S7-200系列PLC編程器的使用示例
Siemens編程器S7-200系列用在中小型設(shè)備上的自動(dòng)系統(tǒng)的控制單元，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)，監(jiān)測(cè)及控制。
在這里，和大家一起來(lái)討論S7-200幾個(gè)使用方面的情況。
1.步進(jìn)，伺服脈沖定位控制。
在設(shè)備的控制系統(tǒng)中，有關(guān)運(yùn)動(dòng)控制是很重要的，下面我們來(lái)看一看西門子S7-200系列PLC怎樣來(lái)實(shí)現(xiàn)這 個(gè)功能。
首先，確定使用哪個(gè)端口來(lái)發(fā)脈沖，如采用Q0.0發(fā)脈沖，則它的控制字為SMB67，脈沖同期為SMW68，脈 沖個(gè)數(shù)存放在SMD72中，
下面是控制字節(jié)的說(shuō)明：
Q0.0 Q0.1 控制字節(jié)說(shuō)明
SM67.0 SM77.0 PTO/PWM更新周期值 0=不更新，1=更新周期值
SM67.1 SM77.1 PWM更新脈沖寬度值 0=不更新，1=脈沖寬度值
SM67.2 SM77.2 PTO更新脈沖數(shù) 0=不更新，1=更新脈沖數(shù)
SM67.3 SM77.3 PTO/PWM時(shí)間基準(zhǔn)選擇 0=1微秒值，1=1毫秒值
SM67.4 SM77.4 PWM更新方法 0=異步更新，1=同步更新
SM67.5 SM77.5 PTO操作 0=單段操作，1=多段操作
SM67.6 SM77.6 PTO/PWM模式選擇 0=選擇PTO，1=選擇PWM
SM67.7 SM77.7 PTO/PWM允許 0=禁止PTO/PWM，1=允許
這樣根據(jù)以上表格，我們得出Q0.0控制字：SMB67為：10000101
采用PTO輸出，微妙級(jí)周期，發(fā)脈沖的周期（也就是頻率）與脈沖個(gè)數(shù)都要重新輸入。10000101轉(zhuǎn)化為 16進(jìn)制 為85，有了控制字以后，我們來(lái)寫(xiě)這一段程序：
根據(jù)上面這段程序，我們知道了控制字的使用，同時(shí)也知道步進(jìn)電機(jī)的脈沖周期與沖個(gè)數(shù)的存放位置（對(duì) Q0.0來(lái)說(shuō)是SMW68與SMD72）。當(dāng)然，VW100與VD102內(nèi)的數(shù)據(jù)不同的話，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)就不一樣。
還有一點(diǎn)需要說(shuō)明得是：M0.0導(dǎo)通---PLC捕捉到上升沿發(fā)動(dòng)脈沖輸出后，想停止的話，只須改變端口脈沖的 控制字，再啟動(dòng)PLS即可，程序如下：
2.高速計(jì)數(shù)功能。
西門子S7-200系列PLC具有高速計(jì)數(shù)的功能；舉一例子來(lái)談?wù)劯咚儆?jì)數(shù)的用途，我們采用普通電機(jī)來(lái)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，我們想控制轉(zhuǎn)動(dòng)距離，怎么來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題？那么我們可在電機(jī)另一頭與一編碼器聯(lián)接，電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，編碼器也隨之轉(zhuǎn)一圈，同時(shí)根據(jù)規(guī)格發(fā)出不同的脈沖數(shù)。當(dāng)然，這些脈沖數(shù)的頻率比較高，PLC不能用普通的上升沿計(jì)數(shù)來(lái)取得這些脈沖，只能通過(guò)高速計(jì)數(shù)功能了。
啟動(dòng)高速計(jì)數(shù)功能，也要具有控制字
HSCO HSC1 描述
SM37.0 SM47.0 復(fù)位有效電平控制位 0=高電平有效， 1=低電平有效
SM37.1 SM47.1 啟動(dòng)有效電平控制位于 0=高電平有效， 1=低電平有效
SM37.2 SM47.2 正交計(jì)數(shù)器速率選擇 0=4X計(jì)數(shù)率， 1=1X計(jì)數(shù)率
SM37.3 SM47.3 計(jì)數(shù)方向控制位 0=減計(jì)數(shù)， 1=正計(jì)數(shù)
SM37.4 SM47.4 向HSC中寫(xiě)入計(jì)數(shù)方向 0=不更新， 1=更新計(jì)數(shù)方向
SM37.5 SM47.5 向HSC中寫(xiě)入預(yù)置值 0=不更新， 1=更新預(yù)置值
SM37.6 SM47.6 向HSC中寫(xiě)入當(dāng)前值 0=不更新， 1=更新當(dāng)前值
SM37.7 SM47.7 HSC允許 0=禁止HSC， 1=允許HSC
參照上面的表格，我們選擇HSC1高速計(jì)數(shù)器，控制字為SMB47，現(xiàn)在我們啟動(dòng)高速計(jì)數(shù)器HSC1，選擇為增計(jì)數(shù)，更新計(jì)數(shù)方向，重新設(shè)置值，更新當(dāng)前值：這樣的話，HSC1的啟動(dòng)控制高為：11111000轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制為 F8，將啟動(dòng)計(jì)數(shù)器時(shí)當(dāng)前值存放在SMD48中，將預(yù)存置放在SMD52中，具體的程序 如下：
同樣的，如果計(jì)數(shù)器在工作狀態(tài)下想停止計(jì)數(shù)器，也必須改變它的控制字后，啟動(dòng)HSC具體程序 如下：
３． PID回路控制功能。
西門子S7-200系列PLC的PID控制相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單，可以通過(guò)micro/win軟件的一個(gè)向?qū)С绦?，按照提?span>,一步一步執(zhí)行您所要求PID控制的屬性即可，在這里談一談PID這三個(gè)參數(shù)的具體意義：P為增益項(xiàng)，Ｐ越大，響應(yīng)起就快，在調(diào)節(jié)流量閥時(shí)：設(shè)定流量為50%，當(dāng)目前流量接近50%，剛超過(guò)，如果P值很大的話，那么流量閥會(huì)馬上會(huì)關(guān)閉，而不會(huì)控制在某一區(qū)域。這就是增益項(xiàng)太大引起。在調(diào)節(jié)的過(guò)程中應(yīng)該先將P值調(diào)節(jié)比較適當(dāng)了，再去調(diào)節(jié)I值，它為積分項(xiàng)，是在控制器回路中控制對(duì)當(dāng)前值與設(shè)定值相等的偏差范圍。D為微分項(xiàng)，主要作用是避免給定值的微分作用而引起的跳變。
