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上海騰樺電氣設(shè)備有限公司,成立于2018年3月,注冊(cè)500萬(wàn),是一家從事技術(shù)設(shè)備銷(xiāo)售的公司。主要從事工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品銷(xiāo)售和系統(tǒng)集成的高新技術(shù)企業(yè)
長(zhǎng)期與德國(guó)SIMATIC(西門(mén)子).瑞士ABB.美國(guó)羅克韋爾(AB).法國(guó)施耐德.美國(guó)霍尼韋爾.美國(guó)艾默生合作。
公司有專(zhuān)業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì),銷(xiāo)售團(tuán)隊(duì),公司成員150于人.為客戶提供專(zhuān)業(yè)的技術(shù)支持,產(chǎn)品資料,售后。
在工控領(lǐng)域,公司以精益求精的經(jīng)營(yíng)理念,從產(chǎn)品、方案到,致力于塑造一個(gè)“行業(yè)專(zhuān)家”品牌,以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。
數(shù)字量輸入模塊可記錄設(shè)備中的 24 V DC 或 230 V AC 信號(hào),并將它們傳送到控制器?梢赃B接開(kāi)關(guān)以及 2 線制、3 線制或 4 線制接近開(kāi)關(guān)。
35 mm 寬的輸入模塊具有可設(shè)定的參數(shù)和診斷功能,因此可根據(jù)相應(yīng)過(guò)程要求進(jìn)行靈活調(diào)整。
25 mm 寬的低成本模塊沒(méi)有可設(shè)定的參數(shù)或診斷功能,可極為方便地集成到工程系統(tǒng)中。建議將它們?cè)谥恍枰苌佥斎胪ǖ赖奈恢檬褂,或在必須在十分有限的空間內(nèi)部署大量通道的情況下使用。
根據(jù)需要,可在一個(gè)站中并排使用兩種模塊。由于具有統(tǒng)一特性并采用共同的系統(tǒng)附件,處理十分方便。
提供了以下寬度為 35 mm 的數(shù)字量輸入模塊:
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DI 16x24VDC HF;
16 通道數(shù)字量輸入模塊,用于記錄 24 V DC 信號(hào);一個(gè)電壓組;輸入延遲 0.05 ... 20 ms;輸入類(lèi)型 3 (IEC 61131);可設(shè)置診斷和硬件中斷
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DI 32x24VDC HF;
32 通道數(shù)字量輸入模塊,用于記錄 24 V DC 信號(hào);兩個(gè)電壓組;輸入延遲 0.05 ... 20 ms;輸入類(lèi)型 3 (IEC 61131);可設(shè)置診斷和硬件中斷
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DI 16x24VDC SRC BA;
16 通道數(shù)字量輸入模塊,用于記錄 24 V DC 信號(hào);低電平有效;一個(gè)電壓組;固定輸入延遲 3.2 ms;輸入類(lèi)型 3 (IEC 61131)
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DI 16x230VAC BA;
16 通道數(shù)字量輸入模塊,用于記錄 230 V DC 信號(hào);低電平有效;一個(gè)電壓組;固定輸入延遲 20 ms;輸入類(lèi)型 1 (IEC 61131)
提供了以下寬度為 25 mm 的數(shù)字量輸入模塊:
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DI 16x24VDC BA;
16 通道數(shù)字量輸入模塊,用于記錄 24 V DC 信號(hào);漏型輸入;一個(gè)電壓組;固定輸入延遲 3.2 ms;輸入類(lèi)型 3 (IEC 61131)
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DI 32x24VDC BA;
32 通道數(shù)字量輸入模塊,用于記錄 24 V DC 信號(hào);漏型輸入;一個(gè)電壓組;固定輸入延遲 3.2 ms;輸入類(lèi)型 3 (IEC 61131)
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用一個(gè)螺絲安裝在 S7-1500 安裝導(dǎo)軌上
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35 mm 模塊 采用螺釘型端子或推入式端子的標(biāo)準(zhǔn)化 40 針前連接器(不能用于 25 mm 模塊)
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25 mm 模塊 采用推入式端子的標(biāo)準(zhǔn)化 40 針前連接器(不能用于 35 mm 模塊)
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標(biāo)準(zhǔn)化、協(xié)調(diào)型前連接器針腳分配,更便于接線
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可連接芯線截面積0.25 mm2 至 1.5 mm2(AWG24 至 16)
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集成式電壓橋接件,用于靈活形成電壓組(僅 35 mm 模塊)
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前連接器的預(yù)接線位置
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前蓋帶有可擴(kuò)充的電纜室,即使完全接線時(shí)也如此
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模塊正面的清晰標(biāo)簽
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模塊類(lèi)型
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訂貨號(hào)
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硬件和固件型號(hào)
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通道編號(hào)標(biāo)簽
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電纜連接圖
含在供貨范圍之內(nèi):
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用于手工貼標(biāo)簽的一個(gè)標(biāo)簽條
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一個(gè) U 型連接器
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印制有文字的前門(mén)
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前連接器((僅 25 mm 模塊)
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S7-400F/FH 滿足下列安全要求:
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等級(jí)需求:AK 1 to AK 6 to DIN V 19250/DIN V VDE 0801
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安全要求等級(jí):SIL 1 to SIL 3 to IEC 61508
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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(xiě)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(xiě)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:
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STEP 7 V5.1 以上
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CFC V5.23 或新版本
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S7-SCL V5.1 SP 1 或新版本
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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。
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10 種不同 CPU,用于 S7-400
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4 種 CPU,用于 S7-400H 和 S7-400F/FH
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3 個(gè)故障安全 CPU,可用于 S7-400F
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具有不同的性能等級(jí),滿足不同的應(yīng)用領(lǐng)域
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西門(mén)子S7-200 CPU的類(lèi)型
從CPU模塊的功能來(lái)看,SIMATIC S7-200系列小型PLC發(fā)展至今,大致經(jīng)歷了兩代:
第一代產(chǎn)品,其CPU模塊為CPU 21X,主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展,它具有四種不同配置的CPU單元:CPU 212,CPU 214,CPU 215和CPU 216,本書(shū)不介紹該產(chǎn)品。
第二代產(chǎn)品,其CPU模塊為CPU 22X,主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展,它具有五種不同配置的CPU單元:CPU 221,CPU 222,CPU 224和CPU 226和CPU226XM,除CPU 221之外,其它都可加擴(kuò)展模塊,是目前小型PLC的主流產(chǎn)品。本書(shū)將介紹CPU22X系列產(chǎn)品。
對(duì)于每個(gè)型號(hào),西門(mén)子廠家都提供有產(chǎn)品貨號(hào),根據(jù)產(chǎn)品貨號(hào)可以購(gòu)買(mǎi)到指定類(lèi)型的PLC。
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):
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高速指令執(zhí)行。
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用戶友好的參數(shù)分配
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人機(jī)界面:
S7-400 的操作系統(tǒng)中集成了用戶友好的 OCM 。
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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。
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密碼保護(hù)。
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模式選擇開(kāi)關(guān)
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系統(tǒng)功能
SIMATIC S7-400 符合以下國(guó)內(nèi)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):
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CE 標(biāo)志
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UL
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CSA 或 cULus
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FM
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ATEX
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C-Tick、EMC 標(biāo)記,適用于澳大利亞和新西蘭
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IEC 61131-2
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船級(jí)社的船用
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ABS(美國(guó)船級(jí)社)
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BV(法國(guó)船級(jí)社)
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DNV(挪威船級(jí)社)
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GL(德國(guó)勞氏船級(jí)社)
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LRS(英國(guó)勞氏船級(jí)社)
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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:
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模塊安裝十分簡(jiǎn)單。
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背板總線集成在安裝機(jī)架中。
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模塊更換簡(jiǎn)單,不會(huì)將模塊相互混淆
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成熟可靠的連接技術(shù)
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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。
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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)。
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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(lèi)型:
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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
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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:
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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。
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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)?墒褂 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:
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通過(guò) MPI 和 PROFIBUS S7 進(jìn)行的 S7 通信。
