西門子CPU416F-2*處理器模塊

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西門子CPU416F-2*處理器模塊

Area of application

SIMATIC S7-400 可采用具有不能級別的各種 CPU：

• CPU 412-1,、CPU 412-2 和 CPU 412-2 PN：
  用于中等性能的小型工廠,。

• CPU 414-2、CPU 414-3,、CPU 414-3 PN/DP：
  用于具有對編程,、處理速度和通信有額外要求的中等規(guī)模工廠,。

• CPU 416-2、CPU 416-3,、CPU 416-3 PN/DP：
  在性能范圍內(nèi)具有較高要求的工廠,。

• CPU 417-4 DP：
  在性能范圍內(nèi)具有極嚴格要求的工廠。

• CPU 412-5H,、CPU 414-5H,、CPU 416-5H 和 CPU 417-4H：
  用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。

• CPU 414F-3 PN/DP,、CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP：
  用于構(gòu)建故障安全型自動化系統(tǒng),，適用于具有較高安全要求的工廠。

所有 CPU 裝在帶集成的控制單元和顯示單元的塑料外殼中,。 相同的單元具有相同的功能,。

前面板上有：

• LED指示燈:
  用于狀態(tài)和故障指示。

• 波動開關(guān)：
  用于選擇運行模式,。

• 存儲器卡插槽（擴展裝載存儲器）

• 組合 MPI/DP 端口,。

• 內(nèi)置 PROFIBUS-DP 接口（非 CPU 412-1）。

• 電池插座：
  用于后備電池的外部供電,。

除 CPU 412-1 處理器外,，所有 CPU 具有：

• PROFIBUS DP 接口:
  用于連接分布式 I/O。根據(jù)組態(tài)的不同,，也可用于與 OP 或 PG/PC 的通訊,。

CPU 414-3 PN/DP, CPU 416-3 PN/DP 和 CPU 416F-3 PN/DP 也可以連接 PROFINET。 每個模板有一個雙口的 PROFINET 接口,。

CPU 還具有：

• PROFIBUS DP 接口模板備用插槽：
  用于鏈接其他 DP 網(wǎng)絡(luò),。

此外，CPU 按照其性能進行分級：例如RAM,、地址區(qū)大小,、可裝載塊的數(shù)量以及處理時間。

附件

S7-400 產(chǎn)品附件

S7-400 產(chǎn)品附件

• 安裝機架

• 電源模板

• 存儲卡

• 電池

• IF-964 PROFIBUS DP 模板

• 接口模板

安裝機架

機架設(shè)計為壁掛式,，可以安裝在框架內(nèi),，或者安裝在機柜內(nèi)。它有以下功能：為模板提供機械支持,、為模板提供電源,、通過背板總線將各個模板連接在一起。

配置SIMATIC S7-400有多種形式的機架：

- UR1 和 UR2,，用于*控制器和擴展但愿

- CR2,，用于有分割的*控制器

- ER1 和 ER2，用于有信號模板的擴展單元

- UR2-H,，用于冗余系統(tǒng)

電源模板

電源模板用于轉(zhuǎn)換220V AC或24V DC,，通過背板總線向S7-400 提供5V DC和24V DC,。采用冗余電源時，標準系統(tǒng)和容錯系統(tǒng)可作為*安全系統(tǒng)運行,。

- 發(fā)光二極管用于指示內(nèi)部故障,，5V、24V及后備電池

- 一個故障確認按鈕

- 輸出電壓的通斷開關(guān)

- 一個后備電池安裝部件

- 一個電池監(jiān)視開關(guān)

- 一個系統(tǒng)電壓選擇開關(guān)

存儲卡

在S7-400 CPU中可以使用的存儲卡有兩種：一種是RAM卡,，用于只需要擴展CPU集成的裝載存儲器,，并且需要經(jīng)常修改程序的狀況；另一種是FEPROM卡,，用于需要在存儲卡上*存儲用戶程序,，即使掉電程序也不會丟失，或者在CPU之外使用擴展卡,。

為了滿足應用需求,，RAM卡和FEPROM卡zui大存儲容量均達到64M。

電池

對于使用RAM擴展裝載內(nèi)存的用戶,，可以通過使用后備電池,，使CPU在斷電情況下保持用戶程序。

IF-964 PROFIBUS DP 模板

S7-400 PROFINET CPU集成有Web服務(wù)器,。因此,，標準Web瀏覽器可以讀出S7-400站中的信息：

• CPU 一般信息

• 診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容

• 變量表

• 標簽狀態(tài)

