西門子S7系列PLC的主要種類及應(yīng)用軟件
德國西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，HMI人機界面，工業(yè)軟件等。
西門子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強，可靠性更高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。
1．SIMATIC S7-200 PLC
S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。S7-200 PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。
S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用。
2．SIMATIC S7-300 PLC
S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運算速度；用浮點數(shù)運算比較有效地實現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運算；一個帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數(shù)賦值；方便的人機界面已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時，模塊更換，等等）；多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術(shù)機密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統(tǒng)；多點接口（MPI）集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng)。
3． SIMATIC S7-400 PLC
S7-400 PLC是用于中、性能范圍的可編程序控制器。
S7-400 PLC采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴大或升級時，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０澹隳苁瓜到y(tǒng)升級和充分滿足需要。
4． 工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)
通訊網(wǎng)絡(luò)是自動化系統(tǒng)的支柱，西門子的全集成自動化網(wǎng)絡(luò)平臺提供了從控制級一直到現(xiàn)場級的一致性通訊，“SIMATIC NET”是全部網(wǎng)絡(luò)系列產(chǎn)品的總稱，他們能在工廠的不同部門，在不同的自動化站以及通過不同的級交換數(shù)據(jù)，有標(biāo)準(zhǔn)的接口并且相互之間完全兼容。
5． 人機界面（HMI）硬件
HMI硬件配合PLC使用，為用戶提供數(shù)據(jù)、圖形和事件顯示，主要有文本操作面板TD200（可顯示中文），OP3，OP7，OP17等；圖形/文本操作面板OP27，OP37等，觸摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。個人計算機（PC）也可以作為HMI硬件使用。HMI硬件需要經(jīng)過軟件（如ProTool）組態(tài)才能配合PLC使用。
6． SIMATIC S7工業(yè)軟件
西門子的工業(yè)軟件分為三個不同的種類：
（1）編程和工程工具 編程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于編程、組態(tài)、模擬和維護等控制所需的工具。STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制產(chǎn)品的組態(tài)編程和維護的項目管理工具，STEP 7-Micro/WIN是在Windows平臺上運行的S7-200系列PLC的編程、在線仿真軟件。
（2）基于PC的控制軟件 基于PC的控制系統(tǒng)WinAC允許使用個人計算機作為可編程序控制器（PLC）運行用戶的程序，運行在安裝了Windows NT4.0操作系統(tǒng)的SIMATIC工控機或其它任何商用機。WinAC提供兩種PLC，一種是軟件PLC，在用戶計算機上作為視窗任務(wù)運行。另一種是插槽PLC（在用戶計算機上安裝一個PC卡），它具有硬件PLC的全部功能。WinAC與SIMATIC S7系列處理器完全兼容，其編程采用統(tǒng)一的SIMATIC編程工具（如STEP 7），編制的程序既可運行在WinAC上，也可運行在S7系列處理器上。
