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價格優(yōu)勢: 特價
高效工程組態(tài)成就高效自動化
- 用于 S7-400H 和 S7-400F/FH 的 CPU
- 可在 S7-400H 容錯自動化系統(tǒng)中使用
- 可通過 F 運行版授權(quán)作為具有 F 功能的 CPU 在 S7-400F/FH 安全相關(guān)系統(tǒng)中使用
- 組合了 MPI/PROFIBUS DP-主接口,
- 帶有 2 個用于同步模塊的連接插槽
CPU 412–3H 可用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH。 它可建立故障容錯 S7-400H 系統(tǒng)。 也可結(jié)合 F 運行授權(quán)一起用于 S7-400F/FH 故障安全自動化系統(tǒng)。 內(nèi)置的PROFIBUS-DP接口使它能夠作為主站直接連接到PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線。
CPU 412-5H 擁有:
- 功能強大的處理器:
CPU 處理每條二進制指令的時間小于 31.25 ns。 - 1 MB RAM(512 KB 用于程序,512 KB 用于數(shù)據(jù));
裝載存儲器用于存儲 S7-400H F/FH 自動化系統(tǒng)的用戶程序和參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù);高速 RAM 用于用戶程序的順控相關(guān)部分 - 存儲卡:
用于擴展內(nèi)置裝載存儲器。除程序本身之外,裝載存儲器中所含的信息還包括 S7-400H F/FH 的組態(tài)數(shù)據(jù),這就是要在存儲器中占據(jù)雙倍空間的原因。其結(jié)果是: - 內(nèi)置的裝載存儲器不能滿足大程序量的要求,因此需要存儲卡。
提供有 RAM 和 FEPROM 卡(FEPROM 用于在斷開電源時保存數(shù)據(jù))。
- 靈活的擴展選件:
多達 131,072 點數(shù)字量和 81,932 點模擬量輸入/輸出。 - 組合 MPI/PROFIBUS DP 接口:
MPI 可用來建立一個 32 個節(jié)點的簡單網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以與通信總線(C 總線)上的節(jié)點和 MPI 上的節(jié)點建立最多 64 個連接。
PROFIBUS-DP主站接口能夠被用來建立一個高速的分布式自動化系統(tǒng),并且使得操作大大簡化。對用戶來說,分布式 I/O 作為集中式 I/O 來處理(相同的組態(tài)、編址和編程)。 - PROFIBUS DP 接口:
通過 PROFIBUS DP 接口,可以實現(xiàn)冗余、分布式自動化組態(tài),從而提高了速度,便于使用。對用戶來說,分布式 I/O 作為集中式 I/O 來處理(相同的組態(tài)、編址和編程)。 - PROFINET 接口,帶 2 個端口(交換機):
支持系統(tǒng)冗余和 MRP(介質(zhì)冗余協(xié)議) - 模式選擇開關(guān):
撥動開關(guān)設(shè)計。 - 診斷緩沖區(qū):
最后的 120 個報警和中斷事件保存在一個環(huán)形緩沖區(qū)中,用于進行診斷。 - 實時時鐘:
CPU 提供帶日期和時間的診斷報告。
SIMOTION D4x5-2 的應(yīng)用領(lǐng)域為具有大量協(xié)調(diào)軸和循環(huán)時間較短的應(yīng)用。
典型的應(yīng)用領(lǐng)域包括:
- 緊湊型多軸機器
- 機器循環(huán)段的高性能應(yīng)用程序
- 緊湊型機器
- 包括驅(qū)動器中的全套機器控制
- 大量的通信、HMI 和 I/O 連接
- 分布式驅(qū)動器概念
- 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 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
- 用于顯示運行狀態(tài)和錯誤的 LED
- 3 測量接口
- 維護開關(guān)和模式選擇開關(guān)
- 診斷按鈕
內(nèi)置 I/O
- 12 點數(shù)字量輸入
- 16 點數(shù)據(jù)量輸入/輸出(高速測量輸入的最大值為 16,高速輸出凸輪的最大值為 8)
通信
- 6 x DRIVE?CLiQ (4 × DRIVE?CLiQ 用于 D425?2)
- 2 個工業(yè)以太網(wǎng)接口(D4x5-2 DP 具有 3 個工業(yè)以太網(wǎng)接口),其中一個接口可方便地從模塊前面接觸
- 2 x PROFIBUS DP
- 1 x PROFINET IO
(1 個接口,帶 3 個端口;僅限于 D4x5?2 DP/PN) - 2 x USB
數(shù)據(jù)后備
附加接口(非數(shù)據(jù)傳輸)
選件模塊
通過 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 SIMOTION D4x52 控制單元進行擴展。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 個端口的第二個 PROFINET 接口配置 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 控制單元。
