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• 通信模塊，用于
  • 通過點對點連接實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)交換；
    針對 RS232 和 RS485 的物理傳輸特性，提供兩個版本可供使用
  • PROFIBUS 接口
  • 連接到工業(yè)以太網(wǎng)接口
  • 連接到 GSM/GPRS 手機網(wǎng)絡(luò)
• 通信模塊作為單獨模塊；
  適用于 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 型號
• 通信板以模塊的形式插入到CPU當(dāng)中，適用于空間有限的應(yīng)用場合；
  適用于 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 型號

• 通過點到點連接可進(jìn)行快速、高性能的串行數(shù)據(jù)交換
• 執(zhí)行的協(xié)議：ASCII、USS 驅(qū)動協(xié)議、Modbus RTU，3964(R)
• 也可以加載加載附加協(xié)議
• 使用 STEP 7 Basic 可實現(xiàn)簡單的參數(shù)化過程

CM 1241 通訊模塊用于通過點對點連接進(jìn)行的快速、高性能的串行數(shù)據(jù)交換。

可實現(xiàn)點到點連接，例如：

• SIMATIC S7 自動化系統(tǒng)和許多其他制造商提供的系統(tǒng)
• 打印機
• 機器人控制
• 調(diào)制解調(diào)器
• 掃描器
• 條形碼閱讀器等

CM 1241 通訊模塊具有與基本設(shè)備相同的設(shè)計特點。

• 安裝在 DIN 導(dǎo)軌上：
  模塊安裝在右側(cè) CPU 旁邊的導(dǎo)軌上，相互電氣、機械地連接，并且通過滑塊機構(gòu)連接到 CPU。
• 直接安裝：
  水平或垂直安裝在 DIN 導(dǎo)軌上或使用集成插片直接安裝在控制柜中。

該通訊模塊配備下列各項：

• 具有用于顯示“發(fā)送”、“接收”和“錯誤”的狀態(tài)指示燈
• 通訊接口：
  可用于 RS232 或 RS422/485 物理傳輸特性

下列標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議可用于 CM 1241 通訊模塊：

• ASCII:
  用于與采用簡單傳輸協(xié)議的第三方系統(tǒng)進(jìn)行接口，例如，帶有起始和結(jié)束字符或帶有塊檢查字符的協(xié)議。接口握手信號可通過用戶程序來調(diào)用和控制。
• MODBUS:
  用于符合MODBUS協(xié)議的通訊，具有RTU格式：
  • MODBUS 主站:
    以 SIMATIC S7 作為主站的主站-從站接口。
  • MODBUS 從站:
    以 SIMATIC S7 作為從站的主站-從站接口；無法實現(xiàn)從站到從站的報文幀流量。
• USS 驅(qū)動協(xié)議：
  專門支持 USS 協(xié)議驅(qū)動程序的連接指令。在這種情況下，驅(qū)動程序通過 RS485 交換數(shù)據(jù)。隨后，可以控制這些驅(qū)動程序，并可讀寫參數(shù)。

還可以下載更多的驅(qū)動程序。

參數(shù)

使用 STEP 7 Basic，CM 1241 通訊模塊的參數(shù)化變得非常簡便：

• 用戶通過集成在 STEP 7 Basic 中的參數(shù)化環(huán)境來分配模塊特性，例如：
  • 已執(zhí)行的協(xié)議驅(qū)動程序。
  • 使用的驅(qū)動程序特定特性。

CM 1242-5 通信模塊用于將 SIMATIC S7-1200 連接到 PROFIBUS 以作為 DP 從站，它具有以下特性：

• 符合 IEC 61158 的 PROFIBUS DPV1 從站
• 無需編程設(shè)備即可更換模塊
• 通過背板總線提供電源，無需使用額外電纜
• 支持從 9.6 Kbit/s 到 12 Mbit/s 的所有標(biāo)準(zhǔn)通信速率
• 具有 S7-1200 設(shè)計形式的緊湊工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外殼，可安裝到標(biāo)準(zhǔn)安裝導(dǎo)軌上
• 可使用 STEP 7 方便地進(jìn)行組態(tài)，調(diào)試迅速，無需額外編程開銷

CM 1242-5 適合在工廠自動化中使用?？稍?S7-1200 的基礎(chǔ)上創(chuàng)建基于 PROFIBUS 的低成本解決方案，實現(xiàn)佳生產(chǎn)。

