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Overview

SIMOTION D 控制單元：D410?2，D4x5?2（4 個性能級別）

SIMOTION D 是 SIMOTION 的結(jié)構(gòu)緊湊、基于 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜系列的版本。

SIMOTION D 控制單元有以下幾種型號：

• SIMOTION D410-2 是帶多軸選項的單軸應用的緊湊型控制單元。此控制單元有 D410-2 DP 和 D410-2 DP/PN 等型號，可卡裝到塊型 SINAMICS S120 PM340 功率模塊上。
• SIMOTION D4x5-2 是適用于 SINAMICS S120 書本型變頻調(diào)速柜多軸應用的控制單元，有以下幾種型號：
  • SIMOTION D425-2 DP 和 D425-2 DP/PN 控制單元（基本性能），用于多 16 個軸
  • SIMOTION D435-2 DP 和 D435-2 DP/PN 控制單元（標準性能），用于多 32 個軸
  • SIMOTION D445-2 DP/PN（高性能型）控制單元，用于多 64 個軸
  • SIMOTION D455-2 DP/PN 控制單元（超高性能），用于多 128 個軸，或者帶有非常短的控制時鐘周期的應用

這種可擴展性可確保對自動化方面不斷變化的要求快速做出響應，而無需對系統(tǒng)做出改變。

設備理念

通過 SIMOTION D，PLC、運動控制功能以及 SINAMICS S120 驅(qū)動軟件能在一個共享控制硬件上運行。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131?3 的 PLC，這意味著該系統(tǒng)不僅能夠控制運動序列，而且還可控制整臺機器。

根據(jù)所用的 SIMOTION D 平臺，HMI 設備可在內(nèi)置的 PROFIBUS、Ethernet 或 PROFINET 接口上運行，以進行操作員控制與監(jiān)視。遠程維護、診斷和遠程等功能也可通過這些接口來使用。

具有分級性能的以下 SIPLUS S7-400 高可用性 CPU 可用于惡劣環(huán)境條件下的各種不同應用：

• SIPLUS S7-400 CPU 412H
• SIPLUS S7-400 CPU 414H
• SIPLUS S7-400 CPU 416H
• SIPLUS S7-400 CPU 417H

SIPLUS S7-400 高可用性 CPU 可在以下環(huán)境條件下使用：

• 環(huán)境溫度范圍寬：-25 °C 到 +70 °C
• 在需要較高抗化學腐蝕性以及需能夠承受較高機械和生物負荷和鹽霧的場合
• 安裝海拔高
• 相對濕度

SIMATIC S7-400 具有兩種不同的通訊接口：

• 集成在CPU上的MPI接口：為您提供經(jīng)濟型解決方案
• 通過通訊模板進行點對點連接以及連接到PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)：為您提供高性能解決方案。

可為您提供下列通訊模板：

• CP 440, CP 441-1 和 CP 441-2：提供點對點連接
• CP 443-5：連接到 PROFIBUS
• CP 443-1：連接到工業(yè)以太網(wǎng)
• CP 444：按照 MAP 3.0 使用 MMS 連接到工業(yè)以太網(wǎng)

SM 1231 模擬量輸入信號模塊允許將控制器與過程中的模擬信號連接。

這為用戶提供了下列優(yōu)勢：

• 佳適應性：
  使用模擬信號模塊，用戶可以使其控制器佳地滿足更加復雜的任務要求
• 直接連接傳感器：
  高達 14 位的分辨率和不同的輸入范圍允許在沒有附加放大器的情況下連接傳感器
• 靈活性：
  如果任務后續(xù)有所擴展，可以升級控制器。更新用戶程序非常簡單。

使用 SB 1231 信號板模擬量輸入模塊，可連接控制器與過程中的模擬信號。

這為用戶提供了下列優(yōu)勢：

• 佳適應性：
  使用模擬量信號板，用戶可以使其控制器佳地滿足更加復雜的任務要求。
• 直接連接傳感器：
  高達 11 位的分辨率和不同的輸入范圍允許在沒有附加放大器的情況下連接傳感器
• 靈活性：
  如果任務后續(xù)有所擴展，可以升級控制器。更新用戶程序非常簡單。
• 在空間有限的場合使用：
  可將信號板直接插到 CPU 中，從而在不占用額外空間的情況下對控制器進行擴展。

SM 1232 模擬量輸出信號模塊允許使用模擬量輸出。

這為用戶提供了下列優(yōu)勢：

• 佳適應性：
  使用模擬信號模塊，用戶可以使其控制器佳地滿足更加復雜的任務要求
• 直接連接執(zhí)行器：
  高達 14 位的分辨率允許在沒有附加放大器的情況下連接執(zhí)行器
• 靈活性：
  如果任務后續(xù)有所擴展，可以升級控制器。更新用戶程序非常簡單。

