上海诗幕自动化设备有限公司
西门子S7-400PLC通讯处理器模块CP441-2
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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 品牌西门子
西门子近日扩展了其TIA博途工程软件平台,发布了TIA博途V14 SP1,融入一系列全新实用功能,显著缩短工程组态时间。TIA博途V14 SP1的创新亮点是对其它系统更具开放性,可利用Eplan、TIA Selection Tool或其它CAE(计算机工程)系统等工程软件,通过AutomationML(自动化标记语言),来实现标准化双向工程数据交换。利用TIA博途Openness编程界面的全新功能,可实现对包括故障安全对象等硬件组态的自动处理。这样,用户可以对冗余功能进行自动工程组态,大幅缩短开发时间,减少错误率。
TIA博途工程软件平台是西门子的一个“接入点”,以实现数字化企业概念下的自动化,以及设计数字化进程中的自动化解决方案。在TIA博途V14 SP1版本中,对Openness功能进行了扩展,以实现工作流程的全面数字化。例如,使用虚拟控制器Simatic S7-PLCSIM Advanced,即可在开发早期阶段对控制器功能进行测试,并结合仿真机器模型,进行虚拟调试。
从V14 SP1和V13 SP2版本起,TIA博途工程软件平台都支持Windows 10操作系统,从满足了用户对操作系统的多样化要求。利用TIA博途V14 SP1中的全新密码API接口,可保护针对知识、写入和复制操作的密码,以进行简便的集中管理。通过该接口,还可使用加密狗,实现应用软件或安全认证概念的密码管理系统。用于机器和工厂诊断的软件选件Simatic ProDiag也进行了扩展,融入了条件分析功能以进行有的放矢地故障排查。这样,可使用HMI PLC代码查看器,可视化显示故障的状态,从而更地确定故障根本原因。Step 7工程工具中,机器制造商现在可使用全新的单块比较功能来进行快速编辑,例如,可在离线/离线或在线/离线操作中直接从项目导航区域对各个块进行详细比较。
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。
所有 CPU 装在带集成的控制单元和显示单元的塑料外壳中。 相同的单元具有相同的功能。
前面板上有:LED指示灯,用于状态和故障指示;波动开关,用于选择运行模式。
存储器卡插槽(扩展装载存储器)
组合MPI/DP 端口。
内 PROFIBUS-DP 接口(非 CPU 412-1)。
电池插座: 用于后备电池的外部供电。
除CPU 412-1处理器外,所有CPU具有:
PROFIBUS DP 接口: 用于连接分布式 I/O。根据组态的不同,也可用于与 OP 或 PG/PC 的通讯。CPU 414-3 PN/DP, CPU 416-3 PN/DP 和 CPU 416F-3 PN/DP 也可以连接 PROFINET。 每个模板有一个双口的 PROFINET 接口。
 CPU 还具有PROFIBUS DP接口模板备用插槽: 用于链接其他 DP 网络。
此外,CPU 按照其性能进行分级:例如RAM、地址区大小、可装载块的数量以及处理时间。
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S7-400PLC通讯处理器模块CP441-2
直流调速系统装置故障处理和维修的方法
(一)直观法
通过故障发生时的各种光、声、味等异常现象,利用人的手、眼、耳、鼻等感官来寻找原因,认真观察系统的各个部分,将故障缩小到一定范围。例机加一车间XKA2140×80数控龙门铣床,起动主轴旋转时主轴所带的附件铣头不动,6RA27直流调速装置系统也无异常,观察故障现象发现主轴电机也正常旋转,因此怀疑主轴电动机与主轴箱Ⅰ轴传动轴间的连轴节损坏,拆开发现由于连轴节磨损严重,从而使主轴箱Ⅰ轴传动轴轴端磨损,产生相对滑动,更换新的连轴节及主轴箱Ⅰ轴传动轴后故障即可消除。
(二)自诊断功能法
6RA27直流调速装置系统都设计有的自诊断程序的功能,随时监视系统的工作状态及整个系统的软、硬件性能,一旦发现故障则会立即显示报警内容或用发光二极管指示故障的起因,然后结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位,而且还有排除的方法提示。例如总装车间5×8数控龙门铣床,机床送电一切正常后起动主轴,主轴不动,经观察故障现象发现西门子6RA27直流调速装置显示屏显示F04报警,其报警内容为“缺相。在有调节器释放信号时(在端子64)主电路块熔断或控制电路电源被切断。”检查装置保险未损坏,装置前端主接触器上端电压正常,下端电压缺一相,拆开主接触器发现主接触器一触点接触不好造成电源缺相,更换主接触器后故障即可解除。
