上海诗幕自动化设备有限公司
西门子S7-4002.8M程序内存CPU416F-2
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产品描述

系列S7-400 是否进口 产品认证CE 结构形式:模块 安装方式:现场安装 功能:PLC/CPU **西门子
SIMATIC S7-400 可采用具有不同性能级别的各种 CPU:
CPU 412-1、CPU 412-2 和 CPU 412-2 PN:
用于中等性能的小型工厂。
CPU 414-2、CPU 414-3、CPU 414-3 PN/DP:
用于具有对编程、处理速度和通信有额外要求的中等规模工厂。
CPU 416-2、CPU 416-3、CPU 416-3 PN/DP:
在性能范围内具有较高要求的工厂。
CPU 417-4 DP:
在性能范围内具有极严格要求的工厂。
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:
用于构建故障安全型自动化系统,适用于具有较高安全要求的工厂。
西门子PLC程序调试方法西门子PLC程序的调试可以分为模拟调试和现场调试两个调试过程,在此之前**对PLC外部接线作仔细检查,这一个环节很重要。外部接线一定要准确无误。也可以用事先编写好的试验程序对外部接线做扫描通电检查来查找接线故障。不过,为了安全考虑,将主电路断开。当确认接线无误后再连接主电路,将模拟调试好的程序送入用户存储器进行调试,直到各部分的功能都正常,并能协调*地完成整体的控制功能为止。
西门子PS405电源模块4A接线图
将设计好的程序写入PLC后,**逐条仔细检查,并改正写入时出现的错误。用户程序一般先在实验室模拟调试,实际的输入信号可以用钮子开关和按钮来模拟,各输出量的通/断状态用PLC上有关的发光二极管来显示,一般不用接PLC实际的负载(如接触器、电磁阀等)。可以根据功能表图,在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号,如限位开关触点的接通和断开。对于顺序控制程序,调试程序的主要任务是检查程序的运行是否符合功能表图的规定,即在某一转换条件实现时,是否发生步的活动状态的正确变化,即该转换所有的前级步是否变为不活动步,所有的后续步是否变为活动步,以及各步被驱动的负载是否发生相应的变化。
在调试时应充分考虑各种可能的情况,对系统各种不同的工作方式、有选择序列的功能表图中的每一条支路、各种可能的进展路线,都应逐一检查,不能遗漏。发现问题后应及时修改梯形图和PLC中的程序,直到在各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系符合要求。
西门子PS405电源模块4A接线图
如果程序中某些定时器或计数器的设定值过大,为了缩短调试时间,可以在调试时将它们减小,模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。在设计和模拟调试程序的同时,可以设计、制作控制台或控制柜,PLC之外的其他硬件的安装、接线工作也可以同时进行。
PLC的发展趋势
1、功能向增强化和化的方向发展,针对不同行业的应用特点,开发出化的PLC产品。以此来提高产品的性能和降低产品的成本,提高产品的易用性和化水平。
2、规模向小型化和大型化的方向发展,小型化是指提高系统可靠性基础上,产品的体积越来越小,功能越来越强;大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场,应用的规模从几十点扩展到上千点,应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。
3、系统向标准化和开放化方向发展,以个人计算机为基础,在WINOOWs平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。
通过提供标准化和开放化的接口,可以很方便地将PLC接入其它系统[2]。
PLC的功能特点
PLC的功能  随着自动化技术、计算机技术及网络通信技术的迅速发展,PLC的功能日益增多。它不仅能实现单机控制,而且能实现多机制;不仅能实现逻辑控制,还能实现过程控制、运动控制和数据处理等,其主要功能如下:
1、开关量逻辑控制
这是PLC的基本的功能。PLC具有强大的逻辑运算能力,它提供了与、或、非等各种逻辑指令,可实现继电器触点的串联、并联和串并联等各种连接的开关控制,常用于取代传统的继电器控制系统。使用PLC提供的定时、计数指令,可实现定时、计数功能,其定时值和计数值既可由用户在编程时设定,也可用数字拨码开关来设定,其值可进行在线修改,操作十分灵活方便。
