浔之漫智控技术(上海)有限公司
西门子S7-400模块6ES7422-1HH00-0AA0 品质保证
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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
西门子模块CPU412-3H控制单元型号大全固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。3 CPU的构成  CPU是PLC的核心,起中枢的作用,每套PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。设备的安装必须注意安全、可靠。比如说屏蔽问题、接地问题、高压隔离等问题必须妥善处理。6.现场调试现场调试是整个控制系统完成的重要环节。任何程序的设计很难说不经过现场调试就能使用的。
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PLC的软件组成系统程序由PLC制造厂商设计编写的,并存入PLC的系统存储器中,用户不能直接读写与更改。系统程序一般包括系统诊断程序、入处理程序、编译程序、信息传送程序、程序等。PLC的用户程序是用户利用PLC的编程语言,根据控制要求编制的程序。在PLC的应用中,重要的是用PLC的编程语言来编写用户程序,以实现控制目的。由于PLC是为工业控制而开发的装置,其主要使用者是广大电气技术人员,为了满足他们的传统习惯和掌握能力,PLC的主要编程语言采用比计算机语言相对简单、易懂、形象的语言。
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EEPROM兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取优点,用来存放需要长期保存的重要数据。2.I/O单元及I/O扩展接口(1)I/O单元PLC内部输入电路作用是将PLC外部电路(如行程开关、按钮、传感器等)提供的符合PLC输入电路要求的电压信号,通过光电耦合电路送至PLC内部电路。输入电路通常以光电隔离和阻容滤波的方式提高抗干扰能力,输入响应时间一般在0.1~15ms之间。根据输入信号形式的不同,可分为模拟量I/O单元、数字量I/O单元两大类。  2.模块式  模块式可编程控制器采用搭积木的方式组成系统,在一块基板上插上CPU、电源、I/O模块及功能模块,构成一个总I/O点数很多的大规模综合控制系统。  这种结构形式的特点是CPU为立的模块,输入、输出也是立模块。  3.叠装式  它的结构也是各种单元、CPU自成立的模块,但安装不用基板,仅用电缆进行单元间联接,且各单元可以一层层地叠装。  FX2系列PLC是单元式和模块式相结合的叠装式结构。可编程控制器与继电器控制的区别在PLC的编程语言中,梯形图是为广泛使用的语言,通过PLC的指令系统将梯形图变成PLC能接受程序,由编程器键入到PLC用户存储区去。
PLC编程语言是多种多样的,对于不同生产厂家、不同系列的PLC产品采用的编程语言的表达方式也不相同,但基本上可归纳两种类型:一是采用字符表达方式的编程语言,如语句表等;二是采用图形符号表达方式编程语言,。以下简要介绍几种常见的PLC编程语言。1.梯形图语言梯形图语言是在传统电器控制系统中常用的接触器、继电器等图形表达符号的基础上演变而来的。它与电器控制线路图相似,继承了传统电器控制逻辑中使用的框架结构、逻辑运算方式和输入输出形式,具有形象、直观、实用的特点。因此,这种编程语言为广大电气技术人员所熟知,是应用广泛的PLC的编程语言,是PLC的编程语言。
在启动(暖启动)中,程序处理以“基本设置”内系统数据和用户地址范围为程序启动点来重启。
· 过程映像区,非保持存储器,定时器和计数器都重新设置。保持的存储器,定时器,计数器各自都保留其后的有效数值。所有以“未保留”的属性参数化的数据块被复位为初始值。其他数据块各自保留其后的有效数值。
· 程序处理从头开始再次重新启动 (启动 OB 或 OB1) 。
· 如果供电中断,暖启动只可用于缓冲模式。如若运行的 CPU 没有后备电池,当开关接通或 POWER OFF 后重新上电时,CPU 将自动复位并重新启动(暖启动)。
如果系统不要求完全复位,那么启动(暖启动)一直是可行的。在如下情况发生后,只有启动(暖启动)可行:
· 完全复位。
· 在CPU 的 STOP 模式下载入用户程序。
· USTACK/BSTACK 溢出。
· 通过 POWER OFF 或模式开关使启动(热启动)被中断。
· 重新启动超出参数化中断的时间限制。
启动(暖启动)的操作命令:
用户可以触发手动启动(暖启动):
· 通过模式选择开关
· (如果可以,CRST/WRST 开关必须设置为 CRST)
· 通过PG的命令菜单或通讯功能
· (模式选择开关需设置在 RUN 或 RUN-P 位置).