第二個 PROFINET 接口的應(yīng)用:
- 2 個獨立網(wǎng)絡(luò)(例如,一個本地網(wǎng)絡(luò),一個上層網(wǎng)絡(luò))
- 地址空間可以加倍為 2 × 4 KB
- 可連接設(shè)備的最大數(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:SERVOFast 和 IPOFast
- PROFINET,通過 CBE30-2:SERVO / IPO / IPO2
注意:
CBE30-2 不能在 SIMOTION D4x5-2 DP 控制單元中使用。如果在沒有 SERVOFast 和 IPOFast 的情況下使用 CBE30-2,則兩個 PROFINET 接口都分配給 SERVO / IPO / IPO2。
裝配/安裝
SIMOTION D4x5-2 控制單元可通過以下三種方式之一安裝在控制柜中:
- 使用隔板進行安裝
- 不使用隔板進行安裝(僅限 D425-2 和 D435-2)
- 不使用隔板進行安裝(僅限外部冷卻, D445-2 和 D455-2)
對于外部風(fēng)冷,D445-2/D455-2 控制單元的散熱片安裝在控制柜外。需要使用一個密封墊(選件),以便能夠?qū)⒃摽刂茊卧獨饷苄园惭b在后部機柜板中。
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/數(shù)據(jù)備份
SIMOTION D4x5-2 控制單元以一種免維護的方式永久性地存儲保持性過程數(shù)據(jù)(有關(guān)存儲器大小,請參見技術(shù)數(shù)據(jù))。
通過一個 SuperCap,可對實時時鐘后備若干天。后備時間可通過安裝在雙風(fēng)扇/電池模塊中的一塊電池來延長。
SIMOTION D4x5-2 的供貨范圍內(nèi)包括雙風(fēng)扇/電池模塊(含電池)。
運行時軟件、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^程數(shù)據(jù)也可通過系統(tǒng)命令存儲在這個 CF 卡上(例如,在需要使用備件時)。
擴展的執(zhí)行系統(tǒng) (SERVOFast / IPOFast)
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運行層級(SERVOFast 和 IPOFast)。
通過這個附加的運行層級,可以在慢速和快速總線系統(tǒng)上分布具有不同動態(tài)響應(yīng)的電動和/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,也可實現(xiàn)極快速的 I/O 處理。
由于采用這種擴展執(zhí)行系統(tǒng),可以用需要較少資源的毫秒級循環(huán)時間對電氣定位驅(qū)動器進行控制,同時,可以較高的動態(tài)響應(yīng)和較短的循環(huán)時間對液壓機的壓力控制軸進行控制。
通過 SERVOFast 和 IPOFast對液壓機進行閉環(huán)控制
若激活了 SERVOFast 和 IPOFast,則會進行以下分配:
- 將 SERVOFast 和 IPOFast 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 CBE30-2 提供了第二個 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 SERVOFast 和 IPOFast。
可連接 I/O
PROFINET IO:
- 經(jīng)過的 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:
- 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,通過集成 USB 接口,可連接一個 USB 記憶棒,用于項目或固件升級。
帶SINAMICS S120 驅(qū)動器驅(qū)動器模塊的擴展
SINAMICS S120 書本型變頻調(diào)速柜模塊(電源模塊、電機模塊等)可通過 DRIVE-CliQ 接口,連接到 SIMOTION D4x5-2 控制單元。
通過使用 CUA31/CUA32 控制單元適配器,SINAMICS S120 PM340 塊型功率模塊可運行在 SIMOTION D4x5-2 控制單元上。
注意:
電源模塊/電機模塊隨附有用于將電源模塊/電機模塊連接到 SIMOTION D 的 DRIVE-CLiQ 電纜(標(biāo)準(zhǔn)長度)。
西門子模塊6ES75455DAOOOABO - 用于開發(fā) S7-1500 軟件控制器的可動態(tài)加載的函數(shù)庫:
- 借助于 C/C++ 高級編程語言實現(xiàn)函數(shù)庫。
- 在 Windows 中或在軟件控制器的實時運行環(huán)境中執(zhí)行庫函數(shù)。
- 從 PLC 程序直接調(diào)用函數(shù)。
- 供貨范圍內(nèi)包括實時庫函數(shù)的開發(fā)環(huán)境:
- 使用 MS Visual Studio 開發(fā) Windows 庫函數(shù)。
- 自動創(chuàng)建用于調(diào)用庫函數(shù)的函數(shù)塊。
- 通過導(dǎo)入將函數(shù)塊簡便集成在 STEP 7 中。
