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鋼鐵行業(yè). 印刷行業(yè). 起重工業(yè). 金屬制造業(yè). 金屬處理. 化纖行業(yè). 玻璃工業(yè). 電纜行業(yè). 紡織工業(yè). 錫箔工業(yè).

復雜工藝控制 
   
1, 電氣同步系統(tǒng) 
 2,定位控制  
 3,定尺剪和飛剪 
 4,復雜力矩控制
 5,液 壓 驅(qū) 動 控 制 
 6,卷曲機 

SIMADYN D典型應用

膠卷生產(chǎn)線
在每個槽架有8 CPU 
 采樣時間 <= 7 ms
 大約40 個力矩控制和10個速度控制

管式印刷機
 在每個槽架有1 CPU
 采樣時間 <= 1 ms
 4 個位置控制
 軸向式集裝箱起重機
在每個槽架有 4 CPU
采樣時間 <= 1 m
 造紙：同步, 張力及位置控制                   
金屬處理：位置，厚度和同步控制

造紙：同步, 張力及位置控制                  

金屬處理：位置，厚度和同步控制

紡織工業(yè)：張力控制

S7-200PLC四則運算指令介紹

表4-20  四則運算指令

Overview

左：與安裝板相連的 SIMOTION D410-2 控制單元

右：卡裝到電源模塊上的 SIMOTION D410-2 控制單元

SIMOTION D410-2 為 SIMOTION D 的變形，適用于模塊型多軸方案的單軸應用。此類控制單元屬于 SIMOTION D4x5-2 控制器系列的一部分，是書本型多軸應用的。SIMOTION D410-2 控制單元分為 PROFIBUS 型 (D410-2 DP) 和 PROFIBUS/PROFINET 型 (D410-2 DP/PN)。

SIMOTION D410-2 控制單元專用于模塊型 SINAMICS S120 PM240-2 和 SINAMICS S120 PM340 電源模塊，可直接連接到該系列的電源模塊。如果需要，也可以將 SIMOTION D410-2 安裝在安裝板上（安裝板需單獨訂購）。

SIMOTION D410-2 控制單元和安裝板

SIMOTION D410-2 可以執(zhí)行與單軸相關的運動控制功能、工藝功能和 PLC 功能，同時也負責執(zhí)行該軸的驅(qū)動控制。集成的輸入/輸出支持多 8 個高速凸輪輸出或 8 個測量輸入。

驅(qū)動控制支持伺服控制（實現(xiàn)高動態(tài)響應）、矢量控制（實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩精度）以及 V/f 控制。

SIMOTION D410-2 可在同步組中使用：

• 對于 PROFINET：具有“控制器 - 控制器”或“控制器 - 設備”關系
• 對于 PROFIBUS：具有“主站 - 從站”關系

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雜程度的應用。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，未來工廠的標準控制器 – 的性能和創(chuàng)新的設計與操作方式產(chǎn)生令人信服的結(jié)果。具有模塊化擴展能力的 SIMATIC S7 控制器具有長期兼容性，免維護且可以擴展，當然也能在 TIA 博途中進行組態(tài)。它們是任何自動化任務的理想解決方案。

• 模塊化、可擴展通用系統(tǒng)，IP20 防護等級
• 適用于離散自動化領域中各種自動化應用的系統(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 及更高的型號進行組態(tài)

性能

• 提高性能
  • 高速指令執(zhí)行:
  • 語言擴展
  • 新數(shù)據(jù)類型
  • 更快速的背板總線
  • 經(jīng)過的代碼生成
• 功能強大的通信：
  • PROFINET IO（2 端口交換機）標準接口；
    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)絡分離
  • 可針對總線系統(tǒng)和點到點連接，通過通信模塊進行擴展

集成技術(shù)

• 無需附加模塊就可集成運動控制功能：
  • 通過標準化的塊 (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 標簽，以進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 1 MHz 信號的測量

安全集成

人身安全和機器安全 – 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準程序和安全程序。
  在 TIA 博途中，使用相同的編輯器生成故障安全和標準用戶程序；例如，這樣就能向標準用戶程序中的標準數(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

• 通過密碼進行知識保護，防止未經(jīng)授權(quán)讀取和修改程序塊
• 通過復制保護來提高保護程度，防止未經(jīng)授權(quán)而復制程序塊：
  通過復制保護，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。通過新的保護級別 4，還可以限制與 HMI 設備之間的通信。
• 改進了操作保護：
  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
  • 建立安全 VPN 連接（V12 SP1 或更高版本）

