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IMATIC S7-4006ES7400-1JA11-0AA0

Overview

SIMOTION D 控制單元：D410?2，D4x5?2（4 個(gè)性能級(jí)別）

SIMOTION D 是 SIMOTION 的結(jié)構(gòu)緊湊、基于 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜系列的版本。

SIMOTION D 控制單元有以下幾種型號(hào)：

• SIMOTION D410-2 是帶多軸選項(xiàng)的單軸應(yīng)用的緊湊型控制單元。此控制單元有 D410-2 DP 和 D410-2 DP/PN 等型號(hào)，可卡裝到塊型 SINAMICS S120 PM340 功率模塊上。
• SIMOTION D4x5-2 是適用于 SINAMICS S120 書(shū)本型變頻調(diào)速柜多軸應(yīng)用的控制單元，有以下幾種型號(hào)：
  • SIMOTION D425-2 DP 和 D425-2 DP/PN 控制單元（基本性能），用于多 16 個(gè)軸
  • SIMOTION D435-2 DP 和 D435-2 DP/PN 控制單元（標(biāo)準(zhǔn)性能），用于多 32 個(gè)軸
  • SIMOTION D445-2 DP/PN（高性能型）控制單元，用于多 64 個(gè)軸
  • SIMOTION D455-2 DP/PN 控制單元（超高性能），用于多 128 個(gè)軸，或者帶有非常短的控制時(shí)鐘周期的應(yīng)用

這種可擴(kuò)展性可確保對(duì)自動(dòng)化方面不斷變化的要求快速做出響應(yīng)，而無(wú)需對(duì)系統(tǒng)做出改變。

設(shè)備理念

通過(guò) SIMOTION D，PLC、運(yùn)動(dòng)控制功能以及 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)軟件能在一個(gè)共享控制硬件上運(yùn)行。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131?3 的 PLC，這意味著該系統(tǒng)不僅能夠控制運(yùn)動(dòng)序列，而且還可控制整臺(tái)機(jī)器。

根據(jù)所用的 SIMOTION D 平臺(tái)，HMI 設(shè)備可在內(nèi)置的 PROFIBUS、Ethernet 或 PROFINET 接口上運(yùn)行，以進(jìn)行操作員控制與監(jiān)視。遠(yuǎn)程維護(hù)、診斷和遠(yuǎn)程等功能也可通過(guò)這些接口來(lái)使用。

• 基于 SIMATIC CPU 315-2 DP
• 用于在具有增安要求的工廠中建立故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)
• 安全等級(jí)可達(dá) SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1)
• 分布式故障安全 I/O 模塊可通過(guò)集成式 PROFIBUS DP 接口 (PROFIsafe) 進(jìn)行連接
• 也可以集中式連接 ET200M 故障安全型 I/O 模塊
• 標(biāo)準(zhǔn)模塊可集中式和分布式使用，滿(mǎn)足非安全應(yīng)用

CPU 運(yùn)行需要 SIMATIC 微存儲(chǔ)卡(MMC)。

CPU 315F-2 DP支持建立一個(gè)故障安全自動(dòng)化系統(tǒng)，以滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的安全需要，特別適用于生產(chǎn)工程。

包括故障安全I(xiàn)/O模塊的分布式I/O站可以通過(guò)內(nèi)置的 PROFIBUS DP 接口連接。ET 200M故障安全型I/O模塊可以滿(mǎn)足安全相關(guān)的應(yīng)用。