（3）人機界面軟件 人機界面軟件為用戶自動化項目提供人機界面（HMI）或SCADA系統(tǒng)，支持大范圍的平臺。人機界面軟件有兩種，一種是應(yīng)用于機器級的ProTool，另一種是應(yīng)用于監(jiān)控級的WinCC。
ProTool適用于大部分HMI硬件的組態(tài)，從操作員面板到標(biāo)準(zhǔn)PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成組態(tài)。ProTool/lite用于文本顯示的組態(tài)，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)PC和所有西門子HMI產(chǎn)品，ProTool/Pro不只是組態(tài)軟件，其運行版也用于Windows平臺的監(jiān)控系統(tǒng)。
WinCC是一個真正開放的，面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）軟件，可在任何標(biāo)準(zhǔn)PC上運行。WinCC操作簡單，系統(tǒng)可靠性高，與STEP 7功能集成，可直接進入PLC的硬件故障系統(tǒng)，節(jié)省項目開發(fā)時間。它的設(shè)計適合于廣泛的應(yīng)用，可以連接到已存在的自動化環(huán)境中，有大量的通信接口和全面的過程信息和數(shù)據(jù)處理能力，其新的WinCC5.0支持在辦公室通過IE瀏覽器動態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)過程。
西門子PLC的發(fā)展史
SIMATIC商標(biāo)S7-200是西德西門子公司的產(chǎn)品之一，其注冊商標(biāo)為SIMATIC。1．西門子公司的產(chǎn)品早是1975年投放市場的SIMATIC S3，它實際上是帶有簡單操作接口的二進制控制器；2．1979年，S3系統(tǒng)被SIMATIC S5所取代，該系統(tǒng)廣泛地使用了微處理器；3．20世紀(jì)80年代初，S5系統(tǒng)進一步升級——U系列PLC，較常用機型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U4．1994年4月，S7系列誕生，它具有更國際化、更高性能等級、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢，其機型為：S7-200、300、4005．1996年，在過程控制領(lǐng)域，西門子公司又提出PCS7（過程控制系統(tǒng)7）的概念，將其優(yōu)勢的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工業(yè)現(xiàn)場總線）、COROS（監(jiān)控系統(tǒng)）、SINEC（西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)）及控調(diào)技術(shù)溶為一體6．現(xiàn)在，西門子公司又提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自動化系統(tǒng)，將PLC技術(shù)溶于全部自動化領(lǐng)域。
西門子6ES744O1CSOOOYEO
S7-200PLC的數(shù)據(jù)區(qū)
（一）數(shù)字量輸入和輸出映象區(qū)
1．輸入映象寄存器（數(shù)字量輸入映象區(qū)）（I）
數(shù)字量輸入映象區(qū)是S7-200CPU為輸入端信號狀態(tài)開辟的一個存儲區(qū)。輸入映像寄存器的標(biāo)識符為I，在每個掃描周期的開始，CPU對輸入點進行采樣，并將采樣值存于輸入映像寄存器中。
輸入映像寄存器是PLC接收外部輸入的開關(guān)量信號的窗口。
可以按位、字節(jié)、字、雙字四種方式來存取。
（1）按“位”方式：從I0.0~I15.7，共有128點
（2）按“字節(jié)”方式：從IB0~IB15，共有16個字節(jié)
（3）按“字”方式：從IW0~IW14，共有8個字
（4）按“雙字”方式：從ID0~ID12，共有4個雙字
2．輸出映像寄存器（Q）
數(shù)字量輸出映象區(qū)是S7-200CPU為輸出端信號狀態(tài)開辟的一個存儲區(qū)。輸出映像寄存器的標(biāo)識符為Q（從Q0.0~Q15.7，共有128點），在每個掃描周期的末尾，CPU將輸出映像寄存器的數(shù)據(jù)傳送給輸出模塊，再由后者驅(qū)動外部負載。
可以按位、字節(jié)、字、雙字四種方式來存取。
（1）按“位”方式：從Q0.0~I15.7，共有128點
（2）按“字節(jié)”方式：從QB0~QB15，共有16個字節(jié)
