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S7-400 標(biāo)準(zhǔn)控制器

說明

有一系列從入門級CPU直到高性能CPU，用于配置控制器。所有CPU控制大量結(jié)構(gòu);多個CPU可以在一個多值計算配置中一起工作以提高性能。由于CPU的高處理速度和確定性的響應(yīng)時間，可縮短機器的循環(huán)周期。

不同的CPU具有不同性能，例如，工作存儲器，地址范圍，連接數(shù)量和執(zhí)行時間。十款款標(biāo)準(zhǔn)的CPU，集成PROFIBUS、PROFINET 總線接口。

應(yīng)用

S7- 400尤其適合于加工工業(yè)中的數(shù)據(jù)密集型任務(wù)。高處理速度和確定性的響應(yīng)時間，縮短高速機械制造業(yè)設(shè)備控制的循環(huán)周期。

S7 - 400好用于整體協(xié)調(diào)各種設(shè)備，控制低級別的系統(tǒng)。這是由高速通訊能力和集成接口來保證的。

在S7- 400的許多器件也可用于環(huán)境條件下的SIPLUS版本。

EM277模塊本身不需要24VDC電源，這個電源是通訊端口用的.24VDC電源

　　需求取決于通訊端口上的負載大小。

　　CPU上的通訊口，可以連接PC/PPI電纜和TD 200并為它們供電，此電源消耗已

　　經(jīng)不必再納入計算。

　　3、200PLC能在零下20度工作嗎

　　S7-200的工作環(huán)境要求為：

　　0°C-55°C，水平安裝

　　0°C-45°C，垂直安裝

　　相對濕度95%，不結(jié)露

　　西門子還提供S7-200的寬溫度范圍產(chǎn)品（SIPLUS S7-200）：

　　工作溫度范圍：-25°C-+70°C

　　相對濕度：55°C時98%，70°C時45%

　　其他參數(shù)與普通S7-200產(chǎn)品相同

　　S7-200的寬溫型產(chǎn)品，每種都有其單獨的訂貨號，可以到SIPLUS產(chǎn)品主頁查詢。

　　如果沒有找到，則說明目前沒有對應(yīng)的SIPLUS產(chǎn)品。

　　文本和圖形顯示面板沒有寬溫型產(chǎn)品。

　　4、數(shù)字量輸入/輸出（DI/DO）響應(yīng)速度有多快能作高速輸入和輸出嗎？S7-200在CPU單元上設(shè)有硬件電路（芯片等）處理高速數(shù)字量I/O，如高速計數(shù)器（輸入），高速脈沖輸出。這些硬件電路在用戶程序的控制下工作，可以達到很高的頻率;但點數(shù)受到硬件資源的限制。

　　S7-200 CPU按照以下機制循環(huán)工作：

　　讀取輸入點的狀態(tài)到輸入映像區(qū)

　　執(zhí)行用戶程序，進行邏輯運算，得到輸出信號的新狀態(tài)

　　將輸出信號寫入到輸出映像區(qū)

　　只要CPU處于運行狀態(tài)，上述步驟就周而復(fù)始地執(zhí)行。在第二步中，CPU也執(zhí)行通訊，自檢等工作。

　　上述三個步驟是S7-200 CPU的軟件處理過程，可以認為就是程序掃描時間。

　　實際上，S7-200對數(shù)字量的處理速度受到以下幾個因素的限制：

　　輸入硬件延時（從輸入信號狀態(tài)改變的那一刻開始，到CPU刷新輸入映像區(qū)時能夠識別其改變的時間）

　　CPU的內(nèi)部處理時間，包括：

　　讀取輸入點的狀態(tài)到輸入映像區(qū)

　　執(zhí)行用戶程序，進行邏輯運算，得到輸出信號的新狀態(tài)

　　將輸出信號寫入到輸出映像區(qū)

