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西門子6ES74613AAOO7AAO

S7-200的工作過(guò)程和CPU的工作模式

1) S7-200在掃描循環(huán)中完成一系列任務(wù)。任務(wù)循環(huán)執(zhí)行一次稱為一個(gè)掃描周期。S7-200的工作過(guò)程如圖4所示。在一個(gè)掃描周期中，S7-200主要執(zhí)行下列五個(gè)部分的操作：

（Ⅰ）讀輸入：S7-200從輸入單元讀取輸入狀態(tài)，并存入輸入映像寄存器中。

（Ⅱ）執(zhí)行程序：CPU根據(jù)這些輸入信號(hào)控制相應(yīng)邏輯，當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)刷新相關(guān)數(shù)據(jù)。程序執(zhí)行后，S7-200將程序邏輯結(jié)果寫到輸出映像寄存器中。

（Ⅲ）處理通訊請(qǐng)求：S7-200執(zhí)行通訊處理。

（Ⅳ）執(zhí)行CPU自診斷：S7-200檢查固件、程序存儲(chǔ)

器和擴(kuò)展模塊是否工作正常

（Ⅴ）寫輸出：在程序結(jié)束時(shí)，S7-200將數(shù)據(jù)從輸出映像寄存器中寫入把輸出鎖存器，后復(fù)制到物理輸出點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。

（2）、S7-200 CPU的工作模式

   S7-200有兩種操作模式：停止模式和運(yùn)行模式。CPU面板上的LED狀態(tài)燈可以顯示當(dāng)前的操作模式。

   在停止模式下，S7--200不執(zhí)行程序，您可以下載程序和CPU組態(tài)。在運(yùn)行模式下，S7-200將運(yùn)行程序。

   S7-200提供一個(gè)方式開(kāi)關(guān)來(lái)改變操作模式。您可以用方式開(kāi)關(guān)（位于S7-200前蓋下面）手動(dòng)選擇操作模式：當(dāng)方式開(kāi)關(guān)撥在停止模式，停止程序執(zhí)行；當(dāng)方式開(kāi)關(guān)撥在運(yùn)行模式，啟動(dòng)程序的執(zhí)行；也可以將方式開(kāi)關(guān)撥在TERM（終端）（暫態(tài)）模式，允許通過(guò)編程軟件來(lái)切換CPU的工作模式，即停止模式或運(yùn)行模式。

    如果方式開(kāi)關(guān)打在STOP或者TERM模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，CPU會(huì)自動(dòng)進(jìn)入STOP模式。如果方式開(kāi)關(guān)打在RUN模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，CPU會(huì)進(jìn)入RUN模式。

• SIMOTION CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊
• CBE30-2 通信板
• TB30 端子模板

SIMOTION CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊是一個(gè) SINAMICS S120 書(shū)本型變頻調(diào)速柜模塊。通過(guò)此模塊，可將 SIMOTION D4x5-2 控制單元的驅(qū)動(dòng)端計(jì)算性能加以擴(kuò)展。

通過(guò)集成驅(qū)動(dòng)器計(jì)算性能，SIMOTION D4x5-2 控制單元可以操作多 6 個(gè)伺服軸、6 個(gè)矢量軸或 12 個(gè) V/f 軸。

利用 SIMOTION CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊，通過(guò)多 6 個(gè)附加伺服軸、6 個(gè)矢量軸或 12 個(gè) V/f 軸將驅(qū)動(dòng)器計(jì)算性能進(jìn)行擴(kuò)展。這樣就可以根據(jù)應(yīng)用要求來(lái)增加多軸系統(tǒng)的軸數(shù)。

如果需要，還可在一個(gè) SIMOTION D4x5-2 控制單元上操作多個(gè) CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊。

• CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊的寬度為 25 mm，只需要很小的空間，因此非常適合在結(jié)構(gòu)緊湊的機(jī)器上使用。
• CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊通過(guò) DRIVE-CliQ 連接到 SIMOTION D4x5-2，所以無(wú)需附加模塊，便可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的高性能、等時(shí)同步閉環(huán)控制。SIMOTION D4x5-2 模塊上的通訊接口可用于其它連接。
• 控制器擴(kuò)展模塊的尋址與 PROFIBUS/PROFINET 上的尋址無(wú)關(guān)。這對(duì)于模塊化機(jī)器概念十分有利。
• 簡(jiǎn)便的布線與組態(tài)
• 來(lái)自與 SIMOTION D4x5-2 相連的饋入部分的“控制運(yùn)行”信號(hào)可極為方便地與 CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊的驅(qū)動(dòng)器互連。
• CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊不需要有自己的 CF 卡。數(shù)據(jù)是在 SIMOTION D4x5-2 控制單元的 CF 卡上集中管理的。這樣做有以下優(yōu)勢(shì)：
  • 模塊更換簡(jiǎn)便（無(wú)需在 CX32-2 上進(jìn)行操作，例如，更換存儲(chǔ)卡）
  • 在固件升級(jí)期間，CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊會(huì)自動(dòng)通過(guò) SIMOTION D4x5-2 控制單元的集成驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行升級(jí)。
  • 通過(guò) SIMOTION D4x5-2 進(jìn)行集中許可證處理

