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SIMATIC S7-300 的 I/O 模塊：

• 數(shù)字量模塊
• 模擬量模塊
• F 數(shù)字量/模擬量模塊
• 防爆型數(shù)字量模塊
• 防爆型模擬量模塊
• 功能模塊
• 通信處理器
• 專用模塊
• 連接

• 數(shù)字量輸入/輸出
• 靈活地適應控制器，以滿足各自任務需要
• 用于連接數(shù)字傳感器和執(zhí)行機構

數(shù)字量輸入/輸出模塊用于處理自動化系統(tǒng)中的數(shù)字量輸入/輸出任務。 可通過這些模塊連接數(shù)字量傳感器和執(zhí)行器。

使用數(shù)字量輸入/輸出模塊給用戶提供以下優(yōu)點：

• 佳適應性;
  采用佳的模塊組合方式，可以匹配控制任務所需的輸入/輸出的點數(shù)。 不需要過多的
• 靈活的過程信號連接;
  可使用各種不同的數(shù)字量執(zhí)行器和傳感器，將自動化系統(tǒng)連接到過程控制中。

數(shù)字量輸入/輸出模塊具有下列機械特性：

緊湊型設計

堅固的塑料機殼里包括：

• 綠色 LED，用于指示輸入/輸出的信號狀態(tài)
• 前連接器插座，通過前門保護
• 前門上的標簽區(qū)。
• 連接器針腳分配，用于在前門內部進行配線。

安裝方便

模塊安裝在 DIN 導軌上并通過總線連接器連接到相鄰模塊。沒有插槽規(guī)則；輸入地址由插槽決定。

當在 ET 200M 分布式 I/O 系統(tǒng)中與有源總線模塊一起使用時，可以對數(shù)字量輸入/輸出模塊進行熱插拔，而不會有任何反應。其它模塊繼續(xù)工作。

方便用戶接線

裝置單元通過連接器連接。當連接模塊時，編碼設備鎖定在連接器中，這樣該連接器只能適合于同樣類型的模塊。更換模塊時，對于新的同類型模塊，可原封不動

西門子S7-200網(wǎng)絡的通訊設置和元件選擇

S7-200的端口是不隔離的，如果想使網(wǎng)絡隔離，應考慮使用RS-485中繼器或者EM277。

注意：

●具有不同電位的互聯(lián)設備有可能導致不希望的電流流過連接電纜。

●這種不希望的電流可能導致通訊失敗或者設備損壞。

●要確保用通訊電纜連接的所有設備有相同的參考電位，或者彼此隔離，來避免產(chǎn)生這種不希望的電流。

為網(wǎng)絡確定通訊距離、通訊速率和電纜類型

網(wǎng)段的大長度取決于兩個因素：隔離（用RS-485中繼器）和波特率。但連接具有不同電位的設備是需要隔離。當接地點之間的距離很遠時，有可能具有不同的地電位。即使距離較近，大型機械的負載電流也能導致地電位的不同。

表1 網(wǎng)絡電纜的大長度

1 如果不是用隔離端和中繼器，允許的大距離為50m。測量該距離時，從網(wǎng)段的第一個節(jié)點開始。到網(wǎng)段的后一個節(jié)點。

在網(wǎng)絡中使用中繼器

RS-485中繼器為網(wǎng)段提供偏壓電阻和終端電阻。目的是為了：

●增加網(wǎng)絡的長度：在網(wǎng)絡中使用一個中繼器可以使網(wǎng)絡的通訊距離擴展50m。如果使用兩個中繼器而且中間沒有其他節(jié)點，網(wǎng)絡的通訊距離按照所使用的波特率擴展一個網(wǎng)段的長度。在一個串聯(lián)網(wǎng)絡中，多可以使用9個中繼器。但網(wǎng)絡的長度不能超過9600m.

