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西門子編程控制單元6ES72151HG40OXBO.西門子編程控制單元6ES72151HG40OXBO

渠道第一，誠信，引領市場，正道經(jīng)營，共存共贏

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上海騰樺電氣設備有限公司

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上海騰樺電氣設備有限公司，成立于2018年3月，注冊500萬，是一家從事技術(shù)設備銷售的公司。主要從事工業(yè)自動化產(chǎn)品銷售和系統(tǒng)集成的高新技術(shù)企業(yè)

長期與德國SIMATIC（西門子）.瑞士ABB.美國羅克韋爾（AB).法國施耐德.美國霍尼韋爾.美國艾默生合作。

公司有專業(yè)的技術(shù)團隊，銷售團隊，公司成員150于人.為客戶提供專業(yè)的技術(shù)支持，產(chǎn)品資料，售后。

在工控領域，公司以精益求精的經(jīng)營理念，從產(chǎn)品、方案到，致力于塑造一個“行業(yè)專家”品牌，以實現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。

• SIPLUS IM 365：用于配置 1 個中央控制器和多 1 個擴展單元

注：

SIPLUS extreme 產(chǎn)品基于 SIMATIC 標準產(chǎn)品。此處的內(nèi)容摘自相關的標準產(chǎn)品。增加了與 SIPLUS extreme 相關的信息。

對于一個EU來說，SIPLUS IM 365是經(jīng)濟的擴展辦法。它有以下特點：

• 設計緊湊；
  堅固的塑料機殼內(nèi)包含連接電纜用的接口
• 安裝簡單；
  接口模塊安裝在DIN導軌上（插槽3）并和其它模塊一樣經(jīng)過總線連接器連接到I/O模塊
• 無故障組態(tài)；
  接口模塊自組態(tài)。無需地址分配。
• 用于狀態(tài)和故障顯示的LED
• 兩個SIPLUS IM 365接口模塊中的一個插入到CC中，另一個插入到EU中；兩個模塊通過一根1m長電纜連接
• 模塊的使用限制；
  EU 不連接到 C 總線。因此EU中不能插入C總線站 (CP 和 FM，參見組態(tài)幫助)
• 無單獨電源；
  EU上的模塊由CPU電源供電

CPU 312C 是一種緊湊型 CPU，用于對處理速度要求很高的小型應用。集成數(shù)字量輸入/輸出，支持直接連接過程。

集成技術(shù)工程的其他用途包括：

• 計數(shù)
• 頻率測量
• 周期測量
• 脈寬調(diào)制

CPU 312C 安裝有：

• 微處理器;
  處理器處理每條二進制指令的時間可達 100 ns。
• 擴展存儲器;
  64 KB 高速工作存儲器（相當于大約 21 K 的指令），用于執(zhí)行相關的程序，為用戶程序提供充分的空間；
  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。
• 靈活的擴展能力
  多達 8 個模塊，（1排結(jié)構(gòu)）
• MPI多點接口
  內(nèi)置 MPI 接口可以多同時建立 6 個與 S7-300/400 或與 PG、PC、OP 的連接。在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個連接。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。
• 內(nèi)置輸入/輸出；
  10個數(shù)字量輸入(均可用于報警處理)和6個數(shù)字量輸出，用于將過程信號連接到 CPU 312C。

• 口令保護;
  用戶程序使用密碼保護，可防止非法訪問。
• 塊加密；
  函數(shù) (FC) 和功能塊 (FB) 可以通過 S7-Block Privacy，加密存儲于 CPU 以保護專有技術(shù)。
• 診斷緩沖;
  診斷緩沖區(qū)中可存儲后 500 條錯誤和中斷事件，其中的 100 條事件可以長期存儲。
• 免維護的數(shù)據(jù)后備;
  如果發(fā)生斷電，則可通過 CPU 將所有保持性數(shù)據(jù)自動寫入到 SIMATIC 微型存儲卡（MMC 卡）上，且將在再次通電時保持不變。