Design

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西門子PLC S7-400系列可編程控制器

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• 用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。
• 可應(yīng)用在高可用性的 S7-400H 系統(tǒng)中
• 可與故障安全 S7-400F/FH 系統(tǒng)中 F 運(yùn)行授權(quán)與 F 兼容 CPU 一起使用。
• 帶有內(nèi)置的 PROFIBUS DP 主站接口
• 帶兩個(gè)用于 Sync 模塊的插槽

CPU 414–5H 是用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH 的 CPU。它允許配置為一個(gè)容錯(cuò)的 S7-400H 系統(tǒng)。它可與 F 運(yùn)行授權(quán)一起用于故障安全 S7-400®F/FH 自動(dòng)化系統(tǒng)。內(nèi)置的PROFIBUS-DP接口使它能夠作為主站或從站直接連接到PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線。

CPU 414-5H 擁有：

• 功能強(qiáng)大的處理器： 
  CPU 處理每條二進(jìn)制指令的時(shí)間小于 18.75 ns。
• 4 MB 主存儲(chǔ)器（2 MB 用于程序，2 MB 用于數(shù)據(jù)）；
  裝載存儲(chǔ)器用于存放 S7-400H F/FH 自動(dòng)化系統(tǒng)的用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)；高速主存儲(chǔ)器用于存放與過(guò)程相關(guān)的用戶程序的子程序
• 存儲(chǔ)卡： 
  用于擴(kuò)展內(nèi)置裝載存儲(chǔ)器。 除程序本身之外，裝載存儲(chǔ)器中所含的信息還包括 S7-400H F/FH 的組態(tài)數(shù)據(jù)，這就是要在存儲(chǔ)器中占據(jù)雙倍空間的原因。 其結(jié)果是：
  
  • 內(nèi)置的裝載存儲(chǔ)器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲(chǔ)卡。 
    提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在斷開(kāi)電源時(shí)保存數(shù)據(jù)）。
• 靈活的擴(kuò)展選件： 
  多達(dá) 131,072 點(diǎn)數(shù)字量和 81,932 點(diǎn)模擬量輸入/輸出。
• MPI 多點(diǎn)接口： 
  MPI 可用來(lái)建立一個(gè) 32 個(gè)節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以與通信總線（C 總線）上的節(jié)點(diǎn)和 MPI 上的節(jié)點(diǎn)建立多 64 個(gè)連接。 
  注：
  當(dāng)同時(shí)使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口時(shí)，只能將下列總線連接器連接到 MPI 接口：
  
  • 帶插口： 6ES7 972-0BB42-0XA0
  • 不帶插口： 6ES7 972-0BA42-0XA0
• PROFIBUS DP 接口： 
  通過(guò) PROFIBUS DP 接口，可以實(shí)現(xiàn)冗余、分布式自動(dòng)化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來(lái)處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
• PROFINET 接口，帶 2 個(gè)端口（交換機(jī)）： 
  支持系統(tǒng)冗余和 MRP（介質(zhì)冗余協(xié)議）
• 模式選擇開(kāi)關(guān)： 
  撥動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)。
• 診斷緩沖區(qū)： 
  后的 120 個(gè)報(bào)警和中斷事件保存在一個(gè)環(huán)形緩沖區(qū)中，用于進(jìn)行診斷。
• 實(shí)時(shí)時(shí)鐘： 
  CPU 提供帶日期和時(shí)間的診斷報(bào)告。
• PROFIBUS DP 接口： 
  通過(guò)帶 PROFIBUS DP 主站接口的 CPU 414-5H，可迅速建立起操作方便的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來(lái)處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。 
  注：
  當(dāng)同時(shí)使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口時(shí)，只能將下列總線連接器連接到 MPI 接口：
  
  • 帶插口： 6ES7 972-0BB42-0XA0
  • 不帶插口： 6ES7 972-0BA42-0XA0

西門子S7-200 CPU的類型

從CPU模塊的功能來(lái)看，SIMATIC S7-200系列小型PLC發(fā)展至今，大致經(jīng)歷了兩代：

     第一代產(chǎn)品，其CPU模塊為CPU 21X，主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展，它具有四種不同配置的CPU單元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216，本書(shū)不介紹該產(chǎn)品。