書本型PM340

基本功能性

CF 卡上提供有 SIMOTION D 的基本功能，并可加電時加載。基本功能包括：

• SIMOTION 運行系統(tǒng)
  • 符合 IEC61131 的帶集中語言的用戶可編程序
  • 各種程序執(zhí)行方式（循環(huán)、順序、事件驅(qū)動）
  • PLC 和算術(shù)功能
  • 通訊和管理功能
  • 運動控制功能 (Motion Control Basic)
• SINAMICS S120 驅(qū)動個控制軟件
  • SIMOTION D410-2：
    電流/轉(zhuǎn)速控制（基于 CU310-2，固件版本 V4.x），適用于多 1 個伺服軸、1 個矢量軸或 1 個 V/f 軸
  • SIMOTION D4x5-2：
    多 6 個伺服軸、6 個矢量軸或 12 個 V/f 軸的電流/轉(zhuǎn)速控制（基于 CU320-2，固件版本 V4.x），饋電閉環(huán)控制（調(diào)節(jié)型電源模塊）
• 測試及診斷工具

如果需要，此基本功能可通過可加載的技術(shù)軟件包進行擴展。

位置控制的驅(qū)動器運動控制

• 集成變頻調(diào)速柜 (SINAMICS Integrated)：
  功率單元可通過 DRIVE-CLiQ 接口進行連接；對于 SIMOTION D410-2，也可通過集成的 PM-IF 接口進行連接。
• 帶數(shù)字設定值接口的驅(qū)動:
  SIMOTION D 通過帶 PROFI 驅(qū)動裝置的 PROFIBUS DP／PROFINET 輸入輸出，使位置控制動作可控制具有數(shù)字設定點接口。
• 帶模擬量設定點接口的驅(qū)動，例如，用于改裝或液壓應用：
  使用 ADI 4（ 4 軸模擬驅(qū)動接口）或 IM 174（ 4 軸接口模塊）模塊，可連接帶模擬量 ± 10V 整定值接口的變頻調(diào)速柜。IM 174 同樣可連接帶脈沖方向接口連接的步進電機。
  所有模塊均連接 PROFIBUS DP下述裝置可連接一個 ADI 4 或 IM 174 模塊：
  • 4個驅(qū)動裝置
  • 4 編碼器
  • 數(shù)字量輸入和輸出

SIMOTION 技術(shù)功能包

SIMOTION 的一個特性就是，它的基本功能可通過裝載技術(shù)功能包來擴展，如：

• 帶技術(shù)功能的運動控制：
  • POS－－定位
  • GEAR－－同步操作／電子驅(qū)動裝置
  • CAM－－凸輪
  • PATH – 路徑插補（不適用于 D410-2）
• 溫度控制器– TControl
• DPM – 直接產(chǎn)品運動
• MIIF – 多用途信息接口

由于技術(shù)功能具有模塊化許可，僅需支付實際將會使用的部分。

性能

硬件支持的浮點運算能夠有效使用復雜運算功能。

快速指令執(zhí)行在中等到高等性能中開辟了全新的應用可能性。

配置／參數(shù)確定／編程

SIMOTION SCOUT是一個有效且用戶界面友好的工程工具。它是從配置和參數(shù)化，到編程，再到測試及診斷的所有工程步驟的集成系統(tǒng)。提示、使用對話框以及向?qū)У膱D形操作提示，以及用于編程的，基于測試的圖形語言，顯著減少了熟悉及練習時間。

操作員控制和監(jiān)視 (HMI)

SIMOTION D 的基本功能中集成了支持與 HMI 設備進行用戶友好的數(shù)據(jù)交換的通訊。

操作員控制與監(jiān)視可使用 TP（觸摸面板）、OP（操作員面板）或 MP（多功能面板）等 SIMATIC HMI 設備來完成。

這些設備可通過 PROFIBUS、工業(yè)以太網(wǎng)或 PROFINET 接口與 SIMOTION D 相連，并可使用 WinCC flexible 進行組態(tài)。

V7.0 或更高版本的 SCADA system WinCC 具有一個 SIMOTION 通道，作為標準，在 WinCC DVD 上提供。

由于具有 SIMATIC NET 通信軟件，可于從其它基于 Windows 的人機界面（HMI）系統(tǒng)訪問一個開放的、標準的 OPC 接口。

SIMOTION IT 維護和診斷功能

SIMOTION IT 為 SIMOTION D 提供了一個集成 Web 器，可在該器上存儲用戶專用 Web 頁面等。

可對控制單元變量進行讀寫訪問。通過 Java Script 或 Applet，也可在 Web 頁面中執(zhí)行有效的操作與顯示功能，這些功能可在一個帶有因特網(wǎng)瀏覽器的客戶端 PC 上執(zhí)行。

處理及數(shù)據(jù)通信

由于其集成接口，SIMOTION D 支持過程與數(shù)據(jù)通訊。

帶 IRT 的 PROFINET IO，用于運動控制應用。除了循環(huán)時鐘同步，短 250 μs 的周期時間以及安全相關(guān)的通信接口 (PROFIsafe)、PROFINET 接口（SIMOTION D 控制單元上）也支持介質(zhì)冗余 (MRP/MRPD)。