●為網(wǎng)絡增加設備：在9600的波特率下。50米距離之內，一個網(wǎng)段多可以連接32個設備，使用一個中繼器允許在網(wǎng)絡上增加32個設備。

●在不同的網(wǎng)段之間電隔離：如果不同的網(wǎng)段具有不同的地電位，將他們隔離會提高網(wǎng)絡的通訊質量。

一個中繼器在網(wǎng)絡中被算作網(wǎng)段的一個節(jié)點，但沒有被指定站地址。

• 可通過 PROFIBUS FMS 方便地將 SIMATIC S7 集成到多供應商自動化集團中
• 采用冗余 S7 通訊，可在容錯系統(tǒng)中應用
• 簡便組態(tài)和通訊處理器上的獨立數(shù)據(jù)轉換大大降低了 PROFIBUS FMS 規(guī)范用戶的工作負荷
• 時鐘同步提供了工廠范圍內的時鐘時間
• 通過開放式通訊將 SIMATIC S7-400 集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中
• 通過在一個通訊處理器上同時使用不同通訊來實現(xiàn)通訊處理器的通用

CP443-5 基本型通信處理器是用于 PROFIBUS 總線系統(tǒng)的 SIMATIC S7-400 所需要的模塊。

它減輕了 CPU 的通信任務。

通過通信模塊實現(xiàn)的 S7-400 通信選項：

• 通過 PROFIBUS 的與 PROFIBUS 站的 FMS 通信
• 與編程部件、操作器接口系統(tǒng)的通信
• 與其他 SIMATIC S7 系統(tǒng)進行通信。
• 與 SIMATIC S5 可編程控制器的通信；

可運行的的 CP 數(shù)目取決于所使用的 CPU 的性能范圍和通信。

CP 443-5 通訊處理器具有 SIMATIC S7-400 設計的所有優(yōu)點：

• 結構緊湊;
  9 針 Sub-D 接口，用于連接至 PROFIBUS
• 單寬度模板
• 安裝簡單；
  CP 443-5 安裝在 S7-400 機架上，并經(jīng)過背板總線連接到 S7-400 的其它模塊。這種情況下沒有槽位規(guī)則。
• 用戶友好的接線；
  Sub-D 插座易于接觸，操作方便。
• CP 443-5 基本型無須風扇就可操作。不需要備用電池或存儲器模塊
• 在使用 SEND/RECEIVE 時，可操作模塊的數(shù)目取決于所用的 S7-400 CPU。

CP 443-5 基本型 在 PROFIBUS 總線系統(tǒng)上利用一些不同的通信：

• 編程器/OP 通訊
• S7 通信（S7 控制器）。
• 開放式通訊 (SEND/RECEIVE)
• PROFIBUS FMS (符合 IEC 61158/61784)
• 時間同步

編程器/OP 通訊

編程器/OP通訊，連接到網(wǎng)絡的所有S7站都可以遠距編程。

• S7路由
  借助于路由，可以跨網(wǎng)絡使用編程設備通訊。

S7 通訊

S7 通信用于以下的耦合連接：

• SIMATIC S7自動化系統(tǒng)之間
• 聯(lián)結到編程設備上（編程器/OP 通訊）
• 至 PC，
  例如，帶有 CP 5512、CP 5611 A2、CP 5621 和 SOFTNET-S7 或 CP 5613 A2、CP 5613 FO、CP 5614 A2 和 S7-5613
• 到操作員接口系統(tǒng)（OP）。
• CP 443-5 基本型 可在 SIMATIC H 系統(tǒng)中實現(xiàn)以用于冗余 S7 通訊。

開放式通訊 (SEND/RECEIVE)

基于 PROFIBUS 的第 2 層（FDL），CP 443-5 提供簡單的、的數(shù)據(jù)通信接口。使用該接口，可在 SIMATIC S5、SIMATIC S7 與 PC 之間實現(xiàn)集成的高性能通訊。它提供 SDA（PLC/PLC 連接）和 SDN（廣播/多播）。

可能與下列自動化系統(tǒng)進行通信：

• SIMATIC S7
  帶 CP 342-5、CP 343-5、CP 443-5 擴展型和基本型
• SIMATIC S5
  具有 S5-95U，帶 PROFIBUS 接口，、而 S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H 帶 CP 5431 FMS/DP
• SIMATIC 505
  帶 CP 5434-FMS
• PCs
  帶有 CP 5512、CP 5611 A2、CP 5621、CP 5613 A2、CP 5613 FO、CP 5614 A2 的 PC
• 配有一個 FDL 接口的其他類型系統(tǒng)。