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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:
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通過(guò) PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S5 兼容通信。
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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:
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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。
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使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器并通過(guò)這些 Web 頁(yè)面監(jiān)控 S7-400。
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通過(guò) FC 調(diào)用,從S7-400 的用戶程序發(fā)送電子郵件。
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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:
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CPU 常規(guī)信息
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診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容
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變量表
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變量狀態(tài)
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模塊狀態(tài)
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消息
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有關(guān)工業(yè)以太網(wǎng)的信息
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OUC 連接診斷
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PROFINET 節(jié)點(diǎn)拓?fù)?
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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):
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分布式信號(hào)采集
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信號(hào)傳輸
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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:
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增加分布式 I/O 節(jié)點(diǎn)(PROFIBUS DP 或 PA 從站)
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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:
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監(jiān)控信號(hào)采集(診斷)
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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。
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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(lèi)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
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診斷消息
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可能的故障原因
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無(wú)傳感器電源
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傳感器電源過(guò)載
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傳感器電源對(duì) M 短路
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無(wú)外部輔助電壓
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無(wú)內(nèi)部輔助電壓
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模塊無(wú)電源電壓 L+
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內(nèi)部模塊熔斷器有故障
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熔斷器燒斷
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模塊中的參數(shù)不正確
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時(shí)間看門(mén)夠脫落
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EPROM 故障
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RAM 故障
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硬件中斷丟失
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硬件中斷到來(lái)的速度超過(guò) CPU 的處理能力
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模擬量輸入模塊
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診斷消息
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可能的故障原因
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無(wú)外部負(fù)載電壓
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組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤
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共模錯(cuò)誤
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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
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斷線
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傳感器電路的電阻過(guò)高
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模塊和傳感器之間的線路中斷
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通道未切換(斷開(kāi))
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低于量程下限
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輸入值低于前量程值,此故障的可能原因是
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量程 4 - 20 mA、1 - 5 V:
傳感器極性接反;
選擇的量程不正確
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其它量程:
選擇的量程不正確
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高于量程上限
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模擬量輸出模塊
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診斷消息
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可能的故障原因
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無(wú)外部負(fù)載電壓
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組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤
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對(duì) M 短路
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輸出過(guò)載
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輸出 QV 對(duì) MANA 短路
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斷線
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執(zhí)行器電阻過(guò)高
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模塊和執(zhí)行器之間的線路中斷
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通道未使用(斷開(kāi))
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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)。
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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。
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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:
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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。
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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):
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單一總線或冗余總線。
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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:
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數(shù)據(jù)交換
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故障響應(yīng)(故障轉(zhuǎn)移至備用設(shè)備)
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兩個(gè)子單元的同步
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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:
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相同的用戶程序
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相同的數(shù)據(jù)塊
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相同的過(guò)程映像內(nèi)容
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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:
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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。
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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):
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直接訪問(wèn) I/O
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中斷、報(bào)警
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更新用戶時(shí)間
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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:
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中央控制器的連接
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中央處理單元
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處理器/ASIC
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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(lèi)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:
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要求等級(jí) AK 1 至 AK 6,根據(jù) DIN V 19250/DIN V VDE 0801
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安全要求等級(jí) SIL 1 至 SIL 3,根據(jù) IEC 61508
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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(zhuān)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(zhuān)注于安全相關(guān)應(yīng)用程序。
Monitor V6.2帶50個(gè)客戶機(jī)