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S7-200PLC中斷優(yōu)先級和排對等候

優(yōu)先級是指多個中斷事件同時發(fā)出中斷請求時，CPU對中斷事件響應的優(yōu)先次序。S7-200規(guī)定的中斷優(yōu)先由高到低依次是：通信中斷、I/O中斷和定時中斷。每類中斷中不同的中斷事件又有不同的優(yōu)先權，如表2所示。

一個程序中總共可有128個中斷。S7-200在各自的優(yōu)先級組內(nèi)按照先來先的原則為中斷提供。在任何時刻，只能執(zhí)行一個中斷程序。一旦一個中斷程序開始執(zhí)行，則一直執(zhí)行至完成。不能被另一個中斷程序打斷，即使是更高優(yōu)先級的中斷程序。中斷程序執(zhí)行中，新的中斷請求按優(yōu)先級排隊等候。中斷隊列能保存的中斷個數(shù)有限，若超出，則會產(chǎn)生溢出。中斷隊列的多中斷個數(shù)和溢出標志位如表3所示。

表2中斷事件及優(yōu)先級

表3  中斷隊列的多中斷個數(shù)和溢出標志位

• 數(shù)字量輸出作為 CPU 的集成 I/O 的補充
• 集成到整體自動化系統(tǒng)中以滿足安全方面的要求
• 具有集成安全功能
• 通過 PROFIsafe 機制與故障安全 CPU 通信
• 用于根據(jù)相應任務的要求靈活調(diào)整控制器
• 用于使用附加輸出對系統(tǒng)進行后續(xù)擴展
• 可以僅在集中式系統(tǒng)中運行

通過 SIMATIC S7-1200 的故障安全模塊，可集成到整體自動化系統(tǒng)中以滿足安全方面的應用要求。模塊中中集成有故障安全運行所需的安全功能。通過 PROFIsafe 機制與故障安全 SIMATIC S7 CPU 通信。

這些模塊只能在集中式系統(tǒng)中運行。

• 4 點輸出，源/匯電流
• 經(jīng)認證，達到 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849)
• 輸出電流 2 A
• 額定負載電壓 24 V DC
• 適用于電磁閥、直流接觸器和指示燈
• 模塊故障指示燈（DIAG；綠色和紅色指示燈）
• 每個輸出的狀態(tài)指示燈（綠色 LED）
• 每個輸出的故障指示燈（紅色 LED）
• 模塊類型和功能類別用普通文本標識
  • 二維矩陣碼（產(chǎn)品編號和序列號）
  • 模塊類型 DI 的彩色編碼：白色
  • 硬件和固件版本
  • 完整訂貨號

通過 SIMATIC S7-1200 的故障安全模塊，可集成到整體自動化系統(tǒng)中以滿足安全方面的應用要求。模塊中中集成有故障安全運行所需的安全功能。通過 PROFIsafe 機制與故障安全 SIMATIC S7 CPU 通信。

這些模塊只能在集中式系統(tǒng)中運行。

一個方案，3 個平臺

自動化系統(tǒng)主要通過以下特性來識別：

• 系統(tǒng)特定的特性，如功能和工程
• 硬件相關特性，如性能、設計和可擴展性

但是，機械工程需求差異非常大，取決于具體的機器型號。

每個硬件平臺在特定應用中使用時都有其優(yōu)點。

不同的平臺之間還可以非常輕松地進行組合，這是模塊化機器和設備的突出優(yōu)點。因為單個的硬件平臺總是具有相同的系統(tǒng)特性，即不論使用什么平臺，功能和工程總是一樣。

PROFIBUS 或 PROFINET 可以用來創(chuàng)建驅(qū)動和 I/O 之間的遠程連接。

PROFINET/PROFIBUS 還可以用于 HMI 設備（如 SIMATIC HMI 或 SIMATIC S7 之類的上位控制器）之間的通信。這就意味著，SIMATIC HMI 面板以及安裝有 WinCC 的 PC 可以用作操作員系統(tǒng)。甚至第 3 方應用也可以通過 OPC 接口與 SIMOTION 進行通信。