(三)参数检查法
6RA27直流调速装置系统发现故障时应及时核对系统参数,系统参数的变化会直接影响到机床的性能,甚至使机床不能正常工作,出现故障。由于外界的因素或误操作等,都会引起机床参数的丢失或变化,通过核对参数,就能排除故障。
(四)互换法
所谓互换法就是在分析出故障大致范围的情况下,利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元件替换有疑点的部分,从而把故障范围缩小到一定范围。
例如机加一车间CH5240D主轴不动作,6RA27直流调速装置系统显示黑屏,经检查可能是由于电源板故障造成的,换上备用板后,显示屏显示数值主轴运转正常。在备件板的更换中要注意以下问题:更换任何备件都必须在断电情况下进行,在更换备件板上一定要记录下原有的设定开关的设定状态,1或0(on或off)并将新板按同样的状态设定。
(五)假设法
在修理机床时,有不少故障是由于外部条件不满足,没有输入信号造成的,这时可以给它一个信号看工作是否正常,如果能正常工作,就可检查此信号缺失的原因。
例如西门子6RA27系列全数字化晶闸管直流调速装置端子63为“脉冲释放”信号、端子64为“调节器释放”信号、端子72为系统“准备好/故障”信号,这三个信号是相互联系、相互制约着使用,由于外部条件未满足,从而造成端子63、端子64触点无法闭合,端子72有信号输出产生报警,此时可人为将端子63、端子64触点闭合,观查端子72输出信号是否正常(正常为0状态),由此可以判断是直流调速装置故障还是外部条件未满足,从而确定诊断方向,提高维修效率。
(六)关键点的维修
根据机床操作者对故障现象的描述,结合维修手册相关内容的解释与说明以及自己的维修工作经验的积累、故障经常发生的地方等要素来分析确定故障产生的原因,找到产生的原因,故障就迎刃而解了。
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技术发展动向
1. 产品规模向大、小两个方向发展
大:  I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描
速度高速化。
小:  由整体结构向小型模块化结构发展,增加了配置的灵活性,降低了成本。
2. PLC在闭环过程控制中应用日益广泛
3. 不断加强通讯功能
4. 新器件和模块不断推出用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块。
工艺模块用于高速计数、位置检测或测量等功能。
通信模块和通信处理器可通过通信接口将控制器进行扩展
根据具体要求,也可使用下列模块:
在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下,电源模块 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
用于将 SIMATIC S7-1500 连接到 120/230 VAC 电源的负载电源模块 (PM)。
接口模块用于连接基于 S7-1500 的分布式 I/O。
设计
简单的设计使得 SIMATIC S7-1500 十分灵活,便于维护。
集成背板总线:
集成的背板总线;背板总线集成在模块上。模块通过 U 形连接器相连,总线连接器插在外壳的背面。可以节省安装时间。
模块组装在 S7-1500 安装导轨上:
具有各种长度,包括切割至定长的型号。由于具有集成式 DIN 导轨,可以卡装广泛的标准部件,如附加端子、小型断路器或小型继电器。
性能可靠,接线方便:
I/O 信号是通过统一的 40 针前连接器来连接的。信号模块和前连接器之间具有机械编码,可防止因意外的错误插入而对电路造成破坏。
为了对前连接器进行简单接线,可将该连接器置于“预接线位置”。在此位置上,插头尚未与模块电路接触。此位置还可用于在运行过程中进行改动。用户可借助于前盖内侧的一个印制电缆连接图进行连接。
前连接器作为带螺钉型端子或推入式端子的型号提供。两个型号都可以连接线芯截面积为 0.252?~ 1.5 mm2(AWG 24 ~ AWG 16)的导线。
另外,数字量信号模块可通过 TOP Connect 进行系统接线。通过 TOP Connect,可以快速而清晰地连接到现场的传感器和执行器,并可在控制柜中进行简便接线。
