。

S7-400H

• 具有冗余設(shè)計(jì)的高可用性自動(dòng)化系統(tǒng)。
• 用于具有很高故障安全要求的應(yīng)用：
  重新啟動(dòng)成本很高、停產(chǎn)代價(jià)高昂、幾乎不需要監(jiān)視且維護(hù)選項(xiàng)較少的過(guò)程。
• 冗余設(shè)計(jì)的集中功能
• 提高 I/O 的可用性：切換式 I/O 配置
• 也可使用具有標(biāo)準(zhǔn)可用性的 I/O：?jiǎn)蝹?cè)配置
• 熱后備：發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切換到備用設(shè)備。
• 包含 2 個(gè)單獨(dú)機(jī)架或一個(gè)分隔式中央機(jī)架的配置
• 通過(guò)冗余 PROFIBUS DP 或系統(tǒng)冗余 PROFINET I/O 來(lái)連接切換式 I/O。

S7-400F/FH

• 故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)，適用于具有很高安全要求的工廠
• 符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）
• 如果需要，也可通過(guò)冗余設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)
• 不對(duì)安全相關(guān) I/O 進(jìn)行額外接線
• 通過(guò)采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 實(shí)現(xiàn)安全通信
• 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
• 適用于非安全相關(guān)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)模塊也可以在自動(dòng)化系統(tǒng)中使用
• 隔離模塊用于在一個(gè) ET 200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標(biāo)準(zhǔn)模塊。

• SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的工藝模塊
• 模塊帶有時(shí)間控制控制的輸入和輸出，用于執(zhí)行響應(yīng)時(shí)間為數(shù)微秒的精確開(kāi)關(guān)功能
• 高速計(jì)數(shù)和位置檢測(cè)模塊帶有不同的位置傳感器
• 具有用于完成過(guò)程級(jí)別的任務(wù)且響應(yīng)時(shí)間較短的集成輸入和輸出

• 2 通道高速計(jì)數(shù)器模塊
• 具有大量參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)，可根據(jù)具體任務(wù)進(jìn)行佳調(diào)整，降低控制負(fù)荷
• 速度和時(shí)間段測(cè)量
• 存儲(chǔ)和比較功能
• 連接 24 V 編碼器

特別是，計(jì)數(shù)器模塊可以檢測(cè)快速高頻信號(hào)，并將計(jì)數(shù)器讀數(shù)和當(dāng)前速度返回到控制器。計(jì)數(shù)器控制可通過(guò)數(shù)字量輸入和輸出信號(hào)來(lái)確保精確的計(jì)數(shù)器結(jié)果和系統(tǒng)中的快速響應(yīng)。通過(guò)大量參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)，可針對(duì)手邊的任務(wù)進(jìn)行佳調(diào)整，降低控制負(fù)荷。

提供有以下計(jì)數(shù)器模塊：

• TM Count 2x24V：
  快速計(jì)數(shù)器模塊，2 通道；計(jì)數(shù)功能高達(dá) 200 kHz；硬件和軟件門(mén)；連接 24 V 編碼器；每通道 3 點(diǎn)數(shù)字量輸入（除計(jì)數(shù)器輸入外）和 2 點(diǎn)數(shù)字量輸出；頻率、速度和時(shí)間段測(cè)量；存儲(chǔ)和比較功能；24 V 編碼器電源；等時(shí)同步模式

• 用一個(gè)螺絲安裝在 S7-1500 安裝導(dǎo)軌上
• 統(tǒng)一的 40 針前連接器，帶螺釘型端子（不久將提供插入式端子）
• 可連接芯線截面積0.25 mm² 至 1.5 mm²（AWG24 至 16）
• 前連接器的預(yù)接線位置
• 前蓋帶有可擴(kuò)充的電纜室，即使完全接線時(shí)也如此
• 集成式屏蔽

