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S7 控制器中的控制器

控制器尤其適用于具有中等和較高復(fù)雜程度的應(yīng)用。SIMATIC S7-1500 ActiveX Control 是 SIMATIC S7-300 和 SIMATIC 的長期后續(xù)產(chǎn)品

S7-400 控制器，未來工廠的標準控制器 – 的性能和創(chuàng)新的設(shè)計與操作方式產(chǎn)生令人信服的結(jié)果。具有模塊化擴展能力的 SIMATIC S7 控制器具有長期兼容性，免維護且可以擴展，當然也能在 TIA 博途中進行組態(tài)。它們是任何自動化任務(wù)的理想解決方案。

• 模塊化、可擴展通用系統(tǒng)，IP20 防護等級
• 適用于離散自動化領(lǐng)域中各種自動化應(yīng)用的系統(tǒng)解決方案
• 具有極高性能和可用性
• 可專門通過 Totally Integrated Automation Portal 平臺中的 STEP 7 Professional V12 及更高的型號進行組態(tài)

性能

• 提高性能
  • 高速指令執(zhí)行:
  • 語言擴展
  • 新數(shù)據(jù)類型
  • 更快速的背板總線
  • 經(jīng)過的代碼生成
• 功能強大的通信：
  • PROFINET IO（2 端口交換機）標準接口；
    從 CPU 1515-2 PN 起，具有一個更多額外的集成 PROFINET 接口，例如，用于網(wǎng)絡(luò)分離
  • 可針對總線系統(tǒng)和點到點連接，通過通信模塊進行擴展

集成技術(shù)

• 無需附加模塊就可集成運動控制功能：
  • 通過標準化的塊 (PLCopen) 來連接模擬驅(qū)動器和 PROFIdrive 驅(qū)動器
  • 運動控制功能支持轉(zhuǎn)速控制軸和定位軸以及外部編碼器
  • 軸之間實現(xiàn)位置精確的齒輪傳動
• 全面跟蹤所有 CPU 標簽，以進行實時診斷和間歇錯誤檢測；
  擁有有效調(diào)試和快速驅(qū)動器和控制裝置
• 廣泛的控制功能：
  例如，可輕松組態(tài)的塊可進行控制參數(shù)的自動以實現(xiàn)優(yōu)控制質(zhì)量
• 通過提供的工藝模塊獲得附加功能：
  例如，高速計數(shù)、位置檢測或高達 1 MHz 信號的測量

安全集成

人身安全和機器安全 – 在集成式完整系統(tǒng)框架內(nèi)

• 故障安全 SIMATIC S7-1500F 控制器可在同一控制器上處理標準程序和安全程序。
  在 TIA 博途中，使用相同的編輯器生成故障安全和標準用戶程序；例如，這樣就能向標準用戶程序中的標準數(shù)據(jù)那樣，故障安全數(shù)據(jù)。由于這種軟件集成，故障安全應(yīng)用也可利用 SIMATIC 的系統(tǒng)有點和全面功能。

集成安全功能

• 通過密碼進行知識保護，防止未經(jīng)授權(quán)讀取和修改程序塊
• 通過復(fù)制保護來提高保護程度，防止未經(jīng)授權(quán)而復(fù)制程序塊：
  通過復(fù)制保護，可將 SIMATIC 存儲卡上的程序塊與其序列號綁定，以便只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。
• 具有四個不同授權(quán)級別的權(quán)限：
  可向各個用戶組分配不同訪問權(quán)限。通過新的保護級別 4，還可以限制與 HMI 設(shè)備之間的通信。
• 改進了操作保護：
  控制器將會檢測到組態(tài)數(shù)據(jù)的更改或未授權(quán)傳輸。
• 用于以太網(wǎng)通信處理器 (CP 1543-1)：
  • 通過防火墻提供附加訪問保護
  • 建立安全 VPN 連接（V12 SP1 或更高版本）

