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SIMATIC ET 200S 故障安全型 CPU：

• SIMATIC IM 151-7 F-CPU
• SIMATIC IM 151-8 F PN/DP CPU
• SIPLUS 型號(hào)
  • 用于 SIMATIC ET 200S、帶有集成故障安全 CPU 的接口模塊
  • 帶 DP/MPI 接口
  • 用于構(gòu)建故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)，提高工廠的安全性
  • 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) IEC 61508、IEC 62061 的標(biāo)定，高可符合 SIL 3 安全要求；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 13849.1 的規(guī)定，可符合 PL e 的安全要求。
  • 故障安全 I/O 模塊可通過 DP 主站模塊 (PROFIsafe) 連接在分布式配置中
  • ET200S PROFIsafe 的安全保護(hù) I/O 模塊可以集中連接。
  • 支持沒有安全保護(hù)功能的標(biāo)準(zhǔn)模塊

IM 151-7 F-CPU接口模塊包括:

• 微處理器; 每條二進(jìn)制指令的處理時(shí)間為100 ns
• 128 KB RAM
• 可以進(jìn)行高度的模塊化擴(kuò)展, 因而具有大的靈活性; 在必要的時(shí)候,多可以混合連接 63個(gè) I/O 模塊 (電源模塊, 電子模塊, 工藝模塊和 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器模塊)
• 組合的多點(diǎn)接口 PG, OP/DP, 通過 RS 485 (銅質(zhì)的 9-針 sub-D 插座) 可配置為 DP 的從站或 MPI
• 為了保護(hù)應(yīng)用程序不致被沒有授權(quán)的人員訪問,設(shè)有密碼
• 診斷緩沖器,可以存儲(chǔ) 100 個(gè)先前發(fā)生的故障和運(yùn)行中斷事件
• SIMATIC MMC
  • 沒有電池, 無須進(jìn)行數(shù)據(jù)備份的維護(hù)工作
  • 程序備份 (裝載存儲(chǔ)器)
  • 通過MMC可以進(jìn)行微程序(軟件)的刷新
  • MMC卡上裝有外部裝載存儲(chǔ)器
• 通過MMC進(jìn)行軟件的刷新
• 設(shè)有硬件時(shí)鐘; 可以提供CPU的診斷信息幀,并記錄日期和時(shí)間
• 集成的通訊功能:
  • 編程器/OP 通訊
  • PROFIBUS DP 從站/MP
• 作為器的基本通訊功能 (利用 I-Put/I-Get, S7-CPUs 通過PROFIBUS總線從IM 151-7 F CPU接口模塊訪問數(shù)據(jù) )
• TeleService(遠(yuǎn)程)

• 用于 S7-400H 和 S7-400F/FH 的 CPU
• 可在 S7-400H 容錯(cuò)自動(dòng)化系統(tǒng)中使用
• 可通過 F 運(yùn)行版授權(quán)作為具有 F 功能的 CPU 在 S7-400F/FH 安全相關(guān)系統(tǒng)中使用
• 組合了 MPI/PROFIBUS DP-主接口，
• 帶有 2 個(gè)用于同步模塊的連接插槽

CPU 412-5H 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 31.25 ns。
• 1 MB RAM（512 KB 用于程序，512 KB 用于數(shù)據(jù)）；
  裝載存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ) S7-400H F/FH 自動(dòng)化系統(tǒng)的用戶程序和參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)；高速 RAM 用于用戶程序的順控相關(guān)部分
• 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。
• 組合 MPI/PROFIBUS DP 接口：
  MPI 可用來建立一個(gè) 32 個(gè)節(jié)點(diǎn)的簡單網(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。 
  PROFIBUS-DP主站接口能夠被用來建立一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。對(duì)用戶來說，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
• PROFIBUS DP 接口：
  通過 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)用戶來說，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來處理（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）
• 模式選擇開關(guān)：
  撥動(dòng)開關(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。

Design

IM154-8 PN/DP CPU 智能接口模塊包含兩個(gè)部件：

• IM154-8 PN/DP CPU (6ES7154-8ABxx-0AB0) 和
• CM IM PN DP M12 7/8” 連接模塊 (6ES7194-4AN00-0AA0)

兩個(gè)部件均可單獨(dú)訂購。

IM 154-8 PN/DP CPU 接口模塊具有：

• 3 個(gè) PROFINET 端口 (2 x M12, 1 x RJ45)
• 2 個(gè) MPI/PROFIBUS 連接 (輸入和輸出, M12)
• 集成 CPU 具有 S7-300 CPU 315-2 PN/DP 的性能
• RUN/STOP 開關(guān)和 RJ45 PROFINET 端口，位于密封蓋后
• SIMATIC 微存儲(chǔ)卡, 位于連接模板下方