（3）按“字”方式：從QW0~QW14，共有8個字
（4）按“雙字”方式：從QD0~QD12，共有4個雙字
說明：實際沒有使用的輸入端和輸出端的映象區(qū)的存儲單元可以作中間繼電器用。
（二）模擬量輸入映象區(qū)和輸出映象區(qū)
1．模擬量輸入映象區(qū)（AI區(qū)）
模擬量輸入映象區(qū)是S7-200CPU為模擬量輸入端信號開辟的一個存儲區(qū)。S7-200將測得的模擬量（如溫度、壓力）轉(zhuǎn)換成1個字長（2個字節(jié)）的數(shù)字量，模擬量輸入映像寄存器用標(biāo)識符（AI）、數(shù)據(jù)長度（W）及字節(jié)的起始地址表示。
從AIW0~AIW30，共有16個字，總共允許有16路模擬量輸入。
說明：模擬量輸入值為只讀數(shù)據(jù)。
2．模擬量輸出映象區(qū)（AQ區(qū)）
模擬量輸出映象區(qū)是S7-200CPU為模擬量輸出端信號開辟的一個存儲區(qū)。S7-200將1個字長（2個字節(jié)，16位）的數(shù)字量按比例轉(zhuǎn)換為電流或電壓。模擬量輸出映像寄存器用標(biāo)識符（AQ）、數(shù)據(jù)長度（W）及字節(jié)的起始地址表示。
從AQW0~AQW30，共有16個字，總共允許有16路模擬量輸出。
（三）變量存儲器（V）（相當(dāng)于內(nèi)輔繼電器）
PLC執(zhí)行程序過程中，會存在一些控制過程的中間結(jié)果，這些中間數(shù)據(jù)也需要用存儲器來保存。變量存儲器就是根據(jù)這個實際的要求設(shè)計的。變量存儲器是S7-200CPU為保存中間變量數(shù)據(jù)而建立的一個存儲區(qū)，用V表示。
可以按位、字節(jié)、字、雙字四種方式來存取。
（1）按“位”方式：從V0.0~I5119.7，共有40960點。CPU221、CPU222變量存儲器只有2048個字節(jié)，其變量存儲區(qū)只能到V2047.7位。
（2）按“字節(jié)”方式：從VB0~VB5119，共有5120個字節(jié)
（3）按“字”方式：從VW0~VW5118，共有2560個字
（4）按“雙字”方式：從VD0~VD5116，共有1280個雙字
（四）位存儲器（M）區(qū)
PLC執(zhí)行程序過程中，可能會用到一些標(biāo)志位，這些標(biāo)志位也需要用存儲器來寄存。位存儲器就是根據(jù)這個要求設(shè)計的。位存儲器是S7-200CPU為保存標(biāo)志位數(shù)據(jù)而建立的一個存儲區(qū)，用M表示。該區(qū)雖然叫位存儲器，但是其中的數(shù)據(jù)不僅可以是位、還可以是字節(jié)、字或雙字。
（1）按“位”方式：從M0.0~M31.7，共有256點。
（2）按“字節(jié)”方式：從MB0~MB31，共有32個字節(jié)
（3）按“字”方式：從MW0~MW30，共有16個字
（4）按“雙字”方式：從MD0~MD28，共有8個雙字
（五）順序控制繼電器區(qū)（S）
PLC執(zhí)行程序過程中，可能會用到順序控制。順序控制繼電器就是根據(jù)順序控制的特點和要求設(shè)計的。順序控制繼電器區(qū)是S7-200CPU為順序控制繼電器的數(shù)據(jù)而建立的一個存儲區(qū)，用S表示。在順序控制過程中，用于組織步進過程的控制。
可以按位、字節(jié)、字、雙字四種方式來存取。
（1）按“位”方式：從S0.0~S31.7，共有256點。
（2）按“字節(jié)”方式：從SB0~SB31，共有32個字節(jié)
（3）按“字”方式：從SW0~SW30，共有16個字
（4）按“雙字”方式：從SD0~SD28，共有8個雙字
（六）局部存儲器區(qū)（L）（相當(dāng)于內(nèi)輔繼電器）
S7-200PLC有64個字節(jié)的局部存儲器，其中60個可以用作暫時存儲器或者給子程序傳遞參數(shù)。
局部存儲器和變量存儲器很相似，主要區(qū)別是變量存儲器是全局有效的，而局部存儲器是局部有效的。全局是指同一個存儲器可以被任何程序存取（例如，主程序、子程序或中斷程序）。局部是指導(dǎo)存儲器區(qū)和特定的程序相關(guān)聯(lián)。
幾種程序之間不能互訪。
局部存儲器區(qū)是S7-200CPU為局部變量數(shù)據(jù)建立的一個存儲區(qū)，用L表示。該區(qū)域的數(shù)據(jù)可以用位、字節(jié)、字、雙字四種方式來存取。
（1）按“位”方式：從L0.0~L63.7，共有512點。
（2）按“字節(jié)”方式：從LB0~LB63，共有64個字節(jié)
（3）按“字”方式：從LW0~LW62，共有32個字
（4）按“雙字”方式：從LD0~LD60，共有16個雙字
（七）定時器存儲器區(qū)（T）