　　輸出硬件延時（從輸出緩沖區(qū)狀態(tài)改變到輸出點真實電平改變的時間）

　　上述A，B，C三段時間，就是限制PLC處理數(shù)字量響應(yīng)速度的主要因素。

　　一個實際的系統(tǒng)可能還需要考慮輸入，輸出器件的延時，如輸出點外接的中間繼電器動作時間等。

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  概述   工業(yè)以太網(wǎng)是一個功能強大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)，符合 IEEE 802.3（以太網(wǎng)）和 802.11 a/b/g/h（無線局域網(wǎng)）標(biāo)準(zhǔn)，可用于工業(yè)應(yīng)用。以太網(wǎng)是用于聯(lián)網(wǎng)*基本的因特網(wǎng)技術(shù)。 
   如今，在辦公區(qū)中已有眾多不同的企業(yè)內(nèi)網(wǎng)、企業(yè)外網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)可供選擇，通過工業(yè)以太網(wǎng)，也可以將它們用于工廠和過程自動化。
以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)與交換機、全雙工模式和自動偵測功能成功地結(jié)合使用了多年，使網(wǎng)絡(luò)性能能夠滿足您的要求。由于兼容性*，可以逐步引進新技術(shù)，因此用戶可以選擇所需的數(shù)據(jù)傳輸速率。 
   以太網(wǎng)目前占有 90% 以上的*，是當(dāng)今局域網(wǎng)領(lǐng)域中的-。 
   以太網(wǎng)具有很大優(yōu)勢： 
      連接方法簡捷，可快速調(diào)試       由于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)容易擴展，具有高度可用性       高數(shù)據(jù)傳輸速率及必要時可通過交換技術(shù)獲得擴展性能，以太網(wǎng)的通訊性能幾乎不受限制       可實現(xiàn)不同應(yīng)用領(lǐng)域的聯(lián)網(wǎng)，例如辦公環(huán)境與生產(chǎn)環(huán)境       由于采用 WAN（廣域網(wǎng)，如 ISDN 或 Internet）進行連接，可在整個公司范圍內(nèi)實現(xiàn)與安全部件的通訊，且可保持數(shù)據(jù)完整性       通過持續(xù)的兼容性開發(fā)，實現(xiàn)投資安全       通過工廠范圍內(nèi)的時鐘控制，可實現(xiàn)整個工廠范圍內(nèi)基于時間的精確事件分配      SIMATIC NET 依賴這種可靠的技術(shù)。西門子已經(jīng)在有電磁干擾的惡劣工業(yè)環(huán)境中提供了幾百萬個連接。 
   SIMATIC NET 對以太網(wǎng)技術(shù)進行了重大改進，以適應(yīng)工業(yè)環(huán)境: 
      用于嚴酷工業(yè)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)部件。       通過具有 RJ45 技術(shù)的 FastConnect 電纜接線系統(tǒng)進行快速本地組裝       通過高速冗余和冗余電源實現(xiàn)故障安全網(wǎng)絡(luò)       通過簡單、有效的信令概念，持續(xù)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)部件       面向未來的網(wǎng)絡(luò)部件，配有新型 SCALANCE X 工業(yè)以太網(wǎng)交換機系列       控制層上大量數(shù)據(jù)的千兆通訊，如 WinCC，web 應(yīng)用程序，多媒體應(yīng)用程序等      工業(yè)以太網(wǎng)提供有以下通訊功能/服務(wù)： 
   編程器/OP 通訊  
