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S7-400F/FH 滿足下列安全要求：

• 等級(jí)需求：AK 1 to AK 6 to DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等級(jí)：SIL 1 to SIL 3 to IEC 61508
• 等級(jí) 1 to 4 to EN 954-1

運(yùn)行模式

CPU的F程序和故障安全信號(hào)模板中包含有S7-400F/FH的安全功能。

使用差異分析和測(cè)試信號(hào)，信號(hào)模板可以監(jiān)視輸出和輸入信號(hào)。

CPU通過(guò)常規(guī)的自檢、監(jiān)測(cè)和邏輯命令以及程序定時(shí)檢測(cè)，檢查運(yùn)行的正確性。 此外，通過(guò)申請(qǐng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。

當(dāng)系統(tǒng)診斷出一個(gè)故障時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)入安全狀態(tài)。

F 運(yùn)行版授權(quán)

CPU 417-4H必須裝在F運(yùn)行授權(quán)才能運(yùn)行S7-400F/FH。每個(gè) S7-400F/FH 系統(tǒng)需要 1 個(gè)授權(quán)。

編程

S7-400F/FH 的編程方法同其他 SIMATIC S7 編程方法相同。 通過(guò)諸如STEP 7編程工具編寫非故障安全用戶程序。

S7 F 系統(tǒng)選件包

"S7 F Systems" 軟件包用來(lái)編寫故障安全程序。 軟件包包含生成F程序所需的所有功能和部件。 S7 F系統(tǒng)運(yùn)行必須將下列軟件包裝載到PG或PC：

• STEP 7 V5.1 以上
• CFC V5.23 或新版本
• S7-SCL V5.1 SP 1 或新版本
• S7 H Systems Version 5.1 (S7-400FH的選件)

特殊功能塊通過(guò)CFC從F庫(kù)中進(jìn)行調(diào)用，并為包含安全功能的F程序互連。

6ES7953-8LJ20-0AA0存儲(chǔ)卡

6ES7953-8LG20-0AA0存儲(chǔ)卡

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

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)

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．寫入器

寫入器的功能是實(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。

• CPU 1511-1 PN
• CPU 1513-1 PN
• CPU 1515-2 PN/DP
• CPU 1516-3 PN/DP
• CPU 1517-3 PN/DP
• CPU 1518-4 PN/DP

• S7-1500 控制器產(chǎn)品系列中的入門級(jí) CPU
• 適用于對(duì)程序范圍和處理速度具有中等要求的應(yīng)用
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生產(chǎn)線上作為集中式控制器使用
• PROFINET IO IRT 接口，帶 2 端口交換機(jī)
• PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上運(yùn)行分布式 I/O
• 用于連接 CPU 作為 SIMATIC 或 非西門子 PROFINET I/O 控制器下的 PROFINET 設(shè)備的 PRIFINET 智能設(shè)備
• 等時(shí)同步模式
• 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
• 集成 Web 器，帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點(diǎn)的選項(xiàng)
• 運(yùn)行 CPU 所需的 SIMATIC 存儲(chǔ)卡

CPU 1511-1 PN 是經(jīng)濟(jì)型入門級(jí) CPU，用于不連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對(duì)處理速度和響應(yīng)速度要求不高的應(yīng)用。 CPU 1511-1 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能設(shè)備 （PROFINET 智能設(shè)備）。 集成式 PROFINET IO IRT 接口設(shè)計(jì)為 2-端口交換機(jī)以便在系統(tǒng)中設(shè)立總線型拓?fù)洹?另外，CPU 通過(guò)易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動(dòng)器的能力。CPU 1511-1 PN 是經(jīng)濟(jì)型入門級(jí) CPU，用于不連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對(duì)處理速度和響應(yīng)速度要求不高的應(yīng)用。 CPU 1511-1 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能設(shè)備 （PROFINET 智能設(shè)備）。 集成式 PROFINET IO IRT 接口設(shè)計(jì)為 2-端口交換機(jī)以便在系統(tǒng)中設(shè)立總線型拓?fù)洹?另外，CPU 通過(guò)易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動(dòng)器的能力

The CPU 1511-1 PN 有:

