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• 用于具有中等程序規(guī)模需求的應(yīng)用
• 對二進制和浮點數(shù)運算具有較高的處理能力

CPU 運行需要 SIMATIC 微存儲卡(MMC)

CPU 314 用于對處理能力和響應(yīng)速度有很高要求的場合。通過其工作存儲器，該CPU也適用于中等規(guī)模的應(yīng)用。

CPU 314 安裝有：

西門子S7-200網(wǎng)絡(luò)的通訊設(shè)置和元件選擇

S7-200的端口是不隔離的，如果想使網(wǎng)絡(luò)隔離，應(yīng)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(shè)備有可能導(dǎo)致不希望的電流流過連接電纜。

●這種不希望的電流可能導(dǎo)致通訊失敗或者設(shè)備損壞。

●要確保用通訊電纜連接的所有設(shè)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(luò)確定通訊距離、通訊速率和電纜類型

網(wǎng)段的最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(shè)備是需要隔離。當(dāng)接地點之間的距離很遠(yuǎn)時，有可能具有不同的地電位。即使距離較近，大型機械的負(fù)載電流也能導(dǎo)致地電位的不同。

表1 網(wǎng)絡(luò)電纜的最大長度

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

在網(wǎng)絡(luò)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(luò)的長度：在網(wǎng)絡(luò)中使用一個中繼器可以使網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(luò)中，最多可以使用9個中繼器。但網(wǎng)絡(luò)的長度不能超過9600m.

●為網(wǎng)絡(luò)增加設(shè)備：在9600的波特率下。50米距離之內(nèi)，一個網(wǎng)段最多可以連接32個設(shè)備，使用一個中繼器允許在網(wǎng)絡(luò)上增加32個設(shè)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(luò)的通訊質(zhì)量。

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

                      圖1帶有中繼器的網(wǎng)絡(luò)

選擇網(wǎng)絡(luò)電纜

S7-200 網(wǎng)絡(luò)使用RS-485標(biāo)準(zhǔn)，是用雙絞線電纜。在一個網(wǎng)段上可以連接32個設(shè)備。

表2 網(wǎng)絡(luò)電纜的通用指標(biāo)

• 模擬量輸入/輸出
• 用于解決更復(fù)雜的模擬量過程信號控制任務(wù)
• 用于連接模擬傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，而無需增加測量放大器
  

HART 模塊

• 用于在 SIMATIC S7 和 PCS 7 系統(tǒng)中使用 HART（高速尋址遠(yuǎn)程變送器）設(shè)備
• 可以連接所有變送器或HART傳感器/執(zhí)行器，這些設(shè)備必須可以使用HART協(xié)議進行通信
• 此外,還可以連接采用4-20mA技術(shù)的轉(zhuǎn)換變送器(無HART協(xié)議)
• 只能插入到帶 IM153-2 的 ET 200M 中

有關(guān) HART 模塊的詳細(xì)信息，請參見 "ET 200M 分布式 I/O 站"。

模擬量輸入/輸出模塊用于處理自動化系統(tǒng)中的模擬量輸入/輸出任務(wù)。模擬傳感器和執(zhí)行器可以通過這些模塊連接到自動化系統(tǒng)。
使用模擬量輸入/輸出模塊給用戶提供以下優(yōu)點：

• 最佳適應(yīng)性：
  通過合適的模塊組合方式，可以根據(jù)特定任務(wù)調(diào)整輸入/輸出的點數(shù)。節(jié)約了不必要的成本。
• 功能強大的模擬量處理技術(shù)：
  多種輸入/輸出范圍以及高精度允許連接多種不同的模擬量傳感器和執(zhí)行器。

模擬量輸入模塊具有下列機械特性：

緊湊型設(shè)計

堅固的塑料機殼里包括：

• 指示組故障的紅色指示燈
• 前連接器插接選件，裝在前門后面而得到防護。
• 前門上的標(biāo)簽區(qū)。
• 連接器針腳分配，用于在前門內(nèi)部進行配線。