   包括集成的通訊功能，可通過 SIMATIC、SIMOTION 和 SINUMERIK 自動化系統(tǒng)與每個 HMI 設(shè)備和 SIMATIC 編程器（STEP 7）進行數(shù)據(jù)通訊。PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)和 PROFIBUS 支持編程器/OP通訊. 
   S7 通訊  
   S7 通訊是一項用于 S7-400 的集成通訊功能（系統(tǒng)功能塊），或用于 S7-300 的可裝入功能塊，這項功能已經(jīng)在 SIMOTION、SINUMERIK 和 SIMATIC S7/WinAC 環(huán)境下進行了優(yōu)化。它可用于連接 PC 與工作站。 每個作業(yè)的用戶數(shù)據(jù)量*大為 64 KB。
S7 通訊提供簡單、功能強大的通訊服務(wù)以及與軟件接口無關(guān)的網(wǎng)絡(luò)。 
   開放式通訊  
   通過開放式通訊 (SEND/RECEIVE)，SIMATIC S7 控制器可與其他 SIMATIC S7 和 SIMATIC S5 控制器（S5 兼容通訊）、PC 和第三方系統(tǒng)進行通訊。 另外，為了方便地連接 HMI 站，還提供有 FETCH 和 WRITE 功能。 
    　　完成國家對項目的匹配要求，額外再予以*高800萬元專項補助。此外，還大力推進自主創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化。對掌握核心技術(shù)、市場前景良好并在海滄實施的產(chǎn)業(yè)化項目，通過多元化扶持方式予以支持，按項目軟硬件投入的30%給予補助，*高500萬元。 
   工業(yè)以太網(wǎng)全面概述 
   標(biāo)準(zhǔn)通訊  
   這由標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議組成，如 FTP。 
   PROFIsafe
允許在同一條總線電纜上進行標(biāo)準(zhǔn)和安全相關(guān)的通訊。它是一種標(biāo)準(zhǔn)總線上的開放式故障安全通訊解決方案，且利用了 PROFINET 服務(wù)。 
   OPC（開放性、高效性、協(xié)作性）
是一個標(biāo)準(zhǔn)化、開放式、跨供應(yīng)商的軟件接口。它允許將 OPC 兼容的 Windows 應(yīng)用程序連接到 S7 通訊、開放式通訊 (SEND/RECEIVE) 和 PROFINET。 
   西門子公司基于電子郵件和 web 技術(shù)的信息技術(shù)
通過工業(yè)以太網(wǎng)將 SIMATIC、SIMOTION 和 SINUMERIK 與信息技術(shù)相整合。在辦公環(huán)境中，電子郵件和 web 瀏覽器已成為廣泛應(yīng)用的通訊手段。除了電話線和因特網(wǎng)以外，工業(yè)以太網(wǎng)是主要的通訊路徑。 
   使用工業(yè)以太網(wǎng)的套接字接口，
可通過 TCP/IP 與 PC 進行數(shù)據(jù)通訊。使用這個在 PC 和 UNIX 系統(tǒng)通用的接口，用戶可以自由將數(shù)據(jù)交換進行編程。SIMATIC S7 和 SIMATIC TDC 使用 SEND/RECEIVE 功能塊（S/R）來訪問 TCP/IP。 
　　希拉里表示，如果我當(dāng)選總統(tǒng)，我要建立一個適用于所有人的經(jīng)濟體制，而不是只針對部分美國高層人士和富人階層。而據(jù)我所知，                           的經(jīng)濟計劃只以自己的利益以及相關(guān)人物的利益。直至今天，仍未提出具體計劃解決美國工薪階層面臨的問題?！　《^主義者認為，自動化進程的加快和新技術(shù)突破范圍的不斷增加，對人力的需求可能僅限于少量技術(shù)水平高的工人，大量的技術(shù)水平低或中等的工人將被舍棄，這將可能帶來持久的不良就業(yè)和分配效應(yīng)的問題。上述兩種說法都各有道理，實際上也可能同時發(fā)生。