- 無需專門的高級語言知識,即可在控制器中方便地使用庫函數(shù)。
SIMATIC ODK 1500S 可為開發(fā) Windows 以及 S7-1500 軟件控制器的實時庫函數(shù)提供支持。典型應(yīng)用包括:
- Windows 庫應(yīng)用程序
- 與數(shù)據(jù)庫接口
- 與 Office 應(yīng)用程序等 Windows 程序通信
- 連接到與應(yīng)用相關(guān)的可視化軟件
- 實現(xiàn)特定領(lǐng)域的協(xié)議轉(zhuǎn)換器,如 PV02、IEC 61850 等
- 訪問 Windows 文件系統(tǒng),例如,用特定文件格式進行訪問
- 實時庫應(yīng)用程序
- 將現(xiàn)有 C/C++ 算法集成到控制任務(wù)中。
- 實現(xiàn)閉環(huán)控制器或算法
通過 SIMATIC ODK 1500S 可以開發(fā)可動態(tài)加載的函數(shù)庫,這些函數(shù)庫可直接從 S7-1500 軟控制器用戶程序來調(diào)用。可加載的庫既可在 Windows (DLL) 生成,也可在軟控制器(SO – 共享對象)的實時環(huán)境中生成。
生成可加載的庫
可通過 Microsoft Visual C++ for Windows 庫應(yīng)用程序以及用于實時函數(shù)庫的 Eclipse 來生成可加載的函數(shù)庫。通過借助于預(yù)定義的模板創(chuàng)建項目,用戶可以立即開始定義和實現(xiàn)其函數(shù)。
生成函數(shù)庫后,函數(shù)塊即可供使用,它們可直接集成到 STEP7 中,并用于從控制程序加載和執(zhí)行函數(shù)。
函數(shù)庫本身可在生成之后作為 DLL(Windows 庫)或 SO 文件(共享對象 – 實時庫)的形式提供。實時庫將由軟控制器 Web 器加載到軟控制器的裝載存儲器中,這樣,它們也可獨立于 Windows 進行加載和執(zhí)行。
對于 Windows 庫,整個功能范圍可以用于 Windows DLL。開發(fā)是使用 Visual Studio 完成的;支持以下版本:
- Visual Studio 2010
- Visual Studio 2013
- Visual Studio Express 2013
ODK 1500S 的供貨范圍內(nèi)包括開發(fā)實時庫所需的集成開發(fā)環(huán)境 Eclipse。
測試函數(shù)庫
測試函數(shù)庫
可以使用 Visual Studio 來全面調(diào)試 Windows 庫。由于在 Windows 下異步執(zhí)行函數(shù),即使使用單步處理或斷點,軟控制器的實時特性也不會被削弱。
功能強大的跟蹤功能可用于實時庫,因為單步處理或斷點在實時條件下不可行。盡管如此,為了驗證使用單步處理或斷點時的代碼,可以在開發(fā) PC 上的測試環(huán)境中調(diào)用實時庫的函數(shù)并進行測試。
西門子已經(jīng)為基于 PC 的自動化開發(fā)了豐富的相關(guān)硬件和軟件組件。
重點:可通過 SIMATIC WinAC 實現(xiàn)基于 SIMATIC PC 的控制,而 SIMATIC WinAC 是一種開放、靈活和可靠的控制器,可用于實現(xiàn)基于 PC 的自動化解決方案。
在 PC 上的單一平臺上,可以執(zhí)行所有自動化任務(wù),如開環(huán)/閉環(huán)控制、HMI 和運動控制。除了典型的 PLC 任務(wù)之外,無論在哪必須處理 PC 應(yīng)用程序,基于 PC 的自動化都是您的首選。
SIMATIC 基于 PC 的控制
- 擴展了基于 PC 控制器的 SIMATIC S7 控制器家族
- 當(dāng)數(shù)據(jù)處理,通訊,可視化,工藝和控制必須在單個 PC 上實現(xiàn)以節(jié)省空間和提高性能時
型號
- SIMATIC WinAC 軟件 PLC
用于需要高靈活性和集成能力的任務(wù) - SIMATIC WinAC ODK
可實現(xiàn)工藝任務(wù) PC 解決方案與 PLC 靈活高性能地結(jié)合。
特性:
- 在安裝有 Windows XP Professional SP2 的標(biāo)準(zhǔn) PC 上運行。
- 編碼和 SIMATIC S7 兼容
使用 SIMATIC 工業(yè)軟件編程,創(chuàng)建的程序還可用于 SIMATIC S7。 - 使用與辦公應(yīng)用集成的標(biāo)準(zhǔn)接口
- 用于解決方案指定的工藝硬件和軟件集成的開放式接口
Overview
- 將 SIMATIC S7-400 連接到工業(yè)以太網(wǎng)
- 多協(xié)議運行,用于 ISO、TCP/IP、UDP 與 PROFINET IO 協(xié)議
- 可調(diào)節(jié)的 Keep Alive 功能
- 兩個獨立的接口(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,具有自動偵測功能
- PROFINET 接口,帶有四個 RJ45 端口,10/100 Mbit/s 全雙工/半雙工,通過 4 端口交換機執(zhí)行自動感測和自動交叉功能
- 通過兩個接口進行通訊
- 開放式通訊(ISO、TCP/IP 和 UDP),使用 UDP 多點傳送,包括兩個接口之間的路由
- 編程器/OP通訊:
通過 S7 路由的交叉網(wǎng)絡(luò) - S7 通訊(客戶端、器、多路復(fù)用),包括兩個接口之間的路由
