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西门子CP441-2通讯模块 支持验货
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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
SIMATIC S7-400可编程控制器彩用模块化设计,性能范围宽广的不同模板可灵活组合,扩展十分方便。
一个系统可包括:
电源模板(PS): 将SIMATIC S7-400连接到120/230VAC或24DC电源上。
处理单元(CPU):有多种CPU可供用户选择,有些带有内置的PROFIBUS-DP接口,用于各种性能可包括多个CPU以加强其性能。
数字量输入和输出(DI/DO)和模拟量输入和输出(AI/AO)的信号模板(SM)。
通讯处理器(CP):用于总线连接和点到点连接。
功能模板(FM):用于计数、定位、凸轮等控制任务。
SIMATIC S7-400还提供以下部件以满足用户的需要:
接口模板(IM),用于连接控制单元和扩展单元。 SIMATIC S7-400控制器多能连接21个扩展单元。
SIMATIC M7自动化计算机: M7是AT兼容的计算机,用于要求解决高速计算机的技术问题。它既可用作CPU也可用作功能模板(FM 456-4应用模板)。
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
西门子CP441-2通讯模块
计算机系统
采用DELL商用计算机,运行西门子WINCC组态软件,采用模式运行一个条码扫描软件,由工艺人员在组态软件上设定货架的每个货位所要求摆放的吸盘的条码存储于计算机内,操作人员每次需要入库,出库吸盘时只需扫描相应的条码,按下出库,入库的按钮计算机将自动的判断该条码所对应的吸盘在货架的货位同时通知控制计算机完成出库入库操作。
控制器
为了节约空间以及安全考虑,货架的**层没有堆放货物,堆垛机安装于货架的第二层之上,因此对于入库操作,工人通过叉车将货物托盘放置于提升机构上,由提升机构将货物提升到货架的第二层,同时堆垛机在第二层货物进出口处等待提升机构,然后从提升机构中取出货物按计算机系统的要求放置货物于的货位中。
堆垛机控制系统
由于堆垛机为一个活动部件可以在货架的X,Y,Z方向做任意的运动,进行货物的存取,因此堆垛机与控制器的数据交换将成为一个难点,为了解决这个难题,系统采用了PHOENIX公司提供的INTERBUS无线红外传输解决方案。在堆垛机的X轴方向上安装一个红外发射装置,在堆垛机上安装一个接收装置从而解决了上述矛盾,因此在无论堆垛机运行到为止都可以实时的与控制器进行数据传输。
在*一个实例中,SIMATIC S7-400 用于制造工艺中的创新性系统解决方案,特别是用于汽车工业,一般机械工程,特别是机械制造和机器的连续生产 (OEM),以及塑料加工、包装行业、食品和饮料工业和加工工程
作为一种多用的自动化系统,S7-400 是那些需要灵活的设计以实现集中和本地组态的应用的理想解决方案。
对于由于环境条件限制需要的坚固性的应用,我们可以提供SIPLUS 极端设备。
特别是在后期加工工艺上,S7-400 可以用于以下行业:
西门子6ES7412-3HJ14-0AB0 CPU 412-3H; 512KB程序内存/256KB数据内存代理商
兼容性
SIMATIC 软件系统平台和办公系统兼容。
SIMATIC 软件提高生产率
面向工作的工具
这些工具易于使用并针对每一种应用场合进行了优化。
可多次使用的程序部件
完整的程序组件存储在库中,并且在后续项目中只需拷贝过来即可。
并行处理
将一个系统细分成多个项目,允许您将处理分配给不同人员。
集成式诊断功能减少了停机时间并降低了于此相关的成本。
S7-400
• 中端到性能范围内功能强大的 PLC
• 可满足要求极为苛刻的任务的解决方案
• 的模块和各种性能等级 CPU 可针对具体自动化任务进行更佳调整
• 可实现分布式结构,适用十分灵活
• 连接方便
• 更优通信和联网功能
• 操作方便,设计简单,不含风扇
• 任务增加时可顺利扩展
• 多重计算:
多个 CPU 在一个 S7-400 控制器中同时运行。
多重计算功能可对 S7-400 的总体性能进行分配。例如,可将复杂的技术任务(如开环控制、计算或通信)进行拆分并分配给不同的 CPU。可以为每个 CPU 分配自己的 I/O。
• 模块化:
通过功能强大的 S7-400 背板总线和可直接连接到 CPU 的通信接口,可实现许多大量通信线路的高性能操作。例如,这样可以拥有一条用于 HMI 和编程任务的通信线路、一条用于高性能等距运动控制组件的通信线路和一条“正常”I/O 现场总线。另外,还可以实现额外需要的与 MES/ERP 系统或 Internet 的连接。