• 模塊的狀態(tài)

• 報文

• 工業(yè)以太網(wǎng)的相關(guān)信息

• OUC 連接的診斷

• PROFINET 節(jié)點的拓撲結(jié)構(gòu)

• 通過用戶網(wǎng)頁可顯示過程數(shù)據(jù)及用戶數(shù)據(jù)

Web 服務(wù)器之中的安全機制可用，也可使用用戶權(quán)利并支持 HTTPS 協(xié)議,。

等時同步模式

使用系統(tǒng)功能“等時同步模式",，可以同步耦合

• 分布式信號采集、

• 信號傳輸和

• 程序執(zhí)行

等時 PROFIBUS 和 PROFINET的循環(huán)周期

創(chuàng)建了自動化解決方案,，可以以固定間隔時間（常量總線周期時間）捕捉并處理輸入和輸出信號,。同時創(chuàng)建了前后*的部分過程圖像。

借助常量總線周期時間和分布式I/O同步信號處理技術(shù),，S7-400確?？梢跃_地重現(xiàn)規(guī)定的過程響應時間。

為等時同步模式系統(tǒng)功能提供了極為豐富的支持組件,，可以處理運動控制,、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域的苛刻任務(wù),。

在分布式自動化解決方案中,，目前的SIMATIC S7-400開始涉足重要的高速加工處理應用領(lǐng)域，并確?？梢垣@得zui高的精度和可重現(xiàn)性,。這意味著可以以穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不斷地擴大生產(chǎn)數(shù)量。

在運行模式更改硬件組態(tài)（運行時組態(tài),，CiR）

使用SIMATIC S7-400,，在工廠運轉(zhuǎn)期間,，無需重新啟動設(shè)備，就可以實現(xiàn)硬件組態(tài)的更改,。例如,，可以實現(xiàn)以下工作：

• 添加分布式I/O節(jié)點（PROFIBUS DP 或者 PA從站），和

• 為 ET 200M I/O 系統(tǒng)添加模塊或者重新參數(shù)化系統(tǒng)內(nèi)的模塊,。

CiR，即運行時組態(tài)，可以在設(shè)備運轉(zhuǎn)期間完成設(shè)備的擴展和轉(zhuǎn)換工作,，進一步降低了設(shè)備調(diào)試和加工重組所需要的時間,。此外，該系統(tǒng)功能還可以靈活地響應加工工藝的更改（例如,，加工工藝的優(yōu)化）,，因為沒有必要因硬件組態(tài)的更改對設(shè)備進行重新初始化或者同步等工作。

模塊的診斷和過程監(jiān)視

SIMATIC S7-400的大量輸入/輸出模塊都具有智能功能：

• 監(jiān)視信號(診斷)

• 監(jiān)控來自過程的信號（硬件中斷）

診斷

智能診斷系統(tǒng)可以用來判斷模塊的信號采集（針對數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（針對模擬模塊）是否正工作于*狀態(tài),。在診斷分析中,，必須區(qū)分可參數(shù)化和非參數(shù)化診斷消息：

• 可參數(shù)賦值的診斷報文：
  僅由合適的設(shè)定參數(shù)啟用之后才會發(fā)出診斷消息。

• 非參數(shù)化診斷消息：
  這些消息的發(fā)出是一個常規(guī)事件,，即該過程與參數(shù)化無關(guān),。

如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)（例如“無傳感器輸入"），則模塊會發(fā)起一個診斷中斷（若已經(jīng)為該診斷消息設(shè)置了參數(shù),，則僅在相應的參數(shù)化過程之后才會產(chǎn)生中斷）,。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務(wù)的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 82）,。通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號,，并且，可以觸發(fā)針對信號變化的響應,。

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根據(jù)模塊類型的不同,，可以使用各種不同的診斷消息：

硬件中斷

通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號,，并且，可以觸發(fā)針對信號變化的響應。

• 數(shù)字量輸入模塊：
  根據(jù)參數(shù)設(shè)置的不同,，針對每個通道組,，當信號狀態(tài)發(fā)生改變時，模塊都可以發(fā)起硬件中斷,，觸發(fā)沿可以選用上升沿,、下降沿或者混合使用上升沿和下降沿。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務(wù)的執(zhí)行,，并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 40）,。信號模塊可以緩沖一次中斷/通道。