- IT 通訊:
HTTP 通訊支持通過自己的 web 頁訪問過程數(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 FTP 器訪問數(shù)據(jù)塊
- 通過 PROFINET 接口進行通訊
- PROFINET IO 控制器,具有實時屬性(RT 和 IRT)
- PROFINET CBA
- 通過 DHCP、簡單的 PC 工具或通過用戶程序(例如 HMI)進行 IP 地址分配
- 支持 PROFINET IO 設(shè)備的優(yōu)先啟動
- 使用 STEP 7 組態(tài)
- 介質(zhì)冗余 (MRP);
在采用環(huán)形拓撲結(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。 - 通過可組態(tài)的 IP 訪問列表進行訪問保護
- 無需編程器即可進行模板更換;
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,可用于機架中的所有模板
- 通過 SNMP V1 MIB-II,集成在網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中
- 運行于冗余 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
可提供下列內(nèi)容:
- 前連接器:
更換模板時無需重新接線 - TOP 連接:
用于快速、無故障地連接傳感器和執(zhí)行器,連接距離可達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控制單元上

基本功能性
CF 卡上提供有 SIMOTION D 的基本功能,并可加電時加載;竟δ馨ǎ
- SIMOTION 運行系統(tǒng)
- 符合 IEC61131 的帶集中語言的用戶可編程序
- 各種程序執(zhí)行方式(循環(huán)、順序、事件驅(qū)動)
- PLC 和算術(shù)功能
- 通訊和管理功能
- 運動控制功能 (Motion Control Basic)
- SINAMICS S120 驅(qū)動個控制軟件
- SIMOTION D410-2:
電流/轉(zhuǎn)速控制(基于 CU310-2,固件版本 V4.x),適用于最多 1 個伺服軸、1 個矢量軸或 1 個 V/f 軸 - SIMOTION D4x5-2:
最多 6 個伺服軸、6 個矢量軸或 12 個 V/f 軸的電流/轉(zhuǎn)速控制(基于 CU320-2,固件版本 V4.x),饋電閉環(huán)控制(調(diào)節(jié)型電源模塊)
- 測試及診斷工具
如果需要,此基本功能可通過可加載的技術(shù)軟件包進行擴展。
位置控制的驅(qū)動器運動控制
- 集成變頻調(diào)速柜 (SINAMICS Integrated):
功率單元可通過 DRIVE-CLiQ 接口進行連接;對于 SIMOTION D410-2,也可通過集成的 PM-IF 接口進行連接。 - 帶數(shù)字設(shè)定值接口的驅(qū)動:
SIMOTION D 通過帶 PROFI 驅(qū)動裝置的 PROFIBUS DP/PROFINET 輸入輸出,使位置控制動作可控制具有數(shù)字設(shè)定點接口。 - 帶模擬量設(shè)定點接口的驅(qū)動,例如,用于改裝或液壓應(yīng)用:
使用 ADI 4( 4 軸模擬驅(qū)動接口)或 IM 174( 4 軸接口模塊)模塊,可連接帶模擬量 ± 10V 整定值接口的變頻調(diào)速柜。IM 174 同樣可連接帶脈沖方向接口連接的步進電機。
所有模塊均連接 PROFIBUS DP下述裝置可連接一個 ADI 4 或 IM 174 模塊: - 4個驅(qū)動裝置
- 4 編碼器
- 數(shù)字量輸入和輸出
SIMOTION 技術(shù)功能包
SIMOTION 的一個特性就是,它的基本功能可通過裝載技術(shù)功能包來擴展,如:
- 帶技術(shù)功能的運動控制:
- POS--定位
- GEAR--同步操作/電子驅(qū)動裝置
- CAM--凸輪
- PATH – 路徑插補(不適用于 D410-2)
- 溫度控制器– TControl
- DPM – 直接產(chǎn)品運動
- MIIF – 多用途信息接口
由于技術(shù)功能具有模塊化許可,僅需支付實際將會使用的部分。
性能
硬件支持的浮點運算能夠有效使用復(fù)雜運算功能。
快速指令執(zhí)行在中等到高等性能中開辟了全新的應(yīng)用可能性。
配置/參數(shù)確定/編程
SIMOTION SCOUT是一個有效且用戶界面友好的工程工具。它是從配置和參數(shù)化,到編程,再到測試及診斷的所有工程步驟的集成系統(tǒng)。提示、使用對話框以及向?qū)У膱D形操作提示,以及用于編程的,基于測試的圖形語言,顯著減少了熟悉及練習(xí)時間。
操作員控制和監(jiān)視 (HMI)
SIMOTION D 的基本功能中集成了支持與 HMI 設(shè)備進行用戶友好的數(shù)據(jù)交換的通訊。
操作員控制與監(jiān)視可使用 TP(觸摸面板)、OP(操作員面板)或 MP(多功能面板)等 SIMATIC HMI 設(shè)備來完成。
這些設(shè)備可通過 PROFIBUS、工業(yè)以太網(wǎng)或 PROFINET 接口與 SIMOTION D 相連,并可使用 WinCC flexible 進行組態(tài)。