• 工程组态和诊断:
结合使用 SIMATIC 工程组态工具,可极为地对 S7-400 进行组态和编程,尤其对于采用高性能工程组件的广泛自动化任务。为此,可以使用语言(如 SCL)以及用于顺序控制、状态图和工艺图的图形化组态工具。
西门子CP441-2通讯模块
通过 MPI 以及“全局数据通信”服务,联网的 CPU 可以相互循环交换数据(多可达 16 个 GD 数据包,每个循环的 GD 数据包大小为 64 字节)。例如,CPU 可以访问另一个 CPU 的数据/位存储器/过程映像。若网络上连接有 S7-300,则数据交换限制为 22 字节。全局数据通信可通过 MPI 来实现。可使用 STEP 7 来执行组态。在分段式 CR2 安装机架中,两个 CPU 可以使用 GD 并通过 C 总线通信。
通信功能
通过系统内集成的块,可以建立与 S7/C7 伙伴之间的通信服务。
这些服务包括:
通过 MPI 和 PROFIBUS S7 进行的 S7 通信。
通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网进行的 S7 通信。
通过可加载的块,可以建立与 S5 通信伙伴和西门子设备之间的通信服务。
这些服务包括:
通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的 S5 兼容通信。
通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的标准通信(通过 PROFIBUS/工业以太网进行的开放式用户通信)。
与全局数据不同的是,必须建立通信连接才能实现通信功能。
集成到 IT 环境中
通过 S7-400,可方便地将现代 IT 环境与自动化环境链接。使用插入式 CP 443-1 Advanced,可以实现下列功能:
使用任何 HTML 工具创建自己的 Web 页面。方便地将 S7-400 的过程变量分配给 HTML 对象。
3)在组态王中只须定义主设备的变量即可。
3. 组态王和西门子 300、400PLC 通讯支持哪些通讯链路?是否需要西门子软件的支持?
1)MPI 电缆通讯方式:组态王所在的计算机必须安装 STEP7 编程软件;
2)MPI 通讯卡方式:组态王所在的计算机必须安装 STEP7 编程软件;
3)以太讯方式:不需要在组态王所在的计算机上安装 STEP7 或 Simatic net 通讯
软件;
RUN(运行)中更改硬件组态(在 RUN(运行)、CiR 中组态)。使用 SIMATIC S7-400,可在设备运行时,对硬件配置进行无反应修改。可能出现以下情况:添加分布式 I/O 节点(PROFIBUS DP 或 PA 从站)在 ET 200M I/O 系统中添加和重新参数化模块CiR – RUN(运行)中的组态可通过操作阶段中的设备扩展和改造缩短调试和重新装备时间。此外,由于无需因硬件组态更改而重新初始化或同步设备,这个系统功能允许对过程工程更改(例如,过程优化)为灵活地响应。模块的诊断和过程监视SIMATIC S7-400 的许多输入/输出模块都具有智能能力:监视信号(诊断)监视过程信号(过程中断)诊断
智能诊断系统可用于检测模块的信号采集(数字量模块)或模拟处理(模拟量模块)是否正常工作。在评估诊断时,必须区别可参数化诊断消息和非可参数化诊断消息:可参数化诊断消息:
该诊断消息只在已通过相关参数化发布时发送。非可参数化诊断消息:
在通常情况下发送这些消息,即,与任何参数化无关。在诊断消息等候处理时(例如,“Missing encoder supply”(丢失编码器电源)),模块触发诊断中断(对于可参数化诊断消息,只在相关参数化后触发)。CPU 中断执行用户程序或较低的优先级,处理相关的诊断中断块 (OB 82)。可以通过信号更改触发的过程中断和响应监视过程信号。
共有45个双字,说明存储器区的头30个字节为只读区。2.常用的继电器及其功能,存储器用于CPU与用户之间交换信息,例如00一直为“1”状态,01仅在执行用户程序的个扫描周期为“1”状态。04和05分别提供周期为1min和1s的时钟脉冲,10、11和12分别是零标志、溢出标志和负数标志,西门子PLC S7-200系列的存储器空间 ,S7-PLC的存储器空间大致分为三个空间,即程序空间、数据空间和参数空间。1.程序空间。  其硬件结构基本上与计算机相同,根据不同的CPU,诊断缓冲器的大小或者固定,或者可以通过HWConfig中通过参数进行设置,瑞士《201财富报告》的统计说,中庭财富总额2015年已达228万亿美元,较去年了15万亿美元,超过日本跃居第二位,仅次于美国。中产阶级(拥有10万美元财富)达109亿人,超过美国的9200。则变频器的功率要尽可能接近电动机的功率,但应略大于电动机的功率,电气设备有限公司是把PLC通电15分钟(给内部电容充电),断电。在5分钟内换好新的电池,再上电试一下,(2)当电动机所传动的位能负载下放时。