設計與操作

• 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)場設置 CPU 的 IP 地址以及進行其它網(wǎng)絡設置，無需使用編程設備
  • 直接以普通文本形式顯示錯誤消息，可縮短停機時間
• 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 安裝導軌上集成有 DIN 導軌：
  快速、方便地安裝小型斷路器、繼電器等附加組件
• 通過信號模塊進行集中擴展：
  可根據(jù)任何應用的要求進行靈活調(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行簡便接線
• 電源：
  • 負載電源模塊（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 處于停止狀態(tài)，也會更新消息。
  • 系統(tǒng)診斷功能集成在 CPU 固件中。無需由用戶進行組態(tài)。組態(tài)發(fā)生改變時，會自動對診斷信息進行更新。

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，可方便地訪問與設備相關的運行數(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，可方便地訪問與設備相關的運行數(shù)據(jù)和組態(tài)數(shù)據(jù)

認證

SIMATIC S7-1500 符合以下和國際標準：

• cULus 認證
• cULus HazLoc 認證
• FM 認證
• ATEX 認證僅限于 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

S7-200系列 PLC的存儲器空間

S7-200 PLC的存儲器空間大致分為三個空間，即程序空間、數(shù)據(jù)空間和參數(shù)空間。

1．程序空間

該空間主要用于存放用戶應用程序，程序空間容量在不同的CPU中是不同的。另外CPU中的RAM區(qū)與內(nèi)置EEPROM上都有程序存儲器，但它們互為映像，且空間大小一樣。

2．數(shù)據(jù)空間

該空間的主要部分用于存放工作數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)存儲器，另外有一部分作寄存器使用稱為數(shù)據(jù)對象。

（1）數(shù)據(jù)存儲器 它包括變量存儲器（V），輸入信號緩存區(qū)（輸入映象存儲器I），輸出信號緩沖區(qū)（輸出映象存儲區(qū)Q），內(nèi)部標志位存儲器（M）又稱內(nèi)部輔助繼電器，特殊標志位存儲器（SM）。除特殊標志位外，其他部分都能以位、字節(jié)、和雙字的格式自由讀取或?qū)懭搿?/span>

變量存儲器（V）是保存程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果，所有的V存儲器都可以存儲在存儲器區(qū)內(nèi)，其內(nèi)容可在與EEPROM或編程設備雙向傳送。

輸入映象存儲器（I）是以字節(jié)為單位的寄存器，它的每一位對應于一個數(shù)字量輸入結(jié)點。在每個掃描周期開始，PLC依次對各個輸入結(jié)點采樣，并把采樣結(jié)果送入輸入映象存儲器。PLC在執(zhí)行用戶程序過程中，不再理會輸入結(jié)點的狀態(tài)，它所處理的數(shù)據(jù)為輸入映象存儲器中的值。

輸出映象存儲器（Q）是以字節(jié)為單位的寄存器，它的每一位對應于一個數(shù)字輸出量結(jié)點。PLC在執(zhí)行用戶程序的過程中，并不把輸出信號隨時送到輸出結(jié)點，而是送到輸出映象存儲器，只有到了每個掃描周期的末尾，才將輸出映象寄存器的輸出信號幾乎同時送到各輸出結(jié)點。使用映象寄存器優(yōu)點：①同步地在掃描周期開始采樣所有輸入點，并在掃描的執(zhí)行階段凍結(jié)所有輸入值；②在程序執(zhí)行完后再從映象寄存器刷新所有輸出點，使被控系統(tǒng)能獲得更好穩(wěn)定性；⑧存取映象寄存器的速度高于存取I/O速度，使程序執(zhí)行的更快；④I/O點只能以位為單位存取，但映象寄存器則能以位、字節(jié)、雙字進行存取。因此，映象寄存器提供了更高的靈活性。另外對控制系統(tǒng)中個別I/O點要求實時性較高的情況下，可用直接I/O指令直接存取輸入/輸出點。

內(nèi)部標志位（M）又稱內(nèi)部線圈（內(nèi)部繼電器等），它一般以位為單位使用，但也能以字、雙字為單位使用。內(nèi)部標志位容量根據(jù)CPU型號不同而不同。

