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伺服驅(qū)動器masterdrives

工業(yè)軟件平臺上編程和運行的S7 200系列PLC系統(tǒng)基本構(gòu)成

 SIMATIC S7—200硬件系統(tǒng)的配置方式采用整體式加積木式，即主機(jī)中包含一定數(shù)量的本機(jī)I／O，同時還可以擴(kuò)展各種功能模塊。一個完整的PLC系統(tǒng)如圖1所示。

             圖1 S7—200硬件系統(tǒng)組成

        CPU模塊又稱為主機(jī)是系統(tǒng)的核心，它包括CPU、存儲器、基本輸入輸出點和電源等。它實際就是一個完整的控制系統(tǒng)，可以單獨完成一定的控制任務(wù)。主機(jī)I/O數(shù)量不能滿足控制系統(tǒng)的要求時，用戶可以根據(jù)需要擴(kuò)展各種I/O模塊，所能連接的擴(kuò)展單元的數(shù)量和實際所能使用的I／O點數(shù)是由多種因素共同決定的。當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時，可擴(kuò)展特殊功能模塊，以完成某種特殊的控制任務(wù)。利用網(wǎng)絡(luò)接口，可以充分和方便地利用為SIMATICS7—200系統(tǒng)的硬件和軟件資源而開發(fā)和使用的一些設(shè)備，主要有編程設(shè)備、人機(jī)操作界面和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。

   所有以上這些硬件設(shè)備，都在一個統(tǒng)一的工業(yè)軟件平臺上編程和運行，為了更好地管理和使用這些設(shè)備，S7—200PLC配備了許多功能強(qiáng)大的專用功能指令，方便地實現(xiàn)各種控制目的。

需要以緊湊室外結(jié)構(gòu)提供單軸運動控制和 PLC 功能時，SIMOTION D410-2 是理想解決方案。不過，該解決方案也可用于塊型小型多軸組（通常為 2 到 3 軸，大 8 軸）。實現(xiàn)這些應(yīng)用時，SINAMICS 控制單元通過 PROFIBUS 或 PROFINET 與 SIMOTION D410-2 連接。

SIMOTION D410-2 應(yīng)用示例包括：

• 自主控制單軸
• 橫向切斷機(jī)
• 纏繞機(jī)應(yīng)用
• 送料裝置/滾柱進(jìn)給/印刷機(jī)送料機(jī)
• 同步加工設(shè)備
• 緊湊型機(jī)器模塊，例如
  • 印后應(yīng)用中的送料機(jī)
  • 收縮包裝機(jī)。
• 模塊型小型多軸組（通常為 2 至 3 軸）

含 3 個軸（1 × D410-2 DP/PN，2 × CU310-2 PN）的 SIMOTION D410-2 軸組

SIMOTION D410-2 支持“定位”(POS)、“同步運行/電子齒輪”(GEAR) 和“凸輪”(CAM) 這些工藝功能在內(nèi)的運動控制。但 V4.4 不支持“軌跡插補(bǔ)”(PATH)。

接口

顯示和診斷

• 使用 LED 指示燈來顯示運行狀態(tài)和錯誤
• 3 個測量插座
• 維修開關(guān)和模式選擇開關(guān)
• 診斷按鈕

內(nèi)置 I/O

• 5 點數(shù)字量輸入
• 8 點數(shù)字量輸入/輸出（多 8 點用作凸輪輸出或者多 8 點用作測量輸入）
• 3 點故障安全雙通道輸入 (F-DI)；也可用作 6 DI
• 1 點故障安全輸出 (F-DO)；也可用作 1 DO
• 1 點模擬量輸入（可以是 ± 10 V 或 ± 20 mA）

通信

• 1 x DRIVE-CLiQ
• 1 x PROFINET IO（1 個接口帶兩個 端口，僅限 D410-2 DP/PN）
• 1 x PROFIBUS DP（(D410-2 DP：2 × PROFIBUS DP）

