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SIMOTION P - 基于 PC 的運動控制系統

豐富的運動控制功能，集成在緊湊的嵌入式工業(yè) PC 中：SIMOTION P320-4

SIMOTION P320-4 是一種高性能、超緊湊和免維護型嵌入式工業(yè) PC，已在惡劣運行條件下得到驗證。SIMOTION P320-4 既有 PLC 的堅固可靠性，又有 SIMOTION 的全面運動控制功能。

SIMOTION P320-4 包括兩個高性能型號：

• SIMOTION P320-4 E（嵌入式）
  處理器：Intel i3 處理器（第三代）
  存儲器：內部 CFast/外部可訪問 CFast 
  操作系統：Windows Embedded Standard 7
• SIMOTION P320-4 S（標準型）
  處理器：Intel i7 處理器
  存儲器：內置固態(tài)硬盤 (SSD)/外部可訪問 CFast
  操作系統：Windows 7 Ultimate

SIMOTION P320-4 供貨范圍：

SIMOTION P320-4 隨附有大容量存儲器以及相關的 SIMOTION 運行系統軟件。

• 內置大容量存儲器：Windows 操作系統和 SIMOTION 運行系統固件
• 外置可存取海量存儲器：SIMOTION 項目和用戶數據

Windows 操作系統具有的開放性

這種開放性是基于 PC 的解決方案的突出特點：

• 聯網靈活
• 數據存儲容量大
• 數據備份方案
• 集成通信

復雜的數據測定和顯像任務，甚至能通過 SIMOTION P，直接在 PC 上輕松執(zhí)行工程技術操縱。如需要其它系統的 HMI 軟件，可使用標準化的 OPC 器接口。

通過集成的以太網接口，可以通過 SIMOTION IT 訪問集成 Web 器上的數據。通信回路采用標準 IT 協議，進行調試、診斷和維護。

也可以使用遠程維護、診斷和遠程等功能。
另外還提供了標準 PC 接口，用于連接以下部件：

• 打印機、鍵盤和鼠標等硬件
• 可視化軟件或 Microsoft Office 程序等軟件。

SIMOTION 操作系統具有實時功能

完全獨立的 SIMOTION 操作系統與 SIMOTION P 上的 Windows 并行運行。通過這種實時擴展，可實現能夠滿足 SIMOTION P 平臺上的高性能要求的復雜運動控制應用。

功能強大的 PC 技術

• 系統采用新的 PC 處理器技術，可確保提供佳性能。
• 指令執(zhí)行速度非常之快，為中高端性能范圍提供了新的應用機會。

• 開環(huán)控制、運動控制、技術、可視化和標準 Microsoft 應用程序均集成在同一平臺上，無需執(zhí)行耗時的安裝即可直接使用
• 功能強大的新 PC 處理器架構帶來了性能的提升
• 基于 Windows 操作系統，因此對各種標準應用程序具有開放性
• 可基于工業(yè)以太網使用標準 PC 通信機制
• 簡易軟件升級
• 用戶友好型操作
• 通過現有通信接口實現靈活聯網該 SIMOTION P320-4 版本具有一個集成式 PROFINET 接口和工業(yè)以太網接口。對于也需要 PROFIBUS DP 連接的應用，可使用帶有兩個 PROFIBUS 接口的可選模塊 IsoPROFIBUS 板。
• 集成眾多功能因而功能強大
• 在同一程序中輕松對開環(huán)控制和運動控制應用進行工程配置

S7-200 PLC高速計數器指令的使用簡介

（1）每個高速計數器都有一個32位當前值和一個32位預置值，當前值和預設值均為帶符號的整數值。要設置高速計數器的新當前值和新預置值，必須設置控制字節(jié)（表6-7），令其第五位和第六位為1，允許更新預置值和當前值，新當前值和新預置值寫入特殊內部標志位存儲區(qū)。然后執(zhí)行HSC指令，將新數值傳輸到高速計數器。當前值和預置值占用的特殊內部標志位存儲區(qū)如表1所示。

表1  HSC0-HSC5當前值和預置值占用的特殊內部標志位存儲區(qū)

除控制字節(jié)以及新預設值和當前值保持字節(jié)外，還可以使用數據類型HC（高速計數器當前值）加計數器號碼（0、1、2、3、4或5）讀取每臺高速計數器的當前值。因此，讀取操作可直接讀取當前值，但只有用上述HSC指令才能執(zhí)行寫入操作。