在 POWER ON 时,下面的状态会触发自动启动(暖启动):
· POWER OFF 时 CPU 不在 STOP .
· 模式选择开关设置到 RUN 或者 RUN-P.
· 没有将 POWER ON 的参数设置为自动热启动或自动冷启动。
· CPU 的启动(暖启动)没有因电源故障而引起中断(不依赖于启动的参数设置)
计数器常开触点C1闭合,控制输出继电器Q0.0线圈得电。 ③增减计数器(CTUD)的标注。增减计数器(CTUD)有两个脉冲信号输入端,其在计数过程中,可进行计数加1,也可进行计数减1。 在西门子S7-200系列PLC梯形图中,增减计数器的图形符号及文字标识含义如图3-21所示,其中方框上方的“???”为增减计数器编号输入位置,CU为增计数脉冲输入端,CD为减计数脉冲输入端,R为复位信号输入端,PV为脉冲设定值输入端。 当CU端输入一个计数脉冲时,计数器当前值加1,当计数器当前值等于或大于预设值时,计数器由OFF转换为ON,其相应触点动作;当CD端输入一个计数脉冲时,计数器当前值减1,当计数器当前值小于预设值时,计数器由OFF转换为ON,其相应触点动作。 可以看到,当输入继电器常开触点I0.0闭合一次,为计数器CU输入一个脉冲,计数器当前值加1,当累加至4时,计数器C48动作,其常开触点C48闭合,输出继电器Q0.0线圈得电;当输入继电器常开触点I0.1闭合一次,为计数器CD输入一个脉冲,计数器当前值减1,当减至4时,计数器C48动作,其常开触点C48闭合,输出继电器Q0.0线圈得电。
西门子PLC的用户装载存储区、用户工作存储区和用户系统存储区 装载存储区可能是CPU模块中的部分RAM、内置的E2PROM或选用的可拆卸FlashEPROM( FEPROM)卡,用于保存不包含符号地址和注释的用户程序和系统数据(组态、连接和模块参数等)。 有的CPU有集成的装载存储器,有的可以使用微存储器卡(MMC)来进行扩展,CPU31XC的用户程序只能装入插入式的MMC。 断电时数据保存在MMC存储器中,因此,数据块的内容基本上被*保留。 下载程序时,用户程序(逻辑块和数据块)被下载到CPU的装载存储器,CPU把可执行部分复制到工作存储器,而符号表和注释则保存在编程设备中。 工作存储区占用CPU模块中的部分RAM,它是集成的高速存取的RAM存储器,用于存放CPU运行时所执行的用户程序和数据。
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工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。存放在RAM中,以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中,设有存放输入输出继电器、继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区,这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要,部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态,这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。
通常情况下,机械、设备生产线等的负载指恒转矩(G型)负载;一般风机、水泵类负载指平方转矩(P型)负载。
由于系统程序及工作数据与用户无直接联系,所以在PLC 产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量是指用户程序存储器。当PLC提供的用户存储器容量不够用,许LC还提供有存储器扩展功能。 PLC存储器所用的种类主要有:可读/写操作的随机存储器RAM;只读存储器或可擦除可编程的只读存储器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。
(1)现场控制单元
现场控制单元一般远离控制中心,安装在靠近现场的地方,其高度模块化结构可以根据过程监测和控制的需要配置成由几个点到数百个点的规模不等的过程控制单元。
现场控制单元的结构是由许多功能分散的插板(或称卡件)按照一定的逻辑或物理顺序安装在插板箱中,各现场控制单元及其与控制管理级之间采用总线连接,以实现信息交互。
现场控制单元的硬件配置需要完成以下内容:
插件的配置 根据系统的要求和控制规模配置主机插件(CPU插件)、电源插件、I/O插件、通信插件等硬件设备;
硬件冗余配置 对关键设备进行冗余配置是提高DCS可靠性的一个重要手段,DCS通常可以对主机插件、电源插件、通信插件和网络、关键I/O插件都可以实现冗余配置。
硬件安装 不同的DCS,对于各种插件在插件箱中的安装,会在逻辑顺序或物理顺序上有相应的规定。另外,现场控制单元通常分为基本型和扩展型两种,所谓基本型就是各种插件安装在一个插件箱中,但更多的时候时需要可扩展的结构形式,即一个现场控制单元还包括若干数字输入/输出扩展单元,相互间采用总线连成一体。
就本质而言,现场控制单元的结构形式和配置要求与模块化PLC的硬件配置是一致的。
1.        系统存储器:
系统存储器用于存放输入输出过程映像区(PII,PIQ)、位存储器(M)、定时器(T)和计数器(C))、块堆栈和中断堆栈以及临时存储器(本地数据堆栈)。
2.        工作存储器:
工作存储器仅包含运行时使用的程序和数据。RAM 工作存储器集成在CPU中, RAM中的内容通过电源模块供电或后备电池保持。除了S7 417-4 CPU可以通过插入的存储卡来扩展工作存储器外,其他PLC的工作存储器都无法扩展。
3.    装载存储器:
装载存储器是用于存放不包含符号地址分配或注释(这些保留在编程设备的存储器中)的用户程序。装载存储器可以是存储器卡、内部集成的RAM或内部集成的EPROM.
