不同性能范圍的標(biāo)準(zhǔn) CPU 可用于 SIMATIC S7-400：
-
CPU 412-1 和 CPU 412-2:
用于中等性能范圍的小型設(shè)備。 -
CPU 414-2, CPU 414-3, CPU 414-3 PN/DP:
用于具有對編程、處理速度和通訊有額外要求的中型設(shè)備。 -
CPU 416-2, CPU 416-3, CPU 416-3 PN/DP:
滿足高端性能要求。 -
CPU 417-4 DP:
滿足最高端的性能要求。
SIEMENS西門子上海湘堰自動化設(shè)備有限公司
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S7-300與G120 PN通訊
1 系統(tǒng)要求
• PC機：安裝STEP7和Starter軟件
• G120裝置：選擇支持PROFINET的控制單元，CU240S PN 或CU240S PN F
• S7-300機架：需要選擇支持PROFINET的CPU，本實驗使用CPU317-2DP/PN
• PROFINET 連接電纜
網(wǎng)絡(luò)連接如下圖所示：
2 G120和S7-300之間的PN連接和設(shè)置
2.1 設(shè)置通訊接口
• 選擇TCP/IP接口
• 分配IP地址
2.2設(shè)置PG/PC
2.3分別對CPU和驅(qū)動裝置G120分配相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址
• 點擊 Edit Ethernet Node編輯站點信息
• G120 的IP地址須由控制器來分配，在變頻器內(nèi)部可以通過參數(shù)r61001來讀取
• 確保硬件組態(tài)中的Device name與設(shè)備已分配的Device name一致，否則CPU會報通訊故障
2.4 對變頻器進行組態(tài)并把它連接到PROFINET網(wǎng)絡(luò)中
• 在硬件組態(tài)時需要GSDML文件，G120 GSDML下載地址：
26641490
2.5 選擇報文結(jié)構(gòu)
• 根據(jù)實際需要，選擇相應(yīng)的報文結(jié)構(gòu)。此處選擇的報文結(jié)構(gòu)應(yīng)與變頻器參數(shù)P0922中設(shè)定的一致。如果不一致，會出現(xiàn)F00401故障。
2.6 G120(CU240S PN F)相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置
| 參數(shù) | G120 |
| P700 | 6 |
| P1000 | 6 |
| P0922 | 353 |
| P2051 In000 | 52 |
| P2051.In001 | 21 |
| P8840 | 20ms |
3 周期性通訊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
周期性通訊的報文可以分為兩個部分：
• 過程數(shù)據(jù)PZD：
過程數(shù)據(jù)包括控制字 (狀態(tài)信息) 和設(shè)定值 (實際值)。必須要將控制字的第十位置“1”選擇由PLC來控制變頻器，這些過程數(shù)據(jù)才能在變頻器和PLC之間傳遞。
• 參數(shù)通道Parameter Channel：
這一數(shù)據(jù)區(qū)用來對參數(shù)的值進行讀/寫操作，可以用來監(jiān)控或者更改變頻器的參數(shù)。
• 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下表所示：
• 參數(shù)標(biāo)示符PKE：
6ES7952-1AS00-0AA0
√ PNU：bit0~bit10，表示參數(shù)號 ，有效范圍 0 到 1999。如果參數(shù)號≥ 2000 ，則必須在參數(shù)通道的第二個字IND（參數(shù)變址）的高字節(jié)位 (非周期通訊) 或低字節(jié)位 (周期通訊) 添加頁號；
√ SPM：bit10，保留位，總設(shè)為0；
√ AK：bit12~15，表示請求或應(yīng)答的標(biāo)識符。
AK響應(yīng)標(biāo)示符：
| 響應(yīng)標(biāo)識符 | 描述 |
| 0 | 無應(yīng)答 |
| 1 | 傳送參數(shù)數(shù)值 (word) |
