西門子卡件6ES7532-5NBOO-OABO,西門子卡件6ES7532-5NBOO-OABO
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一個方案,3 個平臺
自動化系統(tǒng)主要通過以下特性來識別:
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系統(tǒng)特定的特性,如功能和工程
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硬件相關(guān)特性,如性能、設(shè)計和可擴展性
但是,機械工程需求差異非常大,取決于具體的機器型號。
每個硬件平臺在特定應用中使用時都有其優(yōu)點。
不同的平臺之間還可以非常輕松地進行組合,這是模塊化機器和設(shè)備的突出優(yōu)點。因為單個的硬件平臺總是具有相同的系統(tǒng)特性,即不論使用什么平臺,功能和工程總是一樣。
PROFIBUS 或 PROFINET 可以用來創(chuàng)建驅(qū)動和 I/O 之間的遠程連接。
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 方應用也可以通過 OPC 接口與 SIMOTION 進行通信。
SIMOTION D – 緊湊型,集成在驅(qū)動中
在 SIMOTION D 中,SIMOTION 的功能直接集成于 SINAMICS S120 驅(qū)動系統(tǒng)的閉環(huán)控制模塊中。因此,整個系統(tǒng)(包括開環(huán)控制和驅(qū)動)都極其緊湊且響應快速。
SIMOTION D 提供兩種型號:
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SIMOTION D410-2 單軸系統(tǒng),也可選配多軸(模塊型)
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SIMOTION D4x5-2 多軸系統(tǒng),四種性能型號多提供 128 軸(書本型)
這種性能細分確保大程度的可擴展性和靈活性。應用領(lǐng)域從單軸機器到高性能的多軸機器。為了實現(xiàn)可視化和操作,SIMATIC HMI 設(shè)備可通過 PROFIBUS、以太網(wǎng)或 PROFINET 進行連接,具體取決于SIMOTION D 的型號。通過 PROFINET 或 PROFIBUS 來連接分布式 I/O。
SIMOTION C – 模塊化和靈活性
SIMOTION C 是采用 SIMATIC S7-300 設(shè)計的運動控制器。
其提供兩種型號,接口不同,但運動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 SIMATIC S7-300 系列的 I/O 模塊加以擴展。
SIMOTION C240 是采用模擬量設(shè)定值接口和步進驅(qū)動器的應用的理想解決方案。它具有四個內(nèi)置驅(qū)動器和編碼器接口,非常適合機器改裝項目。
SIMOTION C240 PN 可用于基于 PROFINET 的機器自動化項目。這種控制器具有三個 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)動器以及 PROFINET I/O(如高速 SIMATIC ET 200SP)。
兩種型號都另外配備兩個 PROFIBUS 接口,通過這兩個接口可以連接支持 PROFIdrive 行規(guī)和標準 I/O 的驅(qū)動。除此以外,兩個控制器還具有工業(yè)以太網(wǎng)接口,從而提供更多的通信選項。
SIMOTION P – 對其他任務開放
SIMOTION P 是基于 PC 的運動控制系統(tǒng),具有兩種型號:
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SIMOTION P320-4 E(嵌入式)
處理器:高性能 Intel i3 處理器
存儲器:內(nèi)部 CFast/外部可訪問 CFast
操作系統(tǒng):Windows Embedded Standard 7
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SIMOTION P320-4 S(標準型)
處理器:高性能型 Intel i7 處理器
存儲器:內(nèi)置固態(tài)硬盤 (SSD)/外部可訪問 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)境中的應用。兩個 PC 都配有針對 SIMOTION 的常見實時擴展系統(tǒng)。這就意味著,除了 SIMOTION 機器應用程序以外,還可能隨時運行其他 PC 應用程序,例如 SIMOTION 工程系統(tǒng)、操作員應用程序、過程數(shù)據(jù)例程或標準的 PC 應用程序。
借助其的處理器性能,SIMOTION P350-4 特別適合對性能要求較高的應用(如具有高動態(tài)配置和壓力控制回路的液壓應用)。
SIMOTION P320-4 特別適合惡劣的操作環(huán)境。由于其尺寸小,因此對于許多可用空間有限并且需要設(shè)計非常堅固的應用均是佳選擇。
SIMOTION P320-4 可通過各種不同的 SIMOTION 工業(yè)平板顯示器來操作 (IFP)。提供了不同的屏幕大小,既可以使用鍵盤和鼠標,也可以使用觸摸屏進行操作。
這兩個型號都標配有一個現(xiàn)場總線接口,其形式為集成式 PROFINET 接口(3 個端口)。IsoPROFIBUS board 板可安裝在擴展插槽內(nèi)以實現(xiàn) PROFIBUS 應用。IsoPROFIBUS 板具有兩個附加 PROFIBUS 接口。
多層軟件結(jié)構(gòu)
通過 SIMOTION,帶有眾多不同機器的運動任務可輕松、統(tǒng)一地執(zhí)行。
為了方便任務的執(zhí)行,一個非常特別的多層軟件結(jié)構(gòu)被選擇作為運行系統(tǒng)。所有 SIMOTION 設(shè)備都提供了 PLC 功能等基本功能,帶有符合標準 IEC 61131-3 的一個指令集。用戶可使用隨附的工藝包和函數(shù)庫來擴展基本功能。
可擴展的功能
工藝包、函數(shù)庫和運行系統(tǒng)的多層結(jié)構(gòu)相結(jié)合,可將 SIMOTION 的功能加以擴展。
可伸縮
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具有功能級別
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具有廣泛功能的軟件模塊和技術(shù)功能包
使用靈活
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由于使用集成、可自由編程的 PLC,因此符合 IEC 61131-3 標準
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可無限使用的技術(shù)功能包
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通過一個綜合指令集和符合 PLCopen 標準的功能塊而具有廣泛功能
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可運轉(zhuǎn)伺服、矢量、步進和液壓驅(qū)動器
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能夠?qū)⒏鞣N技術(shù)功能包和功能庫組合在一起
可擴展
技術(shù)功能包
每個技術(shù)功能包都為相關(guān)技術(shù)提供了完整功能。例如,運動控制功能包提供了用于精確定位運動的所有功能(包括凸輪系統(tǒng))。
它還負責處理與驅(qū)動器之間進行的設(shè)定點和實際值循環(huán)交換,包括位置控制、運動曲線的計算、運動的刪除和超控、歸位功能、編碼器切換、軸的釋放、狀態(tài)信息,等等。
除運動控制工藝包(包括定位、同步操作、輸出凸輪和路徑插補)之外,還提供了用于其他技術(shù)的功能包,如溫度控制。
功能庫
功能庫提供了標準功能
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用于集成專用 I/O 模塊(如計數(shù)器模塊、通信模塊、AS-Interface)
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用于擴展系統(tǒng)功能(如閉環(huán)控制器)
模塊化用戶功能也可存儲為庫,以便在項目中以標準形式執(zhí)行。
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概述