可參數(shù)化的特性

可以使用 STEP 7 對 S7 的組態(tài)、屬性以及CPU的響應進行參數(shù)設置：

• 概述；
  定義名稱、上位名稱和位置 ID
• 啟動；
  定義 CPU 的啟動特性和監(jiān)視時間
• 循環(huán)/時鐘存儲器；
  指定大循環(huán)時間和負載，設定時鐘存儲器地址。
• 記憶性；
  設置保持區(qū)
• 日時鐘中斷；
  設定起始日期、起始時間和間隔周期
• 周期中斷；
  周期設定
• 系統(tǒng)診斷；
  確定診斷消息的處理和范圍
• 時鐘；
  設定AS內(nèi)或MPI上的同步類型
• 防護等級；
  定義程序和數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限
• 通訊；
  保留連接源
• MPI多點接口;
  定義站地址
• 數(shù)字量輸入/輸出
  地址設定，輸入繼電器和過程中斷
• 集成功能“計數(shù)器” 
  設定地址，以及 “連續(xù)計數(shù)”“單次計數(shù)”“周期計數(shù)”“頻率測量”和“脈寬調(diào)制”模式下的參數(shù)分配

顯示功能與信息功能

• 狀態(tài)和故障指示；
  發(fā)光二極管顯示，例如，硬件、編程、定時器或I/O出錯以及運行模式，如RUN、STOP、Startup。
• 測試功能；
  使用編程器，可顯示用戶執(zhí)行過程中的信號狀態(tài)，獨立于用戶程序修改過程變量，并輸出堆棧存儲器的內(nèi)容。
• 信息功能；
  通過編程器以文本形式為用戶提供存儲能力信息、CPU的運行模式，以及主存儲器和裝載存儲器當前的使用情況、當前的循環(huán)時間和診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容。

集成的通訊功能

• 編程器/OP 通訊
• 全局數(shù)據(jù)通訊
• S7 基本通訊
• S7 通訊(只是器)

集成功能

• 計數(shù)器；
  2個通道（高 10 kHz），具有獨立方向的比較器，可直接連接到 24V 增量型編碼器。
• 2通道頻率測量；
  允許進行頻率測量（高達 10 kHz），例如，測量軸速或吞吐量（每個測量周期內(nèi)的件數(shù)）。
• 周期測量
  2個通道�？蓽y量計數(shù)信號的周期時間，計數(shù)頻率高為 1 KHz。
• 脈寬調(diào)制；
  2個輸出可直接連接控制閥、執(zhí)行器、開關設備、加熱裝置等，例如采樣頻率為 2.5 kHz。 可設置周期長度并可在運行時修改占空比。
• 報警輸入（所有數(shù)字量輸入）；
  報警輸入可以檢測過程事件，并在短的時間內(nèi)觸發(fā)響應。

SIMATIC S7-400F/FH 故障安全型自動化系統(tǒng)可使用在對安全要求很高設備中。 它控制著各種過程，如果直接停機，這些過程也不會對人員或環(huán)境構(gòu)成威脅。 S7–400 F/FH 有兩種基本型號：

• S7-400F: 
  故障安全型自動化系統(tǒng)。 如果在控制系統(tǒng)中發(fā)生出錯，生產(chǎn)過程就轉(zhuǎn)移到安全狀態(tài)，并中斷。
• S7-400FH: 
  故障安全型和故障容錯型自動化系統(tǒng)。 如果在某個控制系統(tǒng)中發(fā)生出錯，則冗余控制機構(gòu)被激活，使得生產(chǎn)過程繼續(xù)下去。

使用其它的標準模塊，可是使其建立一個對故障安全和非故障安全都能進行控制的全集成控制系統(tǒng)。 使用相同的標準應用程序?qū)φ麄�系統(tǒng)進行組態(tài)和編程。

S7-400F/FH 故障安全自動化系統(tǒng)可以根據(jù)需要進行不同的組態(tài)：

S7-400F的單通道單側(cè)I/O

此系統(tǒng)需要一個故障安全的 PLC。 但是不一定是容錯的。 需要下列部件：

• 1 個 CPU 414-4H/417-4H，帶 F 運行授權(quán)
• 1 條 PROFIBUS-DP 線路
• ET 200M ，帶 IM 153-2
• 無冗余設計的故障安全信號模塊

