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S7-200的工作過程和CPU的工作模式

1) S7-200在掃描循環(huán)中完成一系列任務(wù)。任務(wù)循環(huán)執(zhí)行一次稱為一個掃描周期。S7-200的工作過程如圖4所示。在一個掃描周期中，S7-200主要執(zhí)行下列五個部分的操作：

（Ⅰ）讀輸入：S7-200從輸入單元讀取輸入狀態(tài)，并存入輸入映像寄存器中。

（Ⅱ）執(zhí)行程序：CPU根據(jù)這些輸入信號控制相應(yīng)邏輯，當程序執(zhí)行時刷新相關(guān)數(shù)據(jù)。程序執(zhí)行后，S7-200將程序邏輯結(jié)果寫到輸出映像寄存器中。

（Ⅲ）處理通訊請求：S7-200執(zhí)行通訊處理。

（Ⅳ）執(zhí)行CPU自診斷：S7-200檢查固件、程序存儲

器和擴展模塊是否工作正常

（Ⅴ）寫輸出：在程序結(jié)束時，S7-200將數(shù)據(jù)從輸出映像寄存器中寫入把輸出鎖存器，最后復制到物理輸出點，驅(qū)動外部負載。

（2）、S7-200 CPU的工作模式

   S7-200有兩種操作模式：停止模式和運行模式。CPU面板上的LED狀態(tài)燈可以顯示當前的操作模式。

   在停止模式下，S7--200不執(zhí)行程序，您可以下載程序和CPU組態(tài)。在運行模式下，S7-200將運行程序。

   S7-200提供一個方式開關(guān)來改變操作模式。您可以用方式開關(guān)（位于S7-200前蓋下面）手動選擇操作模式：當方式開關(guān)撥在停止模式，停止程序執(zhí)行；當方式開關(guān)撥在運行模式，啟動程序的執(zhí)行；也可以將方式開關(guān)撥在TERM（終端）（暫態(tài)）模式，允許通過編程軟件來切換CPU的工作模式，即停止模式或運行模式。

    如果方式開關(guān)打在STOP或者TERM模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當電源恢復時，CPU會自動進入STOP模式。如果方式開關(guān)打在RUN模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當電源恢復時，CPU會進入RUN模式。

基本功能性

CF 卡上提供有 SIMOTION D 的基本功能，并可加電時加載。基本功能包括：

• SIMOTION 運行系統(tǒng)
  • 符合 IEC61131 的帶集中語言的用戶可編程序
  • 各種程序執(zhí)行方式（循環(huán)、順序、事件驅(qū)動）
  • PLC 和算術(shù)功能
  • 通訊和管理功能
  • 運動控制功能 (Motion Control Basic)
• SINAMICS S120 驅(qū)動個控制軟件
  • SIMOTION D410-2：
    電流/轉(zhuǎn)速控制（基于 CU310-2，固件版本 V4.x），適用于最多 1 個伺服軸、1 個矢量軸或 1 個 V/f 軸
  • SIMOTION D4x5-2：
    最多 6 個伺服軸、6 個矢量軸或 12 個 V/f 軸的電流/轉(zhuǎn)速控制（基于 CU320-2，固件版本 V4.x），饋電閉環(huán)控制（調(diào)節(jié)型電源模塊）
• 測試及診斷工具

如果需要，此基本功能可通過可加載的技術(shù)軟件包進行擴展。

位置控制的驅(qū)動器運動控制

• 集成變頻調(diào)速柜 (SINAMICS Integrated)：
  功率單元可通過 DRIVE-CLiQ 接口進行連接；對于 SIMOTION D410-2，也可通過集成的 PM-IF 接口進行連接。
• 帶數(shù)字設(shè)定值接口的驅(qū)動:
  SIMOTION D 通過帶 PROFI 驅(qū)動裝置的 PROFIBUS DP／PROFINET 輸入輸出，使位置控制動作可控制具有數(shù)字設(shè)定點接口。
• 帶模擬量設(shè)定點接口的驅(qū)動，例如，用于改裝或液壓應(yīng)用：
  使用 ADI 4（ 4 軸模擬驅(qū)動接口）或 IM 174（ 4 軸接口模塊）模塊，可連接帶模擬量 ± 10V 整定值接口的變頻調(diào)速柜。IM 174 同樣可連接帶脈沖方向接口連接的步進電機。
  所有模塊均連接 PROFIBUS DP下述裝置可連接一個 ADI 4 或 IM 174 模塊：
  • 4個驅(qū)動裝置
  • 4 編碼器
  • 數(shù)字量輸入和輸出