可以有效操作基于 PROFIBUS 的系統(tǒng)，從而降低運行和維護(hù)成本：

• 自動化解決方案無需固定接線，使用的硬件減少，從而成本較低
• 具有優(yōu)異的診斷功能，可對故障做出快速響應(yīng)
• 工廠和庫存管理得到

CM 1242-5 還具有一些其它優(yōu)點，可專門滿足小型自動化解決方案的要求：

• 簡化了 S7-1200 與 PROFIBUS 的連接，無需使用額外電源
• 可基于 PROFIBUS 實現(xiàn)低成本自動化解決方案
• 調(diào)試迅速，無需額外編程開銷

通過基于 PROFIBUS 的小型自動化解決方案，可實現(xiàn)工廠的佳運行和順利生產(chǎn)。

• 塊保護(hù)：
  通過密碼保護(hù)用戶程序，未經(jīng)授權(quán)無法訪問。
• 集成 HMI : 
  對于 HMI 設(shè)備，用戶只需指定數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目標(biāo)。數(shù)據(jù)將由程序自動循環(huán)傳輸。
• 集成通信功能：
  • 編程器/OP 通信
  • 全局?jǐn)?shù)據(jù)通信
  • S7 基本通信
  • S7 通信
• 通過網(wǎng)絡(luò)更新固件
• 通過 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 進(jìn)行開放式通信
• 在基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng) (PROFINET)
• 通過集成的 web 器獲得附加診斷功能

可參數(shù)化的特性

可使用 STEP 7 工具“Hardware Configuration”對 S7-400（包括 CPU）的性能和響應(yīng)進(jìn)行編程，如：

• MPI 多點接口：
  • 定義站地址。
  • 啟動/循環(huán)行為。
  • 定義大循環(huán)時間和通信負(fù)荷。
• 地址分配： 
  I/O 模塊的編址。
• 保持區(qū)域：
  定義具有保持特性的位存儲器、計數(shù)器、定時器、數(shù)據(jù)塊和時鐘存儲器的數(shù)量。
• 過程映像，局部數(shù)據(jù)的大小。
• 診斷緩存區(qū)的長度。
• 保護(hù)等級： 
  定義程序和數(shù)據(jù)訪問授權(quán)。
• 系統(tǒng)診斷： 
  定義診斷報文的處理及范圍。
• 循環(huán)中斷： 
  設(shè)定周期。
• PROFINET 接口
• 通過 NTP 協(xié)議對時間同步進(jìn)行參數(shù)化

顯示功能與信息功能

• 狀態(tài)和故障指示燈：
  LED 可指示出內(nèi)部和外部故障和運行狀態(tài)，如 RUN（運行）、STOP（停止）、調(diào)試和測試功能等。
• 測試功能： 
  可使用編程設(shè)備顯示程序執(zhí)行中的信號狀態(tài)，不考慮用戶程序而修改過程變量，輸出堆棧存儲器的內(nèi)容，運行各個程序步驟，并禁用程序組件。
• 信息功能： 
  用戶可獲取有關(guān) CPU 的存儲器容量和運行模式以及 RAM 和裝載存儲器的當(dāng)前利用率方面的信息。

通信

中央控制器與故障安全 ET 200 模塊之間的安全通信和標(biāo)準(zhǔn)通信是通過 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 完成的。通過特別開發(fā)的 PROFIBUS profile PROFIsafe，可以在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報文中傳輸帶有安全功能的用戶數(shù)據(jù)。無需其它硬件組件（例如專用安全總線）。必要的軟件已經(jīng)或者作為擴展集成在硬件組件之中，或者作為認(rèn)證軟件塊重載至CPU內(nèi)。

操作模式

F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信號模塊中。

信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術(shù)實現(xiàn)輸出和輸入信號的監(jiān)控。

借助周期性自檢、指令檢測、程序邏輯檢測和程序順序流檢測等方法，CPU可以檢測控制器是否工作正常。此外，通過“活躍標(biāo)志（sign-of-life）”請求，還可以對I/O進(jìn)行檢測。

若判定系統(tǒng)中存在故障，則將該系統(tǒng)切換至安全狀態(tài)。

CPU 414F-3 PN/DP 的運行不需要 F 運行版授權(quán)。

編程

CPU 414F-3 PN/DP 的編程方法與 SIMATIC S7 系統(tǒng)的編程方法相同． 使用現(xiàn)場實證過的編程工具，例如STEP 7，創(chuàng)建用于非故障安全工廠區(qū)段的用戶程序。

選件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)

STEP 7 選件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于對與安全型程序段進(jìn)行編程。選件包中包括所有用來創(chuàng)建 F 程序的所有功能和塊。

具有安全功能的 F 程序以 F_FBD 或 F-LAD 方式進(jìn)行連接，或利用 F 功能庫中的特殊功能數(shù)據(jù)塊進(jìn)行連接。使用 F FBD 或 F LAD 可提供跨系統(tǒng)的統(tǒng)一表示，因而簡化系統(tǒng)的組態(tài)和編程以及驗收測試。無需借助額外的功具，程序員就可以完全專注于編制安全相關(guān)的應(yīng)用程序。