當發(fā)生故障時，可以訪問 I/O。 故障安全信號模塊鈍化。

單通道，S7-400FH 有可切換的 I/O

此系統(tǒng)需要一個故障安全的 PLC。 對于 CPU 需要容錯。 需要下列部件：

• 2 個 CPU 414-4H/417-4H，帶 F 運行授權(quán)
• 2 條 PROFIBUS-DP 線路
• 1 個 ET 200M ，帶 2 個 IM 153-2 (冗余)。
• 無冗余設計的故障安全信號模塊

當一個 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS-DP 發(fā)生故障時，PLC 可繼續(xù)工作。 當故障安全信號模塊或者 ET 200M 發(fā)生故障時，I/O 不再使用。 故障安全信號模塊鈍化。

S7-400FH 有冗余切換的 I/O

此系統(tǒng)需要一個故障安全的 PLC。 CPU 和 I/O 需要是容錯的。需要下列部件：

• 2 個 CPU 414-4H/417-4H，帶 F 運行授權(quán)
• 2 條 PROFIBUS-DP 線路
• 2 個 ET 200M ，帶 2 個 IM 153-2 (冗余)。
• 冗余設計的故障安全信號模塊

如果CPU、IM 153-2、PROFIBUS-DP、故障安全信號模塊或 ET 200M 發(fā)生故障，此 PLC 繼續(xù)可用。

在S7-400F/FH自動化系統(tǒng)中也可以使用標準模板。 但是不能與ET 200M一起使用。

通訊

中央控制器和ET200M之間通過PROFIBUS DP進行故障安全通訊和標準通訊。 經(jīng)過特殊開發(fā)，PROFISafe PROFIBUS 可以在標準數(shù)據(jù)報文楨中進行安全功能的數(shù)據(jù)通訊。 需要諸如特殊安全總線的其它硬件組件。 所需的軟件既可以作為操作系統(tǒng)的一個擴展軟件集成在硬件組件中，也可以作為一個認證的軟件塊裝載到CPU中。

帶隔離模板的安全等級

在ET200M中使用隔離模板具有以下優(yōu)勢：

• PROFIBUS DP組態(tài)使用銅總線電纜。 不需要光纖電纜。
• 可使用任何 IM 153-X
• 在安全模式中故障安全信號模塊的混合運行，以及在一個ET 200M中S7-300標準模塊的混合運行

如果達到SIL2安全等級，則不需要隔離模塊。

• 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(diào)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。

西門子STEP 7中的塊編程的重要知識點

一、塊的作用和分類

二、組織塊

l  啟動組織塊

l  循環(huán)的程序執(zhí)行組織塊

l  定期的程序執(zhí)行組織塊

l  事件驅(qū)動的程序執(zhí)行組織塊

各種組織塊的作用、功能。

三、功能FC和功能塊FB

二者的功能、使用上的區(qū)別。

四、系統(tǒng)功能SFC和系統(tǒng)功能塊SFB

二者的功能、使用上的區(qū)別。

五、背景數(shù)據(jù)塊和共享數(shù)據(jù)塊

二者的功能、使用上的區(qū)別。

六、STEP7的程序結(jié)構(gòu)

l  線性程序結(jié)構(gòu)

l  分塊程序結(jié)構(gòu)

l  結(jié)構(gòu)化程序結(jié)構(gòu)

七、三種編程語言

l  梯形圖LAD（Ladder Logic Programming Language）

l  語句表STL（Statement List Programming Language）

l  功能圖FBD（Function Block Diagram Programming Language）

CP 443-1 Advanced 是用于連接 SIMATIC S7-400 到工業(yè)以太網(wǎng)的通訊處理器。

由于其自身備有處理器，從而解除了 CPU 的通訊任務并有助于另加連接。

通過 CP 443-1 Advanced，SIMATIC S7-400 可與以下設備進行通訊：

• 編程器/PC
• 主機 PC
• HMI 設備
• SIMATIC S5/S7/C7 系統(tǒng)
• PROFINET CBA 部件
• PROFINET IO 設備

PROFINET CBA 用于創(chuàng)建可反復使用的技術(shù)功能模板。

注：
提供有經(jīng)過升級的CP 443-1 Advanced（6GK7 443-1EX41-0XE0）。

并支持新型 SIMATIC S7 400 CPU 的增強型 PROFINET IO 接口。 已對此接口進行調(diào)整，以滿足當前及將來對 PROFINET I/O 控制器的各種要求。