數(shù)據(jù)備份

• 1 個 SIMOTION CF 卡插槽

其它接口

• 24 V 電路電源端子
• 1 點編碼器輸入，用于
  • HTL/TTL 增量編碼器
  • SSI 值編碼器（不帶增量信號）
• 1 點溫度傳感器輸入（KTY84-130 或 PTC）
• 背面的 PM IF 接口（功率模塊接口），用于直接連接模塊型 SINAMICS S120 PM240-2 或 PM340 功率模塊

組裝/安裝

SIMOTION D410-2 可直接插到模塊型 SINAMICS S120 功率模塊中。

或者，可以將 SIMOTION D410-2 安裝在安裝板（需單獨訂購）上，然后通過 DRIVE-CLiQ 連接到電源模塊。這種情況下，必須將 CUA31/CUA32 控制單元適配器連接到電源模塊。SIMOTION D410-2 只能連接一個控制單元適配器。

注：

通過 CUA31/CUA32 連接電源模塊時，不能通過內(nèi)置端子（F-DI、F-DO）使用安全集成擴(kuò)展功能。

AC/AC 裝置型功率模塊通過 DRIVE-CLiQ 接口連接到 SIMOTION D410-2。書本型逆變單元無法連接 SIMOTION D410-2。

安裝在安裝板上的 SIMOTION D410-2 也可在不使用功率模塊的情況下運行，例如

• 在液壓應(yīng)用中，將 TM31 用于模擬量輸入和模擬量輸出
• 用于連接帶模擬 ± 10 V 設(shè)定值接口 (IM 174/ADI 4) 的驅(qū)動器

數(shù)據(jù)存儲/數(shù)據(jù)備份

SIMOTION D410-2 控制單元將以免維護(hù)的方式存儲保持性過程數(shù)據(jù)（有關(guān)所需的存儲器大小，請參見技術(shù)數(shù)據(jù)）。將通過 SuperCap 備份實時時鐘數(shù)天時間。

運行系統(tǒng)軟件、用戶數(shù)據(jù)和用戶程序均在 SIMOTION CF 卡上備份?？刂茊卧谋３中赃^程數(shù)據(jù)也可以通過系統(tǒng)命令存儲在此 CF 卡上，例如在需要備件時。

可連接的 I/O

PROFINET IO：（僅限 D410-2 DP/PN）

• 通過認(rèn)證的 PROFINET 設(shè)備
• 分布式 SIMATIC ET 200S/SP/M/MP/eco PN/pro
• SIMATIC HMI

PROFIBUS DP：

• 通過認(rèn)證的 PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)從站（DP-V0、DP-V1 和 DP-V2）
• SIMATIC ET 200S/SP/M/MP/eco/pro 分布式 I/O 系統(tǒng)
• SIMATIC HMI

DRIVE-CLiQ：

SINAMICS 系列中的模塊：

• 終端模塊（多 8 個），其中
  • 多 3 個為 TM15、TM17 高性能型或 TM41
  • 多 8 個為 TM15 DI/DO 或 TM31
  • 多 1 個為 TM54F
  • SMC/SME 編碼器單元（通過 DRIVE-CLiQ 多連接 5 個編碼器系統(tǒng)）
  • DMC20/DME20 DRIVE?CLiQ 集線器模塊（多 1 個）
  • 帶 DRIVE-CLiQ 接口的電機(jī)

數(shù)字量輸入/輸出模塊具有下列機(jī)械特性：

• 緊湊型設(shè)計：
  • 綠色 LED，用于指示輸入/輸出的信號狀態(tài)，
  • 插入前連接器
  • 前門上的標(biāo)簽區(qū)
  • 連接器針腳分配，用于在前門內(nèi)部進(jìn)行配線。
• 安裝簡單：
  沒有插槽規(guī)則；輸出地址由插槽決定。
  當(dāng)在 ET 200M 中與有源總線模塊一起使用時，可以進(jìn)行熱插拔，而不會有任何反應(yīng)。
• 方便用戶接線

以下 SIPLUS S7-300 數(shù)字量模塊可在惡劣環(huán)境條件下使用：

• SIPLUS S7-300 SM 321；
  數(shù)字量輸入
• SIPLUS S7-300 SM 322；
  數(shù)字量輸出
• SIPLUS S7-300 SM 323；
  數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出