在現(xiàn)場(chǎng)的PID參數(shù)的調(diào)整過(guò)程中，針對(duì)西門子S7-200型PLC我的建議是在不同的控制階段，采用不同的PID參數(shù)組，具體而言就是當(dāng)目前距離設(shè)定值差距較大時(shí)，采用P值較大的一套PID參數(shù)，如果當(dāng)前值快接近設(shè)定值范圍時(shí)，采用P值較小的一套PID參數(shù)。
S7-200PLC四則運(yùn)算指令介紹
表4-20 四則運(yùn)算指令
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名稱 |
指令格式 （語(yǔ)句表） |
功能 |
操作數(shù)尋址范圍 |
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加法指令 |
+I IN1，OUT |
兩個(gè)16位帶符號(hào)整數(shù)相加，得到一個(gè)16位帶符號(hào)整數(shù)。 執(zhí)行結(jié)果：IN1+OUT=OUT（在LAD和FBD中為：IN1+IN2=OUT） |
IN1，IN2，OUT：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW， T，C，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2還可以是AIW和常數(shù) |
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+D IN1，IN2 |
兩個(gè)32位帶符號(hào)整數(shù)相加，得到一個(gè)32位帶符號(hào)整數(shù)。 執(zhí)行結(jié)果：IN1+OUT=OUT（在LAD和FBD中為：IN1+IN2=OUT） |
IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2還可以是HC和常數(shù) |
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+R IN1，OUT |
兩個(gè)32位實(shí)數(shù)相加，得到一個(gè)32位實(shí)數(shù)。 執(zhí)行結(jié)果：IN1+OUT=OUT（在LAD和FBD中為：IN1+IN2=OUT） |
IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2還可以常數(shù) |
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減法指令 |
-I IN1，OUT |
兩個(gè)16位帶符號(hào)整數(shù)相減，得到一個(gè)16位帶符號(hào)整數(shù)。 執(zhí)行結(jié)果：OUT-IN1=OUT（在LAD和FBD中為：IN1-IN2=OUT） |
IN1，IN2，OUT：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW， T，C，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2還可以是AIW和常數(shù) |
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-D IN1，OUT |
兩個(gè)32位帶符號(hào)整數(shù)相減，得到一個(gè)32位帶符號(hào)整數(shù)。 執(zhí)行結(jié)果：OUT-IN1=OUT（在LAD和FBD中為：IN1-IN2=OUT） |
IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2還可以是HC和常數(shù) |
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-R IN1，OUT |
兩個(gè)32位實(shí)數(shù)相加，得到一個(gè)32位實(shí)數(shù)。 執(zhí)行結(jié)果：OUT-IN1=OUT（在LAD和FBD中為：IN1-IN2=OUT） |
IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2還可以常數(shù) |
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乘法指令 |
*I IN1，OUT |
兩個(gè)16位符號(hào)整數(shù)相乘，得到一個(gè)16整數(shù)。 執(zhí)行結(jié)果：IN1*OUT=OUT（在LAD和FBD中為：IN1*IN2=OUT） |
IN1，IN2，OUT：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW， T，C，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2還可以是AIW和常數(shù) |
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MUL IN1，OUT |
兩個(gè)16位帶符號(hào)整數(shù)相乘，得到一個(gè)32位帶符號(hào)整數(shù)。 執(zhí)行結(jié)果：IN1*OUT=OUT（在LAD和FBD中為：IN1*IN2=OUT） |
IN1，IN2：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW，AIW，T，C，AC，*VD，*AC，*LD和常數(shù) OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD |
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*D IN1，OUT |
