上海诗幕自动化设备有限公司
6ES7407-0DA02-0AA0 质量保障
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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
PU 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
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)。
CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 是 SIMATIC S7-400 系列中的高性能 CPU。使用这些 CPU,可为具有较高安全要求的工厂构建一个故障安全自动化系统。
通过 CPU 416F-2 的集成 PROFIBUS DP 接口,可作为一个主站或从站,直接连接到 PROFIBUS DP 现场总线。
在通过 IF 964-DP 接口模块连接 CPU 416F-3 PN/DP 的情况下,可以连接另外一个 DP 主站系统。
通过使用 ERTEC 400-ASIC,CPU 416F-3 PN/DP 的集成 PROFINET 接口实现了交换机功能。它提供了可从外部接触到的两个 PROFINET 端口。这意味着,除分层网络拓扑结构之外,也可通过新型 S7-400 控制器实现总线型结构。
通过 NTP 协议对时间同步进行参数化
信息和显示功能
状态和故障 LED:
LED 可指示出内部和外部故障和运行状态,如 RUN(运行)、STOP(停止)、调试和测试功能等。
测试功能:
编程器用于在程序执行过程中指示信号状态,立于用户程序修改过程变量,输出堆栈存储器的内容,执行各步程序,并禁用某些程序部分。
信息功能:
编程器可用于获取有关 CPU 的存储器容量和运行模式以及工作和装载存储器的当前负荷的信息。
通信
控制器与故障安全 ET 200 模块之间的安全通信和标准通信是通过 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 完成的。 开发的 PROFIBUS 行规 PROFIsafe 支持在标准数据报文帧中传送安全功能的用户数据。无需其它硬件组件,例如安全总线。所需的软件既可以作为一个操作系统的扩展功能集成在硬件组件中,也可以作为一个软件块装载到 CPU 中。
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号模块中。
信号模块采用差异分析方法和测试信号注入技术来监视输入和输出信号。
CPU通过周期性自检、命令测试以及基于逻辑和时间的程序执行检测,检查控制器运行的正确性。此外,通过“活跃标志(sign-of-life)”请求,还可以对 I/O 进行检测。
当系统诊断出一个故障时,系统将进入安全状态。
CPU 412-1 和 CPU 412-2 的特点:
功能强大的处理器:
CPU 对每个二进制指令的执行时间可短到 0.75 µs。
CPU 412-1 :288 KB RAM (其中,程序和数据各使用 144 KB);
CPU 412-2:512 KB RAM (其中,程序和数据各使用 256 KB);
快速 RAM 用于执行部分用户程序
灵活扩展:
 65536 个数字量以及 4096 个模拟量输入/输出。
MPI多点接口:
通过 MPI,可将多 32 个站连成简单网络,数据传输速率高达 12 Mbit/s。CPU 可与通讯总线(C 总线)和 MPI 的站之间建立多 16 个连接。
模式选择开关:
波动开关设计。
诊断缓冲区:
的120个故障和中断事件保存在一个环形缓冲器中,用于进行诊断。可以对输入数目进行设定。
连接 SIMATIC TOP 更加简单、快速(不是紧凑 CPU 的板载 I/O)。可使用预先装配的带有单个电缆芯的前端连接器,和带有前端连接器模块、连接线缆和端子盒的完整插件模块化系统
高组装密度
模块中为数众多的通道使 S7-300 实现了节省空间的设计。可使用每个模块中有 8 至 64 个通道(数字量)或 2 至 8 个通道(模拟量)的模块
简单参数化
使用 STEP 7 对这些模块进行组态和参数化,并且不需要进行不便的转换设置。数据进行集中存储,如果更换了模块,数据会自动传输到新的模块,避免发生任何设置错误。使用新模块时,无需进行软件升级。可根据需要复制组态信息,例如用于标准机器
许多不同的数字量和模拟量模块根据每一项任务的要求,准确提供输入/输出
使用 STEP 7 对这些模块进行组态和参数化,并且不需要进行不便的转换设置。数据进行集中存储,如果更换了模块,数据会自动传输到新的模块,避免发生任何设置错误。使用新模块时,无需进行软件升级。可根据需要复制组态信息,例如用于标准机器
许多不同的数字量和模拟量模块根据每一项任务的要求,准确提供输入/输出
数字量和模拟量模块在通道数量、电压和电流范围、电气隔离、诊断和警报功能等方面都存在着差别。在这里提到的所有模块范围中,SIPLUS 组件可用于扩展的温度范围 -25… 60°C 和有害的空气/冷凝
诊断、中断
许多模块还会信号采集(诊断)和从过程(过程中断)中传回的信号。这样便可对过程中出现的错误(例如断线或短路)以及任何过程事件(例如数字输入时的上升边或下降边)立刻做出反应。使用 STEP 7,即可轻松对控制器的响应进行编程
规定了 Modbus 保持寄存器区从 VB0 开始(HoldStart = VB0),并且保持寄存器为1000个字(MaxHold=1000)因保持寄存器以字(两个字节)为单位,实际上这个通信缓冲区占用了VB0~VB1999共2000个字节。因此分配库指令保留数据区时至少要从VB2000开始。当然保持区不一定要从VB0开始
设计和功能
模块化
S7 - 400的一个重要特点是它的模块化。S7- 400的高速通讯背板总线和允许直接插入CPU集成的DP接口,允许多条通讯线路的高性能运行。例如,把一根总线用于HMI通讯和编程任务,一根总线用于高性能运动控制,一根总线用于普通I / O现场总线通讯
此外,也可以实现另外连接到MES-/ERP系统或通过SIMATIC IT连接到互联网的需要。根据任务情况,可对S7 – 400进行集中扩展或分布式配置。附加设备和接口模块也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可实现分布式扩展。如果需要,也可以使用通讯处理器CP