SIPLUS S7-300 數(shù)字量模塊可在以下惡劣環(huán)境條件下使用：

• 溫度范圍寬：-25°C 至 +60/+70 °C
• 在需要較高抗化學(xué)腐蝕性以及需能夠承受較高機(jī)械和生物負(fù)荷和鹽霧的場合
• 相對濕度
• 符合標(biāo)準(zhǔn) EN 50155

數(shù)字量輸入模塊具有下列機(jī)械特性：

• 緊湊型設(shè)計：
  堅固的塑料機(jī)殼里包括：
  • 綠色 LED，用于指示輸入的信號狀態(tài)。
  • 前連接器插座，通過前門保護(hù)。
  • 前門上的標(biāo)簽區(qū)。
  • 連接器針腳分配，用于在前門內(nèi)部進(jìn)行配線。
• 安裝方便：
  沒有插槽規(guī)則；輸入地址由插槽決定。
  當(dāng)在 ET 200M 中與有源總線模塊一起使用時，可以進(jìn)行熱插拔，而不會有任何反應(yīng)。
• 方便用戶接線。

西門子STEP 7中的塊編程的重要知識點

一、塊的作用和分類

二、組織塊

l  啟動組織塊

l  循環(huán)的程序執(zhí)行組織塊

l  定期的程序執(zhí)行組織塊

l  事件驅(qū)動的程序執(zhí)行組織塊

各種組織塊的作用、功能。

三、功能FC和功能塊FB

二者的功能、使用上的區(qū)別。

四、系統(tǒng)功能SFC和系統(tǒng)功能塊SFB

二者的功能、使用上的區(qū)別。

五、背景數(shù)據(jù)塊和共享數(shù)據(jù)塊

二者的功能、使用上的區(qū)別。

六、STEP7的程序結(jié)構(gòu)

l  線性程序結(jié)構(gòu)

l  分塊程序結(jié)構(gòu)

l  結(jié)構(gòu)化程序結(jié)構(gòu)

七、三種編程語言

l  梯形圖LAD（Ladder Logic Programming Language）

l  語句表STL（Statement List Programming Language）

l  功能圖FBD（Function Block Diagram Programming Language）

Overview

• 將 SIMATIC S7-400 連接到工業(yè)以太網(wǎng)
  • 多協(xié)議運行，用于 ISO、TCP/IP、UDP 與 PROFINET IO 協(xié)議
  • 可調(diào)節(jié)的 Keep Alive 功能
• 兩個獨立的接口（集成的網(wǎng)絡(luò)分離）：
  • 千兆以太網(wǎng)接口，帶有 RJ45 端口，10/100/1000 Mbit/s 全雙工/半雙工，具有自動偵測功能
  • PROFINET 接口，帶有四個 RJ45 端口，10/100 Mbit/s 全雙工/半雙工，通過 4 端口交換機(jī)執(zhí)行自動感測和自動交叉功能
• 通過兩個接口進(jìn)行通訊
  • 開放式通訊（ISO、TCP/IP 和 UDP），使用 UDP 多點傳送，包括兩個接口之間的路由
  • 編程器/OP通訊：
    通過 S7 路由的交叉網(wǎng)絡(luò)
  • S7 通訊（客戶端、器、多路復(fù)用），包括兩個接口之間的路由
  • IT 通訊：
    HTTP 通訊支持通過自己的 web 頁訪問過程數(shù)據(jù)；
    電子郵件客戶端功能，直接從用戶程序發(fā)送包含身份驗證信息的電子郵件；
    FTP 通訊支持程序控制的 FTP 客戶端通訊；
    通過 FTP 器訪問數(shù)據(jù)塊
• 通過 PROFINET 接口進(jìn)行通訊
  • PROFINET IO 控制器，具有實時屬性（RT 和 IRT）
  • PROFINET CBA
  • 通過 DHCP、簡單的 PC 工具或通過用戶程序（例如 HMI）進(jìn)行 IP 地址分配
  • 支持 PROFINET IO 設(shè)備的優(yōu)先啟動
  • 使用 STEP 7 組態(tài)
• 介質(zhì)冗余 (MRP)；
  在采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，CP 支持介質(zhì)冗余程序 MRP。
• 通過可組態(tài)的 IP 訪問列表進(jìn)行訪問保護(hù)
• 無需編程器即可進(jìn)行模板更換；
  所有信息都保存在 C-PLUG 中（即使是用于 IT 功能的文件系統(tǒng)）。
• 豐富的診斷功能，可用于機(jī)架中的所有模板
• 通過 SNMP V1 MIB-II，集成在網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中
• 運行于冗余 S7 通訊或 DP 主站通訊的 SIMATIC H 系統(tǒng)。
• 在與 SIMATIC S7-400 CPU 416F 一起使用的故障安全型應(yīng)用程序 (PROFIsafe) 中操作