兩個(gè)32位帶符號(hào)整數(shù)相乘，得到一個(gè)32位帶符號(hào)整數(shù)。 執(zhí)行結(jié)果：IN1*OUT=OUT（在LAD和FBD中為：IN1*IN2=OUT） |
IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2還可以是HC和常數(shù) |
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*R IN1，OUT |
兩個(gè)32位實(shí)數(shù)相乘，得到一個(gè)32位實(shí)數(shù)。 執(zhí)行結(jié)果：IN1*OUT=OUT（在LAD和FBD中為：IN1*IN2=OUT） |
IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2還可以是常數(shù) |
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除法指令 |
/I IN1，OUT |
兩個(gè)16位帶符號(hào)整數(shù)相除，得到一個(gè)16位帶符號(hào)整數(shù)商，不保留余數(shù)。 執(zhí)行結(jié)果：OUT/IN1=OUT（在LAD和FBD中為：IN1/IN2=OUT） |
IN1，IN2，OUT：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW， T，C，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2還可以是AIW和常數(shù) |
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DIV IN1，OUT |
兩個(gè)16位帶符號(hào)整數(shù)相除，得到一個(gè)32位結(jié)果，其中低16位為商，高16位為結(jié)果。 執(zhí)行結(jié)果：OUT/IN1=OUT（在LAD和FBD中為：IN1/IN2=OUT） |
IN1，IN2：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW，AIW，T，C，AC，*VD，*AC，*LD和常數(shù) OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD |
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/D IN1，OUT |
兩個(gè)32位帶符號(hào)整數(shù)相除，得到一個(gè)32位整數(shù)商，不保留余數(shù)。 執(zhí)行結(jié)果：OUT/IN1=OUT（在LAD和FBD中為：IN1/IN2=OUT） |
IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2還可以是HC和常數(shù) |
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/R IN1，OUT |
兩個(gè)32位實(shí)數(shù)相除，得到一個(gè)32位實(shí)數(shù)商。 執(zhí)行結(jié)果：OUT/IN1=OUT（在LAD和FBD中為：IN1/IN2=OUT） |
IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2還可以是常數(shù) |
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數(shù)學(xué)函數(shù)指令 |
SQRT IN，OUT |
把一個(gè)32位實(shí)數(shù)（IN）開(kāi)平方，得到32位實(shí)數(shù)結(jié)果（OUT） |
IN，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN還可以是常數(shù) |
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LN IN，OUT |
對(duì)一個(gè)32位實(shí)數(shù)（IN）取自然對(duì)數(shù)，得到32位實(shí)數(shù)結(jié)果（OUT） |
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EXP IN，OUT |
對(duì)一個(gè)32位實(shí)數(shù)（IN）取以e為底數(shù)的指數(shù)，得到32位實(shí)數(shù)結(jié)果（OUT） |
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SIN IN，OUT |
分別對(duì)一個(gè)32位實(shí)數(shù)弧度值（IN）取正弦、余弦、正切，得到32位實(shí)數(shù)結(jié)果（OUT） |
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COS IN，OUT |
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TAN IN，OUT |
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增減指令 |
INCB OUT |
將字節(jié)無(wú)符號(hào)輸入數(shù)加1 執(zhí)行結(jié)果：OUT+1=OUT（在LAD和FBD中為：IN+1=OUT） |
IN，OUT：VB，IB，QB，MB，SB，SMB，LB，AC，*VD，*AC，*LD IN還可以是常數(shù) |
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DECB OUT |
將字節(jié)無(wú)符號(hào)輸入數(shù)減1 執(zhí)行結(jié)果：OUT-1=OUT（在LAD和FBD中為：IN-1=OUT） |
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INCW OUT |
將字（16位）有符號(hào)輸入數(shù)加1 執(zhí)行結(jié)果：OUT+1=OUT（在LAD和FBD中為：IN+1=OUT） |
IN，OUT：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW，T，C，AC，*VD，*AC，*LD IN還可以是AIW和常數(shù) |