4.    保持存储器:
保持存储器是非易失性的RAM,通过组态可以在PLC掉电后即使没有安装后备电池的情况下,保存一部分位存储器(M)、定时器(T)、计数器(C)和数据块(DB)。在设置CPU参数时一定要要保持的区域。(注意:由于S7-400 PLC没有非易失性RAM,即使组态了保持区域,再掉电时若没有后备电池,也将丢失所有数据。这是S7-300 PLC 与S7-400 PLC 的重要区别)
高速计数器怎样占用输出点?
高速计数器根据被定义的工作模式,按需要占用CPU上的数字量输入点。每一个计数器都按其工作模式占用固定的输入点。在某个模式下没有用到的输入点,仍然可以用作普通输入点;被计数器占用的输入点(如外部复位),在用户程序中仍然访问到。
为什么高速计数器不能正常工作?
在程序中要使用初次扫描存储器位SM0.1来调用HDEF指令,而且只能调用一次。如果用SM0.0调用或者第二次执行HDEF指令会引起运行错误,而且不能改变*次执行HDEF指令时对计数器的设定
高速计数器如何寻址? 为什么从SMDx中读不出当前的计数值?
可以直接用HC0;HC1;HC2;HC3;HC4;HC5对不同的高速计数器进行寻址读取当前值,也可以在状态表中输入上述地址直接监视高速计数器的当前值。SMDx不存储当前值。高速计数器的计数值是一个32位的有符号整数。
高速计数器如何复位到0?
选用带外部复位模式的高速计数器,当外部复位输入点信号有效时,高速计数器复位为0, 也可使用内部程序复位,即将高速计数器设定为可更新初始值,并将初始值设为0,执行HSC指令后,高数计数器即复位为0 。
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PLC及其程序设计
2.1 SIMATIC S5-115U硬件组成及编程概要
可编程序控制器SIMATIC S5-115U采用标准的模块式结构,电源、CPU、各种I/O模件都插在一块母板上,并可以根据不同的I/O点数增加扩展母板,输入、输出模件和存储器的精细分级,使得这种装置具有较强的配置适应能力;通过通讯处理器和局部网,可方便地实现PLC之间及与计算机的通讯。
SIMATIC S5-115U的编程语言是STEP5,有3种表达方法,即控制系统流程图CSF,梯形图LAD和语句表STL。其中语句表STL接近于机器内部的控制程序,功能也比前两种方法丰富得多,因此在本系统实际编程应用中全部采用语句表STL。
STEP5的大特点是采用了结构化编程方法,并提供大量标准功能块如乘功能块FB242、通讯功能块FB244等,使得编程工作大大简化,而且所编程序条理清晰,易于读懂、修改和测试,这一优点尤其在编制大型复杂程序时更能显现出来。
要完成复杂任务,可以把整个程序分成一个个立的程序块,STEP5有5种块类型,即组织块(OB)、程序块(PB)、顺序块(SB)、功能块(FB)和数据块(DB),其中组织块(OB)用以管理用户程序,形成了操作系统和控制程序之间的接口,所有其它类型块在此被调用执行。功能块(FB)用于实现反复调用或者特别复杂的程序功能,这些功能块可以是系统以标准功能块的形式提供的,也可以由用户自己编制。例如标准功能块FB242就可以实现16位二进制乘功能、FB244可以实现CPU与通讯处理器之间的数据传送,用到这些功能时可以直接调用这些功能块。
将通过背板总线和基本连接器,由安装在机架左侧插槽中的电源模块为插入机架的模块
提供所需的工作电压(5 V 用于逻辑控制器,24 V 用于接口模块)。
对于本地连接,还可通过 IM 460-1/IM 461-1 接口模块为 ER 供电。
发送 IM 460-1 两个接口中的各个接口多可通过 5 A 的电流,即多可为本地连接中的
每个 ER 提供 5 A 的电流。
I/O 总线
I/O 总线是并行背板总线,设计用于快速交换 I/O 信号。 每个机架均有一条 I/O 总线,对
信号模块的过程数据进行时间要求严格的访问均通过 I/O 总线进行。)
通讯总线(C 总线)
通讯总线(C 总线)是串行背板总线,设计用于快速交换与 I/O 信号相应的大量数据。 除机
架 ER1 和 ER2 外,其余每个机架均有一条通讯总线。
