上海诗幕自动化设备有限公司
西门子6ES79521KL000AA0 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
S7-400 是 SIMATIC 控制器家族功能为强大的 PLC。它可以成功实现全集成自动化 (TIA) 解决方案。S7-400 是一个用于制造业和过程工业系统解决方案的自动化平台,其主要特点是具有模块化的结构并拥有性能储备。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全面的模块和各种性能等级 CPU 可针对具体自动化任务进行调整可实现分布式结构,适用十分灵活连接方便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。
S7-400H
具有冗余设计的高可用性自动化系统。用于具有很高故障安全要求的应用:重新启动成本很高、停产代价高昂、几乎不需要监视且维护选项较少的过程。冗余设计的集功能提高 I/O 的可用性:切换式 I/O 配置也可使用具有标准可用性的 I/O:单侧配置热后备:发生故障时,自动切换到备用设备。包含 2 个单机架或一个分隔式机架的配置通过等时同步模式系统功能,可通过连接到等时同步 PROFIBUS 和 PROFINET 的循环,以实现:分布式信号采集信号传输执行创建自动化解决方案,以恒定间隔时间(恒定总线周期时间)来捕捉并处理输入和输出信号。同时创建*的部分过程图像。借助于恒定总线周期时间和分布式 I/O 同步信号处理,S7-400 可确保重现定义的的过程响应间。提供了大量支持等时同步模式系统功能的组件,可用来处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域内的要求苛刻的任务。
在分布式自动化解决方案中,SIMATIC S7-400 还将开辟高速处理操作的重要领用领域,并可实现高精度和可重现性。这意味着可在提供且恒定的质量的同时提高产量。在运行模式下更改硬件组态(运行时组态,CiR)通过 SIMATIC S7-400,在工厂运转期间可以实现硬件组态的更改,不会影响生产的进行。选项包括:增加分布式 I/O 节点(PROFIBUS DP 或 PA 从站)在 ET 200M I/O 系统中增加模块并重新设置参数。CiR(即运行时组态)功能可在设备运行期间实现设备扩展和转换,从而降低设备调试和重新装备的时间。此外,通过该系统功能,还可以灵活响应工艺的变化(例如,工艺的优化),因为不必因硬件组态发生改变而将设备初始化或同步。
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]。
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PLC采用循环执行用户程序的方式。OB1是用于循环处理的组织块(主程序),它可以调用别的逻辑块,或被中断程序(组织块)中断。在起动完成后,不断地循环调用OB1,在OB1中可以调用其它逻辑块(FB, SFB, FC或SFC)。循环程序处理过程可以被某些事件中断。在循环程序处理过程中,CPU并不直接访问I/O模块中的输入地址区和输出地址区,而是访问CPU内部的输入/输出过程映像区。批量输入、批量输出。
梯形图中Q4.0的线圈(称为内部线圈)“通电”时,对应的输出过程映像位为1状态。信号经输出模块隔离和功率放大后,继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈(外部线圈)通电,其常开触点闭合,使外部负载通电工作。
外部输入电路接通时,对应的输入过程映像位(例如I0.0)为1状态,梯形图中对应的输入位的常开触点接通,常闭触点断开。
某一编程元件对应的过程映像位为1状态时,称该编程元件为ON,过程映像位为0状态时,称该编程元件为OFF。
PLC性能指标:
循环时间(Cycle time): 是指操作系统执行一次,循环操作所需的时间,又称为扫描循环时间(Scan Cycle Time)或扫描周期。如0.7ms、1.7ms等性能指标:I/O点数、扫描周期、指令数目、功能模块多少
A( O I0.1 // 接在左侧母线上的I0.1的常开触点
O Q4.0 // 与I0.1的常开触点并联的Q4.0的常开触点 )
AN I0.2 // 与并联电路串联的I0.2的常闭触点
= Q4.0 // Q4.0的线圈
梯形图对应的逻辑表达式: Q4.0 = (I0.1+Q4.0)