含在供貨范圍之內(nèi)：

• 用于手工貼標(biāo)簽的一個(gè)標(biāo)簽條
• 一個(gè) U 型連接器
• 印制有文字的前門(mén)
• 饋電元件、屏蔽夾和屏蔽端子

• 統(tǒng)一的顯示和診斷方式：
  • 故障（紅色 LED）和運(yùn)行（綠色 LED）模塊狀態(tài)顯示
  • 邏輯“0”和邏輯“1”信號(hào)狀態(tài)的通道狀態(tài)顯示（綠色 LED）或診斷指示（紅色 LED）
  • 顯示 24 V DC 電源電壓（綠色 LED）
  • 顯示計(jì)數(shù)器的活動(dòng)狀況和計(jì)數(shù)方向
• 支持的功能：
  • 加/減高速計(jì)數(shù)
  • 計(jì)數(shù)器范圍可調(diào)節(jié)至高達(dá) +/-31 位
  • 通過(guò)集成數(shù)字量輸入和輸出獲得高速響應(yīng)
  • 測(cè)量當(dāng)前信號(hào)頻率
  • 增量式編碼器的位置檢測(cè)
  • 每個(gè)通道兩個(gè)比較器，用于控制數(shù)字量輸出
  • 通過(guò)數(shù)字量輸入來(lái)保存或設(shè)置計(jì)數(shù)
  • 硬件中斷，可設(shè)置參數(shù)
  • 等時(shí)同步模式
  • 通過(guò)命令和工藝對(duì)象進(jìn)行用戶友好的組態(tài)
• SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的統(tǒng)一系統(tǒng)功能：
  • 識(shí)別和維護(hù)數(shù)據(jù) IM0
  • 固件更新
  • 模塊正面的清晰標(biāo)簽
  • 統(tǒng)一的前連接器

S7-200系列PLC的基本硬件組成

S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫(xiě)入器、文本顯示器等。

1．基本單元

S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號(hào)的8種CPU供選擇使用，其輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配見(jiàn)表4-11：

表4-11  S7-200系列PLC中CPU22X的基本單元

型 號(hào)	輸入點(diǎn)	輸出點(diǎn)	可帶擴(kuò)展模塊數(shù)
S7-200CPU221	6	4	—
S7-200CPU222	8	6	2個(gè)擴(kuò)展模塊 78路數(shù)字量I/O點(diǎn)或10路模擬量I/O點(diǎn)
S7-200CPU224	14	10	7個(gè)擴(kuò)展模塊 168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)
S7-200CPU226	24	16	2個(gè)擴(kuò)展模塊 248路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)
S7-200CPU226XM	24	16	2個(gè)擴(kuò)展模塊 248路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)

2．?dāng)U展單元

S7-200系列PLC主要有6種擴(kuò)展單元，它本身沒(méi)有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)，S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配如表4-12所示。

表4-12  S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)

類 型	型 號(hào)	輸入點(diǎn)	輸出點(diǎn)
數(shù)字量擴(kuò)展模塊	EM221	8	無(wú)
	EM222	無(wú)	8
	EM223	4/8/16	4/8/16
模擬量擴(kuò)展模塊	EM231	3	無(wú)
	EM232	無(wú)	2
	EM235	3	1

3．編程器

PLC在正式運(yùn)行時(shí)，不需要編程器。編程器主要用來(lái)進(jìn)行用戶程序的編制、存儲(chǔ)和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調(diào)試過(guò)程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測(cè)。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡(jiǎn)易型和智能型。

簡(jiǎn)易型編程器是袖珍型的，簡(jiǎn)單實(shí)用，價(jià)格低廉，是一種很好的現(xiàn)場(chǎng)編程及監(jiān)測(cè)工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程操作，將專用的編程軟件裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)，可直接采用梯形圖語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，非常直觀，且功能強(qiáng)大，S7-200系列PLC的專用編程軟件為STEP7-Micro/WIN。

4．程序存儲(chǔ)卡

為了程序及重要參數(shù)的安全，一般小型PLC設(shè)有外接EEPROM卡盒接口，通過(guò)該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫(xiě)入PLC，也可將PLC內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。程序存儲(chǔ)卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0兩種，程序容量分別為8K和16K程序步。

5．寫(xiě)入器

寫(xiě)入器的功能是實(shí)現(xiàn)PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區(qū)的程序通過(guò)寫(xiě)入器固化到程序存儲(chǔ)卡中，或?qū)?/span>PLC中程序存儲(chǔ)卡中的程序通過(guò)寫(xiě)入器傳送到RAM區(qū)。

6．文本顯示器

文本顯示器TD200不僅是一個(gè)用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為控制單元對(duì)某個(gè)量的數(shù)值進(jìn)行修改，或直接設(shè)置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認(rèn)的方法，多可顯示80條信息，每條信息多4個(gè)變量的狀態(tài)。過(guò)程參數(shù)可在顯示器上顯示，并可以隨時(shí)修改。TD200面板上的8個(gè)可編程序的功能鍵，每個(gè)都分配了一個(gè)存儲(chǔ)器位，這些功能鍵在啟動(dòng)和測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和診斷。