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DECW OUT |
將字（16位）有符號(hào)輸入數(shù)減1 執(zhí)行結(jié)果：OUT-1=OUT（在LAD和FBD中為：IN-1=OUT） |
||
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INCD OUT |
將雙字（32位）有符號(hào)輸入數(shù)加1 執(zhí)行結(jié)果：OUT+1=OUT（在LAD和FBD中為：IN+1=OUT） |
IN，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN還可以是HC和常數(shù) |
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DECD OUT |
將字（32位）有符號(hào)輸入數(shù)減1 執(zhí)行結(jié)果：OUT-1=OUT（在LAD和FBD中為：IN-1=OUT） |
Monitor V6.2帶25個(gè)客戶機(jī)
Sinamics S120 是西門子公司推出的全新的集V/F、矢量控制及伺服控制于一體的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，它不僅能控制普通的三相異步電動(dòng)機(jī)，還能控制同步電機(jī)、扭矩電機(jī)及直線電機(jī)。其強(qiáng)大的定位功能將實(shí)現(xiàn)進(jìn)給軸的、相對(duì)定位。內(nèi)部集成的DCC(驅(qū)動(dòng)控制圖表)功能，用PLC 的CFC 編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯、運(yùn)算及簡(jiǎn)單的工藝等功能。
Sinamics S120 產(chǎn)品包括：用于共直流母線的DC/AC 逆變器和用于單軸的AC/AC 變頻器。
? 共直流母線的 DC/AC 逆變器通常又稱為Sinamics S120 多軸驅(qū)動(dòng)器，其結(jié)構(gòu)形式為電源模塊和電機(jī)模塊分開(kāi)，一個(gè)電源模塊將3 相交流電整流成540V 或600V 的直流電，將電機(jī)模塊(一個(gè)或多個(gè))都連接到該直流母線上，特別適用于多軸控制，尤其是造紙、包裝、紡織、印刷、鋼鐵等行業(yè)。優(yōu)點(diǎn)是各電機(jī)軸之間的能量共享，接線方便、簡(jiǎn)單。
? 單軸控制的 AC/AC 變頻器，通常又稱為Sinamics S120 單軸交流驅(qū)動(dòng)器，其結(jié)構(gòu)形式為電源模塊和電機(jī)模塊集在一起，特別適用于單軸的速度和定位控制。
主要介紹Sinamics S120 DC/AC 多軸交流驅(qū)動(dòng)器、Sinamics S120 AC/AC 單軸交流驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)電纜和信號(hào)電纜、同步和異步伺服電機(jī)的訂貨數(shù)據(jù)、Simotion 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的相關(guān)訂貨數(shù)據(jù)。
SIMATIC ET 200S 故障安全型 CPU：
IM 151-7 F-CPU接口模塊包括:
大量功能可支持用戶對(duì) S7-400 進(jìn)行編程、調(diào)試和維護(hù)：
SIMATIC S7-400 符合以下國(guó)內(nèi)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：
有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)手冊(cè)《S7-400 自動(dòng)化系統(tǒng) S7-400 模塊技術(shù)規(guī)格》。
設(shè)計(jì)
S7-400 系統(tǒng)可方便地構(gòu)建為模塊化系統(tǒng)。S7-400 的突出特點(diǎn)是不帶風(fēng)扇，運(yùn)行可靠，支持信號(hào)模塊的熱插拔。
S7-400 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，使用靈活，操作極為方便：
通信
CPU 和通信處理器支持以下通信類型：
數(shù)據(jù)通信
SIMATIC S7-400 擁有不同的數(shù)據(jù)通信機(jī)制：
通過(guò) MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。
全局?jǐn)?shù)據(jù) (GD)
通過(guò) MPI 以及“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”，聯(lián)網(wǎng)的 CPU 可以相互循環(huán)交換數(shù)據(jù)（多可達(dá) 16 個(gè) GD 數(shù)據(jù)包，每個(gè)循環(huán)的大 GD 數(shù)據(jù)包大小為 64 字節(jié)）。例如，CPU 可以訪問(wèn)另一個(gè) CPU 的數(shù)據(jù)/位存儲(chǔ)器/過(guò)程映像。若網(wǎng)絡(luò)上連接有 S7-300，則數(shù)據(jù)交換限制為大 22 字節(jié)。全局?jǐn)?shù)據(jù)通信可通過(guò) MPI 來(lái)實(shí)現(xiàn)?？墒褂?STEP 7 來(lái)執(zhí)行組態(tài)。在分段式 CR2 安裝機(jī)架中，兩個(gè) CPU 可以使用 GD 并通過(guò) C 總線通信。
通信功能
通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)集成的塊，可以建立與 S7/C7 伙伴之間的通信。
這些包括：
通過(guò)可加載的塊，可以建立與 S5 通信伙伴和西門子設(shè)備之間的通信。
這些包括：
與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是，必須建立通信連接才能實(shí)現(xiàn)通信功能。
集成到 IT 環(huán)境中
