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7-400冗余控制器
說明
1．SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。S7-200 PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網(wǎng)絡都能實現(xiàn)復雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個不同的基本型號
2．SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應用。各種單獨
的模塊之間可進行廣泛組合構成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結構，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運算速度；用浮點數(shù)運算比較有效地實現(xiàn)了更為復雜的算術運算；一個帶標準用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數(shù)賦值；方便的人機界面服務已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時，模塊更換，等等）；多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密，防止未經(jīng)允許的復制和修改；S7-300 PLC設有操作方式選擇開關，操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統(tǒng)；多點接口（MPI）集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng)。
3． SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。 S7-400 PLC采用模塊化無風扇的設計，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng)。當控制系統(tǒng)規(guī)模擴大或升級時，只要適當?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級和充分滿足需要。
當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。
在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應得單元內(nèi)。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。
即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。
當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。
同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結果有所區(qū)別。當然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。
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要通過“嚴格”的檢驗程序，以可編程控制器（PLC）產(chǎn)品為例，在整個生產(chǎn)過程中針對該類產(chǎn)品的質量檢測節(jié)點就超過20個。視覺檢測是數(shù)字化工廠特有的質量檢測方法，相機會拍下產(chǎn)品的圖像與Teamcenter數(shù)據(jù)平臺中的正確圖像作比對，一點小小的瑕疵都逃不過SIMATIC IT品質管理模塊的“眼睛”。對比傳統(tǒng)制造企業(yè)的人工抽檢，這顯然要可靠又快速得多。”
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S7-400標準控制器
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(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。十款款標準的CPU，集成PROFIBUS、PROFINET 總線接口。
應用
S7- 400尤其適合于加工工業(yè)中的數(shù)據(jù)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(yè)設備控制的循環(huán)周期。
S7 - 400最好用于整體協(xié)調(diào)各種設備，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極端環(huán)境條件下的SIPLUS版本。
S7-400 的成功應用如下：
汽車工業(yè)
標準機械設備制造包括定制的機械設備制造
倉儲系統(tǒng)
建筑工程
鋼鐵行業(yè)
發(fā)電和配電
造紙和印刷業(yè)
木工
紡織業(yè)
食品和飲料行業(yè)
處理工程，例如水和廢水處理設施
化工和石化
效益
由于采用各種級別的CPU，S7-400可以靈活擴展升級；I/O能力幾乎是無限的。
強大的CPU允許集成新的功能，無需額外硬件投資，例如處理質量數(shù)據(jù)，用戶友好的診斷，到更高層次的MES解決方案或通過總線系統(tǒng)的高速通訊。
可以以模塊化的方式構建S7 - 400，有各種用于集中配置和分布式結構的模塊，以實現(xiàn)處理備件方面的低成本。
在操作過程中可以修改S7- 400 的分布式I/O配置（在運行中配置）。另外在工作時還可以刪除和插入信號模塊（熱插拔）。這使得很容易擴展系統(tǒng)或出現(xiàn)故障時替換模塊。
項目的完整數(shù)據(jù)存儲包括CPU上的符號和注釋，簡化了服務和維護過程。
可以將安全技術和標準自動化集成到一個單一的S7- 400控制器，可以通過S7- 400的冗余結構增加設備的可用性。
S7- 400的許多器件也可用于外部環(huán)境條件SIPLUS版本，例如：擴展溫度范圍（-25+60°C）和在惡劣環(huán)境/冷凝條件下使用。
S7- 400的高速背板總線確保集中式I/ O模塊的高速通訊。
設計和功能
模塊化
S7 - 400的一個重要特點是它的模塊化。S7- 400的高速通訊背板總線和允許直接插入CPU集成的DP接口，允許多條通訊線路的高性能運行。例如，把一根總線用于HMI通訊和編程任務，一根總線用于高性能運動控制，一根總線用于普通I / O現(xiàn)場總線通訊。