• 功能強(qiáng)大的處理器：
  該 CPU 的單條二進(jìn)制命令的命令執(zhí)行時(shí)間可低至 60 ns。
• 大容量工作存儲(chǔ)器：
  150KB，用于程序；1 MB，用于數(shù)據(jù)
• 采用 SIMATIC 存儲(chǔ)卡作為加裝存儲(chǔ)器；
  允許實(shí)現(xiàn)例如數(shù)據(jù)日志和歸檔等其它功能
• 靈活的擴(kuò)展功能：
  單層組態(tài)多可支持 32 個(gè)模塊（CPU + 31 個(gè)模塊）
• 顯示器的功能為：
  • 顯示概覽信息，例如，集成接口的 IP 地址、站名稱、別名稱、位置名稱等。
  • 診斷信息顯示
  • 模塊信息顯示
  • 顯示可由用戶定義的徽標(biāo)
  • 顯示器設(shè)置顯示
  • IP 地址設(shè)置
  • 日期和時(shí)間設(shè)置
  • 選擇操作模式
  • 復(fù)位 CPU 至出廠設(shè)置
  • 禁用/啟用顯示屏
  • 啟用保護(hù)級(jí)別
• PROFINET IO IRT 接口用于通過(guò) PROFINET 進(jìn)行分布式 I/O 連接

S7-200PLC中斷優(yōu)先級(jí)和排對(duì)等候

優(yōu)先級(jí)是指多個(gè)中斷事件同時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU對(duì)中斷事件響應(yīng)的優(yōu)先次序。S7-200規(guī)定的中斷優(yōu)先由高到低依次是：通信中斷、I/O中斷和定時(shí)中斷。每類中斷中不同的中斷事件又有不同的優(yōu)先權(quán)，如表2所示。

一個(gè)程序中總共可有128個(gè)中斷。S7-200在各自的優(yōu)先級(jí)組內(nèi)按照先來(lái)先的原則為中斷提供。在任何時(shí)刻，只能執(zhí)行一個(gè)中斷程序。一旦一個(gè)中斷程序開(kāi)始執(zhí)行，則一直執(zhí)行至完成。不能被另一個(gè)中斷程序打斷，即使是更高優(yōu)先級(jí)的中斷程序。中斷程序執(zhí)行中，新的中斷請(qǐng)求按優(yōu)先級(jí)排隊(duì)等候。中斷隊(duì)列能保存的中斷個(gè)數(shù)有限，若超出，則會(huì)產(chǎn)生溢出。中斷隊(duì)列的多中斷個(gè)數(shù)和溢出標(biāo)志位如表3所示。

表2中斷事件及優(yōu)先級(jí)

表3  中斷隊(duì)列的多中斷個(gè)數(shù)和溢出標(biāo)志位

6ES7332-5RD00-0AB0模擬量輸出模塊

緊湊型 CPU 1211C 具有：

• 3 種設(shè)備類型，帶有不同的電源和控制電壓。
• 集成的電源，可作為寬范圍交流或直流電源（85 至 264 V 交流或 24 V 直流）
• 集成的 24 V 編碼器/負(fù)載電流源：
  用于直接連接傳感器和編碼器。300 mA 輸出電流，也可用作負(fù)載電源。
• 14 點(diǎn)集成 24 V 直流數(shù)字量輸入（漏電流/源電流（IEC 1 型漏電流））。
• 10 點(diǎn)集成數(shù)字量輸出，24 V 直流或繼電器。
• 2 點(diǎn)集成模擬量輸入，0 至 10 V。
• 2 點(diǎn)脈沖輸出 (PTO)，頻率高 100 kHz。
• 脈沖寬度調(diào)制輸出 (PWM)，頻率高 100 kHz。
• 集成以太網(wǎng)接口（TCP/IP native、ISO-on-TCP）
• 3 個(gè)快速計(jì)數(shù)器 (100 kHz)，帶有可參數(shù)化的使能和復(fù)位輸入，可以同時(shí)用作帶有單獨(dú)輸入的加減計(jì)數(shù)器，或用于連接增量型編碼器。
• 通過(guò)附加通訊接口擴(kuò)展，例如，RS485 或 RS232
• 通過(guò)信號(hào)板使用模擬或數(shù)字信號(hào)直接在 CPU 上擴(kuò)展（保持 CPU 安裝尺寸）
• 通過(guò)信號(hào)模塊使用各種模擬量和數(shù)字量輸入和輸出信號(hào)擴(kuò)展
• 可選存儲(chǔ)器擴(kuò)展（SIMATIC 存儲(chǔ)卡）
• PID 控制器，具有自動(dòng)調(diào)諧功能
• 集成實(shí)時(shí)時(shí)鐘
• 中斷輸入：
  對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿或下降沿作出極高速響應(yīng)
• 所有模塊上均為可拆卸的端子
• 仿真器（可選）：
  