通過(guò) S7-400，可方便地將現(xiàn)代 IT 環(huán)境與自動(dòng)化環(huán)境鏈接。使用插入式 CP 443-1 Advanced，可以實(shí)現(xiàn)下列功能：
帶有 PROFINET 接口的 S7-400-H CPU 配有集成式 Web 器。因此，可以使用標(biāo)準(zhǔn) Web 瀏覽器讀出 S7-400 站的信息：
可通過(guò)使用用戶權(quán)限并支持 HTTPS 協(xié)議在 Web 器內(nèi)提供安全機(jī)制。
等時(shí)同步模式
通過(guò)等時(shí)同步模式系統(tǒng)功能，可通過(guò)連接到等時(shí)同步 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環(huán)，以實(shí)現(xiàn)：
創(chuàng)建自動(dòng)化解決方案，以恒定間隔時(shí)間（恒定總線周期時(shí)間）來(lái)捕捉并處理輸入和輸出信號(hào)。同時(shí)創(chuàng)建一致的部分過(guò)程圖像。
借助于恒定總線周期時(shí)間和分布式 I/O 同步信號(hào)處理，S7-400 可確保精確重現(xiàn)定義的的過(guò)程響應(yīng)時(shí)間。
提供了大量支持等時(shí)同步模式系統(tǒng)功能的組件，可用來(lái)處理運(yùn)動(dòng)控制、測(cè)量值采集和高速控制等領(lǐng)域內(nèi)的要求苛刻的任務(wù)。
在分布式自動(dòng)化解決方案中，SIMATIC S7-400 還將開(kāi)辟高速處理操作的重要領(lǐng)用領(lǐng)域，并可實(shí)現(xiàn)高精度和可重現(xiàn)性。這意味著可在提供佳且恒定的質(zhì)量的同時(shí)提高產(chǎn)量。
在運(yùn)行模式下更改硬件組態(tài)（運(yùn)行時(shí)組態(tài)，CiR）
通過(guò) SIMATIC S7-400，在工廠運(yùn)轉(zhuǎn)期間可以實(shí)現(xiàn)硬件組態(tài)的更改，不會(huì)影響生產(chǎn)的進(jìn)行。選項(xiàng)包括：
CiR（即運(yùn)行時(shí)組態(tài)）功能可在設(shè)備運(yùn)行期間實(shí)現(xiàn)設(shè)備擴(kuò)展和轉(zhuǎn)換，從而降低設(shè)備調(diào)試和重新裝備的時(shí)間。此外，通過(guò)該系統(tǒng)功能，還可以靈活響應(yīng)工藝的變化（例如，工藝的），因?yàn)椴槐匾蛴布M態(tài)發(fā)生改變而將設(shè)備初始化或同步。
模塊的診斷和過(guò)程監(jiān)控
SIMATIC S7-400 的眾多輸入/輸出模塊具有智能功能：
診斷
智能診斷系統(tǒng)可用來(lái)確定模塊的信號(hào)采集（對(duì)于數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（對(duì)于模擬量模塊）是否正常工作。在診斷分析中，必須區(qū)分可參數(shù)化和不可參數(shù)化的診斷消息：
如果某個(gè)診斷消息處于激活狀態(tài)（例如，“無(wú)傳感器輸入”），則該模塊會(huì)觸發(fā)一個(gè)診斷中斷（如果已為該診斷消息設(shè)置了參數(shù)，則僅在相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置之后才會(huì)觸發(fā)中斷）。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的處理，并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 82)。通過(guò)硬件中斷可以監(jiān)控過(guò)程信號(hào)，并且可以觸發(fā)對(duì)信號(hào)變化的響應(yīng)。
根據(jù)模塊類型的不同，提供了各種不同診斷消息：
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數(shù)字量輸入/輸出模塊 |
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診斷消息 |
可能的故障原因 |
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無(wú)傳感器電源 |
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無(wú)外部輔助電壓 |
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無(wú)內(nèi)部輔助電壓 |
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熔斷器燒斷 |
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模塊中的參數(shù)不正確 |
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時(shí)間看門夠脫落 |
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EPROM 故障 |
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RAM 故障 |
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硬件中斷丟失 |
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模擬量輸入模塊 |
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診斷消息 |
可能的故障原因 |
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無(wú)外部負(fù)載電壓 |
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組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤 |
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共模錯(cuò)誤 |