可以将MMC整个打包读出来写成一个IMG文件,就象你原来用HD-COPY给软盘做的IMG镜象文件一样。当然被误格式化成电脑文件格式的MMC卡也可以用附带的标准IMG文件来恢复。比如你把8M MMC给格式化成16.7M的FAT格式,结果电脑认识了,PLC却不认识了,这时候可以用<MMC写卡软件>拿8M MMC的IMG文件来恢复,恢复完就还是PLC能认识的8M MMC了。软件版本的不同可能导致您无法写入S7IMG文件,所以解压包里共提供V0.9和V1.0两个版本,以供选用。。。
若以中继器连接,站之间的距离可达9100m,可多也只能用10个中继器,而且它还占用节点数。MPI的网络组建:利用STEP7的configuretion里的功能可以给每一个网络节点分配一个MPI地址和高地址,连接是需要在MPI网络的个节点和后一个节点加终端电阻。
PLC以MPI来实现通讯,可用三种方式解决。全局数据包通讯方式、无组态连接通讯方式、组态连接通讯方式。实现全局数据包通讯方式:在PLC硬件配置过程,组态需要通讯的PLC站之间的发送区和接收区不需要任何程序处理,只适应s7-300/400之间的通讯。
STEP 7 Safety Advanced 选件包用于所有故障安全 TIA SIMATIC 控制器类别(S7-1200,S7-1500,S7-1500软件控制器,S7-300,S7-400,WinAC)
STEP 7 Safety 还可利用 TIA 博途来实现故障安全自动化:
操作直观而统一(与标准编程一样),可以迅速开始创建故障安全程序。
F 系统的组态方式与标准自动化系统相同。
随时可用:插入 F-CPU 时,将自动建立 F 运行组。
使用“计算自然对数”指令,可以计算累加器 1 中值以 e (e = 2.718282) 为底数的自然对
数。
指令执行之后,状态位 CC 0 和 CC 1 将指示结果为负数、零或正数。如果该值超出了所
允许的数值范围,则将状态位 OV 和 OS 置位为“1”。
如果累加器 1 中的值小于或等于零,该指令会向累加器 1 中写入无效值,并将状态位 CC
0、CC 1、OV 和 OS 置位为“1”。如果浮点数无效,该指令还会将状态位 CC 0、CC 1、
OV 和 OS 置位为“1”。
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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。
5.输入接线PLC一般接受行程开关、限位开关等输入的开关量信号。输入接线端子是PLC与外部传感器负载转换信号的端口。输入接线,一般指外部传感器与输入端口的接线。输入器件可以是任何无源的触点或集电极开路的NPN管。输入器件接通时,输入端接通,输入线路闭合,同时输入指示的发光二极管亮。输入端的一次电路与二次电路之间,采用光电耦合隔离。二次电路带RC滤波器,以防止由于输入触点抖动或从输入线路串入的电噪声引起PLC误动作。若在输入触点电路串联二极管,在串联二极管上的电压应小于4V。若使用带发光二极管的舌簧开关,串联二极管的数目不能超过两只。另外,输入接线还应特别注意以下几点:
(1)输入接线一般不要超过30m。但如果环境干扰较小,电压降不大时,输入接线可适当长些。
(2)输入、输出线不能用同一根电缆,输入、输出线要分开。
(3)可编程控制器所能接受的脉冲信号的宽度,应大于扫描周期的时间。
6.输出接线
(1)可编程控制器有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出3种形式。
(2)输出端接线分为立输出和公共输出。当PLC的输出继电器或晶闸管动作时,同一号码的两个输出端接通。在不同组中,可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。
(3)由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上,并且连接至端子板,若将连接输出元件的负载短路,将烧毁印制电路板,因此,应用熔丝保护输出元件。
(4)采用继电器输出时,承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命,因此继电器工作寿命要求长。
(5)PLC的输出负载可能产生噪声干扰,因此要采取措施加以控制。此外,对于能使用户造成伤害的危险负载,除了在控制程序中加以考虑之外,还应设计外部紧急停车电路,使得可编程控制器发生故障时,能将引起伤害的负载电源切断。交流输出线和直流输出线不要用同一本电缆,输出线应尽量远离高压线和动力线,避免并行。