• 密碼保護(hù)；
  通過密碼，可保護(hù)用戶程序免受未經(jīng)授權(quán)的訪問。
• 函數(shù) (FC) 
  和功能塊 (FB) 可以通過 S7 塊加密功能加密存儲(chǔ)于 CPU 以保護(hù)專有技術(shù)。
• 診斷緩沖區(qū)
  中可存儲(chǔ)后 500 條錯(cuò)誤和中斷事件，其中的 100 條事件可以長期存儲(chǔ)。
• 免維護(hù)數(shù)據(jù)備份；
  如果電源發(fā)生故障，CPU 會(huì)自動(dòng)將保留的數(shù)據(jù)（多可達(dá) 128 KB），這樣一旦電源再次接通，數(shù)據(jù)依然能被使用。

可組態(tài)的參數(shù)屬性

STEP 7可用于對(duì)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)：

• I/O 設(shè)定：型號(hào)和范圍
• 概要：定義名稱、工廠名稱和位置名稱
• 準(zhǔn)備工作：定義 CPU 的調(diào)試特性和監(jiān)視時(shí)間
• 同步循環(huán)中斷；設(shè)置 DP 主站系統(tǒng)/IO 系統(tǒng)編號(hào)、過程映像分區(qū)編號(hào)和延時(shí)時(shí)間
• 循環(huán)/時(shí)鐘存儲(chǔ)器：定義大循環(huán)時(shí)間和負(fù)載以及自檢測(cè)功能設(shè)置時(shí)鐘存儲(chǔ)器地址
• 保持性：定義具有保持功能的存儲(chǔ)位、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器和數(shù)據(jù)塊的數(shù)量
• 日期時(shí)間中斷：設(shè)定起始日期、起始時(shí)間和間隔周期。
• 循環(huán)中斷：周期設(shè)定
• 系統(tǒng)診斷：定義診斷報(bào)文的處理和范圍
• 時(shí)鐘：設(shè)定 AS 內(nèi)或 MPI 上的同步方式
• 保護(hù)等級(jí)：指定對(duì)程序和數(shù)據(jù)的訪問權(quán)。
• 通信：預(yù)留連接資源
• Web：CPU 的 Web 器設(shè)置
• MPI/PROFIBUS DP接口設(shè)置接口類型。定義節(jié)點(diǎn)地址對(duì)操作模式進(jìn)行參數(shù)化，并組態(tài)使用 PROFIBUS DP 時(shí)的傳輸區(qū)對(duì)時(shí)間同步進(jìn)行參數(shù)化
• PROFIBUS DP 主站/從站接口：針對(duì)分布式 I/O 的用戶自定義地址分配。對(duì)操作模式進(jìn)行參數(shù)化，并組態(tài)使用 PROFIBUS DP 時(shí)的傳輸區(qū)。對(duì)時(shí)間同步進(jìn)行參數(shù)化
• PROFINET接口：設(shè)置地址。對(duì) PROFINET 屬性、PROFINET 上的 I-Device 功能、使用 NTP 步驟的時(shí)間同步、介質(zhì)冗余和 KeepAlive 功能進(jìn)行參數(shù)化。
• 參數(shù)化端口 1、端口 2 和端口 3

顯示功能與信息功能

狀態(tài)和錯(cuò)誤指示；
LED 指示,硬件、編程、時(shí)間、I/O 或 總線錯(cuò)誤，以及工作狀態(tài)，如運(yùn)行、停止和重啟。護(hù)報(bào)警導(dǎo)和 PROFINET 連接/動(dòng)作

測(cè)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(hào)狀態(tài)、獨(dú)立地于用戶程序之外修改過程變量并輸出存儲(chǔ)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(chǔ)容量和 CPU 工作狀態(tài)，以及工作內(nèi)存和負(fù)載內(nèi)存的當(dāng)前負(fù)荷，當(dāng)前的循環(huán)時(shí)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

• 編程器/OP 通信
• 共享數(shù)據(jù)通訊
• S7 基本通信
• S7 通信
• S5 兼容通信
• 路由
• 數(shù)據(jù)集路徑
• PROFIBUS DP 主站/從站
• 通過 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 進(jìn)行開放式通信
• PROFINET IO 控制器
• PROFINET 智能設(shè)備
• PROFINET CBA
• Web 器

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(shí)間測(cè)量等。請(qǐng)參考手冊(cè)了解詳情。

• 用于故障安全SIMATIC S7系統(tǒng)的數(shù)字量輸出
• 兩種型號(hào)(1 x 源/源輸出，1 x 源/漏輸出)
• 用于連接電磁閥、DC 接觸器和指示燈
• 具有安全集成功能，用于安全運(yùn)行
• 用于故障安全模式
  • 集中式：帶 S7-31xF DP、S7-31xF PN/DP
  • ET200M 分布式：帶 SIMATIC IM 151-7 F-CPU、S7-31xF-2 DP、S7-41xF-2 及 S7-400F/FH