6EP1 331-1SH02	單相220VAC輸入，輸出24VDC        1.3A
6EP1 331-1SH03
6EP1 331-2BA00	單相220VAC輸入，輸出24VDC        2A
6EP1 331-5BA00
6EP1 332-2BA00	單相220VAC輸入，輸出24VDC        3.8A
6EP1 332-2BA10	單相120/220VAC輸入，輸出24VDC    2.5A
6EP1 332-2BA20
6EP1 333-2AA00	單相220VAC輸入，輸出24VDC  5A  工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 333-2AA01	單相120/230VAC輸入，輸出24VDC  5A    工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 333-2BA00	單相120VAC/220VAC輸入，輸出24VDC 5A
6EP1 333-2BA01	單相120VAC/220VAC輸入，輸出24VDC 5A
6EP1 333-2BA20
6EP1 333-3BA00	單相120VAC/220to500VAC輸入，輸出24VDC 5A
6EP1 334-2AA00	單相220VAC輸入，輸出24VDC        10A    工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 334-2AA01	單相120/220VAC輸入，輸出24VDC    10A    工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 334-2BA00	單相220VAC輸入，輸出24VDC        10A
6EP1 334-2BA01	單相220VAC輸入，輸出24VDC        10A
6EP1 334-2BA20
6EP1 334-3BA00	單相120/220VACto500VAC輸入，輸出24VDC        10A
6EP1 334-3BA10
6EP1 336-2BA00	單相220VAC輸入，輸出24VDC        20A
6EP1 336-2BA10
6EP1 336-3BA00	單相220VAC輸入，輸出24VDC        20A     工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 336-3BA10
6EP1 337-3BA00	單相120/230,40A
6EP1 434-2BA00	三相380VAC輸入，輸出24VDC        10A      工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 434-2BA10
6EP1 436-2BA00	三相380VAC輸入，輸出24VDC        20A      工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 436-2BA10
6EP1 436-3BA00	三相380VAC輸入，輸出24VDC        20A      新型模塊式電源
6EP1 437-2BA00	三相380VAC輸入，輸出24VDC        30A      工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 437-2BA10	三相380VAC輸入，輸出24VDC        40A      工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 437-2BA20
6EP1 437-3BA00	三相380VAC輸入，輸出24VDC        40A      工業(yè)可并聯(lián)
6EP1 252-0AA00	單相230VAC輸入，輸出41.5V/1.3A
6EP1 252-0AA01	單相230VAC輸入，輸出41.5V/2A
6EP1 457-3BA00	三相380VAC輸入，輸出48VDC        20A      工業(yè)可并聯(lián)
SITOP facets
6EP1 331-2BA10	單相120/230VAC輸入，輸出24VDC        0.5A
6EP1 333-1AL12	單相120/230VAC輸入，輸出24VDC        5A
6EP1 334-1AL12	單相120/230VAC輸入，輸出24VDC        10A
6ES7 307-1EA80-0AA0	單相120/230VAC輸入，輸出24VDC        10A
6EP1 353-2BA00	單相120/230VAC輸入，輸出24VDC  設(shè)定范圍3～52DC    10A
LOGO! Power 微型電源組
6EP1 332-1SH42	單相220VAC輸入，輸出24VDC        2.5A
6EP1 332-1SH51	單相220VAC輸入，輸出24VDC        4A
SITOP 附加設(shè)備
6EP1 961-3BA10	信號(hào)模塊，輸入范圍240VAC/6A,只能和模塊式SITOP電源共用
6EP1 961-3BA00	緩沖模塊，輸入24VDC,輸出電流40A，可并聯(lián)，只能和模塊式SITOP電源共用
6EP1 961-3BA21	冗余模塊，輸入24VDC,輸出電流40A
6EP1 961-2BA00	診斷模塊，輸入24VDC,輸出電流4*10A

S7-400

大量功能可支持用戶對(duì) S7-400 進(jìn)行編程、調(diào)試和維護(hù)：

• 高速指令執(zhí)行。
• 用戶友好的參數(shù)分配
• 人機(jī)界面：
  S7-400 的操作系統(tǒng)中集成了用戶友好的 OCM 。
• 診斷功能和自檢：
  CPU 的智能診斷系統(tǒng)可連續(xù)檢查系統(tǒng)功能并記錄錯(cuò)誤和特定系統(tǒng)事件。
• 密碼保護(hù)。
• 模式選擇開(kāi)關(guān)
• 系統(tǒng)功能

SIMATIC S7-400 符合以下國(guó)內(nèi)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：