PLC在工作中少不了需要計時，定時器就是實現(xiàn)PLC具有計時功能的計時設(shè)備。定時器的編號：
T0、T1、……、T255
S7-200有256個定時器。
（八）計數(shù)器存儲器區(qū)（C）
PLC在工作中有時不僅需要計時，還可能需要計數(shù)功能。計數(shù)器就是PLC具有計數(shù)功能的計數(shù)設(shè)備。
計數(shù)器的編號：
C0、C1、……、C255
（九）高速計數(shù)器區(qū)（HSC）
高速計數(shù)器用來累計比CPU掃描速率更快的事件。S7-200各個高速計數(shù)器不僅計數(shù)頻率高達30kHz。
S7-200各個高速計數(shù)器有32位帶符號整數(shù)計數(shù)器的當(dāng)前值。若要存取高速計數(shù)器的值，則必須給出高速計數(shù)器的地址，即高速計數(shù)器的編號。
高速計數(shù)器的編號為：HSC0、HSC1、……、HSC5。
S7-200有6個高速計數(shù)器。其中CPU221和CPU222僅有4個高速計數(shù)器（HSC0、HSC3、HSC4、HSC5）
（十）累加器區(qū)（AC）
累加器是可以像存儲器那樣進行讀/寫的設(shè)備。例如，可以用累加器向子程序傳遞參數(shù)，或從子程序返回參數(shù)，以及用來存儲計算的中間數(shù)據(jù)。
S7-200CPU提供了4個32位累加器（AC0、AC1、AC2、AC3）。
可以按字節(jié)、字或雙字來存取累加器數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)。但是，以字節(jié)形式讀/寫累加器中的數(shù)據(jù)時，只能讀/寫累加器32位數(shù)據(jù)中的低8位數(shù)據(jù)。如果是以字的形式讀/寫累加器中的數(shù)據(jù)，只能讀/寫累加器32位數(shù)據(jù)中的低16位數(shù)據(jù)。只有采取雙字的形式讀/寫累加器中的數(shù)據(jù)時，才能一次讀寫全部32位數(shù)據(jù)。
因為PLC的運算功能是離不開累加器的。因此不有像占用其他存儲器那樣占用累加器。
（十一）特殊存儲器區(qū)（SM）
特殊存儲器是S7-200PLC為CPU和用戶程序之間傳遞信息的媒介。它們可以反映CPU在運行中的各種狀態(tài)信息，用戶可以根據(jù)這些信息來判斷機器工作狀態(tài)，從而確定用戶程序該做什么，不該做什么。這些特殊信息也需要用存儲器來寄存。特殊存儲器就是根據(jù)這個要求設(shè)計的。
1．特殊存儲器區(qū)
它是S7-200PLC為保存自身工作狀態(tài)數(shù)據(jù)而建立的一個存儲區(qū)，用SM表示。特殊存儲器區(qū)的數(shù)據(jù)有些是可讀可寫的，有一些是只讀的。特殊存儲器區(qū)的數(shù)據(jù)可以是位，也可是字節(jié)、字或雙字。
（1）按“位”方式：從SM0.0~SM179.7，共有1440點。
（2）按“字節(jié)”方式：從SM0~SM179，共有180個字節(jié)
（3）按“字”方式：從SMW0~SMW178，共有90個字
（4）按“雙字”方式：從SMD0~SMD176，共有45個雙字
說明：特殊存儲器區(qū)的頭30個字節(jié)為只讀區(qū)。
2．常用的特殊繼電器及其功能
特殊存儲器用于CPU與用戶之間交換信息，例如SM0.0一直為“1”狀態(tài)，SM0.1僅在執(zhí)行用戶程序的第一個掃描周期為“1”狀態(tài)。SM0.4和SM0.5分別提供
西門子6ES744O1CSOOOYEO
6ES7392-1AM00-0AA0西門子PLC產(chǎn)品描述
SIMATIC S7-300
前置連接器392
帶螺釘型接點
40針
附件
屬于產(chǎn)品S7-300
重量
重量，約137 g
6ES7392-1AJ00-0AA0產(chǎn)品描述
SIMATIC S7-300，前置連接器，用于信號模塊，帶螺釘型接點，20針
附件
屬于產(chǎn)品S7-300
重量
重量，約70 g
大量功能可支持用戶對 S7-400 進行編程、調(diào)試和維護：
SIMATIC S7-400 符合以下國內(nèi)和國際標(biāo)準(zhǔn)：
有關(guān)詳細信息，請參見手冊《S7-400 自動化系統(tǒng) S7-400 模塊技術(shù)規(guī)格》。
設(shè)計
S7-400 系統(tǒng)可方便地構(gòu)建為模塊化系統(tǒng)。S7-400 的突出特點是不帶風(fēng)扇，運行可靠，支持信號模塊的熱插拔。
S7-400 設(shè)計簡潔，使用靈活，操作極為方便：
通信
CPU 和通信處理器支持以下通信類型：
數(shù)據(jù)通信
SIMATIC S7-400 擁有不同的數(shù)據(jù)通信機制：