故障安全型數(shù)字量輸出模塊具有以下機(jī)械特性：

• 設(shè)計(jì)緊湊：
  • 每個(gè)輸出有兩個(gè)連接器，用于單通道或冗余執(zhí)行器控制
  • 綠色 LED，用于指示輸出的信號(hào)狀態(tài)
  • 一個(gè)綠色 LED 指示安全模式
  • 1個(gè)紅色組故障指示燈
  • 插入式設(shè)備，用于前連接器，通過前蓋保護(hù)
  • 前蓋上的標(biāo)簽區(qū)
• 安裝方便：
  安裝方法與ET 200M的其它 I/O 模塊相同
• 通過前連接器進(jìn)行用戶友好接線

這些模塊以集中形式被用于 SIMATIC S7-31xF-2 DP，或與 SIMATIC IM151-7 F-CPU、S7-31xF-2 DP、S7-416F-2 和 S7-400F/FH 一起在 ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備中使用。

0 - 20 mA 和 4 - 20 mA 電流變送器（也包括 HART）可作為編碼器連接。

西門子STEP 7中的塊編程的重要知識(shí)點(diǎn)

一、塊的作用和分類

二、組織塊

l  啟動(dòng)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(dòng)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）

• 性能
  • 指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號(hào)、語言擴(kuò)展和新的數(shù)據(jù)類型
  • 由于背板總線速度顯著提高，CPU 的響應(yīng)時(shí)間縮短
  • 功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)連接：
    每個(gè) CPU 均標(biāo)配PROFINET IO IRT（2 端口交換機(jī)）標(biāo)準(zhǔn)接口。
• 集成技術(shù)
  • 通過標(biāo)準(zhǔn)化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅(qū)動(dòng)器和具有 PROFIdrive 功能的驅(qū)動(dòng)器
  • 支持速度控制軸和定位軸以及外部編碼器，各軸之間可實(shí)現(xiàn)位置精確的傳動(dòng)
  • 具有所有 CPU 變量的跟蹤功能，用于實(shí)時(shí)診斷和偶發(fā)故障檢測(cè)
  • 全面的控制功能，例如，通過便于組態(tài)的塊可自動(dòng)控制參數(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)控制質(zhì)量
• 集成安全功能
  • 通過密碼進(jìn)行知識(shí)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)，可綁定 SIMATIC 存儲(chǔ)卡的程序塊和序列號(hào)： 只有在將配置的存儲(chǔ)卡插到 CPU 中時(shí)，該程序塊才可運(yùn)行。
  • 4-級(jí) 授權(quán)理念： 
    也可以對(duì)和 HMI設(shè)備之間進(jìn)行的通信進(jìn)行限制。
  • 操作保護(hù)： 
    該控制器可以識(shí)別工程組態(tài)數(shù)據(jù)的更改和未授權(quán)傳輸。
• 設(shè)計(jì)與操作
  • 顯示器，用于顯示概覽信息，
    例如：站名、別名稱、位置名稱等概覽信息、診斷信息、模塊信息和顯示器設(shè)置。
  • 顯示器上可能的操作： 
    設(shè)置 CPU 或者所連接以太網(wǎng)通信處理器的地址、設(shè)置日期和時(shí)間、選擇 CPU 的操作模式、復(fù)位 CPU 至默認(rèn)設(shè)置、禁用/啟用顯示器、激活保護(hù)等級(jí)。
• 集成式系統(tǒng)診斷
  • 顯示屏上、TIA Portal 中、人機(jī)界面設(shè)備上以及 Web 器上以普通文本形式一致顯示系統(tǒng)診斷信息（甚至能顯示來自變頻器的消息），即使 CPU 處于停止模式也會(huì)進(jìn)行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，無須進(jìn)行特殊組態(tài)
• SIMATIC 存儲(chǔ)卡（運(yùn)行 CPU 所需）
  • 用作插入式裝載存儲(chǔ)器，或用于更新固件。
  • 還可用于存儲(chǔ)附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）
  • 通過用戶程序的系統(tǒng)函數(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/讀取
• 數(shù)據(jù)記錄（歸檔）和配方
  • csv 格式配方文件存儲(chǔ)并歸檔在 SIMATIC 存儲(chǔ)卡中；
    利用辦公工具或 Web 瀏覽器可以方便地訪問與設(shè)備相關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)
  • 通過網(wǎng)頁瀏覽器或 SD 讀卡器，可方便地訪問機(jī)器的組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）
• 編程
  • 使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本進(jìn)行編程
  • 移植工具，用于 SIMATIC S7-300/S7-400 至 S7-1500 的移植操作，可以自動(dòng)地完成大部分程序代碼的轉(zhuǎn)換工作。 記錄不可轉(zhuǎn)換的代碼，并可以手動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。
  • STEP 7 V11 項(xiàng)目可在兼容模式下繼續(xù)和 STEP 7 V12 組合使用 。
  • S7-1200 程序可通過復(fù)制/粘貼手段轉(zhuǎn)移至 S7-1500

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