• CE 標(biāo)志
• UL 認(rèn)證
• CSA 認(rèn)證 或 cULus 認(rèn)證
• FM 認(rèn)證
• ATEX 認(rèn)證
• C-Tick、EMC 標(biāo)記，適用于澳大利亞和新西蘭
• IEC 61131-2
• 船級(jí)社的船用認(rèn)證
  • ABS（美國(guó)船級(jí)社）
  • BV（法國(guó)船級(jí)社）
  • DNV（挪威船級(jí)社）
  • GL（德國(guó)勞氏船級(jí)社）
  • LRS（英國(guó)勞氏船級(jí)社）
  • Class NK（日本船級(jí)社）

有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)手冊(cè)《S7-400 自動(dòng)化系統(tǒng) S7-400 模塊技術(shù)規(guī)格》。

設(shè)計(jì)

S7-400 系統(tǒng)可方便地構(gòu)建為模塊化系統(tǒng)。S7-400 的突出特點(diǎn)是不帶風(fēng)扇，運(yùn)行可靠，支持信號(hào)模塊的熱插拔。

S7-400 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，使用靈活，操作極為方便：

• 模塊安裝十分簡(jiǎn)單。
• 背板總線集成在安裝機(jī)架中。
• 模塊更換簡(jiǎn)單，不會(huì)將模塊相互混淆
• 成熟可靠的連接技術(shù)
• TOP Connect 連接方式：
  通過(guò) 1 芯到 3 芯接頭和螺釘型或彈簧型端子進(jìn)行預(yù)接線。
• 規(guī)定的安裝深度：
  所有接頭和連接器都應(yīng)該嵌入到模塊內(nèi)并通過(guò)蓋板來(lái)保護(hù)。
• 小限度的插槽規(guī)則

通信

CPU 和通信處理器支持以下通信類型：

• 過(guò)程通信；
  通過(guò)總線（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）對(duì) I/O 模塊進(jìn)行循環(huán)尋址（交換過(guò)程映像）。從循環(huán)執(zhí)行級(jí)調(diào)用過(guò)程通信
• 數(shù)據(jù)通信；
  在自動(dòng)化系統(tǒng)之間或 HMI 與多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)之間
  進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)通信可循環(huán)進(jìn)行，或在發(fā)生特定事件時(shí)通過(guò)塊從用戶程序調(diào)用。

數(shù)據(jù)通信

SIMATIC S7-400 擁有不同的數(shù)據(jù)通信機(jī)制：

• 通過(guò)全局?jǐn)?shù)據(jù)通信 (GD) 實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的 CPU 之間的數(shù)據(jù)包循環(huán)交換。
• 通過(guò)通信功能進(jìn)行事件驅(qū)動(dòng)型通信。

通過(guò) MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。

全局?jǐn)?shù)據(jù) (GD)

通過(guò) MPI 以及“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”，聯(lián)網(wǎng)的 CPU 可以相互循環(huán)交換數(shù)據(jù)（多可達(dá) 16 個(gè) GD 數(shù)據(jù)包，每個(gè)循環(huán)的大 GD 數(shù)據(jù)包大小為 64 字節(jié)）。例如，CPU 可以訪問(wèn)另一個(gè) CPU 的數(shù)據(jù)/位存儲(chǔ)器/過(guò)程映像。若網(wǎng)絡(luò)上連接有 S7-300，則數(shù)據(jù)交換限制為大 22 字節(jié)。全局?jǐn)?shù)據(jù)通信可通過(guò) MPI 來(lái)實(shí)現(xiàn)。可使用 STEP 7 來(lái)執(zhí)行組態(tài)。在分段式 CR2 安裝機(jī)架中，兩個(gè) CPU 可以使用 GD 并通過(guò) C 總線通信。

通信功能

通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)集成的塊，可以建立與 S7/C7 伙伴之間的通信。

這些包括：

• 通過(guò) MPI 和 PROFIBUS S7 進(jìn)行的 S7 通信。
• 通過(guò) MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S7 通信。

通過(guò)可加載的塊，可以建立與 S5 通信伙伴和西門(mén)子設(shè)備之間的通信。

這些包括：

• 通過(guò) PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S5 兼容通信。
• 通過(guò) PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)通信（通過(guò) PROFIBUS/工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的開(kāi)放式用戶通信）。

與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是，必須建立通信連接才能實(shí)現(xiàn)通信功能。

集成到 IT 環(huán)境中

通過(guò) S7-400，可方便地將現(xiàn)代 IT 環(huán)境與自動(dòng)化環(huán)境鏈接。使用插入式 CP 443-1 Advanced，可以實(shí)現(xiàn)下列功能：

