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S7-400 標準控制器

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控制大量結構;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時間，可縮短機器的循環周期。

不同的CPU具有不同性能，例如，工作存儲器，地址范圍，連接數量和執行時間。十款款標準的CPU，集成PROFIBUS、PROFINET 總線接口。

應用

S7- 400尤其適合于加工工業中的數據密集型任務。高處理速度和確定性的響應時間，縮短高速機械制造業設備控制的循環周期。

S7 - 400好用于整體協調各種設備，控制低級別的系統。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

　　經不必再納入計算。

　　3、200PLC能在零下20度工作嗎

　　S7-200的工作環境要求為：

　　0°C-55°C，水平安裝

　　0°C-45°C，垂直安裝

　　相對濕度95%，不結露

　　西門子還提供S7-200的寬溫度范圍產品（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%

　　其他參數與普通S7-200產品相同

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

　　如果沒有找到，則說明目前沒有對應的SIPLUS產品。

　　文本和圖形顯示面板沒有寬溫型產品。

　　4、數字量輸入/輸出（DI/DO）響應速度有多快能作高速輸入和輸出嗎？S7-200在CPU單元上設有硬件電路（芯片等）處理高速數字量I/O，如高速計數器（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;但點數受到硬件資源的限制。

　　S7-200 CPU按照以下機制循環工作：

　　讀取輸入點的狀態到輸入映像區

　　執行用戶程序，進行邏輯運算，得到輸出信號的新狀態

　　將輸出信號寫入到輸出映像區

　　只要CPU處于運行狀態，上述步驟就周而復始地執行。在第二步中，CPU也執行通訊，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（從輸入信號狀態改變的那一刻開始，到CPU刷新輸入映像區時能夠識別其改變的時間）

　　CPU的內部處理時間，包括：

　　讀取輸入點的狀態到輸入映像區

　　執行用戶程序，進行邏輯運算，得到輸出信號的新狀態

　　將輸出信號寫入到輸出映像區

　　輸出硬件延時（從輸出緩沖區狀態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處理數字量響應速度的主要因素。

　　一個實際的系統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   工業以太網是一個功能強大的區域和單元網絡，符合 IEEE 802.3（以太網）和 802.11 a/b/g/h（無線局域網）標準，可用于工業應用。以太網是用于聯網*基本的因特網技術。 
   如今，在辦公區中已有眾多不同的企業內網、企業外網和互聯網可供選擇，通過工業以太網，也可以將它們用于工廠和過程自動化。
以太網技術已經與交換機、全雙工模式和自動偵測功能成功地結合使用了多年，使網絡性能能夠滿足您的要求。由于兼容性*，可以逐步引進新技術，因此用戶可以選擇所需的數據傳輸速率。 
   以太網目前占有 90% 以上的*，是當今局域網領域中的-。 
   以太網具有很大優勢： 
      連接方法簡捷，可快速調試       由于現有網絡容易擴展，具有高度可用性       高數據傳輸速率及必要時可通過交換技術獲得擴展性能，以太網的通訊性能幾乎不受限制       可實現不同應用領域的聯網，例如辦公環境與生產環境       由于采用 WAN（廣域網，如 ISDN 或 Internet）進行連接，可在整個公司范圍內實現與安全部件的通訊，且可保持數據完整性       通過持續的兼容性開發，實現投資安全       通過工廠范圍內的時鐘控制，可實現整個工廠范圍內基于時間的精確事件分配      SIMATIC NET 依賴這種可靠的技術。西門子已經在有電磁干擾的惡劣工業環境中提供了幾百萬個連接。 
   SIMATIC NET 對以太網技術進行了重大改進，以適應工業環境: 
      用于嚴酷工業環境的網絡部件。       通過具有 RJ45 技術的 FastConnect 電纜接線系統進行快速本地組裝       通過高速冗余和冗余電源實現故障安全網絡       通過簡單、有效的信令概念，持續監控網絡部件       面向未來的網絡部件，配有新型 SCALANCE X 工業以太網交換機系列       控制層上大量數據的千兆通訊，如 WinCC，web 應用程序，多媒體應用程序等      工業以太網提供有以下通訊功能/服務： 
   編程器/OP 通訊  
   包括集成的通訊功能，可通過 SIMATIC、SIMOTION 和 SINUMERIK 自動化系統與每個 HMI 設備和 SIMATIC 編程器（STEP 7）進行數據通訊。PROFINET/工業以太網和 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（系統功能塊），或用于 S7-300 的可裝入功能塊，這項功能已經在 SIMOTION、SINUMERIK 和 SIMATIC S7/WinAC 環境下進行了優化。它可用于連接 PC 與工作站。 每個作業的用戶數據量*大為 64 KB。
S7 通訊提供簡單、功能強大的通訊服務以及與軟件接口無關的網絡。 
   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，還大力推進自主創新成果產業化。對掌握核心技術、市場前景良好并在海滄實施的產業化項目，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。 
   工業以太網全面概述 
   標準通訊  
   這由標準化的數據通訊協議組成，如 FTP。 
   PROFIsafe
允許在同一條總線電纜上進行標準和安全相關的通訊。它是一種標準總線上的開放式故障安全通訊解決方案，且利用了 PROFINET 服務。 
   OPC（開放性、高效性、協作性）
是一個標準化、開放式、跨供應商的軟件接口。它允許將 OPC 兼容的 Windows 應用程序連接到 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 技術的信息技術
通過工業以太網將 SIMATIC、SIMOTION 和 SINUMERIK 與信息技術相整合。在辦公環境中，電子郵件和 web 瀏覽器已成為廣泛應用的通訊手段。除了電話線和因特網以外，工業以太網是主要的通訊路徑。 
   使用工業以太網的套接字接口，
可通過 TCP/IP 與 PC 進行數據通訊。使用這個在 PC 和 UNIX 系統通用的接口，用戶可以自由將數據交換進行編程。SIMATIC S7 和 SIMATIC TDC 使用 SEND/RECEIVE 功能塊（S/R）來訪問 TCP/IP。 
　　希拉里表示，如果我當選總統，我要建立一個適用于所有人的經濟體制，而不是只針對部分美國高層人士和富人階層。而據我所知，                           的經濟計劃只以自己的利益以及相關人物的利益。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。　　而悲觀主義者認為，自動化進程的加快和新技術突破范圍的不斷增加，對人力的需求可能僅限于少量技術水平高的工人，大量的技術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和分配效應的問題。上述兩種說法都各有道理，實際上也可能同時發生。