SIMOTION D – 緊湊型，集成在驅(qū)動中

在 SIMOTION D 中，SIMOTION 的功能直接集成于 SINAMICS S120 驅(qū)動系統(tǒng)的閉環(huán)控制模塊中。因此，整個系統(tǒng)（包括開環(huán)控制和驅(qū)動）都極其緊湊且響應快速。

SIMOTION D 提供兩種型號：

• SIMOTION D410-2 單軸系統(tǒng)，也可選配多軸（模塊型）
• SIMOTION D4x5-2 多軸系統(tǒng)，四種性能型號多提供 128 軸（書本型）

這種性能細分確保大程度的可擴展性和靈活性。應用領域從單軸機器到高性能的多軸機器。為了實現(xiàn)可視化和操作，SIMATIC HMI 設備可通過 PROFIBUS、以太網(wǎng)或 PROFINET 進行連接，具體取決于SIMOTION D 的型號。通過 PROFINET 或 PROFIBUS 來連接分布式 I/O。

SIMOTION C – 模塊化和靈活性

SIMOTION C 是采用 SIMATIC S7-300 設計的運動控制器。

其提供兩種型號，接口不同，但運動控制功能或性能都相同。除了已經(jīng)集成的 I/O 外，兩種控制器還可通過 SIMATIC S7-300 系列的 I/O 模塊加以擴展。

SIMOTION C240 是采用模擬量設定值接口和步進驅(qū)動器的應用的理想解決方案。它具有四個內(nèi)置驅(qū)動器和編碼器接口，非常適合機器改裝項目。

SIMOTION C240 PN 可用于基于 PROFINET 的機器自動化項目。這種控制器具有三個 PROFINET 端口，除支持 TCP/IP 和 RT 通信外，還支持具有 IRT 功能的 PROFINET。它能夠操作采用 PROFIdrive 行規(guī)的 PROFINET 驅(qū)動器以及 PROFINET I/O（如高速 SIMATIC ET 200SP）。

兩種型號都另外配備兩個 PROFIBUS 接口，通過這兩個接口可以連接支持 PROFIdrive 行規(guī)和標準 I/O 的驅(qū)動。除此以外，兩個控制器還具有工業(yè)以太網(wǎng)接口，從而提供更多的通信選項。

SIMOTION P – 對其他任務開放

SIMOTION P 是基于 PC 的運動控制系統(tǒng)，具有兩種型號：

• SIMOTION P320-4 E（嵌入式）
  處理器：高性能 Inb i3 處理器
  存儲器：內(nèi)部 CFast/外部可訪問 CFast 
  操作系統(tǒng)：Windows Embedded Standard 7
• SIMOTION P320-4 S（標準型）
  處理器：高性能型 Inb i7 處理器
  存儲器：內(nèi)置固態(tài)硬盤 (SSD)/外部可訪問 CFast
  操作系統(tǒng)：Windows 7 Ultimate

由于 PC 中不含旋轉(zhuǎn)部件，SIMOTION P320-4 系統(tǒng)適用于惡劣環(huán)境中的應用。兩個 PC 都配有針對 SIMOTION 的常見實時擴展系統(tǒng)。這就意味著，除了 SIMOTION 機器應用程序以外，還可能隨時運行其他 PC 應用程序，例如 SIMOTION 工程系統(tǒng)、操作員應用程序、過程數(shù)據(jù)例程或標準的 PC 應用程序。

借助其的處理器性能，SIMOTION P350-4 特別適合對性能要求較高的應用（如具有高動態(tài)配置和壓力控制回路的液壓應用）。

SIMOTION P320-4 特別適合惡劣的操作環(huán)境。由于其尺寸小，因此對于許多可用空間有限并且需要設計非常堅固的應用均是佳選擇。

SIMOTION P320-4 可通過各種不同的 SIMOTION 工業(yè)平板顯示器來操作 (IFP)。提供了不同的屏幕大小，既可以使用鍵盤和鼠標，也可以使用觸摸屏進行操作。

這兩個型號都標配有一個現(xiàn)場總線接口，其形式為集成式 PROFINET 接口（3 個端口）。IsoPROFIBUS board 板可安裝在擴展插槽內(nèi)以實現(xiàn) PROFIBUS 應用。IsoPROFIBUS 板具有兩個附加 PROFIBUS 接口。