• 使用任何 HTML 工具創(chuàng)建自己的 Web 頁(yè)面。方便地將 S7-400 的過(guò)程變量分配給 HTML 對(duì)象。
• 使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器并通過(guò)這些 Web 頁(yè)面監(jiān)控 S7-400。
• 通過(guò) FC 調(diào)用，從S7-400 的用戶程序發(fā)送電子郵件。
• 由于 TCP/IP 具有的 WAN 特性，可進(jìn)行遠(yuǎn)程編程，甚至可通過(guò)電話網(wǎng)（如ISDN）。

帶有 PROFINET 接口的 S7-400-H CPU 配有集成式 Web 器。因此，可以使用標(biāo)準(zhǔn) Web 瀏覽器讀出 S7-400 站的信息：

• CPU 常規(guī)信息
• 診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容
• 變量表
• 變量狀態(tài)
• 模塊狀態(tài)
• 消息
• 有關(guān)工業(yè)以太網(wǎng)的信息
• OUC 連接診斷
• PROFINET 節(jié)點(diǎn)拓?fù)?
• 通過(guò)用戶定義的 Web 頁(yè)面顯示過(guò)程數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)

可通過(guò)使用用戶權(quán)限并支持 HTTPS 協(xié)議在 Web 器內(nèi)提供安全機(jī)制。

等時(shí)同步模式

通過(guò)等時(shí)同步模式系統(tǒng)功能，可通過(guò)連接到等時(shí)同步 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環(huán)，以實(shí)現(xiàn)：

• 分布式信號(hào)采集
• 信號(hào)傳輸
• 程序執(zhí)行

創(chuàng)建自動(dòng)化解決方案，以恒定間隔時(shí)間（恒定總線周期時(shí)間）來(lái)捕捉并處理輸入和輸出信號(hào)。同時(shí)創(chuàng)建一致的部分過(guò)程圖像。

借助于恒定總線周期時(shí)間和分布式 I/O 同步信號(hào)處理，S7-400 可確保精確重現(xiàn)定義的的過(guò)程響應(yīng)時(shí)間。

提供了大量支持等時(shí)同步模式系統(tǒng)功能的組件，可用來(lái)處理運(yùn)動(dòng)控制、測(cè)量值采集和高速控制等領(lǐng)域內(nèi)的要求苛刻的任務(wù)。

在分布式自動(dòng)化解決方案中，SIMATIC S7-400 還將開(kāi)辟高速處理操作的重要領(lǐng)用領(lǐng)域，并可實(shí)現(xiàn)高精度和可重現(xiàn)性。這意味著可在提供佳且恒定的質(zhì)量的同時(shí)提高產(chǎn)量。

在運(yùn)行模式下更改硬件組態(tài)（運(yùn)行時(shí)組態(tài)，CiR）

通過(guò) SIMATIC S7-400，在工廠運(yùn)轉(zhuǎn)期間可以實(shí)現(xiàn)硬件組態(tài)的更改，不會(huì)影響生產(chǎn)的進(jìn)行。選項(xiàng)包括：

• 增加分布式 I/O 節(jié)點(diǎn)（PROFIBUS DP 或 PA 從站）
• 在 ET 200M I/O 系統(tǒng)中增加模塊并重新設(shè)置參數(shù)。

CiR（即運(yùn)行時(shí)組態(tài)）功能可在設(shè)備運(yùn)行期間實(shí)現(xiàn)設(shè)備擴(kuò)展和轉(zhuǎn)換，從而降低設(shè)備調(diào)試和重新裝備的時(shí)間。此外，通過(guò)該系統(tǒng)功能，還可以靈活響應(yīng)工藝的變化（例如，工藝的），因?yàn)椴槐匾蛴布M態(tài)發(fā)生改變而將設(shè)備初始化或同步。

模塊的診斷和過(guò)程監(jiān)控

SIMATIC S7-400 的眾多輸入/輸出模塊具有智能功能：

• 監(jiān)控信號(hào)采集（診斷）
• 監(jiān)控來(lái)自過(guò)程的信號(hào)（硬件中斷）

診斷

智能診斷系統(tǒng)可用來(lái)確定模塊的信號(hào)采集（對(duì)于數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（對(duì)于模擬量模塊）是否正常工作。在診斷分析中，必須區(qū)分可參數(shù)化和不可參數(shù)化的診斷消息：