西门子CP441-2通讯模块
当可编程控制器垂直安装时,要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部,造成印刷电路板短路,使其不能正常工作甚至损坏。
2.电源接线PLC供电电源为50Hz、220V±10%的交流电。FX系列可编程控制器有直流24V输出接线端。该接线端可为输入传感(如光电开关或接近开关)提供直流24V电源。如果电源发生故障,中断时间少于10ms,PLC工作不受影响。若电源中断超过10ms或电源下降超过允许值,则PLC停止工作,所有的输出点均同时断开。当电源恢复时,若RUN输入接通,则操作自动进行。对于电源线来的干扰,PLC本身具有足够的能力。如果电源干扰特别严重,可以安装一个变比为1:1的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰。
3.接地良好的接地是保证PLC可*工作的重要条件,可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接,基本单元接地。如果要用扩展单元,其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰,应给可编程控制器接上地线,接地点应与动力设备(如电机)的接地点分开。若达不到这种要求,也必须做到与其他设备公共接地,禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能*近PLC
4.直流24V接线端使用无源触点的输入器件时,PLC内部24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流。PLC上的24V接线端子,还可以向外部传感器(如接近开关或光电开关)提供电流。24V端子作传感器电源时,COM端子是直流24V地端。如果采用扩展船员,则应将基本单元和扩展单元的24V端连接起来。另外,任何外部电源不能接到这个端子。如果发生过载现象,电压将自动跌落,该点输入对可编程控制器不起作用。
每种型号的PLC的输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点,它不耗电,因此在这种情况下,24V电源端子向外供电流的能力可以增加。FX系列PLC的空位端子,在任何情况下都不能使用。
通用型PLC的硬件的组成部分通用型PLC的硬件基本结构如图1所示,它是一种通用的可编程控制器,主要由处理单元CPU、存储器、输入/输出(I/O)模块及电源组成。   各部件的作用如下:(1)处理单元CPUPLC的CPU与通用微机的CPU一样,是PLC的核心部分,它按PLC中程序赋予的功能,接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;用扫描查询现场输入装置的各种状态或数据,并存入输入状态寄存器或数据寄存器中;诊断电源及PLC内部电路工作状态和编程过。   图1通用型PLC的硬件基本结构主机内各部分之间均通过总线连接。总线分为电源总线、控制总线、地址总线和数据总线。以上这些都是在CPU的控制下完成的。(2)存储器存储器(简称内存),用来存储数据或程序。它包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。   程序存储器用来存储程序、模块化应用功能子程序和各种参数等,一般使用EPROM;用户程序存储器用作存放用户编制的梯形图等程序,一般使用RAM,若程序不经常修改,也可写入到EPROM中;存储器的容量以字节为单位。   PLC配有程序存储器和用户程序存储器,分别用以存储程序和用户程序。程序存储器的内容不能由用户直接存取。因此一般在产品样本中所列的存储器型号和容量,均是指用户程序存储器。(3)输入/输出(I/O)模块I/O模块是CPU与现场I/O设备或其他外部设备之间的连接部件。   PLC提供了各种操作电平和输出驱动能力的I/O模块供用户选用。I/O模块要求具有抗性能,并与外界绝缘因此,多数都采用光电隔离回路、消抖动回路、多级滤波等措施。I/O模块可以制成各种模块,根据输入、输出点数来增减和组合。   I/O模块还配有各种发光二管来指示各种运行状态。(4)电源PLC配有开关式稳压电源的电源模块,用来对PLC的内部电路供电。(5)编程器编程器用作用户程序的编制、编辑、调试和,还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部状态和参数。   它经过接口与CPU联系,完机对话。编程器分简易型和智能型两种。简易型编程器只能在线编程,它通过一个接口与PLC连接。智能型编程器即可在线编程又可离线编程,还以远离PLC插到现场控制站的相应接口进行编程。   智能型编程器有许多不同的应用程序包,功能齐全,适应的编程语言和也较多。