設(shè)計與操作

• CPU 帶有用于顯示普通文本信息的顯示屏：
  • 可顯示所有連接模塊的訂貨號、固件版本和序列號信息
  • 直接在現(xiàn)場設(shè)置 CPU 的 IP 地址以及進行其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，無需使用編程設(shè)備
  • 直接以普通文本形式顯示錯誤消息，可縮短停機時間
• 所有模塊采用統(tǒng)一的前連接器，并具有用于靈活形成電壓組的集成式電壓橋接件，從而簡化了庫存，降低了接線成本
• S7-1500 安裝導(dǎo)軌上集成有 DIN 導(dǎo)軌：
  快速、方便地安裝小型斷路器、繼電器等附加組件
• 通過信號模塊進行集中擴展：
  可根據(jù)任何應(yīng)用的要求進行靈活調(diào)整
• 數(shù)字量信號模塊的系統(tǒng)電纜連接：
  可快速、清晰地進行安排，以連接至現(xiàn)場的傳感器和執(zhí)行器并在控制柜中進行簡便接線
• 電源：
  • 負載電源模塊（電源模塊）為模塊提供 24 V 電源
  • 電源模塊可通過背板總線向模塊內(nèi)部電路供電
• 分布式擴展：
  • 通過 PROFINET 接口模塊 IM 155-5，可針對 ET 200MP I/O 系統(tǒng)使用多 30 個信號模塊、通信模塊和工藝模塊
  • 在集中和分布式運行的操作和系統(tǒng)功能方面沒有差別

集成系統(tǒng)診斷

• CPU 的集成系統(tǒng)診斷，默認情況下已激活：
  • 在顯示屏上以及 TIA Portal、HMI 和 Web 器中以普通文本形式一致地顯示系統(tǒng)診斷信息，甚至可顯示變頻器消息。即使 CPU 處于停止狀態(tài)，也會更新消息。
  • 系統(tǒng)診斷功能集成在 CPU 固件中。無需由用戶進行組態(tài)。組態(tài)發(fā)生改變時，會自動對診斷信息進行更新。

數(shù)據(jù)記錄（歸檔）和配方

• SIMATIC 存儲卡：
  • 插入式裝載存儲器
  • 可進行固件更新
  • STEP 7 項目（包括注釋和符號）、附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）的存儲選項
  • 通過 SD 讀卡器并使用 Office 工具，可方便地訪問與設(shè)備相關(guān)的運行數(shù)據(jù)和組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）
• 集成 wed 器：
  - 通過 Web 瀏覽器，可方便地訪問與設(shè)備相關(guān)的運行數(shù)據(jù)和組態(tài)數(shù)據(jù)

認證

SIMATIC S7-1500 符合以下和國際標準：

• cULus 認證
• cULus HazLoc 認證
• FM 認證
• ATEX 認證僅限于 24 V，不適用于 230 V
• CE
• C-TICK
• KCC
• IECEx（僅限 24 V；不適用于 230 V）
• EN 61000-6-4
• EN 60068-2-1/ -2/ -6/ -14/ -27/ -30/ -32
• EN 61131-2

西門子S7-400PLC 6ES7407-0KA02-0AA0

6DD1-607-0AA2 Monitor V6.2帶10個客戶機 6AV6 371-1DN07-0CX0 WINCC Option Data 6DD1-607-0AA2

• 9 種標準 CPU（CPU 412-1、CPU 412-2、CPU 414-2、CPU 414-3、CPU 414-3 PN/DP、CPU 416-2、CPU 416-3、CPU 416-3 PN/DP、CPU 417-4）
• 3 個 CPU，適用于惡劣的環(huán)境條件
• 具有不同的性能等級，滿足不同的應(yīng)用領(lǐng)域。

不同性能范圍的標準 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:
  滿足高端的性能要求。

CPU 412-1 和 CPU 412-2 的特點:

• 功能強大的處理器：
  CPU 對每個二進制指令的執(zhí)行時間可短到 0.75 μs。
• CPU 412-1:288 KB RAM (其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 144 KB); 
  CPU 412-2:512 KB RAM (其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 256 KB); 
  快速 RAM 用于執(zhí)行部分用戶程序
• 靈活擴展：
  高 65536 個數(shù)字量以及 4096 個模擬量輸入/輸出。
• MPI多點接口：
  通過 MPI，可將多 32 個站連成簡單網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率高達 12 Mbit/s。CPU 可與通訊總線（C 總線）和 MPI 的站之間建立多 16 個連接。
• 模式選擇開關(guān)：
  波動開關(guān)設(shè)計。
• 診斷緩沖區(qū)：
  后的120個故障和中斷事件保存在一個環(huán)形緩沖器中，用于進行診斷。可以對輸入數(shù)目進行設(shè)定。
• 實時時鐘：
  日期和時間附加在 CPU 的診斷消息后面。
• 存儲卡：
  用于擴展內(nèi)置的裝載存儲器。存儲在裝載存儲器中的信息包括S7-400參數(shù)數(shù)據(jù)以及程序，因此需要2倍的存儲空間。其結(jié)果是：
  • 內(nèi)置裝載存儲器的容量顯著提高，因此，基本上不需要存儲器卡。