Drive ES 是一個工程組態(tài)系統(tǒng),可方便而有效地將西門子驅(qū)動技術(shù)的通信、組態(tài)和數(shù)據(jù)管理功能集成到 SIMATIC 自動化環(huán)境中。
以下軟件包可供選擇:
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Drive ES Basic Maintenance
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Drive ES PCS 7
Drive ES (Drive Engineering Software) 可將西門子的變頻器全面集成到全集成自動化環(huán)境中。
以下軟件包可供選擇:
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Drive ES Basic Maintenance
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Drive ES PCS 7(APL 型或經(jīng)典型)
Drive ES Basic Maintenance
該軟件產(chǎn)品可確保實現(xiàn) STARTER 不支持的之前驅(qū)動系統(tǒng)的 TIA 功能。
Drive ES Basic 保養(yǎng)是針對全集成自動化領(lǐng)域新手用戶的基本軟件,用于在該環(huán)境中在線和離線設(shè)置所有驅(qū)動的參數(shù)。使用 Drive ES Basic 保養(yǎng)可在 SIMATIC Manager 的操作界面上對自動化系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)進行操作。Drive ES Basic 保養(yǎng)是用來對整個項目中的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一存檔、將 SIMATIC 的遠程功應用到變頻器中的起點。Drive ES Basic 提供了用于新運動控制功能的組態(tài)工具(從站間的通信,通過 ROFIBUS DP 實現(xiàn)等距離和等時同步操作),可確保將帶有 PROFINET IO 接口的變頻器簡便集成到 SIMATIC 環(huán)境中。
注意:
對于 SINAMICS 和 MICROMASTER 4 變頻器,此 TIA 功能也隨 STARTER 調(diào)試工具(V4.3.2 及更高版本)提供。
Drive ES PCS 7(APL 型或經(jīng)典型)
Drive ES PCS 7 將帶有 PROFIBUS DP 接口的變頻器連接到 SIMATIC PCS 7 過程控制系統(tǒng),需要首先安裝 SIMATIC PCS 7 V6.1 和更高版本。Drive ES PCS 7 為操作員站提供了塊庫,其中包括用于變頻器的函數(shù)塊和用于操作員站的相應面板,以便能通過 PCS 7 過程控制系統(tǒng)來操作變頻器。從 V6.1 起,還可在 PCS 7 維護站中顯示變頻器。
在 Drive ES PCS 7 V8.0 及更高,提供了兩個版本的庫:APL(過程庫)型和以前的所謂經(jīng)典型。
Drive ES PCS 7 的詳細內(nèi)容(APL 樣式或經(jīng)典樣式)
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用于 SIMATIC PCS 7 Faceplates 的塊庫和用于 SIMOVERTMASTERDRIVESVC 及 MC 的控制塊以及第三代及第四代 MICROMASTER/MIDIMASTER 和 SIMOREGDC MASTER 以及 SINAMICS
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STEP7 從站對象管理器用于方便地組態(tài)變頻器以及與變頻器的非循環(huán) PROFIBUSDP 通信
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STEP 7 設(shè)備管理器用于方便地組態(tài)帶有 PROFINET-IO 接口的變頻器(V8.0 SP1 及更高版本)
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SETUP 程序 用于在 PCS 7 環(huán)境中安裝軟件
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Drive ES 軟件更新
也可以為 Drive ES 軟件購買軟件更新。訂購后一年之內(nèi),用戶將自動收到新軟件、包和完整功能版。
除現(xiàn)有(即此前訂購的)的完整功能版外,還可以訂購更新。
更新自動延長 1 年,除非在到期前 6 周內(nèi)取消更新。
應用
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:
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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
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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。
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設(shè)計
數(shù)字量輸入/輸出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:
-
綠色 LED,用于指示輸入/輸出的信號狀態(tài)
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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(nèi)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(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。
設(shè)計
數(shù)字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:
-
綠色 LED,用于指示輸入的信號狀態(tài)。
-
前連接器插座,通過前門保護。
-
前門上的標簽區(qū)。
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連接器針腳分配,用于在前門內(nèi)部進行配線。
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安裝方便:
沒有插槽規(guī)則;輸入地址由插槽決定。
當在 ET 200M 中與有源總線模塊一起使用時,可以進行熱插拔,而不會有任何反應。
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方便用戶接線。
具有8、16、32或64通道的模塊。
功能
數(shù)字量輸入模塊將來自過程的外部數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換成控制器的內(nèi)部信號電平(邏輯“0”或“1”)。
多種輸入電壓,可支持連接不同的控制信號:
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24 V DC
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48 - 125 V DC
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120/230 V AC
除了經(jīng)濟性以及易于處理的特點外,該模塊還具有其他特殊功能:
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可在等時模式下使用
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過程和診斷報警
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使用源電流或漏電流
特殊模塊還可處理過程工程,例如支持 NAMUR 標準。
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7種標準型CPU(CPU 312,CPU 314,CPU 315-2 DP,CPU 315-2 PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP,CPU 319-3 PN/DP)