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PROFIBUS DP进行过程通讯 通过 S7-400 -CPU的集成式PROFIBUS DP接口(可选),可以连接SIMATIC S7-400 并将其作为带有PROFIBUS DP接口的主站。 以下均可以连接为PROFIBUS DP上的主站: SIMATIC S7-400 (CPU, CP 443-5) SIMATIC S7-300 (CPU, CP 342-5 DP 或 CP 343-5) SIMATIC C7(通过配有PROFIBUS DP接口的C7,或者PROFIBUS DP CP) SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H,带IM 308 带 PROFIBUS DP 接口的 S5-95U 带 PROFIBUS DP 接口的 SIMATIC 505 尽管配有STEP 7的PG/PC或者OP是总线上的主站,但它们仅使用也部分地通过PROFIBUS DP运行的PG和OP功能。 以下设备可作为从站连接: 分布式 I/O 设备,例如 ET 200 现场设备 SIMATIC S7-200, S7-300 C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP SIMATIC S7-400 (只有通过 CP 443-5) 使用多点接口 (MPI) 进行数据通讯 多点接口(MPI)是集成于SIMATIC S7-400 的CPU内部的一种通信接口。 它用于 编程和参数化 人机界面接口,和 建立涉及到对等通信伙伴的简单网络拓扑 可选择的连接选项: MPI 可以实现同时连接 32 个节点: PGs/PCs HMI 系统 S7-200 (作为从站) S7-300 S7-400 C7 通讯连接: S7-400 CPU可以同时建立多达96个连接(取决于的CPU型号): 至节点, 至相关C总线(内部通信总线,见后文)上的C总线节点(例如通信处理机), 至通过通信处理机连接的节点,例如工业以太网节点。此外,通信处理机必须为C总线节点。 内部通讯总线(C-bus); 使用 S7-400 的C总线,通过MPI或DP接口,可以寻址配有C总线接口的通信处理机和功能 模块 。这可以从编程设备直接访问在 C 总线上连接的 模块 。通过接口 模块 可以将 C 总线多转到 6 个扩展单元。 MPI 的性能数据: 多 32 个 MPI 节点 数据传输速率高达12 Mbit 灵活的安装选项: 可靠的组件用于建立 MPI 通讯: 不**PROFIBUS和“distributed I/O”产品系列的总线电缆、总线连接器和 485中继器(12 Mbit)。 使用这些组件,可以根据需求实现设计的优化调整。例如,任意两个MPI节点之间多可以开启9个中继器,以桥接更大的距离。 DP主站: 还可将 S7-400 的 MPI 作为 DP 主站组态
此后,多可以连接32个大传输速率为12 Mbit的DP从站。据此,编程功能和人机界面功能得以保留下来 使用通信处理机的数据通信(点对点) 使用CP 441通信处理机,可以建立功能强大的点对点连接。 多种连接选件:例如,可以连接以下设备: PC SIMATIC S57 工业PC 其他供应商提供的 PLC 扫描仪、条形码阅读器、识别系统 机器人控制 打印机 可变接口: 可更换接口 模块 ,据此可以使用不同的传输介质进行通信: 20 mA (TTY) 232C (V.24) 422/485 通过 CP(PROFIBUS 或工业以太网)的数据通讯 通过CP 443-x通信处理机,可以将SIMATIC S7-400 连接至PROFIBUS和工业以太网总线系统。 例如,可以连接以下设备: SIMATIC S7-200 (通过 PROFIBUS) SIMATIC S7-300 SIMATIC S7-400 SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H 编程器 PC 机 SIMATIC HMI 人机界面系统 数控装置 机器人控制 工业PC 驱动控制器 其它厂商设备 S7-400 H SIMATIC S7-400 H 由以下部件组成: 2 个控制器: 2 个单的 UR1/UR2 控制器,或一个分隔式控制器 (UR2-H) 上的 2 个区域。
用Step7-Mciro/WIN32 V3.2 Instruction Library(指令库)需要分配库指令数据区(LibraryMemory)。库指令数据区是相应库子程序和中断程序所要用到变量存储空间。编程时不分配库指令数据区,编译时会产生许多相同的错误。