CPU 412-2 還具有：

• PROFIBUS-DP 接口和組合的MPI/DP 接口：
  通過 PROFIBUS DP 主站接口，可以實現(xiàn)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單元可作為一個集中式單元來處理(相同的組態(tài)、編址和編程).
• 組合式配置：
  SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作為PROFIBUS主站符合EN 50 170規(guī)范。

LOGO!使用非常簡單：

• 36 種不同功能：
  用于電氣工程的基本功能(例如：與、或)以及特殊功能(例如：計數(shù)器，閉鎖繼電器，PI 控制器)。
• 只需通過鍵盤或PC軟件將所存儲的功能進行作何，即可輕松進行編程。
• 通過可選的程序模塊，可以簡單、方便地復(fù)制控制程序。

LOGO!8:

• 38/43 種不同功能：集成基本功能(例如：與、或)和特殊功能(例如：計數(shù)器，閉鎖繼電器，PI 控制器)。
• 通過可選的程序模塊或使用標準 CF/微型 CF 卡，可以簡單、方便地復(fù)制切換程序

LOGO! 提供大的靈活性和通用性：

• 通過按鍵可方便、靈活地重新鏈接功能。無需耗時的接線。
• 可選擇在PC機上操作：
  通過 PC 創(chuàng)建、仿真、在線測試和歸檔控制程序，包括歸檔選項
• • 節(jié)省空間的基本類型
  • 擴展模塊連接接口，多可編址 24 點數(shù)字量輸入、20 (16) 點數(shù)字量輸出、8 點模擬量輸入和 8 (2) 點模擬量輸出
  • 可選擇連接 LOGO!TD 文本顯示（可連接到所有 LOGO!0BA6 和 0BA7 基本型）；LOGO!TDE 可與 LOGO! 連接8 或更高

  LOGO! 的新改進8

  • 所有基本單元都配有集成 Web 器
  • 外殼寬度與 LOGO! 相同 0BA6 (4 MW)
  • 所有基本單元都帶有以太網(wǎng)接口，用于與 LOGO!、SIMATIC 控制器、SIMATIC 面板和 PC 通信
  • 采用標準微型 CF 卡

  LOGO!0BA7 型號：

  • 以太網(wǎng)接口，用于與 SIMATIC 控制器、SIMATIC 面板以及 PC 進行通訊
  • 可組網(wǎng)多達 8 個 LOGO! 設(shè)備
  • 標準 CF 卡或 SIMATIC 存儲卡的使用

  LOGO! 0BA6:

  • 繼電器輸出，高輸出電流 10A(不適于 LOGO!24).
  • 集成了可參數(shù)設(shè)計背光的顯示區(qū)(4x12字符)。
  • 集成了操作員控制面板。
  • 內(nèi)置EEPROM存儲器，用于控制程序和設(shè)定值
  • 用于防復(fù)制和專有技術(shù)保護的可選程序模塊。
  • 可選電池模塊和組合電池/程序模塊，2 年后備集成實時時鐘。
  • 內(nèi)置夏令時/冬令時自動調(diào)節(jié)的實時時鐘。
  • 8個數(shù)字量輸入，4個數(shù)字量輸出。
  • 對于DC12/24V型號，4個輸入作為模擬量輸入(0-10V)；也可作為數(shù)字量輸入。
  • 4個輸入可用來高速計數(shù)，高5KHz(只針對于直流型)。
  • 擴展模塊連接接口，多可編址 24 點數(shù)字量輸入、16 點數(shù)字量輸出、8 點模擬量輸入和 2 點模擬量輸出。
  • 用于連接到 LOGO!TD 文字顯示屏。
  • 每個用戶程序多 200 個函數(shù)塊

  LOGO!0BA7:

  • 以太網(wǎng)接口（取代以前系列的串行編程接口）
  • 繼電器輸出，輸出電流大為 10A
  • 集成了可參數(shù)設(shè)計背光的顯示區(qū)(4x12字符)。
  • 集成了操作員控制面板。
  • 內(nèi)置EEPROM存儲器，用于控制程序和設(shè)定值
  • 標準 SD 卡或 SIMATIC 存儲卡可選
  • 內(nèi)置夏令時/冬令時自動調(diào)節(jié)的實時時鐘。
  • 備份集成的實時時鐘 20 天。
  • 8個數(shù)字量輸入，4個數(shù)字量輸出。
  • 對于DC12/24V型號，4個輸入作為模擬量輸入(0-10V)；也可作為數(shù)字量輸入。
  • 4個輸入可用來高速計數(shù)，高5KHz(只針對于直流型)。
  • 擴展模塊連接接口，多可編址 24 點數(shù)字量輸入、16 點數(shù)字量輸出、8 點模擬量輸入和 2 點模擬量輸出。
  • 用于連接到 LOGO!TD 文字顯示屏。