提供有 SIMOTION SCOUT 工程師站，用于用戶友好的通訊組態(tài)和診斷。

Safety Integrated 功能

利用 SINAMICS S120 的集成安全功能，SIMOTION D 可提供切實有效的人員與機器保護。

目前提供有以下集成安全功能，可用于集成 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜：（術(shù)語符合 IEC 61800-5-2）

• 安全扭矩斷開（STO）
• 可靠制動控制（SBC）
• 安全停止 1 (SS1)
• 安全停止 2 (SS2)
• 安全操作停止
• 安全限速（SLS）
• 安全速度監(jiān)控（SSM）
• 安全方向 (SDI)

激活集成安全功能

可通過以下方法來激活集成安全功能：

• 通過控制單元和電源單元上的端子 (D4x5-2:僅 STO、SBC、SS1）
• 通過 TM54F 終端模塊上的端子
• 通過 PROFINET/PROFIBUS with PROFIsafe。

安全集成功能通過電子設備實現(xiàn)，因此與帶外部實現(xiàn)監(jiān)控功能的解決方案相比，具有較短的響應時間。

通過 PROFIsafe 激活集成安全功能

通過“PROFINET with PROFIsafe”或“PROFIBUS with PROFIsafe”安全通訊，激活集成安全功能。使用一個通過 PROFINET 或 PROFIBUS 連接的 F-CPU（如 SIMATIC S7-300 F-CPU），即可實現(xiàn)控制（F 邏輯）。

將集成安全功能從 SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 控制單元傳送至以下變頻器：

• SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 上的集成 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜
• SIMOTION CX32-2 擴展控制器上的變頻調(diào)速柜
• 通過 PROFIBUS 連接到 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制單元上的變頻調(diào)速柜
• 通過 PROFINET 連接至 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制單元上的變頻調(diào)速柜（在此情況下，必須通過 PROFINET 來連接 F-CPU）

注意

若要了解可能的拓撲、軸數(shù)量結(jié)構(gòu)以及相應組件的詳細信息，請與當?shù)氐奈鏖T子銷售辦事處聯(lián)系。

有關(guān)詳細信息，請參見《 SIMOTION D 調(diào)試手冊》以及 SINAMICS 文檔。

SIMATIC S7-300 的 I/O 模塊：

• 數(shù)字量模塊
• 模擬量模塊
• F 數(shù)字量/模擬量模塊
• 防爆型數(shù)字量模塊
• 防爆型模擬量模塊
• 功能模塊
• 通信處理器
• 專用模塊
• 連接

• 數(shù)字量輸入/輸出
• 靈活地適應控制器，以滿足各自任務需要
• 用于連接數(shù)字傳感器和執(zhí)行機構(gòu)

數(shù)字量輸入/輸出模塊用于處理自動化系統(tǒng)中的數(shù)字量輸入/輸出任務。 可通過這些模塊連接數(shù)字量傳感器和執(zhí)行器。

使用數(shù)字量輸入/輸出模塊給用戶提供以下優(yōu)點：

• 佳適應性;
  采用佳的模塊組合方式，可以匹配控制任務所需的輸入/輸出的點數(shù)。 不需要過多的
• 靈活的過程信號連接;
  可使用各種不同的數(shù)字量執(zhí)行器和傳感器，將自動化系統(tǒng)連接到過程控制中。

數(shù)字量輸入/輸出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/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(nèi)部進行配線。

安裝方便

模塊安裝在 DIN 導軌上并通過總線連接器連接到相鄰模塊。沒有插槽規(guī)則；輸入地址由插槽決定。

當在 ET 200M 分布式 I/O 系統(tǒng)中與有源總線模塊一起使用時，可以對數(shù)字量輸入/輸出模塊進行熱插拔，而不會有任何反應。其它模塊繼續(xù)工作。

方便用戶接線

裝置單元通過連接器連接。當連接模塊時，編碼設備鎖定在連接器中，這樣該連接器只能適合于同樣類型的模塊。更換模塊時，對于新的同類型模塊，可原封不動

西門子S7-200網(wǎng)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(wǎng)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(lián)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(chǎn)生這種不希望的電流。

為網(wǎng)絡確定通訊距離、通訊速率和電纜類型

網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)段的第一個節(jié)點開始。到網(wǎng)段的后一個節(jié)點。

在網(wǎng)絡中使用中繼器

RS-485中繼器為網(wǎng)段提供偏壓電阻和終端電阻。目的是為了：

●增加網(wǎng)絡的長度：在網(wǎng)絡中使用一個中繼器可以使網(wǎng)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(wǎng)絡的通訊距離按照所使用的波特率擴展一個網(wǎng)段的長度。在一個串聯(lián)網(wǎng)絡中，多可以使用9個中繼器。但網(wǎng)絡的長度不能超過9600m.

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

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

一個中繼器在網(wǎng)絡中被算作網(wǎng)段的一個節(jié)點，但沒有被指定站地址。