CPU 412-5H 擁有：

• 功能強大的處理器：
  CPU 處理每條二進(jìn)制指令的時間小于 31.25 ns。
• 1 MB RAM（512 KB 用于程序，512 KB 用于數(shù)據(jù)）；
  裝載存儲器用于存儲 S7-400H F/FH 自動化系統(tǒng)的用戶程序和參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)；高速 RAM 用于用戶程序的順控相關(guān)部分
• 存儲卡：
  用于擴展內(nèi)置裝載存儲器。除程序本身之外，裝載存儲器中所含的信息還包括 S7-400H F/FH 的組態(tài)數(shù)據(jù)，這就是要在存儲器中占據(jù)雙倍空間的原因。其結(jié)果是：
  • 內(nèi)置的裝載存儲器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲卡。
    提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在斷開電源時保存數(shù)據(jù)）。
• 靈活的擴展選件：
  多達(dá) 131,072 點數(shù)字量和 81,932 點模擬量輸入/輸出。
• 組合 MPI/PROFIBUS DP 接口：
  MPI 可用來建立一個 32 個節(jié)點的簡單網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以與通信總線（C 總線）上的節(jié)點和 MPI 上的節(jié)點建立多 64 個連接。 
  PROFIBUS-DP主站接口能夠被用來建立一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。對用戶來說，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
• PROFIBUS DP 接口：
  通過 PROFIBUS DP 接口，可以實現(xiàn)冗余、分布式自動化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。對用戶來說，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
• PROFINET 接口，帶 2 個端口（交換機）：
  支持系統(tǒng)冗余和 MRP（介質(zhì)冗余協(xié)議）
• 模式選擇開關(guān)：
  撥動開關(guān)設(shè)計。
• 診斷緩沖區(qū)：
  后的 120 個報警和中斷事件保存在一個環(huán)形緩沖區(qū)中，用于進(jìn)行診斷。
• 實時時鐘：
  CPU 提供帶日期和時間的診斷報告。

通過將 S7-1200 連接到移動無線網(wǎng)絡(luò)，可將控制器轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄓ眯瓦h(yuǎn)程控制站（RTU - 遠(yuǎn)程終端）。

• 因為可以使用現(xiàn)有的移動無線網(wǎng)絡(luò)，無需很高的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施成本就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接
• 機器維護(hù)，無需至終端客戶的 IT 網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜集成
• 集中管理遠(yuǎn)程自動化解決方案，從而降低維護(hù)與運輸成本

CP 1242-7 經(jīng)過專門設(shè)計，滿足自動化解決方案中遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的要求：

• 能夠可靠連接到控制中心并對數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖，從而避免數(shù)據(jù)丟失
• 使用 STEP 7 直接進(jìn)行組態(tài)，調(diào)試十分快速

• 可在很廣地理區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換并實現(xiàn)自動化解決方案的集中數(shù)據(jù)監(jiān)視
• 針對沒有固定位置的移動式機器/車輛建立性或臨時性通信鏈路
• 以符合 IT 信息安全要求的方式從全球遠(yuǎn)程訪問終端用戶的機器設(shè)備
• 無需網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施即可連接難于訪問的外部站點

眾多不同領(lǐng)域中都可實現(xiàn)這種應(yīng)用：

• 水/污水處理廠 - 泵/閥門控制器
• 交通與運輸 - 交通信號燈控制、照明控制
• 電力工程 - 變電站的監(jiān)視、量表讀數(shù)
• 機械工程 - 對全球范圍內(nèi)使用的機器設(shè)備進(jìn)行集中遠(yuǎn)程維護(hù)
• 風(fēng)能 - 風(fēng)力渦輪機的狀況監(jiān)視
• 自動售貨機廠商 - 飲料自動售貨機的監(jiān)視與控制

CP 1242-7 提供了 S7-1200 系統(tǒng)設(shè)計的所有優(yōu)點：

• 堅固耐用的緊湊型塑料外殼
• 易于接觸的連接和診斷元件，用前擋板保護(hù)
• 可拆卸的連接端子
• 可簡便安裝到 S7-1200 的安裝導(dǎo)軌上
• 3 針插入式端子排，用于連接外部 24 V DC 電源
• 用于 GSM/GPRS 天線的 SMA 接線

CP 1242-7 可插到 S7-1200 左側(cè)的系統(tǒng)接口中。電源由該模塊頂部的一個 3 針端子排提供。天線插孔和 SIM 卡插槽位于模塊底部，通過下面的前蓋加以保護(hù)。

與“Telecontrol Server Basic”軟件結(jié)合使用，CP 1242-7 可成為一個基于移動無線通信的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。