安裝方便

模塊安裝在 DIN 導(dǎo)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(dāng)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(yīng)。其它模塊繼續(xù)工作。

方便用戶接線

裝置單元通過前置連接器連接。當(dāng)首次連接模塊時，編碼設(shè)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，可原封不動保持前連接器的接線狀態(tài)。這樣可以避免在更換模塊的過程中將已接線的前連接器插入到錯誤模塊中。

SIMATIC S7 I/O 模塊與傳感器/執(zhí)行器之間的接線是關(guān)系成本高低、配置、控制柜加工、購置和維修方便性的關(guān)鍵因素。

通過 SIMATIC TOP connect 系統(tǒng)電纜連接技術(shù)，可簡便而快速地建立 SIMATIC S7-300/400 的可靠連接。

使用 TIA Selection Tool，只需點擊鼠標(biāo)，即可組態(tài)從 SIMATIC S7 模塊到 I/O 的連接。程序會自動檢查合理性，并生成所選連接組件的部件列表，隨后就可以在西門子工業(yè)產(chǎn)品網(wǎng)上商城中進行訂購。

兩種布線形式可用于十分廣泛的控制柜設(shè)計：

模塊化連接

單獨插入每個組件。

該系統(tǒng)包括：

• 前連接器模塊
• 連接電纜
• 連接模塊，分為以下三種：基本模塊、信號模塊、功能模塊。

從而可以幾乎排除連接錯誤，并將安裝費用降到最低�？上到y(tǒng)性地連接 SIMATIC 系統(tǒng)。電纜按米銷售，并且電纜經(jīng)過預(yù)組裝或者可方便地進行組裝，從而顯著降低連接電纜的組裝開銷。

完全模塊化連接設(shè)計（以 16 通道為例）

柔性連接

包括：

• 前連接器采用螺釘式或壓接式觸點
• 單芯前連接器
• 單芯線符合 UL/CSA 標(biāo)準(zhǔn)。

藍(lán)色單芯線上有編號，分別連接到控制柜內(nèi)的各個元件上。單芯線上的編號與前連接器的針腳編號對應(yīng)。

與常規(guī)單一布線方式相比，組裝成本節(jié)約 50%，因為固定各個線芯時，已在接頭上對它們進行過檢查。

因此，無需對每個模塊多達兩倍的 46 個線芯進行復(fù)雜的預(yù)組裝。

• 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(wù)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(nèi)核：
  • 通過實時 Hypervisor 技術(shù)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(yīng)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(shè)備名稱、位置標(biāo)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(biāo)
  • 顯示顯示屏設(shè)置
  • 設(shè)置 IP 地址
  • 設(shè)置日期和時間
  • 選擇運行模式
  • 將 CPU 復(fù)位為出廠設(shè)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(qū)動程序
• 通過 Windows 接口進行通信的集成驅(qū)動程序
• 與 WinCC RT Advanced 的 PC 內(nèi)部通信
• 與 Windows 應(yīng)用程序的 PC 內(nèi)部通信

S7-1500 標(biāo)準(zhǔn) 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(shè)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(biāo)準(zhǔn) 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(shù)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：
  • 最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(qū)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(shè)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(zhì)冗余、I 設(shè)備、等時同步模式
  • 通過 PC 的 Windows 接口與 Windows 應(yīng)用程序通信（SIMATIC 通信、開放式用戶通信）或與外部設(shè)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(dāng)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(dāng)前消息
  • 拓?fù)?/ PROFINET 設(shè)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(diào)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(yīng)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(zhuǎn)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(shè)備、Web 器或集成式顯示屏加以顯示。當(dāng) 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(shù)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(quán)的組態(tài)更改。各種授權(quán)級別可用于向不同的用戶組分配不同的權(quán)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(quán)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。