| 2 | 傳送參數(shù)數(shù)值 (double word) |
| 3 | 傳送描述信息 |
| 4 | 傳送參數(shù)數(shù)值 (array, word) |
| 5 | 傳送參數(shù)數(shù)值 (array, double word) |
| 6 | 傳送數(shù)組元素的數(shù)目 |
| 7 | 任務(wù)不能執(zhí)行 (有錯誤的數(shù)值) |
| 8 | 沒有主站控制權(quán)或?qū)?shù)借口沒有修改權(quán) |
AK請求標(biāo)示符
|
任務(wù)標(biāo)識符 |
描述 |
響應(yīng)標(biāo)識符 |
|
| 正 | 負(fù) | ||
| 0 | 無請求 | 0 | 7/8 |
| 1 | 讀取參數(shù)值 | 1/2 | 1 |
| 2 | 修改參數(shù)值 (word) | 1 | 1 |
| 3 | 修改參數(shù)值 (double word) | 2 | 1 |
| 4 | 讀取描述信息 | 3 | 1 |
| 6 | 讀取參數(shù)值 (array) | 4/5 | 1 |
| 7 | 修改參數(shù)值 (array, word) | 4 | 1 |
| 8 | 修改參數(shù)值 (array, double word) | 5 | 1 |
| 9 | 讀取數(shù)組元素的序號，即下標(biāo)的序號 | 6 | 1 |
| 11 | 修改參數(shù)值 (array, double word) 并保存在EEPROM | 5 | 1 |
| 12 | 修改參數(shù)值 (array, word) 并保存在EEPROM | 4 | 1 |
| 13 | 修改參數(shù)值 (double word) 并保存在EEPROM | 2 | 1 |
| 14 | 修改參數(shù)值 (word) 并保存在EEPROM | 1 | 7/8 |
• 參數(shù)索引號IND
√ 高字節(jié)（bit15~bit8），用來表示參數(shù)的下標(biāo)號；
√ 低字節(jié)（bit7~bit0），表示參數(shù)的頁號。其中有效位是bit7~bit4。與PKE中的PNU共同確定參數(shù)號。例如P2240.1，需要將IND寫成0180。
√ 參數(shù)索引號IND，在非周期數(shù)據(jù)傳輸模式下，高字節(jié)和低字節(jié)表示的意義對換，例如P2240.1需要寫成8001。
• 參數(shù)值PWE
√ 當(dāng)使用PROFIBUS進行數(shù)據(jù)通訊時，參數(shù)值(PWE)是雙字形式 (32位)。并且在一個通訊報文中只能傳輸一個參數(shù)的數(shù)值;
√ 如果該參數(shù)為32位的數(shù)據(jù)類型，則會包括PWE1(高字位,PKW的第三個字)和PWE2(低字位,PKW的第四個字);
√ 如果操作的參數(shù)是16位的數(shù)據(jù)類型，則只會由PWE2 (低字位, PKW的第四個字)來表示，此時需要在PROFIBUS DP Master 中將PWE1(高字位, PKW的第三個字) 置為0。
• G120周期通訊報文結(jié)構(gòu)：PROFIdrive規(guī)范規(guī)定了不同的報文類型。進行循環(huán)通訊的報文包含具有特定意義和順序的數(shù)據(jù)包。SINAMICS G120變頻器具有下表中所列的報文類型：
對于報文353和354，軟件版本在V3.0及以上的G120/G120D控制單元CU240S/DP/DP-F 才有。 也就是說只有V3.0及以上的控制單元才有PKW結(jié)構(gòu)。
過程數(shù)據(jù)：
| STW1/2 | 控制字 1/2 |
| ZSW1/2 | 狀態(tài)字 1/2 |
| NSOLL_A | 速度設(shè)定值 |
| NIST_A_GLATT | 速度實際值 |
| IA_IST | 輸出電流 |
| MIST | 轉(zhuǎn)矩實際值 |
| PIST | 實際功率 |
| M_LIM | 轉(zhuǎn)矩限幅 |
| FAULT_CODE | 故障代碼 |
| WARN_CODE | 報警代碼 |
當(dāng)選定某種報文結(jié)構(gòu)（報文999除外）時，相應(yīng)的BICO連接將被確定，并且不能修改。如果P0922 = 999，將保持當(dāng)前的BICO聯(lián)接，但是可以對其進行更改。
• 控制字1
常用控制字：