V7.0 或更高版本的 SCADA system WinCC 具有一個 SIMOTION 通道,作為標(biāo)準(zhǔn),在 WinCC DVD 上提供。
由于具有 SIMATIC NET 通信軟件,可于從其它基于 Windows 的人機界面(HMI)系統(tǒng)訪問一個開放的、標(biāo)準(zhǔn)的 OPC 接口。
SIMOTION IT 維護和診斷功能
SIMOTION IT 為 SIMOTION D 提供了一個集成 Web 器,可在該器上存儲用戶專用 Web 頁面等。
可對控制單元變量進行讀寫訪問。通過 Java Script 或 Applet,也可在 Web 頁面中執(zhí)行有效的操作與顯示功能,這些功能可在一個帶有因特網(wǎng)瀏覽器的客戶端 PC 上執(zhí)行。
處理及數(shù)據(jù)通信
由于其集成接口,SIMOTION D 支持過程與數(shù)據(jù)通訊。
帶 IRT 的 PROFINET IO,用于運動控制應(yīng)用。除了循環(huán)時鐘同步,最短 250 μs 的周期時間以及安全相關(guān)的通信接口 (PROFIsafe)、PROFINET 接口(SIMOTION D 控制單元上)也支持介質(zhì)冗余 (MRP/MRPD)。
提供有 SIMOTION SCOUT 工程師站,用于用戶友好的通訊組態(tài)和診斷。
Safety Integrated 功能
利用 SINAMICS S120 的集成安全功能,SIMOTION D 可提供切實有效的人員與機器保護。
目前提供有以下集成安全功能,可用于集成 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜:(術(shù)語符合 IEC 61800-5-2)
- 安全扭矩斷開(STO)
- 可靠制動控制(SBC)
- 安全停止 1 (SS1)
- 安全停止 2 (SS2)
- 安全操作停止
- 安全限速(SLS)
- 安全速度監(jiān)控(SSM)
- 安全方向 (SDI)
激活集成安全功能
可通過以下方法來激活集成安全功能:
- 通過控制單元和電源單元上的端子 (D4x5-2:僅 STO、SBC、SS1)
- 通過 TM54F 終端模塊上的端子
- 通過 PROFINET/PROFIBUS with PROFIsafe。
安全集成功能通過電子設(shè)備實現(xiàn),因此與帶外部實現(xiàn)監(jiān)控功能的解決方案相比,具有較短的響應(yīng)時間。
通過 PROFIsafe 激活集成安全功能
通過“PROFINET with PROFIsafe”或“PROFIBUS with PROFIsafe”安全通訊,激活集成安全功能。使用一個通過 PROFINET 或 PROFIBUS 連接的 F-CPU(如 SIMATIC S7-300 F-CPU),即可實現(xiàn)控制(F 邏輯)。
將集成安全功能從 SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 控制單元傳送至以下變頻器:
- SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 上的集成 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜
- SIMOTION CX32-2 擴展控制器上的變頻調(diào)速柜
- 通過 PROFIBUS 連接到 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制單元上的變頻調(diào)速柜
- 通過 PROFINET 連接至 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制單元上的變頻調(diào)速柜(在此情況下,必須通過 PROFINET 來連接 F-CPU)
注意
若要了解可能的拓撲、軸數(shù)量結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)組件的詳細信息,請與當(dāng)?shù)氐奈鏖T子銷售辦事處聯(lián)系。
有關(guān)詳細信息,請參見《 SIMOTION D 調(diào)試手冊》以及 SINAMICS 文檔。

西門子CPU1510SP中央處理器
S7-400
大量功能可支持用戶對 S7-400 進行編程、調(diào)試和維護:
- 高速指令執(zhí)行。
- 用戶友好的參數(shù)分配
- 人機界面:
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)功能并記錄錯誤和特定系統(tǒng)事件。 - 密碼保護。
- 模式選擇開關(guān)
- 系統(tǒng)功能
SIMATIC S7-400 符合以下國內(nèi)和國際標(biāo)準(zhǔn):
- CE 標(biāo)志
- UL
- CSA 或 cULus
- FM
- ATEX
- C-Tick、EMC 標(biāo)記,適用于澳大利亞和新西蘭
- IEC 61131-2
- 船級社的船用
- ABS(美國船級社)
- BV(法國船級社)
- DNV(挪威船級社)
- GL(德國勞氏船級社)
- LRS(英國勞氏船級社)
- Class NK(日本船級社)
有關(guān)詳細信息,請參見手冊《S7-400 自動化系統(tǒng) S7-400 模塊技術(shù)規(guī)格》。
設(shè)計
S7-400 系統(tǒng)可方便地構(gòu)建為模塊化系統(tǒng)。S7-400 的突出特點是不帶風(fēng)扇,運行可靠,支持信號模塊的熱插拔。