SIMOTION 技術(shù)功能包

SIMOTION 的一個特性就是，它的基本功能可通過裝載技術(shù)功能包來擴展，如：

• 帶技術(shù)功能的運動控制：
  • POS－－定位
  • GEAR－－同步操作／電子驅(qū)動裝置
  • CAM－－凸輪
  • PATH – 路徑插補（不適用于 D410-2）
• 溫度控制器– TControl
• DPM – 直接產(chǎn)品運動
• MIIF – 多用途信息接口

由于技術(shù)功能具有模塊化許可，僅需支付實際將會使用的部分。

性能

硬件支持的浮點運算能夠有效使用復雜運算功能。

快速指令執(zhí)行在中等到高等性能中開辟了全新的應(yīng)用可能性。

配置／參數(shù)確定／編程

SIMOTION SCOUT是一個有效且用戶界面友好的工程工具。它是從配置和參數(shù)化，到編程，再到測試及診斷的所有工程步驟的集成系統(tǒng)。提示、使用對話框以及向?qū)У膱D形操作提示，以及用于編程的，基于測試的圖形語言，顯著減少了熟悉及練習時間。

操作員控制和監(jiān)視 (HMI)

SIMOTION D 的基本功能中集成了支持與 HMI 設(shè)備進行用戶友好的數(shù)據(jù)交換的通訊。

操作員控制與監(jiān)視可使用 TP（觸摸面板）、OP（操作員面板）或 MP（多功能面板）等 SIMATIC HMI 設(shè)備來完成。

這些設(shè)備可通過 PROFIBUS、工業(yè)以太網(wǎng)或 PROFINET 接口與 SIMOTION D 相連，并可使用 WinCC flexible 進行組態(tài)。

V7.0 或更高版本的 SCADA system WinCC 具有一個 SIMOTION 通道，作為標準，在 WinCC DVD 上提供。

由于具有 SIMATIC NET 通信軟件，可于從其它基于 Windows 的人機界面（HMI）系統(tǒng)訪問一個開放的、標準的 OPC 接口。

SIMOTION IT 維護和診斷功能

SIMOTION IT 為 SIMOTION D 提供了一個集成 Web 器，可在該器上存儲用戶專用 Web 頁面等。

可對控制單元變量進行讀寫訪問。通過 Java Script 或 Applet，也可在 Web 頁面中執(zhí)行有效的操作與顯示功能，這些功能可在一個帶有因特網(wǎng)瀏覽器的客戶端 PC 上執(zhí)行。

處理及數(shù)據(jù)通信

由于其集成接口，SIMOTION D 支持過程與數(shù)據(jù)通訊。

帶 IRT 的 PROFINET IO，用于運動控制應(yīng)用。除了循環(huán)時鐘同步，最短 250 μs 的周期時間以及安全相關(guān)的通信接口 (PROFIsafe)、PROFINET 接口（SIMOTION D 控制單元上）也支持介質(zhì)冗余 (MRP/MRPD)。

提供有 SIMOTION SCOUT 工程師站，用于用戶友好的通訊組態(tài)和診斷。

Safety Integrated 功能

利用 SINAMICS S120 的集成安全功能，SIMOTION D 可提供切實有效的人員與機器保護。

目前提供有以下集成安全功能，可用于集成 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜：（術(shù)語符合 IEC 61800-5-2）

• 安全扭矩斷開（STO）
• 可靠制動控制（SBC）
• 安全停止 1 (SS1)
• 安全停止 2 (SS2)
• 安全操作停止
• 安全限速（SLS）
• 安全速度監(jiān)控（SSM）
• 安全方向 (SDI)

激活集成安全功能

可通過以下方法來激活集成安全功能：

• 通過控制單元和電源單元上的端子 (D4x5-2:僅 STO、SBC、SS1）
• 通過 TM54F 終端模塊上的端子
• 通過 PROFINET/PROFIBUS with PROFIsafe。

安全集成功能通過電子設(shè)備實現(xiàn)，因此與帶外部實現(xiàn)監(jiān)控功能的解決方案相比，具有較短的響應(yīng)時間。

通過 PROFIsafe 激活集成安全功能

通過“PROFINET with PROFIsafe”或“PROFIBUS with PROFIsafe”安全通訊，激活集成安全功能。使用一個通過 PROFINET 或 PROFIBUS 連接的 F-CPU（如 SIMATIC S7-300 F-CPU），即可實現(xiàn)控制（F 邏輯）。