由子程序参数HoldStart和MaxHold保持寄存器区,是S7-200 CPUV数据存储区中分配,此数据区不能和库指令数据区有任何重叠,否则运行时会产生错误,不能正常通讯。注意MODBUS 中保持寄存器区按“字”寻址,即MaxHold规定是VW而VB个数。
3 主站指令的用法:
1. MODBUS RTU 主站指令库的功能是通过在用户程序中调用预先编好的程序功能块实现的,该库对 Port 0 和 Port 1 有效。该指令库将设置通信口工作在自由口模式下。
2. MODBUS RTU 主站指令库使用了一些用户中断功能,编其他程序时不能在用户程序中禁止中断。
3. MODBUS RTU 主站库对CPU的版本有要求。CPU 的版本必须为 2.00 或者 2.01(即订货号为 6ES721*- 23-0BA*),1.22版本之前(包括1.22版本)的 S7-200 CPU 不支持。
使用 MODBUS RTU 主站指令库,可以读写 MODBUS RTU 从站的数字量、模拟量 I/O 以及保持寄存器。
要使用 MODBUS RTU 主站指令库,须遵循下列步骤:
安装西门子标准指令库
按照要求编写用户程序调用 MODBUS RTU 主站指令库
MODBUSRTU 主站功能编程
1. 调用 MODBUS RTU 主站初始化和控制子程序
使用 SM0.0 调用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化,并启动其功能控制:
用 SM0.0 调用 MODBUS RTU 主站初始化与控制子程序
各参数意义如下:
a.      EN 使能:必须保证每一扫描周期都被使能(使用 SM0.0)
b. Mode 模式: 为 1 时,使能 MODBUS 协议功能;为 0 时恢复为系统 PPI 协议
c. Baud 波特率: 支持的通讯波特率为1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200。
d. Parity 校验: 校验方式选择
0=无校验
1=奇较验
2=偶较验
e. Timeout 超时: 主站等待从站响应的时间,以毫秒为单位,典型的设置值为 1000 毫秒(1 秒),允许设置的范围为 1 - 32767。
注意: 这个值必须设置足够大以保证从站有时间响应。
f. Done 完成位: 初始化完成,此位会自动置1。可以用该位启动 MBUS_MSG 读写操作(见例程)
g. Error 初始化错误代码(只有在 Done 位为1时有效):
0= 无错误
1= 校验选择非法
2= 波特率选择非法
3= 模式选择非法
2. 调用 MODBUS RTU 主站读写子程序MBUS_MSG,发送一个MODBUS请求;
调用MODBUS RTU 主站读写子程序
各参数意义如下:
a.      EN 使能:同一时刻只能有一个读写功能(即 MBUS_MSG)使能
注意:建议每一个读写功能(即 MBUS_MSG)都用上一个 MBUS_MSG 指令的 Done 完成位来激活,以保证所有读写指令循环进行(见例程)。
以太网的连接方式为:现场可配置的带有集成绝缘穿刺触点的快速连接连接器可以直接连接到 CP 的 RJ45 端口。通过一块支撑法兰增加稳定性。也可以使用 RJ45 型式的连接电缆。
以太网的连接方式为:现场可配置的带有集成绝缘穿刺触点的快速连接连接器可以直接连接到 CP 的 RJ45 端口。通过一块支撑法兰增加稳定性。也可以使用 RJ45 型式的连接电缆。
CP 上不再提供 AUI 连接。未来的 CP 开发将只采用这种新平台。
模块不再有 Run/Stop 开关。只能通过 PG 控制操作模式。
除了 STEP 7 中的标准诊断功能外,CP 443-1 现在还提供了使用 SNMP 协议通过 WEB 页面进行诊断的方法。通过 SNMP 可以读取所有的 MIB-2 对象。例如,这样可以调用以太网接口的当前状态。
组态数据只能保存在 CPU 上。数据不再能够保存在 CP 上。由于在 CPU 上进行数据存储,因此替换 CP 时无需 PG。在标准模式下,可以在 CPU 运行期间拔掉或者插入 CP。如果 CP 作为 PROFINET IO 控制器则不能这样做。
由于通过 AG_SSEND/AG_SRECV (FC53/FC63) 对 SEND/RECEIVE 软件模块做了更新,新 CP 443-1 现在为 S5 兼容通信提供了一个高性能接口。
http://www.absygs.com

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