通過 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。
全局數(shù)據(jù) (GD)
通過 MPI 以及“全局數(shù)據(jù)通信”，聯(lián)網(wǎng)的 CPU 可以相互循環(huán)交換數(shù)據(jù)（多可達 16 個 GD 數(shù)據(jù)包，每個循環(huán)的大 GD 數(shù)據(jù)包大小為 64 字節(jié)）。例如，CPU 可以訪問另一個 CPU 的數(shù)據(jù)/位存儲器/過程映像。若網(wǎng)絡(luò)上連接有 S7-300，則數(shù)據(jù)交換限制為大 22 字節(jié)。全局數(shù)據(jù)通信可通過 MPI 來實現(xiàn)?？墒褂?STEP 7 來執(zhí)行組態(tài)。在分段式 CR2 安裝機架中，兩個 CPU 可以使用 GD 并通過 C 總線通信。
通信功能
通過系統(tǒng)內(nèi)集成的塊，可以建立與 S7/C7 伙伴之間的通信。
這些包括：
通過可加載的塊，可以建立與 S5 通信伙伴和西門子設(shè)備之間的通信。
這些包括：
與全局數(shù)據(jù)不同的是，必須建立通信連接才能實現(xiàn)通信功能。
集成到 IT 環(huán)境中
通過 S7-400，可方便地將現(xiàn)代 IT 環(huán)境與自動化環(huán)境鏈接。使用插入式 CP 443-1 Advanced，可以實現(xiàn)下列功能：
帶有 PROFINET 接口的 S7-400-H CPU 配有集成式 Web 器。因此，可以使用標(biāo)準(zhǔn) Web 瀏覽器讀出 S7-400 站的信息：
可通過使用用戶權(quán)限并支持 HTTPS 協(xié)議在 Web 器內(nèi)提供安全機制。
等時同步模式
通過等時同步模式系統(tǒng)功能，可通過連接到等時同步 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環(huán)，以實現(xiàn)：
創(chuàng)建自動化解決方案，以恒定間隔時間（恒定總線周期時間）來捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創(chuàng)建一致的部分過程圖像。
借助于恒定總線周期時間和分布式 I/O 同步信號處理，S7-400 可確保精確重現(xiàn)定義的的過程響應(yīng)時間。
提供了大量支持等時同步模式系統(tǒng)功能的組件，可用來處理運動控制、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域內(nèi)的要求苛刻的任務(wù)。
在分布式自動化解決方案中，SIMATIC S7-400 還將開辟高速處理操作的重要領(lǐng)用領(lǐng)域，并可實現(xiàn)高精度和可重現(xiàn)性。這意味著可在提供佳且恒定的質(zhì)量的同時提高產(chǎn)量。
在運行模式下更改硬件組態(tài)（運行時組態(tài)，CiR）
通過 SIMATIC S7-400，在工廠運轉(zhuǎn)期間可以實現(xiàn)硬件組態(tài)的更改，不會影響生產(chǎn)的進行。選項包括：
CiR（即運行時組態(tài)）功能可在設(shè)備運行期間實現(xiàn)設(shè)備擴展和轉(zhuǎn)換，從而降低設(shè)備調(diào)試和重新裝備的時間。此外，通過該系統(tǒng)功能，還可以靈活響應(yīng)工藝的變化（例如，工藝的），因為不必因硬件組態(tài)發(fā)生改變而將設(shè)備初始化或同步。
模塊的診斷和過程監(jiān)控
SIMATIC S7-400 的眾多輸入/輸出模塊具有智能功能：
診斷
智能診斷系統(tǒng)可用來確定模塊的信號采集（對于數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（對于模擬量模塊）是否正常工作。在診斷分析中，必須區(qū)分可參數(shù)化和不可參數(shù)化的診斷消息：
如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)（例如，“無傳感器輸入”），則該模塊會觸發(fā)一個診斷中斷（如果已為該診斷消息設(shè)置了參數(shù)，則僅在相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置之后才會觸發(fā)中斷）。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務(wù)的處理，并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 82)。通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號，并且可以觸發(fā)對信號變化的響應(yīng)。