• 模擬量輸入模塊：
  通過上限值和下限值的參數(shù)值,，可以設(shè)定其工作范圍,。模塊將數(shù)字化測量值與這些極限值進行比較。當測量值違反了其中任何一個限定值時,，就會觸發(fā)硬件中斷,。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務(wù)的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 40）,。如果極限高于/低于過量程/欠量程,，則無法進行比較。

S7-400H

容錯通訊

帶有容錯通信功能的SIMATIC提供了一種新的通信類型,，該通信類型具有以下特點：

• 可用性更高：
  發(fā)生故障時,，憑借其多達4個的冗余連接，可以繼續(xù)通信,。必要的切換工作對于用戶來說是透明的,。

• 工作簡單；
  容錯處理對于用戶也是透明的,?？墒褂糜糜跇藴释ㄓ嵉挠脩舫绦颍瑹o需修改,。冗余功能的定義僅需在參數(shù)化階段就可以完成,。

容錯通訊目前由 S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 所支持。對于 PC 來說,，需要使用 Redconnect 軟件包（參見“SIMATIC NET 通訊系統(tǒng)"）,。

取決于對可用性的需求，可以使用不同的組態(tài)選項：

• 單一總線或冗余總線,。

• 線型拓撲和環(huán)型拓撲總線,。

工作模式

CPU 417-4H、CPU 414-4H 和 CPU 412-3H 的操作系統(tǒng)可自主執(zhí)行 S7-400H 的所有必要附加功能：

• 數(shù)據(jù)交換

• 故障響應（控制轉(zhuǎn)換給備用設(shè)備）

• 兩個子設(shè)備的同步

• 自檢

冗余原理

S7-400H的工作符合“熱備份"模式的主動冗余原理（支持故障發(fā)生時的無重啟自動切換功能）,。根據(jù)該原理,，在*運行期間,，兩個子單元都處于工作狀態(tài),。當故障發(fā)生時,，未出現(xiàn)故障的設(shè)備將獨立地接管過程控制。

為了確保平穩(wěn)的控制接管,，必須通過*控制器鏈路實現(xiàn)高速,、可靠的數(shù)據(jù)交換。

在控制轉(zhuǎn)移期間,，設(shè)備自動地使用

• 相同的用戶程序

• 相同的數(shù)據(jù)塊

• 相同的過程圖像內(nèi)容

• 相同的內(nèi)部數(shù)據(jù),，例如定時器、計數(shù)器,、位存儲單元等

• 
  

• SINAMICSG130 變頻器

  SINAMICSG130 變頻器是一種變頻裝置,，可以非常靈活地與相關(guān)選件組合，集成到客戶機柜中或直接集成到機器設(shè)備內(nèi),。通過豐富的電氣選件實現(xiàn)傳動系統(tǒng)的優(yōu)化,，從而滿足客戶的特定要求。配置和調(diào)試工作也因預定義的接口和參數(shù)而被大大簡化,。 特點： ? 采用了半導體技術(shù)的 IGBT 和革新的冷卻方式,，因而結(jié)構(gòu)非常緊湊，運行異常安靜,。 ? 因所有可更換部件的設(shè)計均基于方便接近,、快速更換的原則，模塊和功率器件可實現(xiàn)快速輕松地更換,，從而提高了裝置的使用效率,。另外，通過“SparesOnWeb"工具,，可方便地查看所訂購傳動的可用備件,。 ? 一個標準的 PROFIBUS 通訊接口以及各種模擬量和數(shù)字量接口，可方便地集成到自動化系統(tǒng)中,。 ? 圖形化 LCD 的 AOP30 高級操作面板或裝有 STARTER 調(diào)試工具的 PC 可以輕松地進行調(diào)試和參數(shù)設(shè)定,。 ? 豐富的軟件功能使之能勝任客戶的各種要求。 ? 所有部件,，從單獨的零件到完整的變頻裝置,，整個生產(chǎn)過程中均經(jīng)嚴格的測試。這就保證了它們在安裝,、調(diào)試和運行過程中具有*的可靠性,。
  

  SIMADYN D 的典型應用

  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

  