F CPU與故障安全I(xiàn)/O模塊之間的安全相關(guān)通訊通過(guò)PROFIsafe實(shí)現(xiàn)。

CPU 315F-2 DP 具有以下特點(diǎn)：

• 微處理器；
  處理器處理一條二進(jìn)制指令的時(shí)間為 50 ns；處理每個(gè)浮點(diǎn)運(yùn)算的時(shí)間為 0.45 μs。
• 存儲(chǔ)器：
  384 KB 高速 RAM，用于安全型程序段和標(biāo)準(zhǔn)程序段；如果執(zhí)行安全型程序段，則必須考慮增加的存儲(chǔ)器空間要求（5 倍以上）。 在 384 KB RAM 中，128KB 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可用于標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用。SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡（大 8 MB）作為程序的裝載存儲(chǔ)器，還允許將項(xiàng)目（包括符號(hào)和注釋?zhuān)┐鎯?chǔ)在 CPU 中。
• 靈活的擴(kuò)展能力：
  多可以多達(dá) 32 個(gè)模塊，（4 層配置）
• MPI 多點(diǎn)接口：
  集成 MPI 接口多可以同時(shí)建立與 S7-300/400 或編程器、PC、操作員面板的 16 路連接。在這些連接中，始終分別為 編程器和操作員面板各保留一個(gè)連接。通過(guò)“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”，MPI 可以用來(lái)建立多 16 個(gè) CPU 組成的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)。
• PROFIBUS DP 接口： 
  帶有 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU 315F-2 DP 可以用來(lái)建立高速、易用的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)。 從用戶(hù)的角度，以處理集中式 I/O 的相同方式（相同的組態(tài)、編址和編程）處理分布式 I/O。
  通過(guò)集成式 PROFIBUS DP 接口，可以連接帶有故障安全 I/O 模塊的分布式 I/O。ET 200M 的故障安全型 I/O 模塊還可以安裝在安全型中央組態(tài)中。 
  基于 PROFIsafe 行規(guī)執(zhí)行 F-CPU 和故障安全型 I/O 模塊之間的安全通信。

• 密碼保護(hù)；
  通過(guò)密碼，可保護(hù)用戶(hù)程序免受未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)。
• 診斷緩沖區(qū)；
  后 500 個(gè)出錯(cuò)和中斷事件保存在緩沖區(qū)中，供診斷用。
• 免維護(hù)數(shù)據(jù)備份；
  如果發(fā)生斷電，則可通過(guò) CPU 將所有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)自動(dòng)寫(xiě)入 SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡中，且將在再次通電時(shí)保持不變。

可參數(shù)化的特性

可以使用 STEP 7 對(duì) S7 的組態(tài)、屬性以及 CPU 的響應(yīng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：

• MPI 多點(diǎn)接口；
  確定站地址
• 重啟動(dòng)/循環(huán)時(shí)間特性；
  大循環(huán)時(shí)間以及負(fù)載限制，以及自檢測(cè)功能
• 時(shí)鐘位存儲(chǔ)器；
  設(shè)定地址
• 保護(hù)等級(jí)；
  設(shè)置訪問(wèn)程序和數(shù)據(jù)的權(quán)限
• 系統(tǒng)診斷；
  定義診斷報(bào)警的處理和范圍
• 監(jiān)視器中斷；
  設(shè)定周期時(shí)間
• 時(shí)鐘中斷；
  設(shè)定起始日期、起始時(shí)間和間隔周期。
• PROFIBUS DP 主站/從站接口；
  用戶(hù)自定義的地址分配，用于分布式 I/O

信息和顯示功能

• 狀態(tài)和故障指示；
  LED 指示硬件、編程、時(shí)間或 I/O 故障以及操作狀態(tài)（如 RUN、STOP 和啟動(dòng)）。
• 測(cè)試功能；
  使用編程器顯示程序執(zhí)行過(guò)程中的信號(hào)狀態(tài)，可以不通過(guò)用戶(hù)程序修改過(guò)程變量，以及輸出堆棧內(nèi)容。
• 信息功能；
  通過(guò)編程器以文本形式為用戶(hù)提供存儲(chǔ)能力信息、CPU 的運(yùn)行模式，以及主存儲(chǔ)器和裝載存儲(chǔ)器當(dāng)前的使用情況、當(dāng)前的循環(huán)時(shí)間和診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容。