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7種CPU可在-25°C 至 +60°C的擴展的環(huán)境溫度范圍中使用
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具有不同的性能等級,滿足不同的應用領(lǐng)域。
應用
提供了以下標準 CPU
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CPU 312,用于小型工廠
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CPU 314,用于對程序量和指令處理速率有額外要求的工廠
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CPU 315-2 DP,用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態(tài)的工廠
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CPU 315-2 PN/DP,用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠,在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
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CPU 317-2 DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態(tài)的工廠
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CPU 317-2 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠,在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
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CPU 319-3 PN/DP,用于具有極大容量程序量何組網(wǎng)能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠,在PROFInet上實現(xiàn)基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
CPU 312 安裝有:
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微處理器;
處理器處理每條二進制指令的時間可達 100 ns。
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擴展存儲器;
與執(zhí)行相關(guān)的程序段的 32 KB 高速 RAM(相當于約 10 K 指令)可以為用戶程序提供足夠的空間;
SIMATIC 微型存儲卡(大 4 MB)作為程序的裝載存儲器,還允許將項目(包括符號和注釋)存儲在 CPU 中。
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靈活的擴展能力;
多達 8 個模塊,(1排結(jié)構(gòu))
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MPI多點接口;
集成的 MPI 接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程設(shè)備、PC、OP 的 6 條連接。在這些連接中,始終為編程器和 OP 分別預留一個連接。通過“全局數(shù)據(jù)通訊”,MPI可以用來建立多16個CPU組成的簡單網(wǎng)絡。
CPU 314 安裝有:
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微處理器;
處理器對每條二進制指令的處理時間大約為 60 ns,每個浮點預算的時間為 0.59 μs。
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擴展存儲器;
與執(zhí)行相關(guān)的程序段的 128 KB 高速 RAM(相當于約 42 K 指令)可以為用戶程序提供足夠的空間;
SIMATIC 微型存儲卡(大 8 MB)作為程序的裝載存儲器,還允許將項目(包括符號和注釋)存儲在 CPU 中。
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靈活的擴展能力;
多達 32 個模塊,(4排結(jié)構(gòu))
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MPI多點接口;
集成的 MPI 接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程設(shè)備、PC、OP 的 12 條連接。在這些連接中,始終為編程器和 OP 分別預留一個連接。通過“全局數(shù)據(jù)通訊”,MPI可以用來建立多16個CPU組成的簡單網(wǎng)絡。
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具有中、大容量的程序存儲器和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),如果需要,可以供 SIMATIC 組態(tài)工具使用
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對二進制和浮點數(shù)運算具有較高的處理能力
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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
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PROFIBUS DP 主站/從站接口
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用于大量的 I/O 擴展
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用于建立分布式 I/O 結(jié)構(gòu)
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在PROFIBUS上實現(xiàn)等時同步模式
CPU 運行需要 SIMATIC 微存儲卡(MMC)
CPU 315-2 DP 是一個帶有大中型程序存儲器和 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU。除了集中式 I/O 結(jié)構(gòu)外,它還可用于分布式自動化結(jié)構(gòu)。
它在 SIMATIC S7-300 中經(jīng)常被用作標準 PROFIBUS DP 主站。 該 CPU 也被用作分布式智能設(shè)備(DP從站)。
它已經(jīng)依照量化框架作了,以便使用 SIMATIC 工程工具,如:
另外,CPU 為采用軟件來實現(xiàn)一些簡單的工藝任務提供了一個理想的平臺,例如:
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簡單的運動控制
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使用 STEP 7 塊或運行軟件“標準/模塊化PID控制” 來實現(xiàn)閉環(huán)控制任務的解決方案
通過使用 SIMATIC S7-PDIAG 可以實現(xiàn)擴展過程診斷。
CPU 315-2 DP 安裝有:
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微處理器;
處理器對每條二進制指令的處理時間大約為 50 ns,每個浮點預算的時間為 0.45 μs。
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256 KB 工作存儲器(相當于大約 85 K 條指令);
與執(zhí)行程序段相關(guān)的大容量工作存儲器可以為用戶程序提供足夠的空間。作為程序裝載存儲器的微型存儲卡(大為 8 MB)也允許將可以項目(包括符號和注釋)保存在 CPU 中。裝載存儲器還可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理。