• 可參數(shù)化的診斷消息：
  僅當(dāng)通過(guò)適當(dāng)參數(shù)設(shè)置啟用之后，才會(huì)發(fā)送診斷消息。
• 不可參數(shù)化的診斷消息：
  這些消息是自動(dòng)發(fā)送的，即與參數(shù)設(shè)置無(wú)關(guān)。

如果某個(gè)診斷消息處于激活狀態(tài)（例如，“無(wú)傳感器輸入”），則該模塊會(huì)觸發(fā)一個(gè)診斷中斷（如果已為該診斷消息設(shè)置了參數(shù)，則僅在相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置之后才會(huì)觸發(fā)中斷）。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的處理，并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 82)。通過(guò)硬件中斷可以監(jiān)控過(guò)程信號(hào)，并且可以觸發(fā)對(duì)信號(hào)變化的響應(yīng)。

根據(jù)模塊類型的不同，提供了各種不同診斷消息：

數(shù)字量輸入/輸出模塊
診斷消息	可能的故障原因
無(wú)傳感器電源	傳感器電源過(guò)載 傳感器電源對(duì) M 短路
無(wú)外部輔助電壓	模塊無(wú)電源電壓 L+
無(wú)內(nèi)部輔助電壓	模塊無(wú)電源電壓 L+ 內(nèi)部模塊熔斷器有故障
熔斷器燒斷	內(nèi)部模塊熔斷器有故障
模塊中的參數(shù)不正確	傳輸?shù)侥K的參數(shù)不正確
時(shí)間看門(mén)夠脫落	定期出現(xiàn)高電磁干擾 模塊有故障
EPROM 故障	定期出現(xiàn)高電磁干擾 模塊有故障
RAM 故障	定期出現(xiàn)高電磁干擾 模塊有故障
硬件中斷丟失	硬件中斷到來(lái)的速度超過(guò) CPU 的處理能力

模擬量輸入模塊
診斷消息	可能的故障原因
無(wú)外部負(fù)載電壓	模塊無(wú)負(fù)載電壓 L+
組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤	傳輸?shù)侥K的參數(shù)不正確
共模錯(cuò)誤	輸入 (M-) 和測(cè)量電路的參考電位 (MANA) 之間的電位差 UCM 過(guò)高
斷線	傳感器電路的電阻過(guò)高 模塊和傳感器之間的線路中斷 通道未切換（斷開(kāi)）
低于量程下限	輸入值低于前量程值，此故障的可能原因是 量程 4 - 20 mA、1 - 5 V： 傳感器極性接反； 選擇的量程不正確 其它量程： 選擇的量程不正確
高于量程上限	輸入值超出過(guò)量程值

模擬量輸出模塊
診斷消息	可能的故障原因
無(wú)外部負(fù)載電壓	模塊無(wú)負(fù)載電壓 L+
組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤	傳輸?shù)侥K的參數(shù)不正確
對(duì) M 短路	輸出過(guò)載 輸出 QV 對(duì) MANA 短路
斷線	執(zhí)行器電阻過(guò)高 模塊和執(zhí)行器之間的線路中斷 通道未使用（斷開(kāi)）

硬件中斷

可以監(jiān)控過(guò)程信號(hào)，并且可通過(guò)過(guò)程中斷觸發(fā)對(duì)信號(hào)變化的響應(yīng)。

• 數(shù)字量輸入模塊：
  根據(jù)具體參數(shù)設(shè)置，該模塊可在信號(hào)狀態(tài)變化的上升沿、下降沿或上升沿和下降沿上為每個(gè)通道組觸發(fā)硬件中斷。CPU 中斷用戶程序或低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的處理，并處理相關(guān)過(guò)程中斷塊（例如，OB 40）。信號(hào)模塊可以每個(gè)通道緩沖一個(gè)中斷。
• 模擬量輸入模塊：
  通過(guò)設(shè)置上限值和下限值，可以定義工作范圍。模塊將數(shù)字化測(cè)量值與這些限值進(jìn)行比較。若測(cè)量值違反其中任何一個(gè)限值，就會(huì)觸發(fā)硬件中斷。CPU 中斷用戶程序或低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的處理，并處理相關(guān)過(guò)程中斷塊（例如，OB 40）。若限值高于/低于過(guò)量程/欠量程值，則不進(jìn)行進(jìn)行比較。