     第二代產(chǎn)品，其CPU模塊為CPU 22X，主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展，它具有五種不同配置的CPU單元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226和CPU226XM，除CPU 221之外，其它都可加擴(kuò)展模塊，是目前小型PLC的主流產(chǎn)品。本書(shū)將介紹CPU22X系列產(chǎn)品。

     對(duì)于每個(gè)型號(hào)，西門子廠家都提供有產(chǎn)品貨號(hào)，根據(jù)產(chǎn)品貨號(hào)可以購(gòu)買到指定類型的PLC。

Monitor V6.2帶50個(gè)客戶機(jī) WinCC Audit V6.2 6AV6 371-1DV06-2AX0 Audit RT 6AV6 371-1DV16-2AX0 Audit RC WinCC Industrial Data Bridge V6.1 用于數(shù)據(jù)庫(kù)和 OPC 器的數(shù)據(jù)交換(德文/英文) 6AV6 371-1DX06-1AB0 包含128個(gè)變量 6AV6 371-1DX06-1BX0 包含512個(gè)變量 6AV6 371-1DX06-1CX0 包含2048個(gè)變量 6AV6 371-1DX06-1DX0 包含10000個(gè)變量 WinCC Historian V6.2   6AV6 371-1DQ16-2AX0 1500個(gè)歸檔變量 6AV6 371-1DQ16-2BX0 5000個(gè)歸檔變量 6AV6 371-1DQ16-2EX0 30000個(gè)歸檔變量 6AV6 371-1DQ16-2GX0 80000個(gè)歸檔變量 其它軟件 6ES7 810-4CC08-0YA5 STEP7 V5.4編程軟件 6ES7 810-5CC10-0YA5 STEP7 V5.4編程軟件專業(yè)版 6ES7 841-0CC05-0YA5 S7_PLC模擬軟件 V5.4 6ES7 807-4BA02-0YA1  PRODAVE MPI/IE V6.1 6ES7 860-1AA10-0YX0 模塊化PID功能軟件包V5.0 6ES7 830-1AA11-0YX0  PID標(biāo)準(zhǔn)控制工具V5.1 6ES7 860-2AA21-0YX0 PID標(biāo)準(zhǔn)控制軟件包V5.1 6ES7 860-4AA01-0YX0 PID自整定功能軟件包 6ES7 862-0AC01-0YA0 冗余軟件V1.2 6ES7 842-0CE00-0YE0 Teleservice V6.1通訊軟件 6ES7 658-1EX16-2YA5 CFC軟件包，V6.1 6ES7 811-3CC05-0YA5 SIMATIC S7-HiGraph   V5.3 6ES7 811-0CC06-0YA5 SIMATIC S7-GRAPH     V5.3 6ES7 811-1CC05-0YA5 SIMATIC S7-SCL       V5.3 6ES7 852-0CC00-0YA5 SIMATIC D7-SYS V6.2 6ES7 852-2CC00-0YA5 SIMATIC D7-ES  V6.2 6AV6 612-0AA31-2CA8 WinCC flexible 2007中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)版組態(tài)軟件  6AV6 612-0AA31-3CA8 WinCC flexible 2008中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)版組態(tài)軟件  6AV6 613-0AA11-2CA5 WinCC flexible 2007亞洲版組態(tài)軟件 6AV6 613-0AA11-3CA5 WinCC flexible 2008亞洲版組態(tài)軟件 6AV6 612-0AA51-2CA5 WINCC FLEXIBLE 2007 標(biāo)準(zhǔn)版工程師站 6AV6 612-0AA51-3CA5 WINCC FLEXIBLE 2008 標(biāo)準(zhǔn)版工程師站

• 用于將兩個(gè) CPU 41xH 安裝到 S7-400H 子單元中。
• 可直接插入到 CPU

同步模塊直接插入 CPU 41xH 的預(yù)留插槽中。每個(gè) CPU 需要兩個(gè)同步模塊。通過(guò)光纜連接子單元中的模塊。

• 同步模塊 6ES7960-1AA06-0XA0，用于長(zhǎng) 10m 的光纖電纜（轉(zhuǎn)接電纜）。
• 同步模塊 6ES7960-1AB06-0XA0，用于長(zhǎng) 10 km 的光纖電纜（轉(zhuǎn)接電纜或安裝電纜）。

Y-型鏈接

• 包括：

 - 2 IM 157 接口模塊

 - 1 個(gè) Y-型聯(lián)結(jié)器

 - 1 個(gè) RS 485 轉(zhuǎn)發(fā)器 

• ET 200M 總線模塊上的模塊化配置

Y-型聯(lián)結(jié)器

• G從屬 DP 主站與電源之間通過(guò) RS 485 轉(zhuǎn)發(fā)器實(shí)現(xiàn)電隔離
• 防護(hù)等級(jí)：IP 20