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靈活的擴展能力;
多達 32 個模塊,(4排結(jié)構(gòu))
-
MPI多點接口;
集成的 MPI 接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程設(shè)備、PC、OP 的 16 條連接。在這些連接中,始終為編程器和 OP 分別預留一個連接。通過“全局數(shù)據(jù)通訊”,MPI可以用來建立多16個CPU組成的簡單網(wǎng)絡。
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PROFIBUS DP 接口:
帶有 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU 315-2 DP 可以用來建立高速、易用的分布式自動化系統(tǒng)。對用戶來說,分布式I/O單元可作為一個集中式單元來處理(相同的組態(tài)、編址和編程).
全面支持 PROFIBUS DP V1 標準。它提高了 DP V1 標準從站的診斷和參數(shù)化能力。
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概述
S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能為強大的 PLC。它可以成功實現(xiàn)全集成自動化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個用于制造業(yè)和過程工業(yè)系統(tǒng)解決方案的自動化平臺,其主要特點是具有模塊化的結(jié)構(gòu)并擁有性能儲備。
S7-400
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中端到高端性能范圍內(nèi)功能強大的 PLC
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可滿足要求極為苛刻的任務的解決方案
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全面的模塊和各種性能等級 CPU 可針對具體自動化任務進行佳調(diào)整
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可實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu),適用十分靈活
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連接方便
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優(yōu)通信和聯(lián)網(wǎng)功能
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操作方便,設(shè)計簡單,不含風扇
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任務增加時可順利擴展
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多重計算:
多個 CPU 在一個 S7-400 中央控制器中同時運行。
多重計算功能可對 S7-400 的總體性能進行分配。例如,可將復雜的技術(shù)任務(如開環(huán)控制、計算或通信)進行拆分并分配給不同的 CPU?梢詾槊總 CPU 分配自己的 I/O。
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模塊化:
通過功能強大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口,可實現(xiàn)許多大量通信線路的高性能操作。例如,這樣可以擁有一條用于 HMI 和編程任務的通信線路、一條用于高性能等距運動控制組件的通信線路和一條“正!盜/O 現(xiàn)場總線。另外,還可以實現(xiàn)額外需要的與 MES/ERP 系統(tǒng)或 Internet 的連接。
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工程組態(tài)和診斷:
結(jié)合使用 SIMATIC 工程組態(tài)工具,可極為高效地對 S7-400 進行組態(tài)和編程,尤其對于采用高性能工程組件的廣泛自動化任務。為此,可以使用語言(如 SCL)以及用于順序控制、狀態(tài)圖和工藝圖的圖形化組態(tài)工具。
S7-400H
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具有冗余設(shè)計的高可用性自動化系統(tǒng)。
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用于具有很高故障安全要求的應用:
重新啟動成本很高、停產(chǎn)代價高昂、幾乎不需要監(jiān)視且維護選項較少的過程。
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冗余設(shè)計的集中功能
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提高 I/O 的可用性:切換式 I/O 配置
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也可使用具有標準可用性的 I/O:單側(cè)配置
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熱后備:發(fā)生故障時,自動切換到備用設(shè)備。
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包含 2 個單獨機架或一個分隔式中央機架的配置
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通過冗余 PROFIBUS DP 或系統(tǒng)冗余 PROFINET I/O 來連接切換式 I/O。
S7-400F/FH
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故障安全型自動化系統(tǒng),適用于具有很高安全要求的工廠
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符合相關(guān)標準的安全要求(IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4)
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如果需要,也可通過冗余設(shè)計來實現(xiàn)容錯
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不對安全相關(guān) I/O 進行額外接線
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通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 實現(xiàn)安全通信
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基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
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適用于非安全相關(guān)應用的標準模塊也可以在自動化系統(tǒng)中使用
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隔離模塊用于在一個 ET 200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標準模塊。
應用
S7-400
SIMATIC S7-400 是中端到高端性能范圍內(nèi)功能強大的 PLC。
SIMATIC S7-400 具有模塊化、無風扇設(shè)計和較高擴展能力,并具有全面的通信和網(wǎng)絡功能,可以簡便實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu),用戶操作十分方便,因此成為中端到高端性能范圍內(nèi)要求極為苛刻的任務的理想解決方案。
SIMATIC S7-400 的應用領(lǐng)域包括:
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汽車工業(yè),如裝配線