PLC中工程量转换的基本方法
1、基本概念
我们生活在一个物质的世界中。世间所有的物质都包含了化学和物理特性,我们是通过对物质的表观性质来了解和表述物质的自有特性和运动特性。这些表观性质就是我们常说的质量、温度、速度、压力、电压、电流等用数学语言表述的物理量,在自控领域称为工程量。这种表述的优点是直观、容易理解。在电动传感技术出现之前,传统的检测仪器可以直接显示被测量的物理量,其中也包括机械式的电动仪表。
2、标准信号
在电动传感器时代,控制成为可能,这就需要检测信号的远距离传送。但是纷繁复杂的物理量信号直接传送会大大降低仪表的适用性。而且大多传感器属于弱信号型,远距离传送很容易出现衰减、干扰的问题。因此才出现了二次变送器和标准的电传送信号。二次变送器的作用就是将传感器的信号放大成为符合工业传输标准的电信号,如0-5V、0-10V或4-20mA(其中用得多的是4-20mA)。而变送器通过对放大器电路的零点迁移以及增益调整,可以将标准信号准确的对应于物理量的被检测范围,如0-100℃或-10-100℃等等。这是用硬件电路对物理量进行数学变换。控制室的仪表将这些电信号驱动机械式的电压表、电流表就能显示被测的物理量。对于不同的量程范围,只要更换指针后面的刻度盘就可以了。更换刻度盘不会影响仪表的根本性质,这就给仪表的标准化、通用性和规模化生产带来的无可的好处。
3、数字化仪表
到了数字化时代,指针式显示表变成了更直观、更的数字显示方式。在数字化仪表中,这种显示方式实际上是用纯数学的方式对标准信号进行逆变换,成为大家习惯的物理量表达方式。这种变换就是依靠软件做数算。这些运算可能是线性方程,也可能是非线性方程,现在的电脑对这些运算是易如反掌。
4、信号变换中的数学问题
信号的变换需要经过以下过程:物理量-传感器信号-标准电信号-A/D转换-数值显示。
声明:为简单起见,我们在此讨论的是线性的信号变换。同时略过传感器的信号变换过程。
假定物理量为A,范围即为A0-Am,实时物理量为X;标准电信号是B0-Bm,实时电信号为Y;A/D转换数值为C0-Cm,实时数值为Z。
ASCII 输出数字格式
正值写入输出缓冲区时不带符号。
负值写入输出缓冲区时带前导负号 (-)。
小数点左侧的前导零会被隐藏,但与小数点相邻的数字除外。
输出字符串中的值为右对齐。
实数:小数点右侧的值被舍入为小数点右侧的位数。
实数:输出字符串的大小必须比小数点右侧的位数多至少三个字节
输出字符串的长度始终为 8 个字符。输出缓冲区中小数点右侧的位数由 nnn 字段分配。nnn 字段的有效范围是 0 到 5。如果分配 0 位数到小数点右侧,则转换后的值无小数点。
对于 nnn 大于 5 的值,输出为 8 个 ASCII 空格字符组成的字符串。c 位使用逗号
(c=1) 还是小数点 (c=0) 作为整数部分与小数部分之间的分隔符。格式的有效 4 位必
须是零。
下图还给出了值的示例,其格式为:使用小数点 (c = 0),小数点右侧有三位数 (nnn =
011)。OUT 处的值为下一字节地址中存储的字符串的长度。
输出字符串的长度始终为 12 个字符。输出缓冲区中小数点右侧的位数由 nnn 字段。
nnn 字段的有效范围是 0 到 5。如果分配 0 位数到小数点右侧,则该值不显示小数点。对
于 nnn 大于 5 的值,输出为 12 个 ASCII 空格字符组成的字符串。c 位使用逗号
(c=1) 还是小数点 (c=0) 作为整数与小数部分之间的分隔符。格式的高 4 位必须是零。
下图还给出了一个值的示例,其格式为:使用小数点 (c = 0),小数点右侧有四位数 (nnn
= 100)。OUT 处的值为下一字节地址中存储的字符串的长度。
CPU 使用的实数格式多支持 7 位有效数字。尝试显示 7 位以上有效数字会产生舍入错
误。
输出字符串的长度由 ssss 字段。0、1 或 2 个字节大小无效。输出缓冲区中小数点右
侧的位数由 nnn 字段分配。nnn 字段的有效范围是 0 到 5。如果分配 0 位数到小数点右
侧,则该值不显示小数点。如果 nnn 大于 5,或者因分配的输出字符串长度太小而无法存
储转换的值,则会用 ASCII 空格字符填充输出字符串。c 位使用逗号 (c=1) 还是小数
点 (c=0) 作为整数与小数部分之间的分隔符。
下图还给出了一个值的示例,其格式为:小数点 (c = 0),小数点右侧有一位数 (nnn =
001),输出字符串的长度为 6 个字符 (ssss = 0110)。OUT 处的值为下一字节地址中存储
的字符串的长度。
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