  LOGO!8:

  • 以太網(wǎng)端口
  • 繼電器輸出，輸出電流大為 10A
  • 背光可參數(shù)化集成顯示區(qū)（6 x 16 個字符，3 種背光顏色）。
  • 集成了操作員控制面板。
  • 內(nèi)置EEPROM存儲器，用于控制程序和設(shè)定值
  • 可選的標準微型 CF 卡
  • 內(nèi)置夏令時/冬令時自動調(diào)節(jié)的實時時鐘。
  • 備份集成的實時時鐘 20 天。
  • 8個數(shù)字量輸入，4個數(shù)字量輸出。
  • 對于DC12/24V型號，4個輸入作為模擬量輸入(0-10V)；也可作為數(shù)字量輸入。
  • 4個輸入可用來高速計數(shù)，高5KHz(只針對于直流型)。
  • 擴展模塊連接接口，多可編址 24 點數(shù)字量輸入、20 點數(shù)字量輸出、8 點模擬量輸入和 8 點模擬量輸出。
  • 連接 LOGO!TDE 通過以太網(wǎng)。

Monitor V6.2帶3個客戶機 6AV6 371-1DN07-0BX0 WINCC Option Data

SIMATIC S7-400 可采用具有不同性能級別的各種 CPU：

• CPU 412-1、CPU 412-2 和 CPU 412-2 PN：
  用于中等性能的小型工廠。
• CPU 414-2、CPU 414-3、CPU 414-3 PN/DP：
  用于具有對編程、處理速度和通信有額外要求的中等規(guī)模工廠。
• CPU 416-2、CPU 416-3、CPU 416-3 PN/DP：
  在高端性能范圍內(nèi)具有較高要求的工廠。
• CPU 417-4 DP：
  在高端性能范圍內(nèi)具有極嚴格要求的工廠。
• CPU 412-5H、CPU 414-5H、CPU 416-5H 和 CPU 417-4H：
  用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。
• CPU 414F-3 PN/DP、CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP：
  用于構(gòu)建故障安全型自動化系統(tǒng)，適用于具有較高安全要求的工廠。

所有 CPU 裝在帶集成的控制單元和顯示單元的塑料外殼中。 相同的單元具有相同的功能。

前面板上有：

• LED指示燈: 
  用于狀態(tài)和故障指示。
• 波動開關(guān)： 
  用于選擇運行模式。
• 存儲器卡插槽（擴展裝載存儲器）
• 組合 MPI/DP 端口。
• 內(nèi)置 PROFIBUS-DP 接口（非 CPU 412-1）。
• 電池插座： 
  用于后備電池的外部供電。

除 CPU 412-1 處理器外，所有 CPU 具有：

• PROFIBUS DP 接口: 
  用于連接分布式 I/O。根據(jù)組態(tài)的不同，也可用于與 OP 或 PG/PC 的通訊。

CPU 414-3 PN/DP, CPU 416-3 PN/DP 和 CPU 416F-3 PN/DP 也可以連接 PROFINET。 每個模板有一個雙口的 PROFINET 接口。

高端 CPU 還具有：

• PROFIBUS DP 接口模板備用插槽： 
  用于鏈接其他 DP 網(wǎng)絡(luò)。

此外，CPU 按照其性能進行分級：例如RAM、地址區(qū)大小、可裝載塊的數(shù)量以及處理時間。

存儲器概念

所有 S7-400 CPU 均具有兩種類型的存儲器。工作存儲器的細分可將性能提高一倍。當一個標準處理器需要訪問其 RAM 至少兩次時，S7-400 專用處理器可在一個循環(huán)周期中同時訪問代碼存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。因此，數(shù)據(jù)總線和代碼總線也是獨立的。工作存儲器的容量取決于從精細分級的 CPU 系列中所選取的適合的 CPU。

對于小型和中等程序，集成式負載內(nèi)存 (RAM) 就足夠了。對于較大的程序，可通過插入內(nèi)存卡來增加裝載內(nèi)存。插入式閃存卡可用于在不使用電池的情況下進行性存儲。

• 結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用的低成本解決方案，用于滿足簡單控制任務(wù)
• 結(jié)構(gòu)緊湊、易于操作，無需附件即可廣泛應(yīng)用
• “一體式”產(chǎn)品，集成顯示屏和操作面板
• 僅需點擊按鈕或通過 PC 軟件即可連接 36 種不同的功能；使用次數(shù)多達 130 多次
• LOGO! 8: 通過按鈕或使用 PC 軟件，可鏈接 38/43 個不同功能；多 200/400 次
• 通過按鍵可以方便地更改功能。重接線無需更多耗時