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機械設(shè)備制造,包括專用機械設(shè)備制造
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倉儲技術(shù)
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鋼鐵工業(yè)
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樓宇管理系統(tǒng)
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發(fā)電和配電
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造紙和印刷領(lǐng)域
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木材加工
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食品和飲料領(lǐng)域
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過程工程,如水務和污水處理
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化工和石化領(lǐng)域
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儀表和控制
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包裝機械
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制藥工業(yè)
由于具有多種性能等級的 CPU,并有具備大量用戶友好的功能的廣泛模塊,用戶可以根據(jù)具體情況執(zhí)行其自動化任務。
任務擴展時,可通過附加模塊隨時對控制器進行擴展,成本不會很高。
SIMATIC S7-400 是一種通用控制器:
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具有很高電磁兼容性以及抗沖擊性和抗振性,因此擁有極高的工業(yè)適用性。
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可以帶電連接和斷開各模塊。
S7-400H
在自動化技術(shù)的許多領(lǐng)域中,對自動化系統(tǒng)的可用性(從而故障安全性)的需求在不斷提高。在許多領(lǐng)域中,設(shè)備停機會產(chǎn)生極高的成本。此時,只有冗余系統(tǒng)才能滿足可用性要求。
容錯型 SIMATIC S7-400H 即能滿足這些要求。即使在一個或多個故障導致控制器的部件出現(xiàn)故障時,也能繼續(xù)運行。通過以這種方式實現(xiàn)的可用性讓 SIMATIC S7-400H 尤其適用于以下應用領(lǐng)域:
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控制器發(fā)生故障后重啟會產(chǎn)生很高費用的過程(通常在過程工業(yè)中)。
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停產(chǎn)的代價十分高昂的過程。
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涉及貴重材料的過程(例如在制藥工業(yè)中)。
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無人監(jiān)視的應用
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涉及較少維護人員的應用
訂貨數(shù)據(jù)
關(guān)于 S7-400H 組件的訂貨數(shù)據(jù),請參見在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相應模塊。
S7-400F/FH
SIMATIC S7-400F/FH 故障安全自動化系統(tǒng)可在安全要求較高的工廠中使用。它可對立即停機不會給人員或環(huán)境帶來危險的過程進行控制。S7-400F/FH 具有兩種基本設(shè)計:
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S7-400F:
故障安全自動化系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中發(fā)生故障的情況下,生產(chǎn)過程會切換到安全狀態(tài)并中斷。
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S7-400FH:
故障安全和高可用性自動化系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中發(fā)生故障的情況下,冗余控制部分將發(fā)揮作用,繼續(xù)控制生產(chǎn)過程。
通過另外使用標準模塊,可以建立一個全集成控制系統(tǒng),可在非安全相關(guān)和安全相關(guān)任務共存的工廠環(huán)境中使用?梢允褂孟嗤臉藴使ぞ邔φ麄工廠進行組態(tài)和編程。
設(shè)計
SIMATIC S7-400 有多個型號:
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S7-400:
中、高端性能的功能強大的 PLC,具有模塊化結(jié)構(gòu)和免風扇的設(shè)計。
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S7-400H:
采用冗余設(shè)計的容錯自動化系統(tǒng),適用于故障安全型應用。
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S7-400F/FH:
采用冗余設(shè)計的故障安全自動化系統(tǒng),也具備高可用性。
S7-400
S7-400 自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。它擁有豐富的模塊,這些模塊可進行各種組合。
系統(tǒng)包含下列組件:
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電源模塊 (PS):
用于將 SIMATIC S7-400 連接到 120/230 V AC 或 24 V DC 電源電壓。
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CPU:
配有集成 PROFIBUS DP 接口的不同 CPU 具有不同性能范圍。根據(jù)具體型號,這些 CPU 也可以帶有集成 PROFINET 接口。使用 PROFIBUS接口,多可以連接 125 個PROFIBUS DP 從站?梢詫⒍ 256 個 PROFINET IO 設(shè)備連接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可處理極大型的配置。此外,在一個中央控制器中的多重計算模式下,多個 CPU 可以協(xié)同工作以提高性能。這些 CPU 處理速度快且具有確定性響應時間,可實現(xiàn)較短機器循環(huán)時間。
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用于數(shù)字量 (DI/DO) 和模擬量 (AI/AO) 輸入/輸出的信號模塊 (SM)
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通信處理器 (CP),例如,用于總線連接和端到點連接
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功能模塊 (FM):
用于完成計數(shù)、定位和凸輪控制等要求苛刻的任務的專業(yè)模塊。
根據(jù)具體要求,也可使用下列模塊:
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接口模塊 (IM):
用于連接中央控制器和擴展單元。SIMATIC S7-400 的中央控制器可帶有多 21 個擴展單元運行。
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SIMATIC S5 模塊:
在相關(guān) SIMATIC S5 擴展單元中,可以尋址 SIMATIC S5-115U/-135U/-155U 的所有輸入/輸出模塊。此外,在 S5 EU 或者直接在 CC 中(使用適配器)都可以使用 SIMATIC S5 的特定 IP 和 WF 模塊。
擴展