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斷線 |
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低于量程下限 |
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高于量程上限 |
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模擬量輸出模塊 |
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診斷消息 |
可能的故障原因 |
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無(wú)外部負(fù)載電壓 |
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組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤 |
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對(duì) M 短路 |
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斷線 |
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硬件中斷
可以監(jiān)控過(guò)程信號(hào)，并且可通過(guò)過(guò)程中斷觸發(fā)對(duì)信號(hào)變化的響應(yīng)。
容錯(cuò)通信
進(jìn)行高可用性通信時(shí)，SIMATIC 將提供以下功能：
S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 目前支持容錯(cuò)通信。在 PC 上，需要安裝 Redconnect 程序包（參見(jiàn)“SIMATIC NET 通信系統(tǒng)”）。
根據(jù)具體可用性要求，可使用不同組態(tài)選項(xiàng)：
操作模式
CPU 417-5H/416-5H/414-5H/412-5H 的操作系統(tǒng)可自主執(zhí)行 S7-400H 的所有必要額外功能：
冗余原理
S7-400H 按“熱備份”模式下的主動(dòng)冗余原理工作（發(fā)生故障時(shí)執(zhí)行無(wú)反應(yīng)的自動(dòng)切換）。根據(jù)該原理，在無(wú)故障運(yùn)行期間，兩個(gè)子單元都處于激活狀態(tài)。發(fā)生故障時(shí)，未發(fā)生故障的設(shè)備獨(dú)自接管過(guò)程控制。
為確保平穩(wěn)接管，必須通過(guò)中央控制器鏈路實(shí)現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)交換。
在故障轉(zhuǎn)移期間，設(shè)備會(huì)自動(dòng)保留：
這意味著，這兩個(gè)設(shè)備始終保持在新?tīng)顟B(tài)，并且可以在出現(xiàn)故障時(shí)獨(dú)立地繼續(xù)執(zhí)行控制。
采用冗余 I/O 操作時(shí)，這會(huì)帶來(lái)以下結(jié)果：
同步
為了實(shí)現(xiàn)無(wú)反應(yīng)切換，需要對(duì)兩個(gè)子單元進(jìn)行同步。
S7-400H 遵循“時(shí)間驅(qū)動(dòng)的同步”工作原理。
每當(dāng)子單元中發(fā)生可能導(dǎo)致不同內(nèi)部狀態(tài)的事件時(shí)，都會(huì)執(zhí)行同步操作，例如在發(fā)生以下事件時(shí)：
同步是通過(guò)操作系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行的，可在編程階段將其忽略。
自檢
S7-400H 可執(zhí)行大量自檢。自檢涉及以下方面：
報(bào)告每個(gè)檢測(cè)到的故障。
啟動(dòng)時(shí)自檢
啟動(dòng)時(shí)，每個(gè)子單元都會(huì)完整執(zhí)行全部自檢功能。
循環(huán)操作期間的自檢
完整的自檢分布在多個(gè)循環(huán)中。每個(gè)循環(huán)僅執(zhí)行一小部分自檢，因此，實(shí)際控制器所承受的負(fù)荷不是很大。
組態(tài)、編程
S7-400H 的編程與 S7-400 類似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。
對(duì) S7-400H 編程需要使用 STEP 7 V5.2。
I/O 模塊的組態(tài)
硬件組態(tài)時(shí)，用戶必須通過(guò) HW Config 指定相互形成冗余的模塊。只需指定要在冗余模式下運(yùn)行的模塊以及要作為“冗余伙伴”的第二個(gè)模塊。在用戶程序中，應(yīng)訪問(wèn)具有低地址的模塊。第二個(gè)地址不向用戶顯示，并且含有冗余和非冗余 I/O 的控制部分的編程完全相同。與非冗余 I/O 之間的差別是塊庫(kù)中的兩個(gè)函數(shù)塊（RED_IN 和 RED_OUT），需要在用戶程序的開(kāi)始處和結(jié)束處調(diào)用這兩個(gè)函數(shù)塊。
在 STEP 7 V5.3 或更高版本中，該庫(kù)已作為標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)集成到 STEP 7 中。
S7-400F/FH 滿足下列安全要求：
操作模式
S7-400F/FH 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中，并包含在故障安全信號(hào)模塊中。
信號(hào)模塊通過(guò)差異分析和測(cè)試信號(hào)注入來(lái)監(jiān)控輸出和輸入信號(hào)。
通過(guò)定期自檢、命令測(cè)試以及按時(shí)間順序執(zhí)行的邏輯程序執(zhí)行檢查，CPU 可檢查控制器的運(yùn)行是否正常。此外，通過(guò)狀態(tài)監(jiān)視 (sign-of-life) 請(qǐng)求，還可以檢查 I/O 狀況。
若在系統(tǒng)中診斷出故障，則將系統(tǒng)切換到安全狀態(tài)。
F-Runtime 許可證
必須將 F-Runtime 許可證加載到 CPU 上以運(yùn)行 S7-400F/FH。每個(gè) S7-400F/FH 都需要一份許可證。