根據(jù)模塊類型的不同，提供了各種不同診斷消息：
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數(shù)字量輸入/輸出模塊 |
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診斷消息 |
可能的故障原因 |
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無傳感器電源 |
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無外部輔助電壓 |
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無內(nèi)部輔助電壓 |
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熔斷器燒斷 |
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模塊中的參數(shù)不正確 |
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時間看門夠脫落 |
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EPROM 故障 |
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RAM 故障 |
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硬件中斷丟失 |
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模擬量輸入模塊 |
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診斷消息 |
可能的故障原因 |
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無外部負載電壓 |
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組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯誤 |
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共模錯誤 |
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斷線 |
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低于量程下限 |
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高于量程上限 |
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模擬量輸出模塊 |
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診斷消息 |
可能的故障原因 |
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無外部負載電壓 |
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組態(tài)/參數(shù)設(shè)置錯誤 |
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對 M 短路 |
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斷線 |
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硬件中斷
可以監(jiān)控過程信號，并且可通過過程中斷觸發(fā)對信號變化的響應(yīng)。
容錯通信
進行高可用性通信時，SIMATIC 將提供以下功能：
S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 目前支持容錯通信。在 PC 上，需要安裝 Redconnect 程序包（參見“SIMATIC NET 通信系統(tǒng)”）。
根據(jù)具體可用性要求，可使用不同組態(tài)選項：
操作模式
CPU 417-5H/416-5H/414-5H/412-5H 的操作系統(tǒng)可自主執(zhí)行 S7-400H 的所有必要額外功能：
冗余原理