此外，也可以實現(xiàn)另外連接到MES-/ERP系統(tǒng)或通過SIMATIC IT連接到互聯(lián)網(wǎng)的需要。根據(jù)任務情況，可對S7 – 400進行集中擴展或分布式配置。附加設備和接口模塊也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可實現(xiàn)分布式擴展。如果需要，也可以使用通訊處理器（CP）。
設計
設計一個S7 - 400系統(tǒng)基本上包括機架，電源，和中央處理單元。它可以以一個模塊化的方式安裝和擴展。所有的模塊都可以自由地放置在左側插入的電源旁邊。S7- 400具有無風扇的堅固設計。信號模塊可以熱插拔。一個多層面的模塊范圍可用于中央擴展以及具有ET200的分布式拓撲結構的簡單配置。
在集中式擴展中，額外安裝機架直接連接到中央控制器。
除了標準的安裝機架，也提供9槽和18槽鋁合金安裝機架。這些鋁機架可以很高地耐受不利環(huán)境條件，緊固耐用，重量輕25％左右。
多值計算
多值計算，也就是在一個S7- 400中央控制器中的幾個CPU的同時操作，為用戶提供不同的益處：
可通過多值計算共享的S7 - 400的整體性能。例如，在技術復雜的任務中，如開環(huán)控制，可以將計算機或通訊分割和分配給不同的CPU每個CPU分配給自己的，用于此目的本地輸入/輸出。
有些任務也可以從每個多值計算方式中斷開，一個CPU處理關鍵時間的處理任務，另一個處理非關鍵時間的任務。
在多值計算操作中，所有的CPU的運行行為像一個CPU，也就是說，當一個CPU進入STOP狀態(tài)，其他的也停止。幾個CPU的動作可以通過同步指令選擇性地協(xié)調(diào)調(diào)用。此外，CPU之間的數(shù)據(jù)交換通過高速的全局數(shù)據(jù)通訊機制。
數(shù)據(jù)/程序存儲器
從精細分級的各種CPU中選擇合適的CPU取決于集成工作存儲區(qū)的大小。集成裝載存儲器（RAM）足以滿足中小型企業(yè)方案。對于大型程序，通過插入RAM或FEPROM存儲卡增大裝載內(nèi)存（64 KB到64 MB）。
特殊功能
S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能：
從工程工作站通過網(wǎng)絡更新固件實現(xiàn)更簡單和快速的升級
通過一個系統(tǒng)功能實現(xiàn)額外的寫保護（例如沒有從PC器件下載到CPU）
集成的路由功能允許在不同總線系統(tǒng)和網(wǎng)絡上訪問數(shù)據(jù)記錄，例如控制級PC可以通過S7 -400控制器與連接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的現(xiàn)場設備進行通訊。
通過讀取存儲卡的序列號獲得保護，因此，保證了程序只與特定的存儲卡一起運行
集成的路由功能允許在不同總線系統(tǒng)和網(wǎng)絡上訪問數(shù)據(jù)記錄，例如控制級PC可以通過S7 -400控制器與連接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的現(xiàn)場設備進行通訊。
S7-400 信號模塊
SIMATIC S7-400 信號模塊
描述
信號模塊是控制器進行過程操作的接口。許多不同的數(shù)字量和模擬量模塊根據(jù)每一項任務的要求，準確提供輸入/輸出。數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)量、電壓和電流范圍、電絕緣、診斷和警報功能等方面都存在著差別。S7-400 信號模塊不僅是能夠在中央機架擴展，而且可以通過 PROFIBUS DP 連接到 S7-400 中央控制器。支持熱插拔，這使更換模塊變得極其簡單。
設計和功能
安裝簡便
通過前連接器連接傳感器/執(zhí)行器。更換模塊后，只需將前連接器插入相同類型的新模塊中，并保留原來的布線。前連接器帶自動編碼功能可避免發(fā)生錯誤。S7-400 也可以檢測前連接器是否已插入。
快速連接
SIMATIC TOP 連接使連接變得更加簡單、快速?？墒褂妙A先裝配的帶有單個電纜芯的前連接器，和帶有前連接器模塊、連接線纜和端子盒的完整插件模塊化系統(tǒng)。
高組裝密度
模塊中為數(shù)眾多的通道實現(xiàn)了節(jié)省空間的設計。例如，可使用帶有 16 至 32 個數(shù)字通道和 8 至 16 個模擬通道的模塊。
簡單參數(shù)設置
使用 STEP 7 對這些模塊進行組態(tài)和參數(shù)設置，并且不需要進行不便的轉換設置。數(shù)據(jù)進行集中存儲，如果更換了模塊，數(shù)據(jù)會自動傳輸?shù)饺履K，避免發(fā)生任何設置錯誤。使用新模塊時，無需進行軟件升級?？筛鶕?jù)需要復制組態(tài)信息，例如用于標準機器。
診斷、中斷
許多模塊還會監(jiān)控信號采集（診斷）和從過程（過程中斷，例如邊沿檢測）中傳回的信號。這樣便可對過程中出現(xiàn)的錯誤（例如斷線或短路）以及任何過程事件（例如數(shù)字量輸入時的上升沿或下降沿）立刻做出反應。使用 STEP 7，即可輕松對控制器的響應進行編程。在數(shù)字量輸入模塊上，每個模塊可以觸發(fā)多次中斷。
S7-400 功能模板
功能模板
描述：
多種S7-400 系列 功能模板可以進行模塊定制來滿足最多變的任務。
除了帶有集成功能和接口的 CPU，還有豐富的采用 S7-400 設計的特殊模塊供技術使用。
應用范圍
木材、玻璃、石料和金屬加工
包裝機械
印刷
一般機器制造
機床
紡織機
橡膠和塑料行業(yè)
工廠
效益
高等級的精度和動態(tài)響應
帶有豐富功能的專用和通用模塊
不涉及 CPU，因為功能保存在每個模塊的固件里
快速的響應時間（確定性的動態(tài)響應）
使用組態(tài)工具進行工程組態(tài)，集成到 STEP 7 中
設計和功能
功能模塊是能夠執(zhí)行技術任務并因此降低 CPU 負荷的智能模塊。它們可以使用在需要高等級的精度和動態(tài)響應的應用中。
S7-400 通訊處理器
西門子6GK1704-1CW71-3AA0 西門子6GK1704-1CW71-3AA0
西門子6GK1704-1CW71-3AA0 西門子6GK1704-1CW71-3AA0
輸入電壓
• 標稱電壓24 V DC
• 對于信號 “0”- 30 V ~ 4 V
• 對于信號 “1”8 ~ 30 V
15 V （HTL，單極性）時的信號電壓
• 對于信號 “0”
-1 ~ +6 V 或開路輸入
• 對于信號 “0”< 4 V
• 對于信號 “1”> 8 V
• 對于信號 “1”+13 ~ +33 V
輸入功率
輸入電流
2 mA （最大值）
• 對于信號 “0”
0 mA
最高脈沖頻率
1.5 MHz （取決于電纜長度）
• 對于信號 “1”
典型值 3 mA，最大值 5 mA
輸入濾波器
可在函數(shù)塊中進行組態(tài) （NAV）
延時時間
150 μs
絕對值編碼器
增量式編碼器 1
點數(shù)
最多 2
編碼器信號連接
變頻器模塊 （CUx）或 T400/ 端子
可連接編碼器