带有 I/O 总线和通讯总线的机架
下图显示了带有 I/O 总线和通讯总线的机架。每个插槽中都有 I/O 总线和通讯总线连接
器。 交付机架时,这些连接器由外盖加以保护。
分段 CR
属性
“分段”特性与 CR 的组态相关。 在非分段 CR 中,I/O 总线是连续的,且所有 18 个或 9 个
插槽互连在一起;而在分段 CR 中,I/O 总线由两个 I/O 总线段组成。
分段 CR 具有以下重要特性:
● 通讯总线是连续的(全局),而 I/O 总线分为两个 I/O 总线区段,分别有 10 个和 8 个插
槽。
使用电源装置时,要确保次级线圈不与保护接地导线连接。
24 VDC 电源过滤
在使用未接地组态的电池为 S7-400 供电时,必须为 24 VDC 电源提供干扰抑制。 请使用
西门子电源电缆过滤器,例如 B84102-K40。
隔离监视
如果双重故障可导致安装进入危险状态,则必须提供隔离监视。
未接地操作实例
只有已组态带本地连接的 S7-400,并且在 CR 中将整个安装接地,才可在未接地组态中
操作 ER。
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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)。
CPU 412-1满足中等控制规模的低成本解决方案。 可用于具有少量I/O配置的较小型系统中。 具有组合的MPI/DP接口,可在PROFIBUS DP网络中运行。
CPU 412-2 适用于中等性能范围的应用,它具有两个PROFIBUS DP主站系统。
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:
*高 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:
*后的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。
实时时钟:
日期和时间附加在 CPU 的诊断消息后面。
存储卡:
用于扩展内置的装载存储器。存储在装载存储器中的信息包括S7-400参数数据以及程序,因此需要2倍的存储空间。其结果是:
内置装载存储器的容量显著提高,因此,基本上不需要存储器卡。
CPU 412-2 还具有:
PROFIBUS-DP 接口和组合的MPI/DP 接口:
通过 PROFIBUS DP 主站接口,可以实现分布式自动化组态,从而提高了速度,便于使用。对用户来说,分布式I/O单元可作为一个集中式单元来处理(相同的组态、编址和编程).
组合式配置:
SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作为PROFIBUS主站符合EN 50 170规范。
块保护:
通过密码来防止非法访问用户程序
集成的 HMI 服务:
用户只需为HMI设备定义数据源和目的地。 这些数据通过系统周期地以及自动地进行传输。
集成的通讯功能:
PG/OP 通讯
全局数据通讯
S7 标准通讯
S7 通讯
可编程属性
多点MPI接口:
定义节点地址
启动/循环行为
*大循环时间和通讯负荷的规定
地址分配:
I/O 模块的编址
保持区域:
定义保持性位存储器、计数器、定时器和时钟存储器。
过程映像、局部数据的大小
诊断缓存区的长度
保护级:
设置访问程序和数据的权限
系统诊断:
确定诊断信息的处理方法和范围
实时中断:
设定周期
显示功能与信息功能
状态和故障指示灯:
LED 指示内部和外部故障和运行模式(如 RUN、STOP、重启、测试功能等)
测试功能:
编程器可用于显示程序执行过程中的信号状态,立于用户程序而修改过程变量,读取堆栈存储器的内容,运行各个程序步,并禁止程序组件。
信息功能:
编程器可为用户提供存储器容量、CPU 的运行模式以及工作存储器及装载存储器的当前利用率等信息。
http://www.absygs.com

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