047E 運行準(zhǔn)備
047F 正轉(zhuǎn)啟動
注意：如果只發(fā)主給定頻率，則控制字1的第10位也必須置為1。
• 狀態(tài)字1
4 程序舉例
4.1 過程數(shù)據(jù)PZD-MOVE指令
如果只需要簡單地控制變頻器的啟停和速度，就可以使用MOVE指令。本例中控制字1給047F，變頻器運行；速度給定是12.5Hz。
• 程序
• 變量表
4.2 SFC14/15
如果需要通過參數(shù)通道讀取或修改變頻器的參數(shù)，可以使用SFC14/15。本例中通過SFC14/15來讀取和修改變頻器的參數(shù)。
• 程序
• 修改參數(shù)P2240.0，變量給定如下：
• 讀取參數(shù)P2240.1，變量給定如下：
• 從Starter軟件中讀取P2240參數(shù)：
關(guān)鍵詞
說明
SIMATICS7-400 PNH系統(tǒng)可以根據(jù)具體應(yīng)用需求量身定制：性能可擴展、卓越的冗余度可靈活組態(tài)，安全功能易于集成。集成PROFINET接口，可冗余連接I/O設(shè)備，或者通過PROFIBUS連接I/O設(shè)備，實現(xiàn)工廠級通信。無論何種應(yīng)用，使用SIMATIC S7-400 PNH，均可在熟悉的STEP7 工程環(huán)境中，進行便捷而有效的編程和組態(tài)。
應(yīng)用
■ 避免控制器故障引起的停機。主要用于生產(chǎn)、能源、供水系統(tǒng)、機場助航照明、編組站系統(tǒng)等領(lǐng)域。
■ 避免因工廠故障造成數(shù)據(jù)丟失而導(dǎo)致的高昂重啟成本。主要用于行李處理、高架倉庫、跟蹤和追溯等領(lǐng)域。
■ 在工廠或機器停機時保護工廠、工件和材料。主要用于爐子、半導(dǎo)體、船舶等領(lǐng)域。
■ 無監(jiān)督和維修人員亦能保障正常運行。主要用于污水處理廠、隧道、船閘、樓宇系統(tǒng)等領(lǐng)域。
效益
簡單、高效的工程組態(tài)
與在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中一樣，SIMATIC S7-400H 可以使用所有 STEP 7 編程語言進行編程。可以很容易的把程序從標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)遷移到冗余系統(tǒng)中，反之亦然。當(dāng)加載程序時，它會自動傳送到兩個冗余控制器中。使用 STEP 7，可以對特定冗余功能和配置進行參數(shù)設(shè)置。
出色的診斷和模塊更換優(yōu)勢
■ 利用集成的自我診斷功能，系統(tǒng)可以提前檢測故障和發(fā)送信號，避免故障對生產(chǎn)過程產(chǎn)生影響。這樣可以有針對性地替換故障組件，加快維修進程。
■ 可以在系統(tǒng)運行過程中對所有組件進行熱插拔。更換一個 CPU 后，當(dāng)前的所有程序和數(shù)據(jù)可以自動重新裝載。
■ 即使在系統(tǒng)運行過程中，也可以修改程序（例如，程序塊的修改和重新裝載），更改配置（例如，增加或刪減 DP從站或模塊）以及改變 CPU 的內(nèi)存分配。
設(shè)計和功能
根據(jù)統(tǒng)計數(shù)字表明，所有自動化組件（無論是機械式、機電式，還是電子式）都會出現(xiàn)故障。因此，工廠維護和工廠改造也就必不缺少。在實際應(yīng)用中，期待百分之百的可用性是不現(xiàn)實的。
通過西門子 SIMATIC S7-400H，能夠最大限度地降低生產(chǎn)故障機率，最大化生產(chǎn)率。
SIMATIC S7-400H 具有以下功能：
■ 出現(xiàn)故障時，能夠無擾切換
■ 集成故障檢測功能；提前檢測故障，避免影響生產(chǎn)過程
■ 在線維護，即可在工廠運行期間，更換故障組件
■ 組態(tài)更改，即可在工廠運行期間，進行工廠擴容
■ 自動事件同步
■ 高可用性通信
■ 冗余連接I/O 設(shè)備
冗余部件
S7-400 PNH CPU的同步模塊分為兩種，一種用于最長10m 的 FOC patch 光纖，另一種用于最長10km 的單模全雙工 LC/LC 光纖（9/125 μ）。
冗余系統(tǒng)的同步光纖分為1m、2m、10m 和10km 四種。同步速率達到400Mbps。
訂貨號：
電源模塊
6ES7 407-0DA02-0AA0 電源模塊(4A)
6ES7 407-0KA02-0AA0 電源模塊(10A)