S7-400 設(shè)計簡潔,使用靈活,操作極為方便:
- 模塊安裝十分簡單。
- 背板總線集成在安裝機架中。
- 模塊更換簡單,不會將模塊相互混淆
- 成熟可靠的連接技術(shù)
- TOP Connect 連接方式:
通過 1 芯到 3 芯接頭和螺釘型或彈簧型端子進行預(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)并通過蓋板來保護。 - 最小限度的插槽規(guī)則
通信
CPU 和通信處理器支持以下通信類型:
- 過程通信;
通過總線(AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET)對 I/O 模塊進行循環(huán)尋址(交換過程映像)。從循環(huán)執(zhí)行級調(diào)用過程通信 - 數(shù)據(jù)通信;
在自動化系統(tǒng)之間或 HMI 與多個自動化系統(tǒng)之間
進行數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)通信可循環(huán)進行,或在發(fā)生特定事件時通過塊從用戶程序調(diào)用。
數(shù)據(jù)通信
SIMATIC S7-400 擁有不同的數(shù)據(jù)通信機制:
- 通過全局數(shù)據(jù)通信 (GD) 實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的 CPU 之間的數(shù)據(jù)包循環(huán)交換。
- 通過通信功能進行事件驅(qū)動型通信。
通過 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。
全局數(shù)據(jù) (GD)
通過 MPI 以及“全局數(shù)據(jù)通信”,聯(lián)網(wǎng)的 CPU 可以相互循環(huán)交換數(shù)據(jù)(最多可達 16 個 GD 數(shù)據(jù)包,每個循環(huán)的最大 GD 數(shù)據(jù)包大小為 64 字節(jié))。例如,CPU 可以訪問另一個 CPU 的數(shù)據(jù)/位存儲器/過程映像。若網(wǎng)絡(luò)上連接有 S7-300,則數(shù)據(jù)交換限制為最大 22 字節(jié)。全局數(shù)據(jù)通信可通過 MPI 來實現(xiàn)?墒褂 STEP 7 來執(zhí)行組態(tài)。在分段式 CR2 安裝機架中,兩個 CPU 可以使用 GD 并通過 C 總線通信。
通信功能
通過系統(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 MPI 和 PROFIBUS S7 進行的 S7 通信。
- 通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)進行的 S7 通信。
通過可加載的塊,可以建立與 S5 通信伙伴和西門子設(shè)備之間的通信。
這些包括:
- 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進行的 S5 兼容通信。
- 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進行的標(biāo)準(zhǔn)通信(通過 PROFIBUS/工業(yè)以太網(wǎng)進行的開放式用戶通信)。
與全局數(shù)據(jù)不同的是,必須建立通信連接才能實現(xiàn)通信功能。
集成到 IT 環(huán)境中
通過 S7-400,可方便地將現(xiàn)代 IT 環(huán)境與自動化環(huán)境鏈接。使用插入式 CP 443-1 Advanced,可以實現(xiàn)下列功能:
- 使用任何 HTML 工具創(chuàng)建自己的 Web 頁面。方便地將 S7-400 的過程變量分配給 HTML 對象。
- 使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器并通過這些 Web 頁面監(jiān)控 S7-400。
- 通過 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,可進行遠程編程,甚至可通過電話網(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)點拓撲
- 通過用戶定義的 Web 頁面顯示過程數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)
可通過使用用戶權(quán)限并支持 HTTPS 協(xié)議在 Web 器內(nèi)提供安全機制。
等時同步模式
通過等時同步模式系統(tǒng)功能,可通過連接到等時同步 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環(huán),以實現(xiàn):
創(chuàng)建自動化解決方案,以恒定間隔時間(恒定總線周期時間)來捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創(chuàng)建一致的部分過程圖像。
借助于恒定總線周期時間和分布式 I/O 同步信號處理,S7-400 可確保精確重現(xiàn)定義的的過程響應(yīng)時間。