西門子中型PLC系列S7-300的新特性

西門子中型可編程控制器系列S7-300技術革新啦！S7-300 PLC是SIMATIC S7家族中的中型可編程序控制器，作為以前版本的升級，新一代固件版本為V3.0的S7-300系列的CPU 312、314、315-2 DP 和315F-2 DP已經(jīng)發(fā)布，這些CPU都有新的訂貨號。

  新一代的S7-300系列CPU與以前對應版本備件兼容，具備以下亮點：性能方面，性能提升了2倍或者更高。內(nèi)存方面，CPU 314 從96 KB擴展到128 KB ，CPU 315-2 DP從128 KB擴展到256 KB ，CPU 315F-2 DP從 192 KB擴展到384 KB。此外，可以同時在線監(jiān)控兩個快，技術數(shù)據(jù)也趨于一致，I/O過程映像區(qū)增大。同時，CPU 315(F)-2 DP 的PROFIBUS可以使用同步模式，并帶有可以進行數(shù)據(jù)設置的路由。

性能提升

  新一代的S7-300 CPU性能比現(xiàn)有的312，314 和315(F)-2 DP CPU有了顯著提升，例如，新一代的CPU的用戶程序執(zhí)行速度是原來CPU的2倍或更高。位運算時間縮減到50ns，字運算時間縮減到90ns，定點和浮點數(shù)運算性能也有了較大的提升。

同時監(jiān)控兩個塊

  新一代S7-300固件版本V3.0CPU的可以同時在線監(jiān)控兩個塊，用戶可以選擇在一個PG或PC上同時監(jiān)視兩個塊或在兩個PG或PC上同時監(jiān)控一個塊。此外，增加了在塊狀態(tài)中監(jiān)視的程序行數(shù)，只有在STEP 7 V5.4 SP5中才有這個功能。

技術數(shù)據(jù)的一致性

  S7-300 CPU的技術數(shù)據(jù)趨于一致。已經(jīng)對下面這些S7-300 CPU的固件進行了一致化或增添了一些功能：

——所有的S7-300 CPU具有相同的塊數(shù)量(FC、FB、DB)

——相同的本地數(shù)據(jù)量大小

——每個優(yōu)先級具有相同的嵌套層數(shù)：16

——除了CPU312以外的S7-300 CPU具有相同的塊容量：64KB

——所有S7-300 CPU都具備：300個可同時激活的Alarm_S塊

——相同的時間延時中斷OB塊：OB20 和OB21

——相同的周期中斷OB塊：OB32、 OB33、OB34 和OB35

——相同的全局通信數(shù)量：8

——斷點數(shù)目從2個增加到4個

——CPU312 的標簽有256 字節(jié)

——CPU 312 具有256個S7定時器/S7 計數(shù)器

——診斷緩沖器

  診斷緩沖器的大小：500條診斷信息，新的100條具有保持功能

  CPU運行狀態(tài)下顯示的診斷緩沖器條目可以為10到499條。默認值為10條。

兼容性

  新一代的S7-300 CPU 在具有備件兼容性的條件下可以替代以前的版本。

  舊版本的312、314、315(F)-2 DP CPU仍然可以訂貨，在大約1年的時間內(nèi)，舊版本的312、314、315(F)-2 DP CPU和新一代的CPU可以同時提供，在此之后，我們只提供V3.0或更高版本的CPU。

• 可通過 PROFIBUS FMS 方便地將 SIMATIC S7 集成到多供應商自動化集團中
• 采用冗余 S7 通訊，可在容錯系統(tǒng)中應用
• 簡便組態(tài)和通訊處理器上的獨立數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換大大降低了 PROFIBUS FMS 規(guī)范用戶的工作負荷
• 時鐘同步提供了工廠范圍內(nèi)的時鐘時間
• 通過開放式通訊將 SIMATIC S7-400 集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中
• 通過在一個通訊處理器上同時使用不同通訊來實現(xiàn)通訊處理器的通用