S7-400H 按“熱備份”模式下的主動冗余原理工作（發(fā)生故障時執(zhí)行無反應(yīng)的自動切換）。根據(jù)該原理，在無故障運行期間，兩個子單元都處于激活狀態(tài)。發(fā)生故障時，未發(fā)生故障的設(shè)備獨自接管過程控制。
為確保平穩(wěn)接管，必須通過中央控制器鏈路實現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)交換。
在故障轉(zhuǎn)移期間，設(shè)備會自動保留：
這意味著，這兩個設(shè)備始終保持在新狀態(tài)，并且可以在出現(xiàn)故障時獨立地繼續(xù)執(zhí)行控制。
采用冗余 I/O 操作時，這會帶來以下結(jié)果：
同步
為了實現(xiàn)無反應(yīng)切換，需要對兩個子單元進行同步。
S7-400H 遵循“時間驅(qū)動的同步”工作原理。
每當(dāng)子單元中發(fā)生可能導(dǎo)致不同內(nèi)部狀態(tài)的事件時，都會執(zhí)行同步操作，例如在發(fā)生以下事件時：
同步是通過操作系統(tǒng)自動進行的，可在編程階段將其忽略。
自檢
S7-400H 可執(zhí)行大量自檢。自檢涉及以下方面：
報告每個檢測到的故障。
啟動時自檢
啟動時，每個子單元都會完整執(zhí)行全部自檢功能。
循環(huán)操作期間的自檢
完整的自檢分布在多個循環(huán)中。每個循環(huán)僅執(zhí)行一小部分自檢，因此，實際控制器所承受的負荷不是很大。
組態(tài)、編程
S7-400H 的編程與 S7-400 類似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。
對 S7-400H 編程需要使用 STEP 7 V5.2。
I/O 模塊的組態(tài)
硬件組態(tài)時，用戶必須通過 HW Config 指定相互形成冗余的模塊。只需指定要在冗余模式下運行的模塊以及要作為“冗余伙伴”的第二個模塊。在用戶程序中，應(yīng)訪問具有低地址的模塊。第二個地址不向用戶顯示，并且含有冗余和非冗余 I/O 的控制部分的編程完全相同。與非冗余 I/O 之間的差別是塊庫中的兩個函數(shù)塊（RED_IN 和 RED_OUT），需要在用戶程序的開始處和結(jié)束處調(diào)用這兩個函數(shù)塊。
在 STEP 7 V5.3 或更高版本中，該庫已作為標(biāo)準(zhǔn)庫集成到 STEP 7 中。
S7-400F/FH 滿足下列安全要求：
操作模式
S7-400F/FH 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中，并包含在故障安全信號模塊中。
信號模塊通過差異分析和測試信號注入來監(jiān)控輸出和輸入信號。
通過定期自檢、命令測試以及按時間順序執(zhí)行的邏輯程序執(zhí)行檢查，CPU 可檢查控制器的運行是否正常。此外，通過狀態(tài)監(jiān)視 (sign-of-life) 請求，還可以檢查 I/O 狀況。
若在系統(tǒng)中診斷出故障，則將系統(tǒng)切換到安全狀態(tài)。
F-Runtime 許可證
必須將 F-Runtime 許可證加載到 CPU 上以運行 S7-400F/FH。每個 S7-400F/FH 都需要一份許可證。
編程
S7-400F/FH 的編程方式與其它 SIMATIC S7 系統(tǒng)的編程方式相同。非故障安全工廠部分的用戶程序可用成熟可靠的編程工具（如 STEP 7）來創(chuàng)建。
S7 F Systems 可選軟件包
編程安全相關(guān)的程序段時，需要使用可選軟件包“S7 F Systems”。該軟件中包括創(chuàng)建 F 程序所需的全部函數(shù)和塊。
對于包含安全功能的 F 程序，可使用 CFC 調(diào)用來 F 庫中的專用函數(shù)塊并進行互連。使用 CFC 可以簡化工廠的組態(tài)和編程工作，由于工廠范圍內(nèi)具有統(tǒng)一的表示形式，也將簡了驗收測試。無需使用額外工具，程序員就可以完全專注于安全相關(guān)應(yīng)用程序。
S7-300 模塊化微型PLC 系統(tǒng)，滿足中、小規(guī)模的性能要求 
S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價格比。S7-200 CPU22X 系列PLC I/O 點數(shù)擴展和編址
S7-200 CPU22X 系列的每種主機所提供的本機I/O點的I/O地址是固定的，進行擴展時，可以在CPU右邊連接多個擴展模塊。如圖所示，每個擴展模塊的組態(tài)地址編號取決于各模塊的類型和該模塊在I/O鏈中所處的位置。輸入與輸出模塊的地址不會沖突，模擬量控制模塊地址也不會影響數(shù)字量。
編址方法是同樣類型輸入或輸出點的模塊在鏈中按所處的位置而遞增，這種遞增是按字節(jié)進行的，如果CPU或模塊在為物理I/0點分配地址時未用完一個字節(jié)，那些未用的位也不能分配給I/O鏈中的后續(xù)模塊。