提供了大量支持等時同步模式系統(tǒng)功能的組件,可用來處理運動控制、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域內(nèi)的要求苛刻的任務(wù)。
在分布式自動化解決方案中,SIMATIC S7-400 還將開辟高速處理操作的重要領(lǐng)用領(lǐng)域,并可實現(xiàn)最高精度和可重現(xiàn)性。這意味著可在提供最佳且恒定的質(zhì)量的同時提高產(chǎn)量。
在運行模式下更改硬件組態(tài)(運行時組態(tài),CiR)
通過 SIMATIC S7-400,在工廠運轉(zhuǎn)期間可以實現(xiàn)硬件組態(tài)的更改,不會影響生產(chǎn)的進行。選項包括:
- 增加分布式 I/O 節(jié)點(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(即運行時組態(tài))功能可在設(shè)備運行期間實現(xiàn)設(shè)備擴展和轉(zhuǎn)換,從而降低設(shè)備調(diào)試和重新裝備的時間。此外,通過該系統(tǒng)功能,還可以靈活響應(yīng)工藝的變化(例如,工藝的),因為不必因硬件組態(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)控信號采集(診斷)
- 監(jiān)控來自過程的信號(硬件中斷)
診斷
智能診斷系統(tǒng)可用來確定模塊的信號采集(對于數(shù)字量模塊)或者模擬量處理(對于模擬量模塊)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)通過適當(dāng)參數(shù)設(shè)置啟用之后,才會發(fā)送診斷消息。 - 不可參數(shù)化的診斷消息:
這些消息是自動發(fā)送的,即與參數(shù)設(shè)置無關(guān)。
如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)(例如,“無傳感器輸入”),則該模塊會觸發(fā)一個診斷中斷(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)置之后才會觸發(fā)中斷)。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務(wù)的處理,并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 82)。通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號,并且可以觸發(fā)對信號變化的響應(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 |
無傳感器電源 | |
無外部輔助電壓 | |
無內(nèi)部輔助電壓 | - 模塊無電源電壓 L+
- 內(nèi)部模塊熔斷器有故障
|
熔斷器燒斷 | |
模塊中的參數(shù)不正確 | |
時間看門夠脫落 | |
EPROM 故障 | |
RAM 故障 | |
硬件中斷丟失 | |
模擬量輸入模塊 | |
診斷消息 | 可能的故障原因 |
無外部負載電壓 | |
組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯誤 | |
共模錯誤 | - 輸入 (M-) 和測量電路的參考電位 (MANA) 之間的電位差 UCM 過高
|
斷線 | - 傳感器電路的電阻過高
- 模塊和傳感器之間的線路中斷
- 通道未切換(斷開)
|
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 | |
模擬量輸出模塊 | |
診斷消息 | 可能的故障原因 |
無外部負載電壓 | |
組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯誤 | |
對 M 短路 | |
斷線 | - 執(zhí)行器電阻過高
- 模塊和執(zhí)行器之間的線路中斷
- 通道未使用(斷開)
|
硬件中斷
可以監(jiān)控過程信號,并且可通過過程中斷觸發(fā)對信號變化的響應(yīng)。
- 數(shù)字量輸入模塊:
根據(jù)具體參數(shù)設(shè)置,該模塊可在信號狀態(tài)變化的上升沿、下降沿或上升沿和下降沿上為每個通道組觸發(fā)硬件中斷。CPU 中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務(wù)的處理,并處理相關(guān)過程中斷塊(例如,OB 40)。信號模塊可以每個通道緩沖一個中斷。 - 模擬量輸入模塊:
通過設(shè)置上限值和下限值,可以定義工作范圍。模塊將數(shù)字化測量值與這些限值進行比較。若測量值違反其中任何一個限值,就會觸發(fā)硬件中斷。CPU 中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務(wù)的處理,并處理相關(guān)過程中斷塊(例如,OB 40)。若限值高于/低于過量程/欠量程值,則不進行進行比較。
S7-400H
容錯通信
進行高可用性通信時,SIMATIC 將提供以下功能:
- 更高可用性:
發(fā)生故障時,通信可通過最多 4 個冗余連接繼續(xù)進行。 - 操作簡便;
高可用性對用戶來說并不是透明的?梢圆⒔(jīng)過任何改動而采用標(biāo)準(zhǔn)通信的用戶程序。冗余功能僅在參數(shù)設(shè)置階段進行定義。