S7 控制器中的控制器

控制器尤其適用于具有中等和較高復(fù)雜程度的應(yīng)用。SIMATIC S7-1500 ActiveX Control 是 SIMATIC S7-300 和 SIMATIC 的長期后續(xù)產(chǎn)品

S7-400 控制器，未來工廠的標(biāo)準(zhǔn)控制器 – 的性能和創(chuàng)新的設(shè)計與操作方式產(chǎn)生令人信服的結(jié)果。具有模塊化擴(kuò)展能力的 SIMATIC S7 控制器具有長期兼容性，免維護(hù)且可以擴(kuò)展，當(dāng)然也能在 TIA 博途中進(jìn)行組態(tài)。它們是任何自動化任務(wù)的理想解決方案。

• 模塊化、可擴(kuò)展通用系統(tǒng)，IP20 防護(hù)等級
• 適用于離散自動化領(lǐng)域中各種自動化應(yīng)用的系統(tǒng)解決方案
• 具有極高性能和可用性
• 可專門通過 Totally Integrated Automation Portal 平臺中的 STEP 7 Professional V12 及更高的型號進(jìn)行組態(tài)

性能

• 提高性能
  • 高速指令執(zhí)行:
  • 語言擴(kuò)展
  • 新數(shù)據(jù)類型
  • 更快速的背板總線
  • 經(jīng)過的代碼生成
• 功能強(qiáng)大的通信：
  • PROFINET IO（2 端口交換機(jī)）標(biāo)準(zhǔn)接口；
    從 CPU 1515-2 PN 起，具有一個更多額外的集成 PROFINET 接口，例如，用于網(wǎng)絡(luò)分離
  • 可針對總線系統(tǒng)和點到點連接，通過通信模塊進(jìn)行擴(kuò)展

集成技術(shù)

• 無需附加模塊就可集成運動控制功能：
  • 通過標(biāo)準(zhǔn)化的塊 (PLCopen) 來連接模擬驅(qū)動器和 PROFIdrive 驅(qū)動器
  • 運動控制功能支持轉(zhuǎn)速控制軸和定位軸以及外部編碼器
  • 軸之間實現(xiàn)位置精確的齒輪傳動
• 全面跟蹤所有 CPU 標(biāo)簽，以進(jìn)行實時診斷和間歇錯誤檢測；
  擁有有效調(diào)試和快速驅(qū)動器和控制裝置
• 廣泛的控制功能：
  例如，可輕松組態(tài)的塊可進(jìn)行控制參數(shù)的自動以實現(xiàn)優(yōu)控制質(zhì)量
• 通過提供的工藝模塊獲得附加功能：
  例如，高速計數(shù)、位置檢測或高達(dá) 1 MHz 信號的測量

安全集成

人身安全和機(jī)器安全 – 在集成式完整系統(tǒng)框架內(nèi)

• 故障安全 SIMATIC S7-1500F 控制器可在同一控制器上處理標(biāo)準(zhǔn)程序和安全程序。
  在 TIA 博途中，使用相同的編輯器生成故障安全和標(biāo)準(zhǔn)用戶程序；例如，這樣就能向標(biāo)準(zhǔn)用戶程序中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)那樣，故障安全數(shù)據(jù)。由于這種軟件集成，故障安全應(yīng)用也可利用 SIMATIC 的系統(tǒng)有點和全面功能。