若用戶需要在應用中使用一個以上中央控制器時,則可以對 S7-400 進行擴展:
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多 21 個擴展單元:
可將多 21 個擴展單元 (EU) 連接到中央控制器 (CC)。
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接口模塊 (IM) 的連接:
通過發(fā)送和接收 IM 來連接 CC 和 EU。發(fā)送 IM 插到 CC 中,相關(guān)的接收 IM 插到下游 EU 中可將多 6 個發(fā)送 IM 插到 CC 中(其中多 2 個帶 5-V 電源),并可將多 1 個 IM 插到 EU 中。每個發(fā)送 IM 均有 2 個接口,每個接口用于連接 1 條線路。可將多 4 個 EU(不帶 5-V 電源)或 1 個 EU(帶 5-V 電源)連接到發(fā)送 IM 的每個接口。
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電源模塊的固定插槽:
必須始終將電源模塊插在 CC 和 EU 中的左側(cè)。
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通過 C 總線進行的數(shù)據(jù)交換受限制:
通過 C 總線進行的數(shù)據(jù)交換只能在 CC 和 6 個 EU(EU 1 至 EU 6)之間進行。
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集中擴展:
建議用于小型配置和機器上的控制柜。也可以提供 5-V 電源。
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CC 和后一個 EU 之間的大線路距離:1.5 m(帶 5 V 電源)、3 m(不帶 5 V 電源)。
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通過 EU 進行分布式擴展:
建議在面積很大工廠內(nèi)采用,其中,多個 EU 位于各個位置?梢允褂 S7-400 EU 或 SIMATIC S5 EU。
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CC 和后一個 EU 之間的大線路距離:對于 S7 EU,約 100 m;對于 S5 EU 約 600 m。
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注意 將 S5 擴展單元分布式連接到:
IM 463-2 可在 S7-400 的 CC 中使用,IM 314 在 S5 EU 中使用。可將以下S5 EU 連接到 S7-400:
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EG 183U
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EG 185U
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EG 186U
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ER 701-2
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ER 701-3
連接類型
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大(總)電纜長度
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本地鏈路,具有 5-V 電源,通過 IM 460-1 和 IM 461-1 實現(xiàn)
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1.5 m
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本地鏈路,無 5-V 電源,通過 IM 460-0 和 IM 461-0 實現(xiàn)
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5 m
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遠程鏈路,通過 IM 460-3 和 IM 461-3 實現(xiàn)
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102.25 m
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遠程鏈路,通過 IM 460-4 和 IM 461-4 實現(xiàn)
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605 m
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ET 200 的分布式擴展:
建議用于面積很大的工廠。通過 CPU 的 PROFIBUS DP 接口,可以連接含有多 125 個總線節(jié)點的總線。CC 與總線上后一個節(jié)點之間的大距離:23 km(使用光纜)。
S7-400 通信
SIMATIC S7-400 具有不同的通信選項:
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組合了多點接口和 DP 主站,集成在所有CPU 中:
用于同時連接編程器/PC、HMI 系統(tǒng)、S7-200 和 S7-300 系統(tǒng)以及其它 S7-400 系統(tǒng)。
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附加 PROFIBUS DP 接口,集成在多個 CPU 中,用于經(jīng)濟實用連接分布式 I/O 系統(tǒng)(例如,ET 200)。
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PROFINET CPU 上的集成式 PROFINET 接口,用于連接到分布式 I/O 系統(tǒng)或與其它控制器和 PC 系統(tǒng)通信。
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通信處理器,用于連接到 PROFIBUS 總線系統(tǒng)和工業(yè)以太網(wǎng)。
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通信處理器,用于功能強大的點到點連接。
通過 PROFIBUS DP 進行過程通信
通過 S7-400-CPU 的集成式 PROFIBUS DP接口(可選),可將 SIMATIC S7-400 作為主站連接到 PROFIBUS DP。
以下設(shè)備均可作為 PROFIBUS DP 上的主站進行連接:
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SIMATIC S7-400(CPU、CP 443-5)
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SIMATIC S7-300 (CPU、CP 342-5 DP 或 CP 343-5)
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SIMATIC C7(通過配有 PROFIBUS DP 接口的 C7,或通過 PROFIBUS DP CP)
雖然配有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站,但它們僅使用也部分通過PROFIBUS DP 運行的 PG 和 OP 功能。
以下設(shè)備可作為從站連接:
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分布式 I/O 設(shè)備,例如ET 200
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現(xiàn)場設(shè)備
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SIMATIC S7-200、S7-300
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C7-633/P DP、C7-633 DP、C7-634/P DP、C7-634 DP、C7-626 DP
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SIMATIC S7-400(僅通過 CP 443-5)