S7-400H(冗余和非冗余配置)和 PC 目前支持容錯通信。在 PC 上,需要安裝 Redconnect 程序包(參見“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:
- 單一總線或冗余總線。
- 總線型拓撲或環(huán)型拓撲總線。
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)
- 兩個子單元的同步
- 自檢
冗余原理
S7-400H 按“熱備份”模式下的主動冗余原理工作(發(fā)生故障時執(zhí)行無反應(yīng)的自動切換)。根據(jù)該原理,在無故障運行期間,兩個子單元都處于激活狀態(tài)。發(fā)生故障時,未發(fā)生故障的設(shè)備獨自接管過程控制。
為確保平穩(wěn)接管,必須通過中央控制器鏈路實現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)交換。
在故障轉(zhuǎn)移期間,設(shè)備會自動保留:
- 相同的用戶程序
- 相同的數(shù)據(jù)塊
- 相同的過程映像內(nèi)容
- 相同的內(nèi)部數(shù)據(jù),如定時器、計數(shù)器、位存儲器等
這意味著,這兩個設(shè)備始終保持在最新狀態(tài),并且可以在出現(xiàn)故障時獨立地繼續(xù)執(zhí)行控制。
采用冗余 I/O 操作時,這會帶來以下結(jié)果:
- 在無故障的運行期間,兩個模塊均處于激活狀態(tài),例如在采用冗余輸入時,將通過兩個模塊讀取共用傳感器(也可以是兩個傳感器)的信號,對結(jié)果進行比較并提供給用戶以作為用于進一步處理的統(tǒng)一值。采用冗余輸出時,由用戶程序計算的值通過兩個模塊進行輸出。
- 發(fā)生故障時(例如,兩個輸入模塊之一出現(xiàn)故障),不再對有故障的模塊尋址,發(fā)生故障信號,僅未受影響的模塊繼續(xù)運行。在線進行修復(fù)之后,將再次對兩個模塊尋址。
同步
為了實現(xiàn)無反應(yīng)切換,需要對兩個子單元進行同步。
S7-400H 遵循“時間驅(qū)動的同步”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,都會執(zhí)行同步操作,例如在發(fā)生以下事件時:
- 直接訪問 I/O
- 中斷、報警
- 更新用戶時間
- 通過通信功能修改數(shù)據(jù)
同步是通過操作系統(tǒng)自動進行的,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
- 存儲器
報告每個檢測到的故障。
啟動時自檢
啟動時,每個子單元都會完整執(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循環(huán)中。每個循環(huán)僅執(zhí)行一小部分自檢,因此,實際控制器所承受的負荷不是很大。
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 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,用戶必須通過 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行的模塊以及要作為“冗余伙伴”的第二個模塊。在用戶程序中,應(yīng)訪問具有最低地址的模塊。第二個地址不向用戶顯示,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 之間的唯一差別是塊庫中的兩個函數(shù)塊(RED_IN 和 RED_OUT),需要在用戶程序的開始處和結(jié)束處調(diào)用這兩個函數(shù)塊。
在 STEP 7 V5.3 或更高版本中,該庫已作為標(biāo)準(zhǔn)庫集成到 STEP 7 中。
S7-400H
S7-400F/FH 滿足下列安全要求:
- 要求等級 AK 1 至 AK 6,根據(jù) DIN V 19250/DIN V VDE 0801
- 安全要求等級 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模塊中。
信號模塊通過差異分析和測試信號注入來監(jiān)控輸出和輸入信號。
通過定期自檢、命令測試以及按時間順序執(zhí)行的邏輯程序執(zhí)行檢查,CPU 可檢查控制器的運行是否正常。此外,通過狀態(tài)監(jiān)視 (sign-of-life) 請求,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 上以運行 S7-400F/FH。每個 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)來創(chuàng)建。
S7 F Systems 可選軟件包
編程安全相關(guān)的程序段時,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。
對于包含安全功能的 F 程序,可使用 CFC 調(diào)用來 F 庫中的專用函數(shù)塊并進行互連。使用 CFC 可以簡化工廠的組態(tài)和編程工作,由于工廠范圍內(nèi)具有統(tǒng)一的表示形式,也將簡了驗收測試。無需使用額外工具,程序員就可以完全專注于安全相關(guān)應(yīng)用程序。