CP 443-1 Advanced訂貨號：6GK7443-1EX41-0XE0，其所有功能均可與固件版本 V5.0 內(nèi)的 SIMATIC S7-400 CPU 結(jié)合使用。

為了充分利用標準、CBA 和 IT 功能，此 CP 可以用在固件版本 V4.x 以內(nèi)的 SIMATIC S7-400 CPU 上，在此情況下，不能將其用作 PN IO 控制器。

詳細信息可瀏覽網(wǎng)址：

CP 443-1 Advanced 提供了 SIMATIC S7-400 系統(tǒng)設計的全部優(yōu)點：

• 堅固的塑料外殼前面板，包括：
  • 4 個 RJ45 接口，用于連接到工業(yè)以太網(wǎng)
  • 用于每個交換機端口的診斷 LED
• 通過 IE FC RJ45 插頭 180°（帶 180°電纜引出線）或通過標準插線電纜連接
• 安裝簡單；
  CP 443-1 Advanced 安裝在 S7-400 子機架上，并經(jīng)過背板總線連接到其它模板。
• CP 443-1 Advanced 可以不用風扇運行。
• 與 IM 460/461 一起，CP 443-1 Advanced 也可用于擴展機架（ER）內(nèi)。
• 不需編程器即可更換模板。
• C-PLUG（組態(tài)插頭）作為交換介質(zhì)包含在供貨范圍內(nèi)（不能無 C-PLUG 運行）。

• 兩個獨立的接口（集成的網(wǎng)絡分離）：
  • 千兆以太網(wǎng)接口，帶有一個 RJ45 端口，10/100/1000 Mbps 全雙工/半雙工，具有自動檢測功能
  • PROFINET 接口，帶有 4 個 10/100 Mbps 全雙工/半雙工 RJ45 端口，帶自動檢測和自動交叉功能（通過集成式 4 端口交換機）
• 通過兩個接口提供通信：
  • 開放式通信（TCP/IP 和 UDP）：
    使用 UDP 實現(xiàn)多點傳送，包括兩個接口之間的路由
  • 編程器/OP 通信：通過 S7 路由實現(xiàn)網(wǎng)絡間通信
  • S7 通訊（客戶端、器、多路復用），包括兩個接口之間的路由
  • S7-400 H 系統(tǒng)的 S7 H 通信，現(xiàn)在還可以跨越網(wǎng)絡邊界 (ISO-on-TCP)
  • IT 通信：
    HTTP 通訊允許通過用戶自己的 web 頁面訪問過程數(shù)據(jù)；采用 CP 443-1 Advanced 也可以進行 HTTPS 通信¹⁾。
    采用電子郵件客戶端功能，可以直接從用戶程序發(fā)送電子郵件。
    FTP 通訊支持程序控制的 FTP 客戶端通信。
    通過 FTP 器訪問數(shù)據(jù)塊。
• 通過 PROFINET 接口進行通訊：
  • 經(jīng)認證的 PROFINET IO 控制器，具有實時性能（RT 和 IRT）
  • PROFINET CBA
  • 通過 DHCP、簡單 PC 工具或通過用戶程序（如用于 HMI）進行 IP 地址分配
• 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)內(nèi)，CP 支持 MRP 介質(zhì)冗余程序。它用作 MRP 管理器和 MRP 客戶端。
• 診斷和網(wǎng)絡管理：
  • 豐富的診斷功能，可用于機架中的所有模板（包括圖形診斷，例如，拓撲結(jié)構(gòu)）
  • 支持 SNMP V1/V3，可集成到網(wǎng)絡管理系統(tǒng)中
• 安全機制：
  • 通過可組態(tài)的 IP 訪問列表進行訪問保護
  • 防火墻用于基于其 IP/端口地址來過濾連接
  • 通過限制帶寬，可避免通信過載
  • VPN 器和 VPN 客戶端，用于以防的方式訪問控制器
  • 通過 SSL (HTTPS) 加密 HTML 頁
  • 安全文件傳輸（FTPs）
  • 可以防的方式將網(wǎng)絡分析信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡管理系統(tǒng) (SNMP)
  • 專用和公共 IP 地址間的轉(zhuǎn)換 (NAT/NAPT)
  • 時間的安全傳輸 (NTP V3)
  • 安全固件更新
  • 剽竊檢測