2、模拟量控制
在工业生产过程中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。PLC提供了各种智能模块,如模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块、热电阻用模拟量输入模块、热电阻用模拟量输出模块等,通过使用这些模块,把现场输入的模拟量经A/D转换后送CPU处理;而CPU处理的数字结果,经D/A转换成模拟量去控制被控设备,以完成对连续量的控制。
3、闭环过程控制
使用PLC不仅可以对模拟量进行开环控制,而且还可以进行闭环控制。配置PID控制单元或模块,对控制过程中某一变量(如速度、温度、电流、电压等)进行PID控制。
4、定时、定位、计数控制
PLC具有定时控制的功能,它为用户提供了若干个定时器,定时器的时间可以由用户在编写程序时设定,也可以用拨盘开关在外部设定,实现定时或延时控制。定位控制是PLC不可缺少的控制功能之一。PLC提供了定位模块、脉冲输出模块等智能模块,以实现各种需求的定位控制。PLC具有计数控制的功能,它为用户提供了若干个计数器或高速计数模块。计数器的计数值可以由用户在编写程序时设定,也可以用拨盘开关在外部设定,实现计数控制。、 5、顺序(步进)控制
在工业控制中,选用PLC实现顺序控制,可以采用IEC规定的用于顺序控制的标准化语言——顺序功能图进行设计,可以用移位寄存器和顺序控制指令编写程序。
6、网络通信
现代PLC具有网络通信的功能,它既可以对远程I/O进行控制,又能实现PLC与计算机之间的通信,从而构成“集中管理,分散控制”的分布式控制系统,实现工厂自动化。PLC通过RS232接口可与各种RS232设备进行通信。PLC还可与其它智能控制设备(如变频器、数控装置)实现通信。PLC与变频器组成联合控制系统,可提高交流电动机的自动化控制水平。
7、数据处理
现代PLC具有数算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表[2]。
西门子S7-4002.8M程序内存CPU416F-2
关于西门子S7-400组件的订货数据,请参见在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相应模块。
S7-400F/FH:
SIMATIC S7-400F/FH 故障安全自动化系统可在安全要求较高的工厂中使用。它可对立即停机不会给人员或环境带来危险的过程进行控制。S7-400F/FH 具有两种基本设计:
S7-400F:
故障安全自动化系统。在控制系统中发生故障的情况下,生产过程会切换到安全状态并中断。
S7-400FH:
故障安全和高可用性自动化系统。在控制系统中发生故障的情况下,冗余控制部分将发挥作用,继续控制生产过程。
通过另外使用标准模块,可以建立一个全集成控制系统,可在非安全相关和安全相关任务共存的工厂环境中使用。可以使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。
S7-400:
S7-400 自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块,这些模块可进行各种组合。
系统包含下列组件:
电源模块 (PS):用于将 SIMATIC S7-400 连接到 120/230 V AC 或 24 V DC 电源电压。
CPU:配有集成 PROFIBUS DP 接口的不同 CPU 具有不同性能范围。根据具体型号,这些 CPU 也可以带有集成 PROFINET 接口。使用 PROFIBUS接口,多可以连接 125 个PROFIBUS DP 从站。可以将多 256 个 PROFINET IO 设备连接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可处理极大型的配置。此外,在一个控制器中的多重计算模式下,多个 CPU 可以协同工作以提高性能。这些 CPU 处理速度快且具有确定性响应时间,可实现较短机器循环时间。
用于数字量 (DI/DO) 和模拟量 (AI/AO) 输入/输出的信号模块 (SM)
通信处理器 (CP),例如,用于总线连接和端到点连接
功能模块 (FM):用于完成计数、定位和凸轮控制等要求苛刻的任务的模块。
根据具体要求,也可使用下列模块:
接口模块 (IM):用于连接控制器和扩展单元。SIMATIC S7-400 的控制器可带有多 21 个扩展单元运行。