S7-400H

容錯(cuò)通信

進(jìn)行高可用性通信時(shí)，SIMATIC 將提供以下功能：

• 更高可用性：
  發(fā)生故障時(shí)，通信可通過(guò)多 4 個(gè)冗余連接繼續(xù)進(jìn)行。
• 操作簡(jiǎn)便；
  高可用性對(duì)用戶來(lái)說(shuō)并不是透明的?？梢圆⒔?jīng)過(guò)任何改動(dòng)而采用標(biāo)準(zhǔn)通信的用戶程序。冗余功能僅在參數(shù)設(shè)置階段進(jìn)行定義。

S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 目前支持容錯(cuò)通信。在 PC 上，需要安裝 Redconnect 程序包（參見(jiàn)“SIMATIC NET 通信系統(tǒng)”）。

根據(jù)具體可用性要求，可使用不同組態(tài)選項(xiàng)：

• 單一總線或冗余總線。
• 總線型拓?fù)浠颦h(huán)型拓?fù)淇偩€。

操作模式

CPU 417-5H/416-5H/414-5H/412-5H 的操作系統(tǒng)可自主執(zhí)行 S7-400H 的所有必要額外功能：

• 數(shù)據(jù)交換
• 故障響應(yīng)（故障轉(zhuǎn)移至備用設(shè)備）
• 兩個(gè)子單元的同步
• 自檢

冗余原理

S7-400H 按“熱備份”模式下的主動(dòng)冗余原理工作（發(fā)生故障時(shí)執(zhí)行無(wú)反應(yīng)的自動(dòng)切換）。根據(jù)該原理，在無(wú)故障運(yùn)行期間，兩個(gè)子單元都處于激活狀態(tài)。發(fā)生故障時(shí)，未發(fā)生故障的設(shè)備獨(dú)自接管過(guò)程控制。

為確保平穩(wěn)接管，必須通過(guò)中央控制器鏈路實(shí)現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)交換。

在故障轉(zhuǎn)移期間，設(shè)備會(huì)自動(dòng)保留：

• 相同的用戶程序
• 相同的數(shù)據(jù)塊
• 相同的過(guò)程映像內(nèi)容
• 相同的內(nèi)部數(shù)據(jù)，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、位存儲(chǔ)器等

這意味著，這兩個(gè)設(shè)備始終保持在新?tīng)顟B(tài)，并且可以在出現(xiàn)故障時(shí)獨(dú)立地繼續(xù)執(zhí)行控制。

采用冗余 I/O 操作時(shí)，這會(huì)帶來(lái)以下結(jié)果：

• 在無(wú)故障的運(yùn)行期間，兩個(gè)模塊均處于激活狀態(tài)，例如在采用冗余輸入時(shí)，將通過(guò)兩個(gè)模塊讀取共用傳感器（也可以是兩個(gè)傳感器）的信號(hào)，對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較并提供給用戶以作為用于進(jìn)一步處理的統(tǒng)一值。采用冗余輸出時(shí)，由用戶程序計(jì)算的值通過(guò)兩個(gè)模塊進(jìn)行輸出。
• 發(fā)生故障時(shí)（例如，兩個(gè)輸入模塊之一出現(xiàn)故障），不再對(duì)有故障的模塊尋址，發(fā)生故障信號(hào)，僅未受影響的模塊繼續(xù)運(yùn)行。在線進(jìn)行修復(fù)之后，將再次對(duì)兩個(gè)模塊尋址。

同步

為了實(shí)現(xiàn)無(wú)反應(yīng)切換，需要對(duì)兩個(gè)子單元進(jìn)行同步。

S7-400H 遵循“時(shí)間驅(qū)動(dòng)的同步”工作原理。

每當(dāng)子單元中發(fā)生可能導(dǎo)致不同內(nèi)部狀態(tài)的事件時(shí)，都會(huì)執(zhí)行同步操作，例如在發(fā)生以下事件時(shí)：

• 直接訪問(wèn) I/O
• 中斷、報(bào)警
• 更新用戶時(shí)間
• 通過(guò)通信功能修改數(shù)據(jù)

同步是通過(guò)操作系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行的，可在編程階段將其忽略。

自檢

S7-400H 可執(zhí)行大量自檢。自檢涉及以下方面：

• 中央控制器的連接
• 中央處理單元
• 處理器/ASIC
• 存儲(chǔ)器

報(bào)告每個(gè)檢測(cè)到的故障。

啟動(dòng)時(shí)自檢

啟動(dòng)時(shí)，每個(gè)子單元都會(huì)完整執(zhí)行全部自檢功能。

循環(huán)操作期間的自檢

完整的自檢分布在多個(gè)循環(huán)中。每個(gè)循環(huán)僅執(zhí)行一小部分自檢，因此，實(shí)際控制器所承受的負(fù)荷不是很大。