伺服驅(qū)動系統(tǒng) SINAMICS V90 伺服驅(qū)動和 SIMOTICS S-1FL6 伺服電機組成了 性能優(yōu)化，易于使用的伺服驅(qū)動系統(tǒng)，八種驅(qū)動類型，七種 不同的電機軸高規(guī)格，功率范圍從0.05kW到7.0kW以及單 相和三相的供電系統(tǒng)使其可以廣泛用于各行各業(yè)，如：定 位，傳送，收卷等設(shè)備中，同時該伺服系統(tǒng)可以與S7-1500T/ S7-1500/S7-1200 進行*配合實現(xiàn)豐富的運動控制功能。

　　SINAMICS V90 伺服驅(qū)動 SINAMICS V90 根據(jù)不同的應(yīng)用分為兩個版本： 1. 脈沖序列版本（集成了脈沖，模擬量，USS/MODBUS） 2. PROFINET通訊版本 SINAMICS V90 脈沖版本可以實現(xiàn)內(nèi)部定位塊功能，同時具有 脈沖位置控制，速度控制，力矩控制模式。 SINAMICS V90 PN 版本集成了 PROFINET 接口，可以通過 PROFIdrive 協(xié)議與上位控制器進行通訊。 

　　SIMOTICS S-1FL6 伺服電機 SIMOTICS-1FL6 為自然冷卻的永磁同步電機，通過電機表面散 熱，不同的電機軸高可滿足亞洲市場的需要。1FL6 支持 3 倍過 載，配合 SINAMICS V90 驅(qū)動系統(tǒng)可形成功能強大的伺服系 統(tǒng)。

　　伺服性能優(yōu)異

　　? *的一鍵優(yōu)化及自動實時優(yōu)化功能使設(shè)備獲得更高的 動態(tài)性能 ? 自動抑制機械諧振頻率 ? 1 MHz 的高速脈沖輸入 ? 支持不同的編碼器類型以滿足不同的應(yīng)用需求

　　易于使用

　　? 與控制系統(tǒng)的連接快捷簡單 ? 西門子一站式提供所有組件 ? 快速便捷的伺服優(yōu)化和機械優(yōu)化 ? 簡單易用的 SINAMICS V-ASSISTANT 調(diào)試工具 ? 通用 SD 卡參數(shù)復(fù)制 ? 集成了

　　低成本

　　? 集成多種模式：外部脈沖位置控制、內(nèi)部設(shè)定值位 置控制（通過程序步或 Modbus）、速度控制和扭矩控制 ? 集成內(nèi)部設(shè)定值位置控制功能 ? 全功率驅(qū)動內(nèi)置制動電阻 ? 集成抱閘繼電器（400V 型），無需外部繼電器

　　運行可靠

　　高品質(zhì)的電機軸承 ? 電機防護等級 IP 65，軸端標(biāo)配油封 ? 集成安全扭矩停止（STO）功能

　　低成本 高度集成的設(shè)計以降低系統(tǒng)成本

　　SINAMICS V90 集成了外部脈沖位置控制、內(nèi)部設(shè)定值 位置控制(通過程序步或 Modbus)、速度控制和扭矩控 制等模式。 不同的控制模式適用于多種應(yīng)用場合。

離線編程示指主機和編程器共用一個 CPU ，通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇 PLC 的編程、監(jiān)控和運行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時， CPU 只為編程器服務(wù)，而不對現(xiàn)場進行控制。編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機和編程器各有一個 CPU ，主機的 CPU 完成對現(xiàn)場的控制，在每一個掃描周期末尾與編程器通信，編程器把修改的程序發(fā)給主機，在下一個掃描周期主機將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場進行控制。計算機輔助編程既能實現(xiàn)離線編程，也能實現(xiàn)在線編程。在線編程需購置計算機，并配置編程軟件。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定。

（ 6 ）據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型

若 PLC 控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動化網(wǎng)絡(luò)，則 PLC 需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能，即要求 PLC 應(yīng)具有連接其他 PLC 、上位計算機及 CRT 等的接口。大、中型機都有通信功能，目前大部分小型機也具有通信功能。

（ 7 ）對 PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇

在相同功能和相同 I/O 點數(shù)據(jù)的情況下，整體式比模塊式價格低。但模塊式具有功能擴展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優(yōu)點，要按實際需要選擇 PLC 的結(jié)構(gòu)形式。