SIMATIC S5 模块:在相关 SIMATIC S5 扩展单元中,可以寻址 SIMATIC S5-115U/-135U/-155U 的所有输入/输出模块。此外,在 S5 EU 或者直接在 CC 中(使用适配器)都可以使用 SIMATIC S5 的特定 IP 和 WF 模块。
SIMATIC S7-400有多个型号:
S7-400:
Power PLC,用于中、性能应用,并采用模块化、免风扇设计。
S7-400H:
容错型自动化系统使用冗余设计,可以用于故障安全型应用。
S7-400F/FH:
故障安全自动化系统也使用冗余设计,同样具备容错能力。
S7-400
S7-400自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块,且这些模块均可以*立地组合使用。
一个系统包含下列组件:
电源模块(PS):
用于将120/230 V AC 或 24 V DC电源连接至SIMATIC S7-400。
CPU:
针对各种性能范围,都可以提供集成有PROFIBUS DP接口的不同CPU。视型号的不同,也可以为它们配供集成式PROFINET接口。使用PROFIBUS接口,***多可以连接125个PROFIBUS DP从站。PROFINET接口***多可以连接256个PROFINET IO设备。SIMATIC S7-400的所有CPU 可以处理极为大型的组态。此外,在单个控制器的多值计算模式下,多个CPU可以协同工作,据此,可以进一步提高系统的性能。这些CPU 处理速度极快,具备确定性的响应时间,因此,其机器周期时间极短。
信号模板(SM),用于数字量(DI/DO)和模拟量(AI/AO)的输入/输出。
用于连接总线和点对点连接的通讯处理器 (CP)。
西门子S7-4002.8M程序内存CPU416F-2
S7-400H 容错自动化系统中使用
可通过 F 运行版授权作为具有 F 功能的 CPU 在 S7-400F/FH 安全相关系统中使用
组合了 MPI/PROFIBUS DP-主接口,
带有 2 个用于同步模块的连接插槽
Area of application
CPU 412–3H 可用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH。 它可建立故障容错 S7-400H 系统。 也可结合 F 运行授权一起用于 S7-400F/FH 故障安全自动化系统。 内置的PROFIBUS-DP接口使它能够作为主站直接连接到PROFIBUS-DP现场总线。
Design
CPU 412-5H 拥有:
功能强大的处理器:
CPU 处理每条二进制指令的时间小于 31.25 ns。
1 MB RAM(512 KB 用于程序,512 KB 用于数据);
装载存储器用于存储 S7-400H F/FH 自动化系统的用户程序和参数设置数据;高速 RAM 用于用户程序的顺控相关部分
存储卡:
用于扩展内置装载存储器。除程序本身之外,装载存储器中所含的信息还包括 S7-400H F/FH 的组态数据,这就是要在存储器中占据双倍空间的原因。其结果是:
内置的装载存储器不能满足大程序量的要求,因此需要存储卡。
提供有 RAM 和 FEPROM 卡(FEPROM 用于在断开电源时保存数据)。
灵活的扩展选件:
多达 131,072 点数字量和 81,932 点模拟量输入/输出。
组合 MPI/PROFIBUS DP 接口:
MPI 可用来建立一个 32 个节点的简单网络,数据传输速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以与通信总线(C 总线)上的节点和 MPI 上的节点建立多 64 个连接。
PROFIBUS-DP主站接口能够被用来建立一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。对用户来说,分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理(相同的组态、编址和编程)。
PROFIBUS DP 接口:
通过 PROFIBUS DP 接口,可以实现冗余、分布式自动化组态,从而提高了速度,便于使用。对用户来说,分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理(相同的组态、编址和编程)。
PROFINET 接口,带 2 个端口(交换机):
支持系统冗余和 MRP(介质冗余协议)
模式选择开关:
拨动开关设计。
诊断缓冲区:
后的 120 个报警和中断事件保存在一个环形缓冲区中,用于进行诊断。