设计
设计一个S7 - 400系统基本上包括机架,电源,和处理单元。它可以以一个模块化的方式安装和扩展。所有的模块都可以自由地放置在左侧插入的电源旁边。S7- 400具有无风扇的坚固设计。信号模块可以热插拔。一个多层面的模块范围可用于扩展以及具有ET200的分布式拓扑结构的简单配置
在集中式扩展中,额外安装机架直接连接到控制器
除了标准的安装机架,也提供9槽和18槽铝合金安装机架。这些铝机架可以很高地耐受不利环境条件,紧固耐用,重量轻25%左右
多值计算
多值计算,也就是在一个S7- 400控制器中的几个CPU的同时操作,为用户提供不同的益处:
可通过多值计算共享的S7 - 400的整体性能。例如,在技术复杂的任务中,如开环控制,可以将计算机或通讯分割和分配给不同的CPU每个CPU分配给自己的,用于此目的本地输入/输出。
有些任务也可以从每个多值计算方式中断开,一个CPU处理关键时间的处理任务,另一个处理非关键时间的任务。
在多值计算操作中,所有的CPU的运行行为像一个CPU,也就是说,当一个CPU进入STOP状态,其他的也停止。几个CPU的动作可以通过同步指令选择性地协调调用。此外,CPU之间的数据交换通过高速的全局数据通讯机制。
数据/程序存储器
从精细分级的各种CPU中选择合适的CPU取决于集成工作存储区的大小。集成装载存储器RAM足以满足中小型企业方案。对于大型程序,通过插入RAM或FEPROM存储卡装载内存 64 KB到64 MB
功能
S7- 400 CPU有一些非常有用的功能:
从工程工作站通过网络更新固件实现更简单和快速的升级
通过一个系统功能实现额外的写保护(例如没有从PC器件下载到CPU)
通过读取存储卡的序列号获得保护,因此,保证了程序只与特定的存储卡一起运行
集成的路由功能允许在不同总线系统和网络问数据记录,例如控制级PC可以通过S7 -400控制器与连接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的现场设备进行通讯
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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
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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)环境温度超过0~50℃的范围;
(2)相对湿度超过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)超过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。如果周围环境超过55C,要安装电风扇,强迫通风。
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PLC容量的选择步骤与原则PLC的容量包括I/O点数和用户存储容量两个方面。   (一)I/O点数的选择PLC平均的I/O点的价格还比较高,因此应该合理选用PLC的I/O点的数量,在控制要求的前提下力争使用的I/O点少,但必须留有一定的裕量。通常I/O点数是根据被控对象的输入、输出的实际需要,再加上10%~15%的裕量来确定。   (二)存储容量的选择用户程序所需的存储容量大小不仅与PLC的功能有关,而且还与功能实现的、程序编写水平有关。一个有的程序员和一个初学者,在完成同一复杂功能时,其程序量可能相差25%之多,所以对于初学者应该在存储容量估算时多留裕量。   PLC的I/O点数的多少,在很大程序上反映了PLC的功能要求,因此可在I/O点数确定的基础上,按下式估算存储容量后,再加20%~30%的裕量。存储容量(字节)=开关量I/O点数×10+模拟量I/O通道数×100另外,在存储容量选择的同时,注意对存储器的类型的选择。
为了实现Step 7与 CPU的通讯,先要确保CP443-1与安装了Step 7的电脑之间的物理连接。
打开“SIAMATIC Manager” > “Options” > “Set PG/PC Interface…”可以将PG/PC接口设置成ISO Ind Ethernet 方式。如果使用的电脑安装了1613网卡,可以将PG/PC接口设置为1613的ISO通讯方式,如果使用的电脑中只装有普通的网卡,就选择普通网卡的ISO的通讯方式,如下图:本实验中选择的是Broadcom的普通以太网卡连接作为PG/PC物理通讯接口。
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。
若用户需要在应用中使用一个以上控制器时,则可以对 S7-400 进行扩展:
多 21 个扩展单元:可将多 21 个扩展单元 (EU) 连接到控制器 (CC)。
接口模块 (IM) 的连接:通过发送和接收 IM 来连接 CC 和 EU。发送 IM 插到 CC 中,相关的接收 IM 插到下游 EU 中可将多 6 个发送 IM 插到 CC 中(其中多 2 个带 5-V 电源),并可将多 1 个 IM 插到 EU 中。每个发送 IM 均有 2 个接口,每个接口用于连接 1 条线路。可将多 4 个 EU(不带 5-V 电源)或 1 个 EU(带 5-V 电源)连接到发送 IM 的每个接口。
电源模块的固定插槽:必须始终将电源模块插在 CC 和 EU 中的左侧。
通过 C 总线进行的数据交换受限制:通过 C 总线进行的数据交换只能在 CC 和 6 个 EU(EU 1 至 EU 6)之间进行。
集中扩展:建议用于小型配置和机器上的控制柜。也可以提供 5-V 电源。
CC 和一个 EU 之间的线路距离:1.5 m(带 5 V 电源)、3 m(不带 5 V 电源)。
通过 EU 进行分布式扩展:建议在面积很大工厂内采用,其中,多个 EU 位于各个位置。可以使用 S7-400 EU 或 SIMATIC S5 EU。
CC 和一个 EU 之间的线路距离:对于 S7 EU,约 100 m;对于 S5 EU 约 600 m。
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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