標準 CPU

• 用于 SIMATIC S7-1500 的標準 CPU：
  CPU 1511-1 PN、CPU 1513-1 PN、CPU 1515-2 PN、CPU 1516-3 PN/DP、CPU 1517-3 PN/DP、CPU 1518-4 PN/DP
• 用于 SIMATIC S7-1500 的故障安全 CPU：
  CPU 1511F-1 PN、CPU 1513F-1 PN、CPU 1515F-2 PN、CPU 1516F-3 PN/DP、CPU 1517F-3 PN/DP、CPU 1518-4 PN/DP

• 具有不同的性能等級，滿足不同的應用領域
• 

  標準 CPU

  功能	CPU 1511-1 PN	CPU 1513-1 PN	CPU 1515-2 PN	CPU 1516-3 PN/DP	CPU 1517-3 PN/DP	CPU 1518-4 PN/DP
  程序用工作存儲器，集成	150 KB	300 KB	500 KB	1 MB	2 MB	4 MB
  數(shù)據(jù)用工作存儲器，集成	1 MB	1.5 MB	3 MB	5 MB	8 MB	20 MB
  裝載存儲器	通過 SIMATIC 存儲卡插入	通過 SIMATIC 存儲卡插入	通過 SIMATIC 存儲卡插入	通過 SIMATIC 存儲卡插入	通過 SIMATIC 存儲卡插入	通過 SIMATIC 存儲卡插入
  顯示屏對角尺寸	3.45 cm	3.45 cm	6.1 cm	6.1 cm	6.1 cm	6.1 cm
  命令執(zhí)行時間
  位運算	0.06 μs	0.04 μs	0.03 μs	0.01 μs	0.002 μs	0.001 μs
  字運算	0.072 μs	0.048 μs	0.036 μs	0.012 μs	0.003 μs	0.002 μs
  定點運算	0.096 μs	0.064 μs	0.048 μs	0.016 μs	0.003 μs	0.002 μs
  浮點運算	0.384 μs	0.256 μs	0.192 μs	0.064 μs	0.012 μs	0.006 μs
  位存儲器、定時器、計數(shù)器
  S7 計數(shù)器/定時器	各 2048	各 2048	各 2048	各 2048	各 2048	各 2048
  IEC 計數(shù)器	無限制（僅受工作存儲器限制）
  IEC 定時器	無限制（僅受工作存儲器限制）
  位存儲器	16 KB	16 KB	16 KB	16 KB	16 KB	16 KB
  I/O 地址范圍
  輸入	32 kB；（所有輸入都在過程映像中）
  輸出	32 kB；（所有輸入都在過程映像中）
  運動
  軸數(shù)	多 6 臺	多 6 臺	多 30 臺	多 30 臺	多 96 臺	多 128 臺
  通信
  PtP	√（通過 CM）	√（通過 CM）	√（通過 CM）	√（通過 CM）	√（通過 CM）	√（通過 CM）
  PROFINET	√（通過 CM）	√（通過 CM）	1x PN（并通過 CM）	1x PN（并通過 CM）	1x PN（并通過 CM）	2 x PN（并通過 CM）
  PROFINET IO IRT	1 x PN IO IRT （2 端口交換機）	1 x PN IO IRT （2 端口交換機）	1 x PN IO IRT（2 端口交換機）	1 x PN IO IRT （2 端口交換機）	1 x PN IO IRT （2 端口交換機）	1 x PN IO IRT（2 端口交換機）
  PROFIBUS	√（通過 CM）	√（通過 CM）	√（通過 CM）	1 x DP（并通過 CM）	1 x DP（并通過 CM）	1 x DP（并通過 CM）
  Web 器	√	√	√	√	√	√

  
  

• 用于簡單、方便地連接傳感器和執(zhí)行器
• 當更換模塊時可保留接線
• 更換模塊時通過編碼避免發(fā)生模塊類型錯誤

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

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，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，并將安裝費用降到低。可系統(tǒng)性地連接 SIMATIC 系統(tǒng)。電纜按米銷售，并且電纜經(jīng)過預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 標準。

藍色單芯線上有編號，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。

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 個線芯進行復雜的預組裝。