• 用于仿真集成輸入和測(cè)試用戶程序。
• • 豐富的指令集: 
    運(yùn)算種類眾多，便于編程：
    
    • 基本操作,如二進(jìn)制邏輯運(yùn)算、結(jié)果賦值、存儲(chǔ)、計(jì)數(shù)、產(chǎn)生時(shí)間、裝載、傳輸、比較、移位、循環(huán)移位、產(chǎn)生補(bǔ)碼、調(diào)用子程序（帶局部變量）
    • 集成通信命令（例如，USS 協(xié)議、Modbus RTU、S7 通信“T-Send/T-Receive”（T 發(fā)送/T 接收）或自由端口模式 (Freeport)）
    • 使用簡(jiǎn)便的功能，如脈沖寬度調(diào)制、脈沖序列功能、運(yùn)算功能、浮點(diǎn)運(yùn)算功能、PID 閉環(huán)控制、跳轉(zhuǎn)功能、環(huán)路功能和代碼轉(zhuǎn)換
    • 數(shù)學(xué)函數(shù)，例如 SIN、COS、TAN、LN、EXP
  • 計(jì)數(shù): 
    用戶友好的計(jì)數(shù)功能配以集成的計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)器指令給用戶開(kāi)辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。
  • 中斷處理：
    
    • 邊沿觸發(fā)中斷（由過(guò)程信號(hào)的上升沿或下降沿觸發(fā)）允許對(duì)過(guò)程中斷作出極快的響應(yīng)。
    • 時(shí)間觸發(fā)中斷。
    • 當(dāng)達(dá)到設(shè)定值或計(jì)數(shù)器方向改變時(shí)，可觸發(fā)計(jì)數(shù)器中斷。
    • 通信中斷使得能迅速方便地與周圍的設(shè)備如打印機(jī)或條碼閱讀器交換信息。
  • 口令保護(hù)
  • 測(cè)試和診斷功能： 
    易于使用的功能支持測(cè)試和診斷，例如，在線/離線診斷。
  • 在測(cè)試和診斷過(guò)程中“強(qiáng)制”輸入和輸出： 
    可不在循環(huán)周期內(nèi)獨(dú)立設(shè)置輸入和輸出，例如可以檢測(cè)用戶程序。
  • 按照 PLCopen 對(duì)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)控制。
  • 庫(kù)功能
  
  

一個(gè)方案，3 個(gè)平臺(tái)

自動(dòng)化系統(tǒng)主要通過(guò)以下特性來(lái)識(shí)別：

• 系統(tǒng)特定的特性，如功能和工程
• 硬件相關(guān)特性，如性能、設(shè)計(jì)和可擴(kuò)展性

但是，機(jī)械工程需求差異非常大，取決于具體的機(jī)器型號(hào)。

每個(gè)硬件平臺(tái)在特定應(yīng)用中使用時(shí)都有其優(yōu)點(diǎn)。

不同的平臺(tái)之間還可以非常輕松地進(jìn)行組合，這是模塊化機(jī)器和設(shè)備的突出優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閱蝹€(gè)的硬件平臺(tái)總是具有相同的系統(tǒng)特性，即不論使用什么平臺(tái)，功能和工程總是一樣。

PROFIBUS 或 PROFINET 可以用來(lái)創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)和 I/O 之間的遠(yuǎn)程連接。

PROFINET/PROFIBUS 還可以用于 HMI 設(shè)備（如 SIMATIC HMI 或 SIMATIC S7 之類的上位控制器）之間的通信。這就意味著，SIMATIC HMI 面板以及安裝有 WinCC 的 PC 可以用作操作員系統(tǒng)。甚至第 3 方應(yīng)用也可以通過(guò) OPC 接口與 SIMOTION 進(jìn)行通信。

SIMOTION D – 緊湊型，集成在驅(qū)動(dòng)中

在 SIMOTION D 中，SIMOTION 的功能直接集成于 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的閉環(huán)控制模塊中。因此，整個(gè)系統(tǒng)（包括開(kāi)環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)）都極其緊湊且響應(yīng)快速。

SIMOTION D 提供兩種型號(hào)：

• SIMOTION D410-2 單軸系統(tǒng)，也可選配多軸（模塊型）
• SIMOTION D4x5-2 多軸系統(tǒng)，四種性能型號(hào)多提供 128 軸（書(shū)本型）