2 ．分配輸入 / 輸出點

一般輸入點和輸入信號、輸出點和輸出控制是一一對應(yīng)的。

分配好后，按系統(tǒng)配置的通道與接點號，分配給每一個輸入信號和輸出信號，即進行編號。

在個別情況下，也有兩個信號用一個輸入點的，那樣就應(yīng)在接入輸入點前，按邏輯關(guān)系接好線（如兩個觸點先串聯(lián)或并聯(lián)），然后再接到輸入點。

（ 1 ）確定 I/O 通道范圍

不同型號的 PLC ，其輸入 / 輸出通道的范圍是不一樣的，應(yīng)根據(jù)所選 PLC 型號，查閱相應(yīng)的編程手冊，決不可“張冠李戴”。必須參閱有關(guān)操作手冊。

（ 2 ）部輔助繼電器

內(nèi)部輔助繼電器不對外輸出，不能直接連接外部器件，而是在控制其他繼電器、定時器 / 計數(shù)器時作數(shù)據(jù)存儲或數(shù)據(jù)處理用。

從功能上講，內(nèi)部輔助繼電器相當(dāng)于傳統(tǒng)電控柜中的中間繼電器。

未分配模塊的輸入 / 輸出繼電器區(qū)以及未使用 1 ： 1 鏈接時的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。根據(jù)程序設(shè)計的需要，應(yīng)合理安排PLC 的內(nèi)部輔助繼電器，在設(shè)計說明書中應(yīng)詳細列出各內(nèi)部輔助繼電器在程序中的用途，避免重復(fù)使用。參閱有關(guān)操作手冊。

（ 3 ）分配定時器 / 計數(shù)器

PLC 的定時器 / 計數(shù)器數(shù)量分別見有關(guān)操作手冊。

7.3 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計方法及步驟

7.3.1 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計的方法

在了解了 PLC 程序結(jié)構(gòu)之后，就要具體地編制程序了。編制 PLC 控制程序的方法很多，這里主要介紹幾種典型的編程方法。

　　集成 PROFINET – 適用于自動化的工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

　　SINAMICS V90 PROFINET 版本具有 PROFINET 接口，只 需一根電纜即可實時傳輸用戶/過程數(shù)據(jù)以及診斷數(shù)據(jù)。 該解決方案提供了廣泛的功能并降低了系統(tǒng)復(fù)雜性。

　　集成內(nèi)部設(shè)定值位置控制功能

　　? 驅(qū)動中集成了定位功能。目標(biāo)位置及其速度可以在調(diào) 試時設(shè)置在驅(qū)動中，同時可以通過通訊進行修改。 ? 支持和相對定位 ? 旋轉(zhuǎn)軸或線性軸 ? 在驅(qū)動中回參考點 無需PLC定位功能，即可完成簡單的點對點定位。

　　全功率驅(qū)動器集成制動電阻

　　所有的驅(qū)動模塊都集成了制動電阻，可消耗掉再生的能 量以確保驅(qū)動系統(tǒng)能夠快速停止。 不需要外加的制動電阻即可滿足大部分的應(yīng)用。

　　集成抱閘繼電器 (SINAMICS V90, 400 V 型)

　　驅(qū)動器內(nèi)部集成抱閘繼電器，當(dāng)使用帶抱閘電機時，可 直接控制電機動作。 可節(jié)省抱閘繼電器（僅適用于 SINAMICS V90, 400 V 型）。

　　優(yōu)化的伺服性能 快速、平穩(wěn)和 定位

　　*的一鍵優(yōu)化和自動實時優(yōu)化

　　閉環(huán)控制參數(shù)可以采用實時優(yōu)化功能進行自動實時優(yōu)化， 也可以采用一鍵優(yōu)化功能在調(diào)試時進行優(yōu)化。 通過優(yōu)化功能可以得到設(shè)備的高動態(tài)響應(yīng)。

　　自動抑制機械諧振

　　驅(qū)動可自動檢測機械諧振頻率，并設(shè)置濾波器抑制共振， 大幅降低運行過程中的振動和噪聲。 抑制諧振以提高動態(tài)響應(yīng)。

　　高編碼器分辨率及高數(shù)據(jù)傳輸率