6ES7 407-0KR02-0AA0 電源模塊(10A)冗余
6ES7 407-0RA02-0AA0 電源模塊(20A)
6ES7 405-0DA02-0AA0 電源模塊(4A)
6ES7 405-0KA02-0AA0 電源模塊(10A)
6ES7 405-0RA01-0AA0 電源模塊(20A)
6ES7 971-0BA00 備用電池
S7-400 CPU可編程控制器
6ES7 412-3HJ14-0AB0 CPU 412-3H; 512KB程序內(nèi)存/256KB數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 414-4HM14-0AB0 CPU 414-4H; 冗余熱備CPU 2.8 MB RAM
6ES7 417-4HT14-0AB0 CPU 417-4H; 冗余熱備CPU 30 MB RAM
6ES7 400-0HR00-4AB0 412H 系統(tǒng)套件包括 2 個CPU、1個H型中央機架、2個電源、2個1M 存儲卡、4個同步模塊、2根同步電纜，以及4個備用電池(PS407 10A)
6ES7 400-0HR50-4AB0 412H 系統(tǒng)套件包括 2 個CPU、1個H型中央機架、2個電源、2個1M 存儲卡、4個同步模塊、2根同步電纜，以及4個備用電池(PS405 10A)
6ES7 412-1XJ05-0AB0 CPU412-1,144KB程序內(nèi)存/144KB數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 412-2XJ05-0AB0 CPU412-2,256KB程序內(nèi)存/256KB數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 414-2XK05-0AB0 CPU414-2,512KB程序內(nèi)存/512KB數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 414-3XM05-0AB0 CPU414-3,1.4M程序內(nèi)存/1.4M數(shù)據(jù)內(nèi)存 1個IF模板插槽
6ES7 414-3EM05-0AB0 CPU414-3PN/DP 1.4M程序內(nèi)存/1.4M數(shù)據(jù)內(nèi)存 1個IF模板插槽
6ES7 416-2XN05-0AB0 CPU416-2,2.8M程序內(nèi)存/2.8M數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 416-3XR05-0AB0 CPU416-3,5.6M程序內(nèi)存/5.6M數(shù)據(jù)內(nèi)存 1個IF模板插槽
6ES7 416-3ER05-0AB0 CPU416-3PN/DP 5.6M程序內(nèi)存/5.6M數(shù)據(jù)內(nèi)存 1個IF模板插槽
6ES7 416-2FN05-0AB0 CPU416F-2,2.8M程序內(nèi)存/2.8M數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 416-3FR05-0AB0 CPU416F-3PN/DP,5.6M程序內(nèi)存/5.6M數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 417-4XT05-0AB0 CPU417-4,15M程序內(nèi)存/15M數(shù)據(jù)內(nèi)存
內(nèi)存卡
6ES7 955-2AL00-0AA0 2 X 2M字節(jié) RAM
6ES7 955-2AM00-0AA0 2 X 4M字節(jié) RAM
6ES7 952-0AF00-0AA0 64K字節(jié) RAM
6ES7 952-1AH00-0AA0 256K字節(jié) RAM
6ES7 952-1AK00-0AA0 1M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AL00-0AA0 2M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AM00-0AA0 4M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AP00-0AA0 8M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AS00-0AA0 16M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AY00-0AA0 64M字節(jié) RAM