集成通信功能

• 編程器/OP 通信
• 全局?jǐn)?shù)據(jù)通信
• S7 基本通信
• S7 通信（僅器）
• 路由
• 數(shù)據(jù)記錄路由

通信

通過(guò) PROFIBUS DP 執(zhí)行中央控制器與分布式站之間的安全型通信和標(biāo)準(zhǔn)通信。 專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的 PROFIBUS 行規(guī)PROFIsafe 支持在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報(bào)文幀中傳送安全功能的用戶(hù)數(shù)據(jù)。無(wú)需其它硬件組件，例如特殊安全總線。所需的軟件既可以作為一個(gè)操作系統(tǒng)的擴(kuò)展功能集成在硬件組件中，也可以作為一個(gè)軟件塊裝載到 CPU 中。

系統(tǒng)功能

CPU 為診斷、參數(shù)設(shè)置、同步、報(bào)警、時(shí)間測(cè)量等提供了多種系統(tǒng)功能。
更多詳情，參見(jiàn)手冊(cè)。

操作模式

F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信號(hào)模塊中。

信號(hào)模塊采用差異分析方法和測(cè)試信號(hào)注入技術(shù)來(lái)監(jiān)視輸入和輸出信號(hào)。

CPU通過(guò)周期性自檢、命令測(cè)試以及基于邏輯和時(shí)間的程序執(zhí)行檢測(cè)，檢查控制器運(yùn)行的正確性。此外，通過(guò)“活躍標(biāo)志（sign-of-life）”請(qǐng)求，還可以對(duì) I/O 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)。

操作 S7-300F-2 DP 不需要 F 運(yùn)行版授權(quán)。

編程

CPU 315F-2 DP 的編程方法與 SIMATIC S7 系統(tǒng)的編程方法相同。通過(guò)諸如 STEP 7 編程工具可創(chuàng)建非安全型用戶(hù)程序。

選件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)

STEP 7 選件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于對(duì)與安全型程序段進(jìn)行編程。選件包中包括所有用來(lái)創(chuàng)建 F 程序的所有功能和塊。

具有安全功能的 F 程序以 F-FBD 或 F-LAD 方式進(jìn)行創(chuàng)建，或利用 F 庫(kù)中的特殊功能塊進(jìn)行創(chuàng)建。使用 F FBD 或 F LAD 可簡(jiǎn)化工廠的組態(tài)與編程，也因與特定工廠無(wú)關(guān)的統(tǒng)一表示形式而簡(jiǎn)化了驗(yàn)收測(cè)試。無(wú)須使用其它工具，程序員就可以對(duì)安全型應(yīng)用進(jìn)行組態(tài)。

PLC加法指令使用說(shuō)明及指令要素

該指令的助記符、指令代碼、操作數(shù)、程序步如表 1 所示。表 1 加法指令的要素

ADD 加法指令是將指定的源元件中的二進(jìn)制數(shù)相加，結(jié)果送到指定的目標(biāo)元件中去。 ADD 加法指令的說(shuō)明如圖 1表示。

圖圖1 加法指令使用說(shuō)明

當(dāng)執(zhí)行條件 X0 由 OFF → ON 時(shí)， [D10]+[D12] → [D14] 。運(yùn)算是代數(shù)運(yùn)算，如 5+ （ -8 ） =-3 。

ADD 加法指令有 3 個(gè)常用標(biāo)志。 M8020 為零標(biāo)志， M8021 為借位標(biāo)志， M8022 為進(jìn)位標(biāo)志。

如果運(yùn)算結(jié)果為 0 ，則零標(biāo)志 M8020 置 1 ；如果運(yùn)算結(jié)果超過(guò) 32767 （ 16 位）或 2147483647 （ 32位），則進(jìn)位標(biāo)志 M8022 置 1 ；如果運(yùn)算結(jié)果小于 -32767 （ 16 位）或 -2147483647 （ 32 位），則借位標(biāo)志M8021 置 1 。

在 32 為運(yùn)算中，被指定的字元件是低 16 位元件，而下一個(gè)元件為高 16 位元件。

源和目標(biāo)可以用相同的元件號(hào)。若源和目標(biāo)元件號(hào)相同而采用連續(xù)執(zhí)行的 ADD 、（ D ） ADD 指令時(shí)，加法的結(jié)果在每個(gè)掃描周期都會(huì)改變。