例如，某一控制系統(tǒng)選用CPU224，系統(tǒng)所需的輸入／輸出點數(shù)為：數(shù)字量輸入24點、數(shù)字量輸出20點、模擬量輸入6點和模擬量輸出2點。
本系統(tǒng)可有多種不同模塊的選取組合，并且各模塊在I/O鏈中的位置排列方式也可能有多種，圖2所示為其中的一種模塊連接形式。表1所示為其對應(yīng)的各模塊的編址情況。
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圖2 模塊連接形式 |
表1 各模塊的編址
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主機 |
模塊 1 |
模塊 2 I/O |
模塊 3 |
模塊 4 |
模塊 5 |
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I0．0 Q0．0 |
I2．0
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Q2．0
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AIW0 AQW0
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I3．0 Q3．0
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AIW8 AQW4
AIW10
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● 同類型輸入或輸出的模塊按順序進行編制。
● 數(shù)字量模塊總是保留以8位（1個字節(jié)）遞增的過程映象寄存器空間。如果模塊沒有給保留字節(jié)中每一位提供相應(yīng)的物理點，那些未用位不能分配給I/O鏈中的后續(xù)模塊。對于輸入模塊，這些保留字節(jié)中未使用的位會在每個輸入刷新周期中被清零。
● 模擬量I/O點總是以兩點遞增的方式來分配空間。如果模塊沒有給每個點分配相應(yīng)的物理點，則這些I/O點會消失并且不能夠分配給I/O鏈中的后續(xù)模塊。
IM154-8 PN/DP CPU 智能接口模塊包含兩個部件：
兩個部件均可單獨訂購。
IM 154-8 PN/DP CPU 接口模塊具有：
可組態(tài)的參數(shù)屬性
STEP 7可用于對S7組態(tài)設(shè)置參數(shù)以及設(shè)置CPU的屬性和響應(yīng)參數(shù)：
顯示功能與信息功能
狀態(tài)和錯誤指示；
LED 指示,硬件、編程、時間、I/O 或 總線錯誤，以及工作狀態(tài)，如運行、停止和重啟。護報警導(dǎo)和 PROFINET 連接/動作
測試功能；
編程設(shè)備可用于顯示在程序執(zhí)行過程中的信號狀態(tài)、獨立地于用戶程序之外修改過程變量并輸出存儲器堆棧的內(nèi)容。
信息功能；
編程設(shè)備能使用戶獲得有關(guān)存儲容量和 CPU 工作狀態(tài)，以及工作內(nèi)存和負載內(nèi)存的當(dāng)前負荷，當(dāng)前的循環(huán)時間和診斷緩沖器內(nèi)容等方面的信息（純文本）。
集成通信功能
系統(tǒng)功能
CPU 可以提供大量的系統(tǒng)功能，用于診斷、參數(shù)化、同步、中斷、時間測量等。請參考手冊了解詳情。
SIMADYN D系 統(tǒng) 特 點:
全數(shù)字
多微機處理，高精度, 高動態(tài)性能
模塊化: 軟、硬件可自由組合
自由圖形配置, 用 D7－ES 軟件
高可信度: > 10 年的經(jīng)驗
通用性 (全集成自動化)
與 SIMATIC S7軟、硬件兼容
多種通訊: Industrial Ethernet, PROFIBUS
> 循環(huán)處理 極強的循環(huán)處理能力
> 采樣時間短 短100μs
> 運算時間短 PI 控制僅需10/2.5 μs
>的操作系統(tǒng) 固定時隙100/25 μs
>閉環(huán)控制 采用功能塊技術(shù)
>豐富的功能塊庫 300 個不同的功能塊
>多處理器 每個機架可支持8個CPU
> 自由圖形配置和調(diào)試 任務(wù)方案
> 基于STEP 7的配置工具軟件 統(tǒng)一的軟件工具
> 操作系統(tǒng) Win 95/98/NT4.0 對外部硬，軟件環(huán)境的要求簡單
SIMADYN D模塊化硬件特點：
特點:
? 機架種類： 6, 12，24 槽
? 快速并聯(lián)背板總線(4μs/16 bit)
? 每機架可插8 個CPU
? 每個CPU可帶 8 個增量型
編碼器
? 每個PM5 CPU 有兩個型
編碼器接口