6ES7 952-0KF00-0AA0 64K字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-0KH00-0AA0 256K字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KK00-0AA0 1M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KL00-0AA0 2M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KM00-0AA0 4M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KP00-0AA0 8M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KS00-0AA0 16M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KT00-0AA0 32M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KY00-0AA0 64M字節(jié) FLASH EPROM
開關(guān)量輸入模板
6ES7 421-7BH01-0AB0 開關(guān)量輸入模塊(16點,24VDC)中斷
6ES7 421-1BL01-0AA0 開關(guān)量輸入模塊(32點,24VDC)
6ES7 421-1EL00-0AA0 開關(guān)量輸入模塊(32點,120VUC)
6ES7 421-1FH20-0AA0 開關(guān)量輸入模塊(16點,120/230VUC)
6ES7 421-7DH00-0AB0 開關(guān)量輸入模塊(16點,24V到60VUC)
開關(guān)量輸出模板
6ES7 422-1BH11-0AA0 開關(guān)量輸出模塊(16點,24VDC，2A）
6ES7 422-1BL00-0AA0 32點輸出，24VDC,0.5A
6ES7 422-7BL00-0AB0 32點輸出，24VDC,0.5A,中斷
6ES7 422-1FH00-0AA0 16點輸出，120/230VAC，2A
6ES7 422-1HH00-0AA0 16點輸出，繼電器，5A
模擬量模塊
6ES7 431-0HH00-0AB0 16路模擬輸入，13位
6ES7 431-1KF00-0AB0 8路模擬輸入，13位，隔離
6ES7 431-1KF10-0AB0 8路模擬輸入，14位，隔離，線性化
6ES7 431-1KF20-0AB0 8路模擬輸入，14位，隔離
6ES7 431-7QH00-0AB0 16路模擬輸入，16位，隔離
6ES7 431-7KF00-0AB0 8路模擬輸入，16位，隔離，熱電偶
6ES7 431-7KF10-0AB0 8路模擬輸入，16位，隔離，熱電阻
6ES7 432-1HF00-0AB0 8路模擬輸出，13位，隔離
功能模板
6ES7 450-1AP00-0AE0 FM450-1計數(shù)器模板
6ES7 451-3AL00-0AE0 FM451定位模板
6ES7 452-1AH00-0AE0 FM452電子凸輪控制器
6ES7 453-3AH00-0AE0 FM453定位模板
6ES7 455-0VS00-0AE0 FM455C閉環(huán)控制模塊
6ES7 455-1VS00-0AE0 FM455S閉環(huán)控制模塊
6DD1 607-0AA2 FM 458-1DP快速處理系統(tǒng)
6ES7 953-8LJ20-0AA0 用于FM458-1DP 基本模板 512KByte(MMC)
6ES7 953-8LL20-0AA0 用于FM458-1DP 基本模板 2MByte(MMC)
6ES7 953-8LM20-0AA0 用于FM458-1DP 基本模板 4MByte(MMC)
6DD1 607-0CA1 EXM 438-1 I/O擴展模板
6DD1 607-0EA0 EXM 448 通訊擴展模板
6DD1 607-0EA2 EXM 448-2 通訊擴展模板
6DD1 684-0GE0 SC64連接電纜
6DD1 684-0GD0 SC63連接電纜