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

　　SINAMICS V90 伺服驅動 SINAMICS V90 根據不同的應用分為兩個版本： 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 脈沖版本可以實現內部定位塊功能，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 驅動系統可形成功能強大的伺服系 統。

　　伺服性能優異

　　? *的一鍵優化及自動實時優化功能使設備獲得更高的 動態性能 ? 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用需求

　　易于使用

　　? 與控制系統的連接快捷簡單 ? 西門子一站式提供所有組件 ? 快速便捷的伺服優化和機械優化 ? 簡單易用的 SINAMICS V-ASSISTANT 調試工具 ? 通用 SD 卡參數復制 ? 集成了

　　低成本

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

　　運行可靠

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

　　低成本 高度集成的設計以降低系統成本

　　SINAMICS V90 集成了外部脈沖位置控制、內部設定值 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來選擇 PLC 的編程、監控和運行工作狀態。編程狀態時， CPU 只為編程器服務，而不對現場進行控制。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給主機，在下一個掃描周期主機將按新的程序對現場進行控制。計算機輔助編程既能實現離線編程，也能實現在線編程。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根據需要決定。

（ 6 ）據是否聯網通信選型

若 PLC 控制的系統需要聯入工廠自動化網絡，則 PLC 需要有通信聯網功能，即要求 PLC 應具有連接其他 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 結構形式的選擇

在相同功能和相同 I/O 點數據的情況下，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），容易判斷故障等優點，要按實際需要選擇 PLC 的結構形式。

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的。

分配好后，按系統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，那樣就應在接入輸入點前，按邏輯關系接好線（如兩個觸點先串聯或并聯），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，應根據所選 PLC 型號，查閱相應的編程手冊，決不可“張冠李戴”。必須參閱有關操作手冊。

（ 2 ）部輔助繼電器

內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 / 計數器時作數據存儲或數據處理用。

從功能上講，內部輔助繼電器相當于傳統電控柜中的中間繼電器。

未分配模塊的輸入 / 輸出繼電器區以及未使用 1 ： 1 鏈接時的鏈接繼電器區等均可作為內部輔助繼電器使用。根據程序設計的需要，應合理安排PLC 的內部輔助繼電器，在設計說明書中應詳細列出各內部輔助繼電器在程序中的用途，避免重復使用。參閱有關操作手冊。

（ 3 ）分配定時器 / 計數器

PLC 的定時器 / 計數器數量分別見有關操作手冊。

7.3 PLC 軟件系統設計方法及步驟

7.3.1 PLC 軟件系統設計的方法

在了解了 PLC 程序結構之后，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以太網標準

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

　　集成內部設定值位置控制功能

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

　　全功率驅動器集成制動電阻

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

　　集成抱閘繼電器 (SINAMICS V90, 400 V 型)

　　驅動器內部集成抱閘繼電器，當使用帶抱閘電機時，可 直接控制電機動作。 可節省抱閘繼電器（僅適用于 SINAMICS V90, 400 V 型）。

　　優化的伺服性能 快速、平穩和 定位

　　*的一鍵優化和自動實時優化

　　閉環控制參數可以采用實時優化功能進行自動實時優化， 也可以采用一鍵優化功能在調試時進行優化。 通過優化功能可以得到設備的高動態響應。

　　自動抑制機械諧振

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

　　高編碼器分辨率及高數據傳輸率