（2）執(zhí)行HDEF指令之前，必須將高速計數器控制字節(jié)的位設置成需要的狀態(tài)，否則將采用默認設置。默認設置為：復位和起動輸入高電平有效，正交計數速率選擇4×模式。執(zhí)行HDEF指令后，就不能再改變計數器的設置，除非CPU進入停止模式。

（3）執(zhí)行HSC指令時，CPU檢查控制字節(jié)和有關的當前值和預置值。

數字量輸入模塊具有下列機械特性：

• 緊湊型設計：
  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)。
  • 連接器針腳分配，用于在前門內部進行配線。
• 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。
• 方便用戶接線。

具有8、16、32或64通道的模塊。

數字量輸入模塊將來自過程的外部數字信號電平轉換成控制器的內部信號電平（邏輯“0”或“1”）。

多種輸入電壓，可支持連接不同的控制信號：

• 24 V DC
• 48 - 125 V DC
• 120/230 V AC

除了經濟性以及易于處理的特點外，該模塊還具有其他特殊功能：

• 可在等時模式下使用
• 過程和診斷報警
• 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。

數字量輸出模塊具有下列機械特性：

• 緊湊型設計：
  • 綠色 LED，用于指示輸出的信號狀態(tài)。
  • 前連接器插座，通過前門保護。
  • 前門上的標簽區(qū)。
  • 連接器針腳分配，用于在前門內部進行配線。
• 安裝方便：
  沒有插槽規(guī)則；輸出地址由插槽決定。
  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。
• 方便用戶接線。
• RC 濾波器 （用于繼電器模塊 6ES7 322-1HF20）：
  繼電器模塊 6ES7 322-1HF20-0AA0 有一個可連接的 RC 網絡(300Ω/0.1μF) ，用于大電感負載開關時滅弧(功率因數 = 0.4)。例如，這樣可以：
  • 對于框架規(guī)格 5 的 NEMA 電機的起動器，觸點壽命從 100,000 增加到 200,000 次切換操作。

具有8、16、32或64通道的模塊。

數字量輸出模塊將控制器的內部信號電平（邏輯“0”或“1”）轉換成過程所需的外部信號電平。

多種輸出電壓，可支持輸出不同的過程信號：

• 24 VDC,額定電流 0.5 A/通道
• 24 VDC,額定電流 2 A/通道
• 48 - 125 V DC
• 120/230 V AC

除了經濟性以及易于處理的特點外，該模塊還具有其他特殊功能：

西門子S7-200網絡的通訊設置和元件選擇

S7-200的端口是不隔離的，如果想使網絡隔離，應考慮使用RS-485中繼器或者EM277。

注意：

●具有不同電位的互聯設備有可能導致不希望的電流流過連接電纜。

●這種不希望的電流可能導致通訊失敗或者設備損壞。

●要確保用通訊電纜連接的所有設備有相同的參考電位，或者彼此隔離，來避免產生這種不希望的電流。

為網絡確定通訊距離、通訊速率和電纜類型

網段的大長度取決于兩個因素：隔離（用RS-485中繼器）和波特率。但連接具有不同電位的設備是需要隔離。當接地點之間的距離很遠時，有可能具有不同的地電位。即使距離較近，大型機械的負載電流也能導致地電位的不同。

表1 網絡電纜的大長度

1 如果不是用隔離端和中繼器，允許的大距離為50m。測量該距離時，從網段的第一個節(jié)點開始。到網段的后一個節(jié)點。

在網絡中使用中繼器

RS-485中繼器為網段提供偏壓電阻和終端電阻。目的是為了：

●增加網絡的長度：在網絡中使用一個中繼器可以使網絡的通訊距離擴展50m。如果使用兩個中繼器而且中間沒有其他節(jié)點，網絡的通訊距離按照所使用的波特率擴展一個網段的長度。在一個串聯網絡中，多可以使用9個中繼器。但網絡的長度不能超過9600m.

●為網絡增加設備：在9600的波特率下。50米距離之內，一個網段多可以連接32個設備，使用一個中繼器允許在網絡上增加32個設備。

●在不同的網段之間電隔離：如果不同的網段具有不同的地電位，將他們隔離會提高網絡的通訊質量。

一個中繼器在網絡中被算作網段的一個節(jié)點，但沒有被指定站地址。

                      圖1帶有中繼器的網絡

選擇網絡電纜

S7-200 網絡使用RS-485標準，是用雙絞線電纜。在一個網段上可以連接32個設備。

表2 網絡電纜的通用指標