編程
S7-400F/FH 的編程方式與其它 SIMATIC S7 系統(tǒng)的編程方式相同。非故障安全工廠部分的用戶程序可用成熟可靠的編程工具（如 STEP 7）來(lái)創(chuàng)建。
S7 F Systems 可選軟件包
編程安全相關(guān)的程序段時(shí)，需要使用可選軟件包“S7 F Systems”。該軟件中包括創(chuàng)建 F 程序所需的全部函數(shù)和塊。
對(duì)于包含安全功能的 F 程序，可使用 CFC 調(diào)用來(lái) F 庫(kù)中的專用函數(shù)塊并進(jìn)行互連。使用 CFC 可以簡(jiǎn)化工廠的組態(tài)和編程工作，由于工廠范圍內(nèi)具有統(tǒng)一的表示形式，也將簡(jiǎn)了驗(yàn)收測(cè)試。無(wú)需使用額外工具，程序員就可以完全專注于安全相關(guān)應(yīng)用程序。
6ES7407-0KA02-0AA0產(chǎn)品描述
SIMATIC S7-400，電源PS407：10A，寬范圍，120/230V UC，5V DC/10A
| 電源電壓 | |
| 額定值 DC 110 V | 是; 額定值 DC 120 V |
| 額定值 DC 230 V | 是 |
| 允許范圍，下限 (DC) | 88 V |
| 允許范圍，上限 (DC) | 300 V |
| 額定值，AC 120 V | 是 |
| 額定值，AC 230 V | 是 |
| 允許范圍，下限 (AC) | 85 V |
| 允許范圍，上限 (AC) | 264 V |
| 電源頻率 | |
| 額定值 50 Hz | 是 |
| 額定值 60 Hz | 是 |
| 允許的頻率范圍，下限 | 47 Hz |
| 允許的頻率范圍，上限 | 63 Hz |
| 電源和電壓斷路跨接 | |
| 停電/斷電跨接時(shí)間 | 20 ms |
| 電源/電壓斷路跨接，符合 NAMUR 建議 | 是 |
| 輸入電流 | |
| DC 110 V 時(shí)的額定值 | 1 A; DC 120 V 時(shí) |
| DC 230 V 時(shí)的額定值 | 0.5 A |
| AC 120 V 時(shí)的額定值 | 0.9 A |
| AC 230 V 時(shí)的額定值 | 0.5 A |
| 接通電流，大值 | 63 A; 半值寬度 1 ms |
| 輸出電壓 | |
| 額定值 DC 5 V | 是 |
| 額定值 DC 24 V | 是 |
| 輸出電流 | |
| 用于背板總線 (DC 5 V)，大值 | 10 A; 無(wú)需基本負(fù)載 |
| 對(duì)于背板總線 (DC 24 V)，大值 | 1 A; 空載測(cè)試 |
| 短路保護(hù) | 是 |
| 功率 | |
| 功耗，典型值 | 95 W |
| 功率損失 | |
| 功率損失，典型值 | 20 W |
| 蓄電池 | |
| 緩沖器電池 | |
| 緩沖器電池 | |
| 緩沖器電池（可選） | 是; 2 塊 AA 型鋰電池；3.6 V/2.3 Ah |
| 電位隔離 | |
| 初級(jí)/次級(jí) | 是 |
| EMV | |
| 保持電源反作用 | |
| 對(duì)電網(wǎng)的反作用符合 IEC 61000-3-2、IEC 61000-3-3 | 是 |
| 防護(hù)等級(jí)和防護(hù)類別 | |
| 防護(hù)等級(jí) | 1; 附帶安全引線 |
| 標(biāo)準(zhǔn)、許可、 | |
| FM 許可 | 是; Ta:0 °C 至 60 °C T4 |
| 連接技術(shù) | |
| 連接導(dǎo)線/橫截面 | 3 x 1.5 mm2，全導(dǎo)線或帶芯線末端套管的絞合線，外徑 3 至 9 mm |
| 尺寸 | |
| 寬度 | 50 mm |
| 高度 | 290 mm |
| 深度 | 217 mm |
| 所需插槽 | 2 |
| 重量 | |
| 重量，約 | 1200 g |
CPU 317-2 DP 具有大容量程序存儲(chǔ)器.它可用于集中式I/O結(jié)構(gòu)，也適用于分布式自動(dòng)化結(jié)構(gòu)。例如，可在生產(chǎn)線上作為一個(gè)中央控制器使用，或作為機(jī)床控制器使用。
它可以佳地使用SIMATIC工程工具，例如：
另外，CPU 為采用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的工藝任務(wù)提供了一個(gè)理想的平臺(tái)，例如：
通過(guò)使用 SIMATIC S7-PDIAG 可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展過(guò)程診斷。
CPU 317-2 DP 安裝有：
CPU 319-3 PN/DP是快速的S7-300 CPU,具有大容量程序存儲(chǔ)器.除了用于集中式I/O外，還可用于分布式自動(dòng)化結(jié)構(gòu)中。例如，用于生產(chǎn)線上的集中控制器或具有高速處理的機(jī)床控制器。
其程序框架特別適用于使用SIMATIC工程工具，例如：
因此，該CPU特別適用于通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)功能任務(wù)，例如：
通過(guò)使用 SIMATIC S7-PDIAG 加強(qiáng)過(guò)程診斷能力。
通過(guò)CPU內(nèi)置的通訊設(shè)備，無(wú)需其它組件即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化解決方案．
CPU 319-3 PN/DP 裝配有：
CP443-5 擴(kuò)展通信處理器是 PROFIBUS 總線系統(tǒng)的 SIMATIC S7-400 所需的模塊。
它減輕了 CPU 的通信任務(wù)，并可進(jìn)行進(jìn)一步的附加連接。
通過(guò)通信模塊實(shí)現(xiàn)的 S7-400 通信選項(xiàng)：
CP 443-5 擴(kuò)展型通訊處理器具有 SIMATIC S7-400 設(shè)計(jì)的所有優(yōu)點(diǎn)：
若 CP 443-5 擴(kuò)展型用作 DP 主站，則中央機(jī)架中至少可設(shè)置 4 條，多可設(shè)置 10 條其他PROFIBUS-DP 鏈路?？捎玫?PROFIBUS DP 鏈路數(shù)取決于所用的 SIMATIC S7-400 CPU。