特殊標志位（SM）用來存儲系統(tǒng)的狀態(tài)變量和有關控制信息，特殊標志位分為只讀區(qū)和可寫區(qū)，具體劃分隨CPU不同而不同。

（2）數(shù)據(jù)對象  數(shù)據(jù)對象包括定時器、計數(shù)器、高速計數(shù)器、累加器、模擬量輸入/輸出。

定時器類似于繼電器電路中的時間繼電器，但它的精度更高，定時精度分為lms，10ms和100ms三種，根據(jù)精度需要由編程者選用。定時器的數(shù)量根據(jù)CPU型號不同。

計數(shù)器的計數(shù)脈沖由外部輸入，計數(shù)脈沖的有效沿是輸入脈沖的上升沿或下降沿，計數(shù)的方式有累加1和累減1兩種方式。計數(shù)器的個數(shù)同各CPU的定時器個數(shù)。

高速計數(shù)器與一般計數(shù)器不同之處在于，計數(shù)脈沖頻率更高可達2kHz/7kHz，計數(shù)容量大，一般計數(shù)器為16位，而高速計數(shù)器為32位，一般計數(shù)器可讀可寫，而高速計數(shù)器一般只能作讀操作。

在S7-200CPU中有4個32位累加器，即AC0～AC3，用它可把參數(shù)傳給子程序或任何帶參數(shù)的指令和指令塊。此外，PLC在響應外部或內(nèi)部的中斷請求而調(diào)用中斷程序時，累加器中的數(shù)據(jù)是不會丟失的，即PLC會將其中的內(nèi)容壓入堆棧。因此，用戶在中斷程序中仍可使用這些累加器，待中斷程序執(zhí)行完返回時，將自動從堆棧中彈出原先的內(nèi)容，以恢復中斷前累加器的內(nèi)容。但應注意，不能利用累加器作主程序和中斷子程序之間的參數(shù)傳遞。

模擬量輸入/輸出可實現(xiàn)模擬量的A/D和D/A轉(zhuǎn)換，而PLC所處理的是其中的數(shù)字量。

3．參數(shù)空間

用于存放有關PLC組態(tài)參數(shù)的區(qū)域，如保護口令、PLC站地址、停電記憶保持區(qū)、軟件濾波、強制操作的設定信息等，存貯器為EEPROM。

CPU 317-2 DP 具有大容量程序存儲器.它可用于集中式I/O結(jié)構(gòu)，也適用于分布式自動化結(jié)構(gòu)。例如，可在生產(chǎn)線上作為一個中央控制器使用，或作為機床控制器使用。

它可以佳地使用SIMATIC工程工具，例如：

• 用SCL編程
• 用S7-GRAPH進行順序控制編程

另外，CPU 為采用軟件來實現(xiàn)一些簡單的工藝任務提供了一個理想的平臺，例如：

• 簡單的運動控制
• 使用 STEP 7 塊或運行軟件“標準/模塊化PID控制” 來實現(xiàn)閉環(huán)控制任務的解決方案

通過使用 SIMATIC S7-PDIAG 可以實現(xiàn)擴展過程診斷。

CPU 317-2 DP 安裝有：

• 微處理器;
  處理器處理每條二進制指令執(zhí)行時間約為 25 ns，每條浮點數(shù)運行指令約為 160ns。CPU 317-2 DP 具有極高的字指令、雙字指令和 32 位定點數(shù)指令處理速度。
• 1 MB 工作存儲器（相當于約 340 K 指令）；
  與程序組件執(zhí)行相關的大容量工作存儲器為用戶程序提供了充分的空間。作為程序裝載存儲器的微型存儲卡（大為 8 MB）也允許將可以項目（包括符號和注釋）保存在 CPU 中。裝載存儲器還可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理。
• 靈活的擴展能力;
  多達 32 個模塊，（4排結(jié)構(gòu)）
• MPI/DP 組合接口；
  個 MPI/DP 集成接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程設備、PC、OP 的 32 條連接。在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個連接。通過MPI和“全局數(shù)據(jù)通訊”可以對32個CPU進行簡單組網(wǎng)。
  該接口可以從 MPI 接口重新設置為 DP 接口。DP 接口可用作 DP 主站或 DP 從站運行。
• PROFIBUS DP 接口:
  CPU 317-2 DP 第2個內(nèi)置接口是一個純粹的 PROFIBUS DP 接口，可用作 DP 主站或 DP 從站?？梢越M建一個高速的、易于處理的分布式自動化結(jié)構(gòu)。對用戶來說,分布式I/O單元可作為一個集中式單元來處理(相同的組態(tài)、編址和編程)。在該接口上，PROFIBUS DP從站可在等時模式下運行．
  全面支持 PROFIBUS DP V1 標準。這將增加 DP V1 標準從站在診斷和參數(shù)賦值能力的范圍。
  限制:兩個接口不能同時作為從站來運行。