將集成安全功能從 SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 控制單元傳送至以下變頻器：

• SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 上的集成 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜
• SIMOTION CX32-2 擴展控制器上的變頻調(diào)速柜
• 通過 PROFIBUS 連接到 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制單元上的變頻調(diào)速柜
• 通過 PROFINET 連接至 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制單元上的變頻調(diào)速柜（在此情況下，必須通過 PROFINET 來連接 F-CPU）

注意

若要了解可能的拓撲、軸數(shù)量結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)組件的詳細信息，請與當?shù)氐奈鏖T子銷售辦事處聯(lián)系。

有關(guān)詳細信息，請參見《 SIMOTION D 調(diào)試手冊》以及 SINAMICS 文檔。

• 用于故障安全SIMATIC S7系統(tǒng)的數(shù)字量輸出
• 兩種型號(1 x 源/源輸出，1 x 源/漏輸出)
• 用于連接電磁閥、DC 接觸器和指示燈
• 具有安全集成功能，用于安全運行
• 用于故障安全模式
  • 集中式：帶 S7-31xF DP、S7-31xF PN/DP
  • ET200M 分布式：帶 SIMATIC IM 151-7 F-CPU、S7-31xF-2 DP、S7-41xF-2 及 S7-400F/FH

故障安全型數(shù)字量輸出模塊具有以下機械特性：

• 設(shè)計緊湊：
  • 每個輸出有兩個連接器，用于單通道或冗余執(zhí)行器控制
  • 綠色 LED，用于指示輸出的信號狀態(tài)
  • 一個綠色 LED 指示安全模式
  • 1個紅色組故障指示燈
  • 插入式設(shè)備，用于前連接器，通過前蓋保護
  • 前蓋上的標簽區(qū)
• 安裝方便：
  安裝方法與ET 200M的其它 I/O 模塊相同
• 通過前連接器進行用戶友好接線

這些模塊以集中形式被用于 SIMATIC S7-31xF-2 DP，或與 SIMATIC IM151-7 F-CPU、S7-31xF-2 DP、S7-416F-2 和 S7-400F/FH 一起在 ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備中使用。

0 - 20 mA 和 4 - 20 mA 電流變送器（也包括 HART）可作為編碼器連接。

ET 200S 的中央處理單元和 I/O 模塊

適用于 ET 200S 的標準型 CPU：

• IM 151-7 CPU
• IM 151-8 PN/DP CPU

適用于 ET 200S 的故障安全型 CPU：

• IM 151-7 F-CPU
• IM 151-8 F PN/DP CPU

SIMATIC ET 200S 標準型 CPU：

• SIMATIC IM 151-7 CPU
• SIMATIC IM 151-8 PN/DP CPU
• IM 151 CPU 接口模塊的主接口模塊
• SIPLUS 型號

• 這是帶有集成 S7-CPU 314 的接口模塊，用于 SIMATIC ET 200S 分布式系統(tǒng)
• 用于 ET 200S 中的高性能控制解決方案
• 提高設(shè)備和機械的系統(tǒng)使用率。
• 通過 PROFIBUS DP編程
• 特點是采用了新型的SIMATIC微型存儲器卡(MMC)
• 集成的12Mbit/sPROFIBUS DP從站/MPI接口
• 根據(jù)CPU S7-314集成的CPU
• 提供有IM 151-7 FO
• 可以使用帶有故障保護功能的接口模塊IM 151-7 F-CPU PROFIsafe
• 也可以使用，因為 IM 151-8(F) PN/DP CPU 帶有 PROFINET 接口

IM 151-7 CPU接口模塊可以用于具有中等程序空間的分布式自動化系統(tǒng)。 這一接口模塊支持過程數(shù)據(jù)的就地分散處理，并作為PROFIBUS DP 系統(tǒng)的從站，與主站進行通訊。這樣做有以下幾個優(yōu)點：

• 減少中央控制器的負載
• 縮短對現(xiàn)場重要信號的響應(yīng)時間
• 由于數(shù)據(jù)量較小,減輕了總線系統(tǒng)的負擔
• 由于各個單元預先進行了測試和并行調(diào)試, 調(diào)試過程非常快
• 由于自帶機械裝置,增加了可用性和靈活性
• 配置情況一目了然

在 DP 主站出現(xiàn)故障的情況下, 接口模塊 IM 151-7 CPU 仍然自動地繼續(xù)運行。

ET 200S分布式 I/O 系統(tǒng)和 IM151-7 CPU 模塊進行精細的模塊化設(shè)計, 因此, 具有智能化從站優(yōu)點的各個站的結(jié)構(gòu)可以按功能來定向。