這種性能細(xì)分確保大程度的可擴(kuò)展性和靈活性。應(yīng)用領(lǐng)域從單軸機(jī)器到高性能的多軸機(jī)器。為了實(shí)現(xiàn)可視化和操作，SIMATIC HMI 設(shè)備可通過(guò) PROFIBUS、以太網(wǎng)或 PROFINET 進(jìn)行連接，具體取決于SIMOTION D 的型號(hào)。通過(guò) PROFINET 或 PROFIBUS 來(lái)連接分布式 I/O。

SIMOTION C – 模塊化和靈活性

SIMOTION C 是采用 SIMATIC S7-300 設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制器。

其提供兩種型號(hào)，接口不同，但運(yùn)動(dòng)控制功能或性能都相同。除了已經(jīng)集成的 I/O 外，兩種控制器還可通過(guò) SIMATIC S7-300 系列的 I/O 模塊加以擴(kuò)展。

SIMOTION C240 是采用模擬量設(shè)定值接口和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用的理想解決方案。它具有四個(gè)內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器和編碼器接口，非常適合機(jī)器改裝項(xiàng)目。

SIMOTION C240 PN 可用于基于 PROFINET 的機(jī)器自動(dòng)化項(xiàng)目。這種控制器具有三個(gè) PROFINET 端口，除支持 TCP/IP 和 RT 通信外，還支持具有 IRT 功能的 PROFINET。它能夠操作采用 PROFIdrive 行規(guī)的 PROFINET 驅(qū)動(dòng)器以及 PROFINET I/O（如高速 SIMATIC ET 200SP）。

兩種型號(hào)都另外配備兩個(gè) PROFIBUS 接口，通過(guò)這兩個(gè)接口可以連接支持 PROFIdrive 行規(guī)和標(biāo)準(zhǔn) I/O 的驅(qū)動(dòng)。除此以外，兩個(gè)控制器還具有工業(yè)以太網(wǎng)接口，從而提供更多的通信選項(xiàng)。

SIMOTION P – 對(duì)其他任務(wù)開(kāi)放

SIMOTION P 是基于 PC 的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，具有兩種型號(hào)：

• SIMOTION P320-4 E（嵌入式）
  處理器：高性能 Inb i3 處理器
  存儲(chǔ)器：內(nèi)部 CFast/外部可訪問(wèn) CFast 
  操作系統(tǒng)：Windows Embedded Standard 7
• SIMOTION P320-4 S（標(biāo)準(zhǔn)型）
  處理器：高性能型 Inb i7 處理器
  存儲(chǔ)器：內(nèi)置固態(tài)硬盤 (SSD)/外部可訪問(wèn) CFast
  操作系統(tǒng)：Windows 7 Ultimate

由于 PC 中不含旋轉(zhuǎn)部件，SIMOTION P320-4 系統(tǒng)適用于惡劣環(huán)境中的應(yīng)用。兩個(gè) PC 都配有針對(duì) SIMOTION 的常見(jiàn)實(shí)時(shí)擴(kuò)展系統(tǒng)。這就意味著，除了 SIMOTION 機(jī)器應(yīng)用程序以外，還可能隨時(shí)運(yùn)行其他 PC 應(yīng)用程序，例如 SIMOTION 工程系統(tǒng)、操作員應(yīng)用程序、過(guò)程數(shù)據(jù)例程或標(biāo)準(zhǔn)的 PC 應(yīng)用程序。

借助其的處理器性能，SIMOTION P350-4 特別適合對(duì)性能要求較高的應(yīng)用（如具有高動(dòng)態(tài)配置和壓力控制回路的液壓應(yīng)用）。

SIMOTION P320-4 特別適合惡劣的操作環(huán)境。由于其尺寸小，因此對(duì)于許多可用空間有限并且需要設(shè)計(jì)非常堅(jiān)固的應(yīng)用均是佳選擇。

SIMOTION P320-4 可通過(guò)各種不同的 SIMOTION 工業(yè)平板顯示器來(lái)操作 (IFP)。提供了不同的屏幕大小，既可以使用鍵盤和鼠標(biāo)，也可以使用觸摸屏進(jìn)行操作。

這兩個(gè)型號(hào)都標(biāo)配有一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線接口，其形式為集成式 PROFINET 接口（3 個(gè)端口）。IsoPROFIBUS board 板可安裝在擴(kuò)展插槽內(nèi)以實(shí)現(xiàn) PROFIBUS 應(yīng)用。IsoPROFIBUS 板具有兩個(gè)附加 PROFIBUS 接口。

SIMADYN D 產(chǎn)品特點(diǎn)