  驅(qū) 動

  同 步 多 機 驅(qū) 動 可 用 于 纖 維 工 業(yè) 或 軋 鋼 工 業(yè)

  

  SIMADYN D 特別適用于

  .
  復雜的工藝控制功能：如卷曲機,，多電機驅(qū)動， 同步以及定位控制等。
  數(shù)據(jù)的采集及處理
  高速通訊－ 現(xiàn) 場 總 線,， 以 太 網(wǎng)
  快速, 高精度的運算－ 32/64 位 浮 點 數(shù) 運 算
  確保功能的冗余性和靈活性

  SIMOTION P - 基于 PC 的運動控制系統(tǒng)

  豐富的運動控制功能,，集成在緊湊的嵌入式工業(yè) PC 中：SIMOTION P320-4

  SIMOTION P320-4 是一種高性能、超緊湊和免維護型嵌入式工業(yè) PC,，已在惡劣運行條件下得到驗證,。SIMOTION P320-4 既有 PLC 的堅固可靠性，又有 SIMOTION 的全面運動控制功能,。

  SIMOTION P320-4 包括兩個高性能型號：

• SIMOTION P320-4 E（嵌入式）
  處理器：In i3 處理器（第三代）
  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：In 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

• SIMOTION P320-4 供貨范圍：

  SIMOTION P320-4 隨附有大容量存儲器以及相關(guān)的 SIMOTION 運行系統(tǒng)軟件,。

• 內(nèi)置大容量存儲器：Windows 操作系統(tǒng)和 SIMOTION 運行系統(tǒng)固件

• 外置可存取海量存儲器：SIMOTION 項目和用戶數(shù)據(jù)

• Windows 操作系統(tǒng)具有優(yōu)秀的開放性

  這種開放性是基于 PC 的解決方案的突出特點：

• 聯(lián)網(wǎng)靈活

• 數(shù)據(jù)存儲容量大

• 數(shù)據(jù)備份方案

• 集成通信

• 也可以使用遠程維護、診斷和遠程服務(wù)等功能,。
  另外還提供了標準 PC 接口,，用于連接以下部件：

• 打印機、鍵盤和鼠標等硬件

• 可視化軟件或 Microsoft Office 程序等軟件,。

• SIMOTION 操作系統(tǒng)具有實時功能

  *獨立的 SIMOTION 操作系統(tǒng)與 SIMOTION P 上的 Windows 并行運行,。通過這種實時擴展，可實現(xiàn)能夠滿足 SIMOTION P 平臺上的高性能要求的復雜運動控制應用,。

  功能強大的 PC 技術(shù)

• 系統(tǒng)采用的 PC 處理器技術(shù),，可確保提供性能。

• 指令執(zhí)行速度非常之快,，為中性能范圍提供了新的應用機會,。

• 開環(huán)控制、運動控制,、技術(shù),、可視化和標準 Microsoft 應用程序均集成在同一平臺上，無需執(zhí)行耗時的安裝即可直接使用

• 功能強大的 PC 處理器架構(gòu)帶來了性能的提升

• 基于 Windows 操作系統(tǒng),，因此對各種標準應用程序具有開放性

• 可基于工業(yè)以太網(wǎng)使用標準 PC 通信機制

• 簡易軟件升級

• 用戶友好型操作

• 通過現(xiàn)有通信接口實現(xiàn)靈活聯(lián)網(wǎng)該 SIMOTION P320-4 版本具有一個集成式 PROFINET 接口和工業(yè)以太網(wǎng)接口,。對于也需要 PROFIBUS DP 連接的應用，可使用帶有兩個 PROFIBUS 接口的可選模塊 IsoPROFIBUS 板,。

• 集成眾多功能因而功能強大

• 在同一程序中輕松對開環(huán)控制和運動控制應用進行工程配置

• 
  

• 復雜的數(shù)據(jù)測定和顯像任務(wù),，甚至能通過 SIMOTION P，直接在 PC 上輕松執(zhí)行工程技術(shù)操縱,。如需要其它系統(tǒng)的 HMI 軟件,，可使用標準化的 OPC 服務(wù)器接口。

  通過集成的以太網(wǎng)接口,，可以通過 SIMOTION IT 訪問集成 Web 服務(wù)器上的數(shù)據(jù),。通信回路采用標準 IT 協(xié)議，進行調(diào)試,、診斷和維護,。