LOGO! 邏輯模塊提供方便的、用戶友好的解決方案，用于滿足簡單的開環(huán)和閉環(huán)控制任務(wù)。

LOGO! 具有廣泛的通用性，例如：

• 樓宇/電氣安裝（照明、百葉窗、遮篷、門、門禁系統(tǒng)、柵欄、通風系統(tǒng)，等。）
• 控制柜制造。
• 機電設(shè)備（泵，小型壓機，壓縮機，傳送帶，升降臺等）
• 暖房，溫室的特殊控制
• 對其他控制器的信號進行處理

LOGO! 邏輯模塊可根據(jù)應(yīng)用情況進行擴展。

船級社認證

美國船級社, 法國船級社, 挪威船級社,德國勞氏船級社, 英國勞氏船級社，等

LOGO! Modular 可提供多種電壓類型(12VDC, 24VDC, 24VAC, 115/230VDC, 115/230VAC)：

• 標準型：
• 純型號，成本經(jīng)過，不帶按鍵控制面板和顯示屏。

LOGO! 具有以下特性：

• R：繼電器輸出
• C:時鐘/時間切換
• E：以太網(wǎng)接口
• o:無顯示屏

LOGO!使用非常簡單：

• 按鍵控制面板和顯示屏位于一個設(shè)備中。無需其它工具。
• 通過集成式 EEPROM 備份切換程序和設(shè)定值（如定時器），以防電源故障。

LOGO! 節(jié)省空間：

• 例如：LOGO! 230RC：72 x 90 x 55 mm (W x H x D).
• 經(jīng)調(diào)整后，可安裝在配電箱中（尺寸與接地故障斷路器相同）。

LOGO! 提供大的靈活性和通用性：

• 可擴展性：
  根據(jù)應(yīng)用情況可連接擴展模塊。

LOGO! 具有通信功能：

• 使用可選的通信模塊，可連接到 AS-Interface 和 KNX Konnex 網(wǎng)絡(luò)。
• LOGO!7 和 8 可與其它 LOGO! 單元通信，或與 SIMATIC 控制器或 SIMATIC 面板通信

數(shù)據(jù)在存儲器中存取的方式

1．位、字節(jié)、字和雙字

二進制數(shù)的1位（bit）只有0和1兩種不同的取值，可用來表示開關(guān)量（或稱數(shù)字量）的兩種不同的狀態(tài)，如觸點的斷開和接通，線圈的通電和斷電等。如果該位為1，則表示梯形圖中對應(yīng)的編程元件的線圈“得電”，其常開觸點閉合、常閉觸點斷開，以后稱該編程元件為1狀態(tài)，或稱該編程元件ON。反之亦反。

8位二進制數(shù)組成1個字節(jié)（Byte），其中的第0位為低位（LSB），第7位為高位（MSB）。兩個字節(jié)組成1個字（Word），兩個字組成1個雙字。

2．數(shù)據(jù)的存取方式

（1）“位”存取方式：位存儲單元的地址由字節(jié)地址和位地址組成，如I3.2，其中的區(qū)域標識符“I”表示輸入（Input），字節(jié)地址為3，位地址為2。如圖：

這種存取方式稱為“字節(jié)·位”尋址方式。

（2）“字節(jié)”存取方式：輸入字節(jié)IB3（Byte）由I3.0~I3.7這8位組成。

（3）“字”存取方式：相鄰的兩個字節(jié)組成一個字，一個字中的兩個字節(jié)的地址必須連續(xù)，且低位字節(jié)在一個字中應(yīng)該是高8位，高位字節(jié)在一個字中應(yīng)該是低8位。IW14表示由IB14和IB15組成的1個字，IW14中的I為區(qū)域標識符，W表示字（Word），14為起始字節(jié)的地址。IW14中的IB14應(yīng)該是高8位，IB15應(yīng)該是低8位。

（4）“雙字”存取方式：相鄰的四個字節(jié)表示一個雙字，四個字節(jié)的地址必須連續(xù)。低位字節(jié)在一個雙字中應(yīng)該是高8位。ID12表示由IB12~IB15組成的雙字，I為區(qū)域標識符，D表示存取雙字（Double Word），12為起始字節(jié)的地址。ID12中的IB12應(yīng)該是高8位，IB15應(yīng)該是低8位。