CP443-5 基本型通信處理器是用于 PROFIBUS 總線系統(tǒng)的 SIMATIC S7-400 所需要的模塊。

它減輕了 CPU 的通信任務。

通過通信模塊實現(xiàn)的 S7-400 通信選項：

• 通過 PROFIBUS 的與 PROFIBUS 站的 FMS 通信
• 與編程部件、操作器接口系統(tǒng)的通信
• 與其他 SIMATIC S7 系統(tǒng)進行通信。
• 與 SIMATIC S5 可編程控制器的通信；

可運行的的 CP 數(shù)目取決于所使用的 CPU 的性能范圍和通信。

CP 443-5 通訊處理器具有 SIMATIC S7-400 設計的所有優(yōu)點：

• 結(jié)構(gòu)緊湊;
  9 針 Sub-D 接口，用于連接至 PROFIBUS
• 單寬度模板
• 安裝簡單；
  CP 443-5 安裝在 S7-400 機架上，并經(jīng)過背板總線連接到 S7-400 的其它模塊。這種情況下沒有槽位規(guī)則。
• 用戶友好的接線；
  Sub-D 插座易于接觸，操作方便。
• CP 443-5 基本型無須風扇就可操作。不需要備用電池或存儲器模塊
• 在使用 SEND/RECEIVE 時，可操作模塊的數(shù)目取決于所用的 S7-400 CPU。

CP 443-5 基本型 在 PROFIBUS 總線系統(tǒng)上利用一些不同的通信：

• 編程器/OP 通訊
• S7 通信（S7 控制器）。
• 開放式通訊 (SEND/RECEIVE)
• PROFIBUS FMS (符合 IEC 61158/61784)
• 時間同步

編程器/OP 通訊

編程器/OP通訊，連接到網(wǎng)絡的所有S7站都可以遠距編程。

• S7路由
  借助于路由，可以跨網(wǎng)絡使用編程設備通訊。

S7 通訊

S7 通信用于以下的耦合連接：

• SIMATIC S7自動化系統(tǒng)之間
• 聯(lián)結(jié)到編程設備上（編程器/OP 通訊）
• 至 PC，
  例如，帶有 CP 5512、CP 5611 A2、CP 5621 和 SOFTNET-S7 或 CP 5613 A2、CP 5613 FO、CP 5614 A2 和 S7-5613
• 到操作員接口系統(tǒng)（OP）。
• CP 443-5 基本型 可在 SIMATIC H 系統(tǒng)中實現(xiàn)以用于冗余 S7 通訊。

開放式通訊 (SEND/RECEIVE)

基于 PROFIBUS 的第 2 層（FDL），CP 443-5 提供簡單的、的數(shù)據(jù)通信接口。使用該接口，可在 SIMATIC S5、SIMATIC S7 與 PC 之間實現(xiàn)集成的高性能通訊。它提供 SDA（PLC/PLC 連接）和 SDN（廣播/多播）。

可能與下列自動化系統(tǒng)進行通信：

• SIMATIC S7
  帶 CP 342-5、CP 343-5、CP 443-5 擴展型和基本型
• SIMATIC S5
  具有 S5-95U，帶 PROFIBUS 接口，、而 S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H 帶 CP 5431 FMS/DP
• SIMATIC 505
  帶 CP 5434-FMS
• PCs
  帶有 CP 5512、CP 5611 A2、CP 5621、CP 5613 A2、CP 5613 FO、CP 5614 A2 的 PC
• 配有一個 FDL 接口的其他類型系統(tǒng)。

功能呼叫必須與 SEND/RECEIVE（PLC-SEND/PLC-RECEIVE）一起使用，并且必須集成到 STEP7 應用程序。

PROFIBUS-FMS

根據(jù) IEC 61158/61784，PROFIBUS FMS 允許通過各種 FMS 來傳輸消息。

• READ，WRITE；
  用來讀取或?qū)懭雭碜杂谟脩舫绦颍ㄍㄟ^變量索引或變量名）的通訊方變量，用于將自身變量值傳輸?shù)酵ㄓ嵎健?br /> 支持對變量值的部分訪問。通訊通過非循環(huán)連接（主站/主站，主站/從站）、通過帶從站激活的非循環(huán)連接以及循環(huán)連接（主站/從站）進行處理。
• INFORMATION REPORT（信息報告）；
  （報告）允許通過一臺 FMS 器進行變量的未確認傳輸。尤其是，對于廣播 FMS 連接的傳輸，常采用這種任務類型。
• IDENTIFY（識別）；
  用來詢問通訊方的識別特征
• STATUS（狀態(tài)）；
  用來詢問對方的狀態(tài)。