对于模拟量模块,可以直接在模块上进行屏蔽;随模块提供了一个屏蔽连接套件,无需工具即可进行安装。
设备特定标签:
标签条可用于 SIMATIC S7-1500 的信号模块。可使用标准激光打印机来打印这些 DIN A4 标签纸上的标签。可以从 TIA Portal 进行自动打印,而无需重新输入符号或地址。通过这些标签条的设计形式,可为通道或诊断显示 1:1 分配标签。如果前盖打开,则诊断显示到端子的这种 1:1 分配会保留。
可变和可扩展的站配置:
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
大配置包括带有 31 个模块(30 个模块 + 1 个电源)的 CPU。在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下,需要由电源 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
尺寸紧凑:
的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外,还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等化模块。
5. 编程工具丰富多样,功能不断提高,编程语言趋向标准化
有各种简单或复杂的编程器及编程软件,采用梯形图、功能图、语句表等编程语言,亦有的PLC指令系统。
6. 发展容错技术
采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。
7.追求软硬件的标准化。
西门子S7-400PLC通讯处理器模块CP441-2
通过插槽数量和连接数量进行限制CP,点对点参见S7-400H高可用性自动化系统操作手册。通过插槽数量和连接数量进行限制PROFIBUS和EthernetCP14;其中大10CP,作为DP主站插槽所需插槽2时间时钟硬件时钟(实时时钟)是可缓冲和同步是分辨率1ms每日偏差(缓存),大值1.7s;断开电源每日偏差(不缓存),大值8.6s;接通电源运行时间计数器数量8数字/数字条0至7值域0至32767小时间隔尺寸1小时剩余是时间同步提供支持是在MPI上,主站是在MPI上,从站是在DP上,主站是在DP上,从站是在AS中,主站是在AS中,从站是通过以下方式同步系统中的时间差MPI,大值200ms数字输出集成通道(DO)0接口并行接口数量020mA接口数量(TTY)0RS232接口数量0RS422接口数量0其他接口数量01.接口接口类型集成物理组成RS485/PROFIBUS+MPI电位隔离是接口处的电源供应(15至30VDC),大值150mA连接源数量MPI:16,DP:16功能性MPI是DP主站是DP从站否MPI连接数量16传输速率,大值12Mbit/s服务PG/OP通讯是路由是全球数据通讯否S7基础通讯否S7通讯是DP主站连接数量,大值16传输速率,大值12Mbit/sDP从站数量,大值32服务PG/OP通讯是路由是全球数据通讯否S7基础通讯否S7通讯是等距离支持否SYNC/FREEZE否激活/禁用DP从站否直接数据交换(横向连接)否地址范围输入端,大值2kbyte输出端,大值2kbyte每个DP从站的有效数据每个DP从站的有效数据,大值244byte输入端,大值244byte输出端,大值244byte插槽数,大值244每个插槽,大值128byteDP从站连接数量没有作为DP从站的CPU组态3.接口接口类型插入式同步模块(LWL)插拔式接口模块同步模块IF9606ES7960-1AA04-0xA04.接口接口类型插入式同步模块(LWL)插拔式接口模块同步模块IF9606ES7960-1AA04-0xA0等时模式节拍同步运行(应用程序至端口同步)否等距离否通讯功能PG/OP通讯是无消息处理的可连接OP数量15有消息处理的可连接OP数量8全球数据通讯提供支持否S7基础通讯提供支持否S7通讯提供支持是作为服务器是作为客户端是每个任务的有效数据,大值64kbyte每个任务的有效数据(一致性),大值462byte;1个变量S5兼容通讯提供支持是;(大关于10CP和FCAG_SEND和FCAG_RECV)每个任务的有效数据,大值8kbyte每个任务的有效数据(一致性),大值240byte每个CPU同时完成的AG-SEND/AG-RECV任务数量,大值24/24标准通讯(FMS)提供支持是;通过CP和可装载FB连接数量全部16可应用于PG通讯为PG通讯预留1可调整用于PG通讯,大值0可用于OP通讯为OP通讯预留1可调整用于OP通讯,大值0可应用于S7基本通讯为S7Basis通讯预留0可调整用于S7基本通讯,大值0可应用于S7通讯预留用于S7通讯0可调整的S7通讯,大值0可用于路由预留用于路由0可调整路由,大值0S7消息功能消息功能的可注册站点数量,大值8与符号相关的消息否与组件相关的消息是同时间活动的报警S组件,大值100报警8组件是报警8和S7通讯组件的实例数量,大值600预设,大值300传导技术消息是可同时注册的档案