組態(tài)、編程

S7-400H 的編程與 S7-400 類似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。

對(duì) S7-400H 編程需要使用 STEP 7 V5.2。

I/O 模塊的組態(tài)

硬件組態(tài)時(shí)，用戶必須通過(guò) HW Config 指定相互形成冗余的模塊。只需指定要在冗余模式下運(yùn)行的模塊以及要作為“冗余伙伴”的第二個(gè)模塊。在用戶程序中，應(yīng)訪問(wèn)具有低地址的模塊。第二個(gè)地址不向用戶顯示，并且含有冗余和非冗余 I/O 的控制部分的編程完全相同。與非冗余 I/O 之間的差別是塊庫(kù)中的兩個(gè)函數(shù)塊（RED_IN 和 RED_OUT），需要在用戶程序的開(kāi)始處和結(jié)束處調(diào)用這兩個(gè)函數(shù)塊。

在 STEP 7 V5.3 或更高版本中，該庫(kù)已作為標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)集成到 STEP 7 中。

S7-400H

S7-400F/FH 滿足下列安全要求：

• 要求等級(jí) AK 1 至 AK 6，根據(jù) DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等級(jí) SIL 1 至 SIL 3，根據(jù) IEC 61508
• Cat1 至 Cat4，根據(jù) EN 954-1

操作模式

S7-400F/FH 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中，并包含在故障安全信號(hào)模塊中。

信號(hào)模塊通過(guò)差異分析和測(cè)試信號(hào)注入來(lái)監(jiān)控輸出和輸入信號(hào)。

通過(guò)定期自檢、命令測(cè)試以及按時(shí)間順序執(zhí)行的邏輯程序執(zhí)行檢查，CPU 可檢查控制器的運(yùn)行是否正常。此外，通過(guò)狀態(tài)監(jiān)視 (sign-of-life) 請(qǐng)求，還可以檢查 I/O 狀況。

若在系統(tǒng)中診斷出故障，則將系統(tǒng)切換到安全狀態(tài)。

F-Runtime 許可證

必須將 F-Runtime 許可證加載到 CPU 上以運(yùn)行 S7-400F/FH。每個(gè) S7-400F/FH 都需要一份許可證。

編程

S7-400F/FH 的編程方式與其它 SIMATIC S7 系統(tǒng)的編程方式相同。非故障安全工廠部分的用戶程序可用成熟可靠的編程工具（如 STEP 7）來(lái)創(chuàng)建。

S7 F Systems 可選軟件包

編程安全相關(guān)的程序段時(shí)，需要使用可選軟件包“S7 F Systems”。該軟件中包括創(chuàng)建 F 程序所需的全部函數(shù)和塊。

對(duì)于包含安全功能的 F 程序，可使用 CFC 調(diào)用來(lái) F 庫(kù)中的專用函數(shù)塊并進(jìn)行互連。使用 CFC 可以簡(jiǎn)化工廠的組態(tài)和編程工作，由于工廠范圍內(nèi)具有統(tǒng)一的表示形式，也將簡(jiǎn)了驗(yàn)收測(cè)試。無(wú)需使用額外工具，程序員就可以完全專注于安全相關(guān)應(yīng)用程序。

西門(mén)子S7系統(tǒng)PLC的符號(hào)編程基礎(chǔ)介紹

一、系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)

S7的系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)集成在CPU中，不能被擴(kuò)展。系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)根據(jù)功能分為不同的區(qū)域供用戶使用。在用戶程序中使用相應(yīng)的指令可以在相應(yīng)的地址區(qū)內(nèi)直接對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行尋址。

1．輸入過(guò)程暫存區(qū)（I）

2．輸出過(guò)程暫存區(qū)（Q）

3．位存儲(chǔ)區(qū)（M）

4．外部輸入輸出（PI/PQ）

5．計(jì)時(shí)器（T）

6．計(jì)數(shù)器（C）

7．?dāng)?shù)據(jù)塊（DB）

8．局部數(shù)據(jù)（L）

二、地址尋址

什么是地址尋址？

1.位尋址

2.字節(jié)尋址

3.字尋址

4.雙字尋址

三、符號(hào)地址尋址

1.       全局符號(hào)

在符號(hào)編輯器中定義的符號(hào)。

2.       局部符號(hào)

局部符號(hào)是在程序塊中變量申明區(qū)中定義，定義的對(duì)象也只限于本塊的塊參數(shù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)和臨時(shí)數(shù)據(jù)等，且所定義的符號(hào)只在本程序塊中有效。