時間同步

CP 443-5 Basic 通信處理器能夠從 S7-400 CPU 將時間傳送到 PROFIBUS。相反，S7-400 CPU 的 CP 443-5 Basic 可提供 PROFIBUS 上的當前時間。

診斷數(shù)據(jù)

通過 STEP S7，可提供豐富的診斷選項，包括：

• CP 的狀態(tài)
• 一般診斷與統(tǒng)計功能
• 連接診斷
• 總線統(tǒng)計
• 報文緩沖區(qū)

組態(tài)

組態(tài) CP 443-5 基本型的完整功能需要 STEP 7 V5.1 SP2 或更高版本。在 V5 或更高版本的 STEP 7 中，也可將 CP 的組態(tài)數(shù)據(jù)存儲在 CPU 上，即使電源出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)也能保留。因此，在更換模板時無需從編程器中重新裝載組態(tài)數(shù)據(jù)。在啟動時 CPU 會將組態(tài)數(shù)據(jù)傳送到通訊處理器中。CP 的組態(tài)數(shù)據(jù)可保存在 CPU 中。模塊可以不通過編程設備進行交換。

可以對所有連接到網(wǎng)絡的 SIMATIC S7 控制器進行組態(tài)和編程。

安裝 STEP 7 后，用于使用開放式通訊（SEND/RECEIVE）的功能塊放置在 SIMATIC NET 庫內(nèi)。

• 通過點對點連接(高信息率)進行高性能的信息傳輸
• 物理接口：RS 422/RS 485 (X.27)
• 多 32 節(jié)點
• 執(zhí)行的協(xié)議：ASCII, 3964 (R)
• 利用集成在 STEP7 中的參數(shù)設置工具可以方便地進行參數(shù)設置

CP 440 通訊模塊通過 RS 422/RS 485（X27）進行高性能的短消息幀傳送。該特點可促使實現(xiàn)上述所有點對點連接。

例如，點對點連接可用于：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 可編程邏輯控制器和非西門子控制器
• 編程器和PC機
• 機器人控制
• 掃描器，條碼閱讀器
• 測量系統(tǒng)
• 秤

RS 485 接口允許多連接 32 個通訊連接。

通訊處理器有以下機械特性：

• 堅固的塑料外殼
• LED指示燈:
  用于指示 "發(fā)送", "接收" 或 "故障"

CP 440 也可在擴展機架中使用。但是，必須C總線信號的傳輸。在“技術規(guī)范”中列出了使用范圍。

采用了多種標準協(xié)議，因此可與廣泛的節(jié)點進行數(shù)據(jù)交換：

• ASCII: 
  用于通過簡單通訊協(xié)議連接到第三方系統(tǒng)，如帶有開始和結(jié)束字符的協(xié)議或帶有塊檢查字符的協(xié)議。 接口的握手信號可被掃描，并由用戶程序來控制。
• 3964（R）： 
  用于通過已標準化和公布的西門子 3964 (R) 協(xié)議連接到西門子設備或第三方設備。 另外還采用了一個帶有默認值的 3964(R) 驅(qū)動程序和一個可編程 3964(R) 驅(qū)動程序。

參數(shù)化

CP 440 通訊處理器的參數(shù)化極為簡單而方便：

• 用戶可通過集成在 STEP 7 中的一個參數(shù)分配工具來指定模塊特性，例如：
  • 要使用哪個已實施協(xié)的議驅(qū)動程序，或
  • 要使用哪些驅(qū)動程序相關功能
• 通過 CPU 進行參數(shù)化： 
  只需將編程設備與 CPU 相連。 組態(tài)數(shù)據(jù)歸檔在一個系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊中，而數(shù)據(jù)塊存儲在 CPU 中。 在更換一個模塊時，新的模塊可立即投入使用。
• 組態(tài)軟件包（光盤）： 
  含電子手冊以及用于與 CP 通訊的參數(shù)化屏幕和標準功能塊