功能呼叫必須與 SEND/RECEIVE（PLC-SEND/PLC-RECEIVE）一起使用，并且必須集成到 STEP7 應用程序。

PROFIBUS-FMS

根據(jù) IEC 61158/61784，PROFIBUS FMS 允許通過各種 FMS 來傳輸消息。

• READ，WRITE；
  用來讀取或寫入來自于用戶程序（通過變量索引或變量名）的通訊方變量，用于將自身變量值傳輸?shù)酵ㄓ嵎健?br /> 支持對變量值的部分訪問。通訊通過非循環(huán)連接（主站/主站，主站/從站）、通過帶從站激活的非循環(huán)連接以及循環(huán)連接（主站/從站）進行處理。
• INFORMATION REPORT（信息報告）；
  （報告）允許通過一臺 FMS 器進行變量的未確認傳輸。尤其是，對于廣播 FMS 連接的傳輸，常采用這種任務類型。
• IDENTIFY（識別）；
  用來詢問通訊方的識別特征
• STATUS（狀態(tài)）；
  用來詢問對方的狀態(tài)。

時間同步

CP 443-5 Basic 通信處理器能夠從 S7-400 CPU 將時間傳送到 PROFIBUS。相反，S7-400 CPU 的 CP 443-5 Basic 可提供 PROFIBUS 上的當前時間。

診斷數(shù)據(jù)

通過 STEP S7，可提供豐富的診斷選項，包括：

• CP 的狀態(tài)
• 一般診斷與統(tǒng)計功能
• 連接診斷
• 總線統(tǒng)計
• 報文緩沖區(qū)

組態(tài)

組態(tài) CP 443-5 基本型的完整功能需要 STEP 7 V5.1 SP2 或更高版本。在 V5 或更高版本的 STEP 7 中，也可將 CP 的組態(tài)數(shù)據(jù)存儲在 CPU 上，即使電源出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)也能保留。因此，在更換模板時無需從編程器中重新裝載組態(tài)數(shù)據(jù)。在啟動時 CPU 會將組態(tài)數(shù)據(jù)傳送到通訊處理器中。CP 的組態(tài)數(shù)據(jù)可保存在 CPU 中。模塊可以不通過編程設備進行交換。

可以對所有連接到網(wǎng)絡的 SIMATIC S7 控制器進行組態(tài)和編程。

安裝 STEP 7 后，用于使用開放式通訊（SEND/RECEIVE）的功能塊放置在 SIMATIC NET 庫內。

• 數(shù)字量輸出作為 CPU 的集成 I/O 的補充
• 集成到整體自動化系統(tǒng)中以滿足安全方面的要求
• 具有集成安全功能
• 通過 PROFIsafe 機制與故障安全 CPU 通信
• 用于根據(jù)相應任務的要求靈活調整控制器
• 用于使用附加輸出對系統(tǒng)進行后續(xù)擴展
• 可以僅在集中式系統(tǒng)中運行

通過 SIMATIC S7-1200 的故障安全模塊，可集成到整體自動化系統(tǒng)中以滿足安全方面的應用要求。模塊中中集成有故障安全運行所需的安全功能。通過 PROFIsafe 機制與故障安全 SIMATIC S7 CPU 通信。

這些模塊只能在集中式系統(tǒng)中運行。

• 4 點輸出，源/匯電流
• 經(jīng)認證，達到 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849)
• 輸出電流 2 A
• 額定負載電壓 24 V DC
• 適用于電磁閥、直流接觸器和指示燈
• 模塊故障指示燈（DIAG；綠色和紅色指示燈）
• 每個輸出的狀態(tài)指示燈（綠色 LED）
• 每個輸出的故障指示燈（紅色 LED）
• 模塊類型和功能類別用普通文本標識
  • 二維矩陣碼（產(chǎn)品編號和序列號）
  • 模塊類型 DI 的彩色編碼：白色
  • 硬件和固件版本
  • 完整訂貨號

通過 SIMATIC S7-1200 的故障安全模塊，可集成到整體自動化系統(tǒng)中以滿足安全方面的應用要求。模塊中中集成有故障安全運行所需的安全功能。通過 PROFIsafe 機制與故障安全 SIMATIC S7 CPU 通信。

這些模塊只能在集中式系統(tǒng)中運行。

6SN1162-0BA02-0AA2風扇模塊

• SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊
• CBE30-2 通信板
• TB30 端子模板

SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊是一個 SINAMICS S120 書本型變頻調速柜模塊。通過此模塊，可將 SIMOTION D4x5-2 控制單元的驅動端計算性能加以擴展。