通過多點接口 (MPI) 實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信
多點接口 (MPI) 是集成在 SIMATIC S7-400的 CPU 中的通信接口。
它用于:
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編程和參數(shù)設(shè)置
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HMI
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建立涉及對等通信伙伴的簡單網(wǎng)絡拓撲
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可選擇的連接選項:
MPI 可以實現(xiàn)多 32 個節(jié)點的同時連接:
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編程器/PC
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HMI 系統(tǒng)
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S7-200(作為從站)
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S7-300
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S7-400
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C7
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內(nèi)部通信總線(C 總線);
通過 S7-400 的 C 總線以及 CPU 的 MPI 或 DP 接口,可以尋址帶有 C 總線接口的通信處理器和功能模塊。這樣就可以從編程器直接訪問 C 總線上連接的模塊。通過接口模塊,可將多 6 個擴展單元連接到 C 總線。
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MPI 的性能數(shù)據(jù):
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多 32 個 MPI 節(jié)點
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數(shù)據(jù)傳輸速率高達 12 Mbps
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靈活的安裝選件:
使用性能可靠的組件建立 MPI 通信:PROFIBUS 和“分布式 I/O”產(chǎn)品系列中的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器 (12 Mbps)。
可通過組件實現(xiàn)佳調(diào)整以滿足具體要求。例如,任意兩個 MPI 節(jié)點之間多可以串入 9 個中繼器以連接更大距離。
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DP 主站:
也可將 S7-400 的 MPI 配置為 DP 主站。隨后可以連接多 32 個大傳輸速率為 12 Mbps 的 DP 從站。從而保留編程功能和人機界面功能。
通過 CP 實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信(點到點)
通過 CP 441 通信處理器,可以實現(xiàn)功能強大的點到點連接。
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可連接各種設(shè)備,例如:
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PC
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SIMATIC S5/S7
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工業(yè) PC
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其它廠商的 PLC
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掃描儀、條形碼閱讀器、識別系統(tǒng)
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機械手控制裝置
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打印機
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可變接口:
通過可更換的接口模塊,可以使用不同傳輸介質(zhì)進行通信:
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20 mA (TTY)
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RS 232C (V.24)
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RS 422/485
通過 CP(PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng))實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信
通過 CP 443-x 通信處理器,可以將 SIMATIC S7-400 連接至 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。
例如包括:
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SIMATIC S7-200(通過 PROFIBUS)
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SIMATIC S7-300
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SIMATIC S7-400
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SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
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編程設(shè)備
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PC
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SIMATIC HMI 人機界面系統(tǒng)
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數(shù)控裝置
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機械手控制裝置
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工業(yè) PC
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驅(qū)動控制裝置
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其它廠商的設(shè)備
S7-400H
SIMATIC S7-400H 包括以下組件:
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2 個中央控制器:
2 個單獨的 UR1/UR2 中央控制器,或一個分隔式中央控制器 (UR2-H) 上的 2 個區(qū)域。
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每個中央控制器有兩個同步模塊,用于通過光纜連接兩個設(shè)備。
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每個中央控制器 1 個 CPU 412-5H、1 個 CPU 414-5H、1 個 CPU 416-5H 或 1 個 CPU 417-5H。