西门子PLC的几种通信方式?一、PPI通讯PPI协议是S7-200CPU基本的通信方式,通过原来自身的端口(PORT0或PORT1)就可以实现通信,是S7-200 CPU默认的通信方式。PPI是一种主-从协议通信,主-从站在一个令牌环网中。在CPU内用户网络读写指令即可,也就是说网络读写指令是运行在PPI协议上的。因此PPI只在主站侧编写程序就可以了,从站的网络读写指令没有什么意义。
RS485串口通讯
第三方设备大部分支持,西门子S7 PLC可以通过选择自由口通信模式控制串口通信。简单的情况是只用发送指令(XMT)向打印机或者变频器等第三方设备发送信息。不管任何情况,都必须通过S7 PLC编写程序实现。 当选择了自由口模式,用户可以通过发送指令(XMT)、接收指令(RCV)、发送中断、接收中断来控制通信口的操作。
MPI通讯MPI通信是一种比较简单的通信方式,MPI网络通信的速率是19.2Kbit/s~12Mbit/s,MPI网络多支持连接32个节点,通信距离为50M。通信距离远,还可以通过中继器扩展通信距离,但中继器也占用节点。MPI网络节点通常可以挂S7-200、人机介面、编程设备、智能型ET200S及RS485中继器等网络元器件。
西门子PLC与PLC之间的MPI通信一般有3种通信方式:1、全局数据包通信方式2、无组态连接通信方式3、组态连接通信方式 以太讯以太网的核心思想是使用共享的公共传输通道,这个思想早在1968年来源于厦威尔大学。 1972年,Metcalfe和DavidBoggs(两个都是网络)设置了一套网络,这套网络把不同的ALTO计算机连接在一起,同时还连接了EARS激光打印机。这就是世界上个个人计算机局域网,这个网络在1973年5月22日运行。Metcalfe在运行这天写了一段备忘录,备忘录的意思是把该网络改名为以太网(Ethernet),其灵感来自于“电磁辐射是可以通过发光的以太来传播"这一想法。 1979年,DECIntel和Xerox共同将网络标准化。
1984年,出现了细电缆以太网产品,后来陆续出现了粗电缆、双绞线、CATV同轴电缆、光缆及多种媒体的混合以太网产品。 以太网是目前世界上的拓朴标准之一,具有传传播速率高、网络资源丰富、系统功能强、安装简单和使用维护方便等很多优点。五、PROFIBUS-DP通讯PROFIBUS-DP现场总线是一种开放式现场总线系统,符合欧洲标准和标准。PROFIBUS-DP通信的结构非常精简,传输速度很高且稳定,非常适合PLC与现场分散的I/O设备之间的通信。
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
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应用
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。
设计
CPU 417-5H 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 7.5 ns。32 MB RAM(16 MB 用于程序,16 MB 用于数据): 用于 S7-400H 自动化系统的用户程序和组态数据的装载存储器;高速主存储器,用于与过程相关的用户程序的子程序。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 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 262,144 点数字量和 16,384 点模拟量输入/输出。MPI 多点接口: 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。 注:当同时使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口时,只能将下列总线连接器连接到 MPI 接口:带插口: 6ES7 972-0BB42-0xA0不带插口
http://www.absygs.com

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