6DD1 684-0GC0 SC62連接電纜
6DD1 681-0AE2 SB10端子模塊
6DD1 681-0AF4 SB60端子模塊
6DD1 681-0EB3 SB61端子模塊
6DD1 681-0AG2 SB70端子模塊
6DD1 681-0DH1 SB71端子模塊
6DD1 681-0AJ1 SU12端子模塊
6DD1 681-0GK0 SU13端子模塊
通訊模板
6ES7 440-1CS00-0YE0 CP440通訊處理器
6ES7 441-1AA04-0AE0 CP441-1通訊處理器
6ES7 441-2AA04-0AE0 CP441-2通訊處理器
6ES7 963-1AA00-0AA0 RS232C接口模板
6ES7 963-2AA00-0AA0 20mA接口模板
6ES7 963-3AA00-0AA0 RS422/485接口模板
6ES7 870-1AA01-0YA0 可裝載驅(qū)動 MODBUS RTU 主站
6ES7 870-1AB01-0YA0 可裝載驅(qū)動 MODBUS RTU 從站
6GK7 443-5FX02-0XE0 CP443-5基本型通訊處理器,支持Profibus-Fms協(xié)議
6GK7 443-5DX04-0XE0 CP443-5擴展型通訊處理器,支持Profibus-DP協(xié)議
6GK7 443-1EX11-0XE0 CP443-1 以太網(wǎng)通訊處理器
6GK7 443-1EX41-0XE0 CP443-1 高級以太網(wǎng)通訊處理器
附件
6ES7 960-1AA04-0XA0 冗余系統(tǒng)同步模板（新）近距離同步（10米以內(nèi)）
6ES7 960-1AB04-0XA0 冗余系統(tǒng)同步模板（新）遠程同步模板（10米到10公里，用同長度的光纜）
6ES7 960-1AA04-5AA0 冗余系統(tǒng)光纖連接電纜（1米）（新）
6ES7 960-1AA04-5BA0 冗余系統(tǒng)光纖連接電纜（2米）（新）
6ES7 960-1AA04-5KA0 冗余系統(tǒng)光纖連接電纜（10米）（新）
6ES7 833-1CC01-0YA5 S7F系統(tǒng)可選軟件包
6ES7 833-1CC00-6YX0 F運行授權(quán)
6ES7 197-1LA03-0XA0 Y-LINK
6ES7 492-1AL00-0AA0 前連接器
6ES7 400-1TA01-0AA0 主板(18槽)
6ES7 400-1JA01-0AA0 主板(9槽)
6ES7 400-1TA11-0AA0 主板(18槽)鋁板
6ES7 400-1JA11-0AA0 主板(9槽)鋁板
6ES7 401-2TA01-0AA0 CR2主板（18槽）
6ES7 400-2JA00-0AA0 UR2-H主板（18槽）
6ES7 400-2JA10-0AA0 UR2-H主板（18槽）鋁板
6ES7 403-1TA01-0AA0 ER1機架（18槽）
6ES7 403-1JA01-0AA0 ER2機架（9槽）
6ES7 403-1TA11-0AA0 ER1機架（18槽）鋁板
6ES7 403-1JA11-0AA0 ER2機架（9槽）鋁板
6ES7 460-0AA01-0AB0 IM460-0
6ES7 461-0AA01-0AA0 IM461-0
6ES7 468-1AH50-0AA0 連接電纜 (0.75米）
6ES7 468-1BB50-0AA0 連接電纜 (1.5米）
6ES7 461-0AA00-7AA0 終端器
6ES7 460-1BA01-0AB0 IM460-1
6ES7 461-1BA01-0AA0 IM461-1
6ES7 468-3AH50-0AA0 468-3連接電纜 (0.75米）
6ES7 468-3BB50-0AA0 468-3連接電纜 (1.5米）
6ES7 460-3AA01-0AB0 IM460-3
6ES7 461-3AA01-0AA0 IM461-3
6ES7 468-1BF00-0AA0 468-1連接電纜（5米）
6ES7 468-1CB00-0AA0 468-1連接電纜（10米）
6ES7 468-1CC50-0AA0 468-1連接電纜（25米）
6ES7 468-1CF00-0AA0 468-1連接電纜（50米）
6ES7 468-1DB00-0AA0 468-1連接電纜（100米）
6ES7 461-3AA00-7AA0 終端器
6ES7 463-2AA00-0AA0 IM463-2接口模塊
6ES7 964-2AA04-0AB0 IF-964 DP接口模塊