集成安全功能

• 通過密碼進(jìn)行知識保護(hù)，防止未經(jīng)授權(quán)讀取和修改程序塊
• 通過復(fù)制保護(hù)來提高保護(hù)程度，防止未經(jīng)授權(quán)而復(fù)制程序塊：
  通過復(fù)制保護(hù)，可將 SIMATIC 存儲卡上的程序塊與其序列號綁定，以便只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。
• 具有四個不同授權(quán)級別的權(quán)限：
  可向各個用戶組分配不同訪問權(quán)限。通過新的保護(hù)級別 4，還可以限制與 HMI 設(shè)備之間的通信。
• 改進(jìn)了操作保護(hù)：
  控制器將會檢測到組態(tài)數(shù)據(jù)的更改或未授權(quán)傳輸。
• 用于以太網(wǎng)通信處理器 (CP 1543-1)：
  • 通過防火墻提供附加訪問保護(hù)
  • 建立安全 VPN 連接（V12 SP1 或更高版本）

設(shè)計與操作

• CPU 帶有用于顯示普通文本信息的顯示屏：
  • 可顯示所有連接模塊的訂貨號、固件版本和序列號信息
  • 直接在現(xiàn)場設(shè)置 CPU 的 IP 地址以及進(jìn)行其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，無需使用編程設(shè)備
  • 直接以普通文本形式顯示錯誤消息，可縮短停機(jī)時間
• 所有模塊采用統(tǒng)一的前連接器，并具有用于靈活形成電壓組的集成式電壓橋接件，從而簡化了庫存，降低了接線成本
• S7-1500 安裝導(dǎo)軌上集成有 DIN 導(dǎo)軌：
  快速、方便地安裝小型斷路器、繼電器等附加組件
• 通過信號模塊進(jìn)行集中擴(kuò)展：
  可根據(jù)任何應(yīng)用的要求進(jìn)行靈活調(diào)整
• 數(shù)字量信號模塊的系統(tǒng)電纜連接：
  可快速、清晰地進(jìn)行安排，以連接至現(xiàn)場的傳感器和執(zhí)行器并在控制柜中進(jìn)行簡便接線
• 電源：
  • 負(fù)載電源模塊（電源模塊）為模塊提供 24 V 電源
  • 電源模塊可通過背板總線向模塊內(nèi)部電路供電
• 分布式擴(kuò)展：
  • 通過 PROFINET 接口模塊 IM 155-5，可針對 ET 200MP I/O 系統(tǒng)使用多 30 個信號模塊、通信模塊和工藝模塊
  • 在集中和分布式運行的操作和系統(tǒng)功能方面沒有差別

集成系統(tǒng)診斷

• CPU 的集成系統(tǒng)診斷，默認(rèn)情況下已激活：
  • 在顯示屏上以及 TIA Portal、HMI 和 Web 器中以普通文本形式一致地顯示系統(tǒng)診斷信息，甚至可顯示變頻器消息。即使 CPU 處于停止?fàn)顟B(tài)，也會更新消息。
  • 系統(tǒng)診斷功能集成在 CPU 固件中。無需由用戶進(jìn)行組態(tài)。組態(tài)發(fā)生改變時，會自動對診斷信息進(jìn)行更新。

數(shù)據(jù)記錄（歸檔）和配方

• SIMATIC 存儲卡：
  • 插入式裝載存儲器
  • 可進(jìn)行固件更新
  • STEP 7 項目（包括注釋和符號）、附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）的存儲選項
  • 通過 SD 讀卡器并使用 Office 工具，可方便地訪問與設(shè)備相關(guān)的運行數(shù)據(jù)和組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）
• 集成 wed 器：
  - 通過 Web 瀏覽器，可方便地訪問與設(shè)備相關(guān)的運行數(shù)據(jù)和組態(tài)數(shù)據(jù)

認(rèn)證

SIMATIC S7-1500 符合以下和國際標(biāo)準(zhǔn)：

• cULus 認(rèn)證
• cULus HazLoc 認(rèn)證
• FM 認(rèn)證
• ATEX 認(rèn)證僅限于 24 V，不適用于 230 V
• CE
• C-TICK
• KCC
• IECEx（僅限 24 V；不適用于 230 V）
• EN 61000-6-4
• EN 60068-2-1/ -2/ -6/ -14/ -27/ -30/ -32
• EN 61131-2