实时时钟:
CPU 提供带日期和时间的诊断报告。
CPU 416-5H 可用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。它可建立故障容错 S7-400H 系统。也可结合 F 运行授权一起用于 S7-400F/FH 故障安全自动化系统。
内置的 PROFIBUS-DP 接口使它能够作为主站直接连接到 PROFIBUS-DP 现场总线。
基于带交换机功能的内置 PROFINET 接口,提供 2 个可外部访问的 PROFINET 端口。这样,可实现线性或环形结构。
CPU 用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH
可在高可用性 S7-400H 系统中使用
可结合故障安全 S7-400F/FH 系统中的 F-Runtime 授权和 F 兼容 CPU 使用
带有集成 PROFIBUS DP 主站接口
带有 2 个用于同步模块的插槽
CPU 417-5H 是用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH 的功能**强大的 CPU, 可以用于实现 S7-400H 高可用性系统。也可结合 F 运行授权一起用于 S7-400F/FH 故障安全自动化系统。
通过内置 PROFIBUS-DP 接口,还可使它作为主站,直接连接到 PROFIBUS-DP 现场总线。
基于带交换机功能的内置 PROFINET 接口,提供 2 个可外部访问的 PROFINET 端口。这样,可实现总线性或环形结构。
西门子S7-4002.8M程序内存CPU416F-2
S7-400
功能强大的PLC,满足中、高性能要求。
要求苛刻的任务的解决方案。
品种齐全的模块和性能分级的 CPU,佳适应自动化任务。
通过简单实施分布式结构可实现灵活的使用;操作简单的连接方法。
佳的通讯和网络连接选件。
方便用户和简易的无风扇设计。
当控制任务增加时,可自由扩展。
多CPU运行:
多个 CPU 在一个 S7-400 控制器中同时运行。
通过多处理器计算扩大 S7-400 的整体性能。例如,复杂的任务可以分解为各种技术,如开环控制、计算或通讯,并分配给不同的 CPU。每个 CPU 可赋与其本地的 I/O。
模块化:
功能强大的 S7-400 背板总线和可以直接连接到 CPU 的通讯接口可以实现许多通讯线路的高性能操作。例如,这允许把一条通讯线路用于 HMI 和编程任务,一条通讯线路用于高性能和等距运动控制组件,一条通讯线路用于普通 I/O 现场总线。还可以执行额外需要的与 MES/ERP 系统或 Internet 的连接。
工程和诊断:
尤其是在使用采用高性能工程组件的大量自动化解决方案时,使用 SIMATIC 工程工具可以极为有效地组态和编程 S7-400。为此,提供有可语言(如 SCL)、用于顺序控制的图形工程工具、状态图和技术功能图。
S7-400H
采用冗余设计的容错自动化系统。
适合对故障安全要求很高的应用。
满足重启动费用高、昂贵的停机、极少的以及很少的维护的过程应用。
冗余的集功能。
提高 I/O 的可用性:网管型 I/O 配置。
也可作为标准 I/O 使用:单边配置。
热后备:发生故障时,可自动切换到备用设备。
采用 2 个*立机架或一个分开的机架进行配置
经过冗余 PROFIBUS-DP 来连接切换的 I/O。
S7-400F/FH
故障安全型自动化系统,大大提高了工厂生产过程的安全性
符合 IEC 61508 SIL3、DIN V 19250 AK6 和 EN 954-1 Cat.4 等安全要求。
如果需要,也可通过冗余设计而实现容错
安全相关的 I/O 不增加接线:
通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 进行安全通讯
基于带有故障安全模块的 S7-400H 和 ET 200M
标准模块可以使用在自动化系统的非故障安全型应用场合
隔离模块,用于在一个 ET 200M 的安全模式中组合使用故障安全型模块和标准模块。
PLC的安装PLC适用于大多数工业现场,但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制PLC的工作环境,可以有效地提高它的工作效率和寿命。在安装PLC时,要避开下列场所:
(1)环境温度过0~50℃的范围;
(2)相对湿度过85%或者存在露水凝聚(由温度突变或其他因素所引起的);
(3)太阳光直接照射;
(4)有腐蚀和易燃的气体,例如、硫化氢等;
(5)有打量铁屑及灰尘;