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中央控制器中具有 S7-400 I/O 模塊。
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UR1/UR2/ER1/ER2 擴展單元和/或帶有 I/O 模塊的 ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備。
中央功能采用冗余設(shè)計?蓪 I/O 組態(tài)為常規(guī)可用性型和切換型。
通?捎玫 I/O(單側(cè)配置)
在單側(cè)配置中,I/O 模塊具有單通道設(shè)計,僅由兩個中央控制器中的一個來尋址。單側(cè) I/O 模塊可插到中央控制器和/或擴展單元/分布式 I/O 設(shè)備中。
在 I/O 尋址設(shè)備工作正常的情況下,從單側(cè)讀入的信息始終提供給兩個中央控制器。發(fā)生故障時,受影響的中央控制器的 I/O 模塊將停止工作。
單側(cè)配置用于:
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不需要很高可用性的工廠部分。
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連接基于用戶程序的冗余I/O。此時,必須對系統(tǒng)進行對稱設(shè)置。
高可用性(切換式配置)
在切換式配置中,I/O 模塊采用單通道設(shè)計,但它們將由兩個中央控制器通過冗余 PROFIBUS DP 來尋址。在切換式配置中運行的 I/O 模塊只能插到 ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備中。
通過 PROFIBUS DP 連接到中央控制器。
I/O 冗余
冗余 I/O 模塊以冗余方式成對配置。使用冗余 I/O 可以實現(xiàn)高程度的可用性,因為通過這種方式,可以承受 CPU、PROFIBUS 或信號模塊出現(xiàn)故障。
可進行實現(xiàn)以下配置:
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單側(cè) DP 從站采中采用冗余 I/O
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切換式 DP 從站采用冗余 I/O
適宜的 I/O 模塊
相互冗余的模塊必須為同一類型和設(shè)計形式(例如,均為集中式或均為分布式)。不對插槽進行規(guī)定。不過,出于可用性原因,建議在不同的站中使用。關(guān)于可以使用的模塊,請咨詢系門子客戶支持部門或參閱相關(guān)手冊。
FM 和 CP 冗余
功能模塊 (FM) 和通信處理器 (CP) 可在兩種不同配置中使用:
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切換式冗余配置:
可以雙重連接 FM/CP 以將 ET 200M 或一個交換式 ET 200M 分離。
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雙通道冗余配置:
可將 FM/CP 插到兩個子單元中或插到與子單元相連的擴展單元中(參見單側(cè)配置)。
此時可以不同方式實現(xiàn)模塊冗余:
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由用戶編程:
在功能模塊和 SIMATIC 通信處理器上,通?捎捎脩魧θ哂喙δ苓M行編程。將會確定主動模塊并檢測可能的故障以執(zhí)行切換。所需的程序與配有冗余 FM/CP 的單個 CPU 的程序一致。
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由操作系統(tǒng)直接提供支持。
對于 SIMATIC NET-CP 443-1,操作系統(tǒng)直接支持冗余。有關(guān)詳細信息,請參見“通信”下面的內(nèi)容。
S7-400F/FH
故障安全型 S7-400F/FH 自動化系統(tǒng)可根據(jù)需求進行不同配置:
單通道、單側(cè) I/O,用于 S7-400F
工廠需要使用故障安全型控制器。無需容錯。需要下列部件:
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1 個 CPU 414-4H/417-4H,含 F-Runtime 許可證。
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1 條 PROFIBUS DP 總線。
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帶有 IM 153-2 的 ET 200M。
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故障安全信號模塊,采用非冗余設(shè)計。
發(fā)生故障時,I/O 不再可用。故障安全信號模塊被禁用。
單通道、切換式 I/O,用于 S7-400FH
工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側(cè)需要有容錯功能。需要下列部件:
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2 個 CPU 414-4H/417-4H,含 F-Runtime 許可證。
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2 條 PROFIBUS DP 總線。
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1 個 ET 200M ,帶 2 個 IM 153-2(冗余)。
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故障安全信號模塊,采用非冗余設(shè)計。
若 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線出現(xiàn)故障,控制器仍保持可用。在故障安全信號模塊或 ET 200M 出現(xiàn)故障時,I/O 不再可用。故障安全信號模塊被禁用。
冗余、切換式 I/O,用于 S7-400FH
工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側(cè)和 I/O 側(cè)需要容錯功能。需要下列部件:
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2 個 CPU 414-4H/417-4H,含 F-Runtime 許可證。
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2 條 PROFIBUS DP 總線。
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2 個 ET 200M,帶 2 個 IM 153-2(冗余)。
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故障安全信號模塊,冗余設(shè)計。
在 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線、故障安全信號模塊或 ET 200M 出現(xiàn)故障時,控制器仍保持可用。
在 S7-400F/FH 自動化系統(tǒng)中,也可以使用標準模塊。這些設(shè)備不能與故障安全模塊在同一個 ET 200M 中一起使用。
通信
中央控制器和 ET 200M 之間的安全相關(guān)通信和標準通信是通過 PROFIBUS DP 實現(xiàn)的。通過專門開發(fā)的 PROFIBUS 行規(guī) PROFIsafe,可在標準數(shù)據(jù)報文中傳輸與安全功能相關(guān)的用戶數(shù)據(jù)。無需附加的硬件組件,如專用安全總線。所需的軟件既可以作為操作系統(tǒng)的擴展功能集成在硬件組件中,也可作為經(jīng)過的軟件塊裝載到 CPU 中。
帶有隔離模塊的安全等級
在 ET 200M 中隔離模塊具有以下優(yōu)點:
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可以使用銅質(zhì)總線電纜來建立 PROFIBUS DP 總線。沒有必要使用光纖電纜。
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每個 IM 153-x 都可以使用。
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在一個 ET 200M 中,可以混合使用安全模式下的故障安全信號模塊和 S7-300 標準模塊。
若需要取得安全等級 SIL 2,則無需使用隔離模塊。