可連續(xù)（或根據(jù)需要）將外部站連接到控制中心。一個上位控制中心系統(tǒng)可通過 OPC 與所有站交換數(shù)據(jù)。 一個裝有 STEP 7 的 PC 可通過控制中心連接到任何站以進(jìn)行維護(hù)。

采用 CP 1242-7 實現(xiàn) GSM/GPRS 通信 / 通過 SMS 實現(xiàn)報警

操作模式

CP 1242-7 可用于兩種操作方式：

遠(yuǎn)程控制器

在這種模式下，通過中央遠(yuǎn)程控制器處理控制中心與其他遠(yuǎn)程控制站之間的通訊。 將 CP 1242-7 連接到遠(yuǎn)程控制器。 “Telecontrol Server Basic”軟件將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至控制站或其他遠(yuǎn)程控制站并對其進(jìn)行監(jiān)控。

GPRS Direct

在這種模式下，CP 1242-7 直接與控制中心或其他遠(yuǎn)程控制站通訊。 與遠(yuǎn)程控制模式相比，該模式不需要遠(yuǎn)程控制器或附加軟件。如果確保使用的地址可以達(dá)到站的通訊伙伴，則可以選擇這種模式。為了確保符合該條件，在正常情況下，必須使用經(jīng)常被稱為機器對機器 (M2M) 的特殊網(wǎng)絡(luò)運營商。

組態(tài)

使用 STEP 7 組態(tài)所有必需的信息（供應(yīng)商數(shù)據(jù)、訪問權(quán)限、操作模式）。 組態(tài) CP 1242-7 需要 STEP 7 Basic V11 或更高版本。

也可以在運行時中重新組態(tài)數(shù)據(jù)。為此，提供有一個專門的庫功能。

數(shù)據(jù)緩存

通過數(shù)據(jù)緩沖橋接移動無線網(wǎng)絡(luò)中短時間的連接失敗。在連接恢復(fù)后，將緩沖的數(shù)據(jù)打上時間戳并發(fā)送。

時間同步

可以根據(jù)操作模式設(shè)置 CP 1242-7 的時間同步機制。

如果在控制中心中使用遠(yuǎn)程控制器，控制中心將時間轉(zhuǎn)發(fā)至所有分站。 如果沒有使用 Telecontrol Server Basic，則可以通過 NTP 器執(zhí)行同步。

CPU 程序可以使用該時間來設(shè)置站的內(nèi)部時間。

功能庫

以下功能的功能庫可用于 CP 1242-7：

• 數(shù)據(jù)交換：發(fā)送和接收功能能夠?qū)崿F(xiàn)與其他站或控制中心的數(shù)據(jù)交換。
• 發(fā)送/接收文本消息
• 組態(tài):在借助功能塊的操作過程中，可以執(zhí)行重新組態(tài)

診斷/遠(yuǎn)程維護(hù)

在 STEP 7 中，可以建立通過 GPRS/因特網(wǎng)至遠(yuǎn)程 S7-1200 站（帶 CP 1242-7）的在線連接。連接建立后，用于遠(yuǎn)程維護(hù)（下載、診斷）的全部常見在線功能都可以使用。

• 數(shù)字量輸入和輸出（DI 和 DQ）在外形尺寸上與標(biāo)準(zhǔn)模塊相當(dāng)。
• 功能安全性按照 IEC 61158 進(jìn)行了認(rèn)證。
• 適合安全等級高達(dá) SIL 3（根據(jù) IEC 62061）和 PL（根據(jù) ISO 13849）的應(yīng)用。
• 無縫嵌入到 Safety Integrated 設(shè)計中
• 調(diào)試期間，可借助于有關(guān)模塊的中央背板總線上插槽的性標(biāo)識，從系統(tǒng)自動分配 F 地址。無需使用模塊上的 DIP 開關(guān)進(jìn)行設(shè)置。
• 更換模塊時自動傳輸 F 地址，無需重新分配。

全集成自動化 (TIA)

安全技術(shù) (Safety Integrated) 是全集成自動化的組件，它將安全自動化與標(biāo)準(zhǔn)自動化進(jìn)行全面集成。

當(dāng)今，標(biāo)準(zhǔn)自動化（傳統(tǒng)的 PLC）和安全自動化（機電結(jié)構(gòu)）仍彼此分開的，這兩種自動化正合并為一個統(tǒng)一的集成系統(tǒng)。西門子是自動化技術(shù)領(lǐng)域中的全面供應(yīng)商，可將安全技術(shù)融入標(biāo)準(zhǔn)自動化系統(tǒng)中，并進(jìn)行系統(tǒng)范圍內(nèi)的集成。