(6)频繁或连续的振动,振动频率为10~55Hz、幅度为0.5mm(峰-峰);
(7)过10g(重力加速度)的冲击。
小型可编程控制器外壳的4个角上,均有安装孔。有两种安装方法,一是用螺钉固定,不同的单元有不同的安装尺寸;另一种是DIN(德国共和标准)轨道固定。DIN轨道配套使用的安装夹板,左右各一对。在轨道上,先装好左右夹板,装上PLC,然后拧紧螺钉。为了使控制系统工作可*,通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中,以防止灰尘、油污、水溅。为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内,安装机器应有足够的通风空间,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。如果周围环境过55C,要安装电风扇,强迫通风。
人机交换界面负责NC数据的输入和显示,它由MMC和OP组成MMC(ManMachineCommunication)包括:OP(Operationpanel)单元,MMC,MCP(MachineControlPanel)三部分。MMC实际上就是一台计算机,有自己*立的CPU,还可以带硬盘,带软驱;OP单元正是这台计算机的显示器,而西门子MMC的控制软件也在这台计算机中。
(1)、MMC(Man Machine communication)
常用的MMC有两种:MMCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU为486,不能带硬盘;而MMC103的CPU为奔腾,可以带硬盘,一般的,用户为SINUMERIK810D配MMC100.2,而为SINUMERIK840D配MMC103.PCU(PCUNIT)是为配合西门子新的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而开发的MMC模块,目前有三种PCU模块——PCU20、PCU50、PCU70,PCU20对应于MMC100.2,不带硬盘,但可以带软驱;PCU50、PCU70对应于MMC103,可以带硬盘,与MMC不同的是:PCU50的软件是基于WINDOWSNT的。PCU的软件被称作HMI。
HMI有分为两种:嵌入式HMI和HMI。一般标准供货时,PCU20装载的是嵌入式HMI,而PCU50和PCU70则装载HMI。
(2)OP(Operation pannel)
OP单元一般包括一个10.4〞TFT显示屏和一个NC键盘。根据用户不同的要求,西门子为用户选配不同的OP单元,如:OP030,OP031,OP032,OP032S等,其中OP031为常用。
(3)、MCP(Machine control pannel)
MCP是为数控机床而配置的,它也是OPI上的一个节点,根据应用场合不同,其布局也不同,目前,有车床版MCP和铣床版MCP两种。对810D和840D,MCP的MPI地址分别为14和6,用MCP后面的S3开关设定。
对于SINUMERIK840D应用了MPI(MultiplePointInterface)总线技术,传输速率为187.5k/秒,OP单元为这个总线构成的网络中的一个节点。为提高人机交互的效率,又有OPI(OperatorPanelInterface)总线,它的传输速率为1.5M/秒。
2. NCU(Numerical control unit)数控单元
SINUMERIK840D的数控单元被称为NCU(NumenricalControlunit)单元(在810D中称为CCU(compactcontrolunit)):控制单元,负责NC所有的功能,机床的逻辑控制,还有和MMC的通讯它由一个COMCPU板.一个PLCPU板和一个DRIVE板组成.
根据选用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同,NCU分为NCU561.2,NCU571.2,NCU572.2,NCU573.2(12轴),NCU573.2(31轴)等若干种,同样,NCU单元中也集成SINUMERIK840D数控CPU和SIMATICPLCPU芯片,包括相应的数控软件和PLC控制软件,并且带有MPI或Profibus接口,RS232接口,手轮及测量接口,PCMCIA卡插槽等,所不同的是NCU单元很薄,所有的驱动模块均排列在其右侧。
http://www.absygs.com

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