配置選項(xiàng)與約束

冗余 PROFIBUS-DP 主站可通過(guò)下述方式由 Y-型鏈接進(jìn)行擴(kuò)展：

• 冗余 DP 主站上的 Y-型鏈接數(shù)僅受限于大節(jié)點(diǎn)數(shù)
• 從屬 DP 主站的節(jié)點(diǎn)不超過(guò) 31 個(gè)
• 從屬 DP 主站的插槽不超過(guò) 223 個(gè)
• 配置信息與 Y-型鏈接的實(shí)用數(shù)據(jù)信息幀包括從屬?gòu)恼镜男畔瑑?nèi)容。因此，每一種情況下的大信息幀長(zhǎng)度為 244 字節(jié)
• 不通過(guò) Y-型鏈接但通過(guò) IM 153 將 ET 200M 連接到冗余 PROFIBUS-DP 上
• 不允許 Y-型鏈接級(jí)聯(lián)
• 在從屬主站中不可能實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間通信與等距離

通過(guò)熱電偶信號(hào)板 SB 1231，可使用連接的熱電偶進(jìn)行高精度溫度記錄。另外，也可記錄低電平模擬信號(hào) ±80 mV?？蓪犭娕夹盘?hào)板 SB 1231 直接插到所有 SIMATIC S7-1200 CPU 中。

這為用戶提供了下列優(yōu)勢(shì)：

• 佳適應(yīng)性：
  使用號(hào)板，用戶可以使其控制器佳地滿足更加復(fù)雜的任務(wù)要求
• 靈活性：
  如果任務(wù)后續(xù)有所擴(kuò)展，可以升級(jí)控制器。更新用戶程序非常簡(jiǎn)單。
• 在空間有限的場(chǎng)合使用：
  可將信號(hào)板直接插到 CPU 中，從而在不占用額外空間的情況下對(duì)控制器進(jìn)行擴(kuò)展。

信號(hào)板直接插到每個(gè) S7-1200-CPU 前面的支架中。

• 安裝：
  信號(hào)板直接插到 SIMATIC S7-1200 CPU 中，因此可以電氣、機(jī)械地連接到 CPU。
• CPU 的安裝尺寸保持不變。
• 所有信號(hào)板上的端子均可拆卸，便于更換（“固定接線”）。

SM 1231 RTD 模塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和其他 S7-1200 系列模塊的相同：

• 安裝在 DIN 導(dǎo)軌上：
  將模塊卡裝到 CPU 右側(cè)的導(dǎo)軌上，互相連接以后再通過(guò)集成背板總線連接到 CPU 12xx。
• 直接安裝：
  通過(guò)鉆孔，可將模塊直接螺栓安裝到墻壁上。在易受劇烈振動(dòng)的場(chǎng)合建議采用這種安裝方式。
• 電阻傳感器：
  可使用為常用的電阻溫度監(jiān)測(cè)器：Pt 100、Pt 200、Pt 500、Pt 1000、Pt 10000、Ni 100、Ni 120、Ni 1000、Cu 10、FS 150、FS 30、FS 600?？梢詿o(wú)需使用放大器直接連接到模塊上，并且所有 RTD 的類型必須相同。探測(cè)器可以采用 2、3 或 4 線制連接。
• 安裝位置：
  為了實(shí)現(xiàn)大的測(cè)量和重復(fù)精度，應(yīng)將 RTD 模塊安裝在溫度變化較小的位置。
• DIP 開(kāi)關(guān)：
  所需設(shè)置（如所連 RTD 的選擇）應(yīng)通過(guò)模塊上的 DIP 開(kāi)關(guān)進(jìn)行。

通過(guò) RTD 信號(hào)板 SB 1231，可使用電阻式溫度檢測(cè)器進(jìn)行高精度溫度記錄?？蓪?RTD 信號(hào)板 SB 1231 用于 SIMATIC S7-1200 CPU?？蓪?RTD 信號(hào)板 SB 1231 直接插到所有 SIMATIC S7-1200 CPU 中。

這為用戶提供了下列優(yōu)勢(shì)：

• 佳適應(yīng)性：
  使用號(hào)板，用戶可以使其控制器佳地滿足更加復(fù)雜的任務(wù)要求
• 靈活性：
  如果任務(wù)后續(xù)有所擴(kuò)展，可以升級(jí)控制器。更新用戶程序非常簡(jiǎn)單。
• 在空間有限的場(chǎng)合使用：
  可將信號(hào)板直接插到 CPU 中，從而在不占用額外空間的情況下對(duì)控制器進(jìn)行擴(kuò)展。