通過集成驅動器計算性能，SIMOTION D4x5-2 控制單元可以操作多 6 個伺服軸、6 個矢量軸或 12 個 V/f 軸。

利用 SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊，通過多 6 個附加伺服軸、6 個矢量軸或 12 個 V/f 軸將驅動器計算性能進行擴展。這樣就可以根據(jù)應用要求來增加多軸系統(tǒng)的軸數(shù)。

如果需要，還可在一個 SIMOTION D4x5-2 控制單元上操作多個 CX32-2 控制器擴展模塊。

• CX32-2 控制器擴展模塊的寬度為 25 mm，只需要很小的空間，因此非常適合在結構緊湊的機器上使用。
• CX32-2 控制器擴展模塊通過 DRIVE-CliQ 連接到 SIMOTION D4x5-2，所以無需附加模塊，便可實現(xiàn)驅動器的高性能、等時同步閉環(huán)控制。SIMOTION D4x5-2 模塊上的通訊接口可用于其它連接。
• 控制器擴展模塊的尋址與 PROFIBUS/PROFINET 上的尋址無關。這對于模塊化機器概念十分有利。
• 簡便的布線與組態(tài)
• 來自與 SIMOTION D4x5-2 相連的饋入部分的“控制運行”信號可極為方便地與 CX32-2 控制器擴展模塊的驅動器互連。
• CX32-2 控制器擴展模塊不需要有自己的 CF 卡。數(shù)據(jù)是在 SIMOTION D4x5-2 控制單元的 CF 卡上集中管理的。這樣做有以下優(yōu)勢：
  • 模塊更換簡便（無需在 CX32-2 上進行操作，例如，更換存儲卡）
  • 在固件升級期間，CX32-2 控制器擴展模塊會自動通過 SIMOTION D4x5-2 控制單元的集成驅動器進行升級。
  • 通過 SIMOTION D4x5-2 進行集中許可證處理

Design

實例:12 軸系統(tǒng)，配有 SIMOTION D4x5-2 和 SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊

SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊通過 DRIVE-CLiQ 連接到 SIMOTION D4x5-2。

這樣就可實現(xiàn)非常緊湊的多軸系統(tǒng)，例如，帶有 12 個伺服軸。

如果需要，還可在一個 SIMOTION D4x5-2 控制單元上操作多個 SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊。

• 一個 SIMOTION D425-2 上多可操作 3 個 CX32-2
• 一個 SIMOTION D435-2、D445-2 或 D455-2 上多可操作 5 個 CX32-2

原則上，也可連接第 4 個或第 6 個 CX32-2 控制器擴展模塊。在此情況下，不能再將變頻器/變頻器組件連接至 SIMOTION D4x5-2 的集成驅動控制。所有變頻器隨后必須通過所連接的 控制器擴展模塊來運行。例如，這在實現(xiàn)分布式、模塊化機器概念時十分有用。

通過 SINAMICS S110/S120 控制單元以及 PROFIBUS 或 PROFINET，可執(zhí)行附加驅動控制。

注意

SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊只能與 SIMOTION D4x5-2 控制單元配套使用。不能與 SIMOTION D4x5 控制單元一起使用。

SIMOTION CX32 控制器擴展模塊應用于 SIMOTION D435 和 D445-1 控制單元（訂貨號 6SL3040-0NA00-0AA0）。

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

鋼鐵行業(yè). 印刷行業(yè). 起重工業(yè). 金屬制造業(yè). 金屬處理. 化纖行業(yè). 玻璃工業(yè). 電纜行業(yè). 紡織工業(yè). 錫箔工業(yè).

復雜工藝控制 
   
1, 電氣同步系統(tǒng) 
 2,定位控制  
 3,定尺剪和飛剪 
 4,復雜力矩控制
 5,液 壓 驅 動 控 制 
 6,卷曲機 

SIMADYN D典型應用

膠卷生產(chǎn)線
在每個槽架有8 CPU 
 采樣時間 <= 7 ms
 大約40 個力矩控制和10個速度控制

管式印刷機
 在每個槽架有1 CPU
 采樣時間 <= 1 ms
 4 個位置控制
 軸向式集裝箱起重機
在每個槽架有 4 CPU
采樣時間 <= 1 m
 造紙：同步, 張力及位置控制                   
金屬處理：位置，厚度和同步控制

造紙：同步, 張力及位置控制                  

金屬處理：位置，厚度和同步控制

紡織工業(yè)：張力控制