CPU 319-3 PN/DP是快速的S7-300 CPU,具有大容量程序存儲器.除了用于集中式I/O外，還可用于分布式自動化結(jié)構(gòu)中。例如，用于生產(chǎn)線上的集中控制器或具有高速處理的機床控制器。

其程序框架特別適用于使用SIMATIC工程工具，例如：

• 用SCL編程
• 用 S7-GRAPH 進行順序控制編程

因此，該CPU特別適用于通過軟件實現(xiàn)的技術(shù)功能任務，例如：

• 用Easy Motion Control實現(xiàn)運動控制
• 用STEP 7塊或標準／模塊化PID控制實時軟件解決閉環(huán)控制任務

通過使用 SIMATIC S7-PDIAG 加強過程診斷能力。

通過CPU內(nèi)置的通訊設備，無需其它組件即可實現(xiàn)網(wǎng)絡自動化解決方案．

CPU 319-3 PN/DP 裝配有：

• 通過附加的ERTEC 400 ASIC實現(xiàn)多處理器系統(tǒng)，滿足PROFINET通訊
• 極高的處理性能和通訊性能
• 2 MB RAM(可存儲約 680 K 條指令)；
  通過擴展RAM執(zhí)行用戶程序，可以顯著提高用戶程序的空間。作為程序裝載存儲器的微型存儲卡（大為 8 MB）也允許將可以項目（包括符號和注釋）保存在 CPU 中。裝載存儲器還可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理。
• 靈活的擴展能力;
  多達 32 個模塊，（4排結(jié)構(gòu)）
• MPI/DP 組合接口；
  第1個內(nèi)置 DP 接口可以多同時建立 32 個與 S7-300/400 或與 PG、PC、OP 的連接。在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個連接。
  MPI 可以通過“全局數(shù)據(jù)通訊”與多32個CPU組建簡單的網(wǎng)絡。
  該接口可從MPI接口重新設置為DP接口。
  PROFIBUS DP 接口:
  全面支持 PROFIBUS DP V1 標準。這將增加 DP V1 標準從站在診斷和參數(shù)賦值能力的范圍。
• DP 接口；
  第2個內(nèi)置 DP 接口可以多同時建立 32 個與 S7-300/400 或與 PG、PC、OP 的連接。在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個連接。
  DP接口可作為DP主站或DP從站使用。在該接口上，PROFIBUS DP從站可在等時模式下運行．全面支持 PROFIBUS DP V1 標準。這將增加 DP V1 標準從站在診斷和參數(shù)賦值能力的范圍。
• 以太網(wǎng)接口；
  CPU 319-3 PN/DP 的第 3 個集成接口是一個基于以太網(wǎng) TCP/IP 的 PROFINET 接口，帶有雙端口交換機。它支持下列協(xié)議：
  • S7通訊用于在SIMATIC控制器間進行數(shù)據(jù)通訊
  • PG/OP 通訊，用于通過 STEP 7 進行編程、調(diào)試和診斷
  • 與HMI和SCADA連接的PG/OP通訊
  • 在PROFINET上實現(xiàn)開放的TCP/IP、UDP和ISO-on-TCP (RFC1006)通訊
  • SIMATIC NET OPC-Server用于與其它控制器以及CPU自帶的I/O設備進行通訊

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 端口交換機執(zhí)行自動感測和自動交叉功能
• 通過兩個接口進行通訊
  • 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
  • S7 通訊（客戶端、器、多路復用），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）進行 IP 地址分配
  • 支持 PROFINET IO 設備的優(yōu)先啟動
  • 使用 STEP 7 組態(tài)
• 介質(zhì)冗余 (MRP)；
  在采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡內(nèi)，CP 支持介質(zhì)冗余程序 MRP。
• 通過可組態(tài)的 IP 訪問列表進行訪問保護
• 無需編程器即可進行模板更換；
  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，可用于機架中的所有模板
• 通過 SNMP V1 MIB-II，集成在網(wǎng)絡管理系統(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用程序 (PROFIsafe) 中操作