在使用 S7 通訊時(shí)，插槽分配規(guī)則不適用?？刹僮?S7 連接的數(shù)目取決于 S7-400 CPU。
在使用 SEND/RECEIVE 時(shí)，可操作模塊的數(shù)目也取決于 S7-400 CPU。
CP 443-5 擴(kuò)展型可獲得大量具有 PROFIBUS 總線系統(tǒng)的各種通信：
用于 PROFIBUS-DP 的主站
CP443-5 擴(kuò)展型作為 DP-V1 主站操作。 它可以自主處理數(shù)據(jù)傳輸，并能夠連接從站，如作為 DP 從站的 CP 342-5、ET 200 分布式 I/O 系統(tǒng)的 DP 從站等。這意味著 CP 443-5 Extended 能夠?qū)?S7-400 站連接到 PROFIBUS DP，且非常適合擴(kuò)展 S7-400 CPU 的集成 DP 主站接口以建立額外的 PROFIBUS DP 線路。
作為冗余 DP 主站， CP443-5 擴(kuò)展型也可以運(yùn)行在 SIMATIC S7 H 系統(tǒng)中。
CP 443-5 擴(kuò)展型是 DP-V1 主站，即，它也支持非循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)（包括中斷處理）。
CP 443-5擴(kuò)展型也支持SYNC（同步）和FREEZE（凍結(jié)）功能，恒定總線循環(huán)時(shí)間，從站到從站直接通訊和數(shù)據(jù)設(shè)置路由，以及正常運(yùn)行過(guò)程中分布式 I/O 的組態(tài)更改。
在正常運(yùn)行過(guò)程中，它還可啟用或禁止 DP 從站。例如，它可支持子程序的一步一步調(diào)試。
通過(guò)診斷中繼器，可在運(yùn)行期間對(duì)線路進(jìn)行診斷，從而在較早階段檢測(cè)到線路故障。 CM CP 443-5 擴(kuò)展型支持通過(guò)診斷中繼器的運(yùn)行（包括在診斷中繼器上激活拓?fù)渥R(shí)別）。
從用戶的觀點(diǎn)來(lái)看，分布式 I/Os 與集中式 I/Os 的處理方式相同，這意味著就配置和參數(shù)設(shè)置而言， CP443-5 擴(kuò)展型 和 S7-400 CPU 的 DP 主站接口是沒(méi)有區(qū)別的。不論系統(tǒng)的大小是多少，CP443-5 能達(dá)到快的響應(yīng)時(shí)間。
編程器/OP 通信
編程器/OP通訊，連接到網(wǎng)絡(luò)的所有S7站都可以遠(yuǎn)距編程。
S7 通信
S7 通信用于以下的耦合連接：
對(duì)于冗余的 S7 通信， CP_443-5 擴(kuò)展型也能被用于SIMATIC-H 系統(tǒng)。
開(kāi)放式通信 (SEND/RECEIVE)
借助于開(kāi)放式通信，SIMATIC S7-400 可集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中。
基于 PROFIBUS 的第二層（FDL）， CP443-5 擴(kuò)展型提供用于程序或者現(xiàn)場(chǎng)通信的簡(jiǎn)單的接口。使用這個(gè)接口，可在 SIMATIC S5，SIMATIC S7 與 PC 之間實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)范圍的、高性能通信。它提供 SDA（PLC/PLC 連接）和 SDN（廣播與多點(diǎn)傳送）。
可能與下列設(shè)備通信
功能呼叫必須與 SEND/RECEIVE（PLC-SEND/PLC-RECEIVE）一起使用，并且必須集成到 STEP7 應(yīng)用程序。
時(shí)間同步
時(shí)間同步用于設(shè)定整個(gè)工廠內(nèi)的時(shí)鐘。
CP 443-5 擴(kuò)展型通信處理器能夠在 PROFIBUS 上輸送 S7-400 CPU 的時(shí)間。相反地，CP 也能夠向 S7-400 CPU 提供 PROFIBUS 上的當(dāng)前時(shí)間。
CP 443-5 擴(kuò)展型支持
數(shù)據(jù)記錄的路由選擇
CP 443-5 擴(kuò)展型支持?jǐn)?shù)據(jù)記錄路由選擇功能。通過(guò)選擇這種選項(xiàng)，你可以 把 CP 作為數(shù)據(jù)記錄路由器用于發(fā)送路由記錄到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（DP 從站）。使用 SIMATIC PDM，可為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的參數(shù)化和診斷生成這種數(shù)據(jù)組。
應(yīng)用:
例如它可用 SIMATIC PDM（在PC上） PA 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)、S7-400（CP 443-1，CP 443-5 擴(kuò)展型 ）和 DP/PA 耦合器/鏈接參數(shù)設(shè)置和診斷成為可能。
診斷數(shù)據(jù)
通過(guò) STEP S7，可提供豐富的診斷選項(xiàng)，包括：
CiR - 運(yùn)行中組態(tài)
通過(guò) CiR，可以在正常運(yùn)行過(guò)程中添加或修改 I/O 設(shè)備。
組態(tài)
組態(tài)全功能 CP443-5 Extended 時(shí)，必須使用 STEP 7 V5.1 SP2 或更高版本，或者，STEP 7 Professional V12 (TIA Portal) 或更高版本。
對(duì) CP 443-5 擴(kuò)展模板的組態(tài)和編程方式與用 STEP 7 的 SIMATIC S7-400 CPU 的集成 DP 主站接口相同。
通訊處理器的組態(tài)數(shù)據(jù)總保存在 CPU 上，甚至在 PLC 發(fā)生故障之后也被保留。因此，在更換模板時(shí)無(wú)需從編程器中重新裝載組態(tài)數(shù)據(jù)。在啟動(dòng)時(shí) CPU 會(huì)將組態(tài)數(shù)據(jù)傳送到通訊處理器中。
可以對(duì)所有連接到網(wǎng)絡(luò)的 SIMATIC S7 控制器進(jìn)行組態(tài)和編程。
安裝 STEP 7 后，用于使用開(kāi)放式通訊（SEND/RECEIVE）的功能塊放置在 SIMATIC NET 庫(kù)內(nèi)。
