6ES7360-3AA01-0AA0

適用于 PROFIBUS DP 的硬件組件

在 PROFIBUS DP 上,，SIMATIC Safety F 系統(tǒng)中可使用以下故障安全組件：

● 帶有 DP 接口的 F-CPU,，例如 CPU 1516F-3 PN/DP

● 故障安全輸入和輸出 (F-I/O),，例如：

– ET 200M 中的 S7-300 故障安全信號模塊

– S7-1500/ET 200MP 故障安全模塊

– ET 200SP 故障安全模塊

– ET 200S 故障安全模塊

– ET 200pro 故障安全模塊

– ET 200iSP 故障安全模塊

– ET 200eco 故障安全 I/O 模塊（S7-300,、S7-400）

– 基于 GSD 的故障安全 DP 從設備（光柵和激光掃描儀等）

可以使用標準 I/O 擴展組態(tài),。

在 PROFIBUS DP 上，SIMATIC Safety F 系統(tǒng)可使用以下 CP/CM 連接分布式 F-I/O：

● CP 443-5 Extended

● CM 1243-5 產(chǎn)品概述

1.2 硬件組件和軟件組件

24

編程和操作手冊, 10/2019, A5E33215622-03

● CM 1542-5

● CP 1542-5

● SP CM DP

適用于 PROFINET IO 的硬件組件

在 PROFINET IO 上,，SIMATIC Safety F 系統(tǒng)中可使用以下故障安全組件：

● 帶有 PN 接口的 F-CPU，例如 CPU 1214FC DC/DC/DC

● 故障安全輸入和輸出 (F-I/O),，例如：

– ET 200M 中的 S7-300 故障安全信號模塊

– S7-1500/ET 200MP 故障安全模塊

– ET 200SP 故障安全模塊

– ET 200S 故障安全模塊

– ET 200pro 故障安全模塊

– ET 200eco PN 故障安全 I/O 模塊

– 基于 GSD 的故障安全 I/O 設備（光柵,、激光掃描儀等）

可以使用標準 I/O 擴展組態(tài)。

在 PROFINET IO 上,，SIMATIC Safety F 系統(tǒng)可使用以下 CP/CM 連接分布式 F-I/O：

● CP 443-1

● CP 443-1 Advanced-IT

● CM 1542-1

● CP 1545-1

適用于中央組態(tài)的硬件組件

在 F-CPU 上,，可將以下故障安全組件集中用于 SIMATIC Safety F 系統(tǒng)：

● S7-300 故障安全信號模塊

● S7-1200 故障安全模塊

● S7-1500 故障安全模塊

● ET 200SP 故障安全模塊

● ET 200S 故障安全模塊

● ET 200pro 故障安全模塊（也可用于 CPU 1516proF-2）

可以使用標準 I/O 擴展組態(tài)。

1 .   西門子模塊單相變壓器空載時的電流與主磁通不同相位,，存在一個相位角度差aFe,，因為存在鐵耗電流?？蛰d電流是尖頂波形,，因為其中有較大的三次諧波。

2 .   直流電機電樞繞組中流動的也是交流電流,。但其勵磁繞組中流的是直流電流,。直流電動機的勵磁方式有他勵、并勵,、串勵,、復勵等,。
3 .   直流電機的反電勢表達式為E =CE F n；而電磁轉矩表達式則為Tem =CTFI,。

4 .   西門子模塊直流電機的并聯(lián)支路數(shù)總是成對的,。而交流繞組的并聯(lián)支路數(shù)則不一定。

5 .   在直流電機中,，單疊繞組的元件是以一個疊在另外一個之上的方式,，串聯(lián)而成的。無論是單波繞組,、還是單疊繞組,，換向片將所有元件串聯(lián)在一起、構成了一個單一的閉合回路,。

6 .   異步電機又稱感應電機,，因為異步電機的轉子電流是通過電磁感應而產(chǎn)生的。

7 .   異步電動機降壓起動時,，起動轉矩減小,，起動轉矩和繞組的起動電流的平方成正比地減小。
8 .   一次側電壓的幅值,、頻率不變時,，變壓器的鐵心的飽和程度是基本不變的，勵磁電抗也基本不變,。

9 .   同步發(fā)電機的短路特性是一條直線,，三相對稱短路時磁路是不飽和的；三相對稱穩(wěn)態(tài)短路時,，短路電路為純?nèi)ゴ诺闹陛S分量,。

10 .  同步電機勵磁繞組中的電流是直流電流，勵磁方式主要有勵磁發(fā)電機勵磁,、靜止整流器勵磁,、旋轉整流器勵磁等。

11 .  三相合成磁動勢中沒有偶次諧波,；對稱三相繞組通對稱三相電流,，其合成磁動勢中沒有3的倍數(shù)磁諧波。

12 .  三相變壓器一般都希望有某一側是三角形連接或者有某一側中點接地,。因為三相變壓器的繞組聯(lián)結都希望有三次諧波電流的通路,。

13 .  對稱三相繞組通對稱三相電流時，其合成磁動勢中的5次諧波是反轉的,；7次諧波是正轉的,。

14 .  串勵直流電動機的機械特性比較軟。他勵直流電動機的機械特性比較硬,。

15 .  變壓器短路試驗可以測量變壓器繞組的漏阻抗,；而空載試驗則可以測量繞組的勵磁阻抗參數(shù),。

16 .  變壓器的變比等于一次側繞組與二次側繞組的匝數(shù)比。而單相變壓器的變比則還可以表示成一,、二次側的額定電壓之比,。
17 .  正常勵磁時，同步發(fā)電機的功率因數(shù)等于1,；保持輸出有功不變,，使勵磁電流小于正常勵磁（欠勵）時，則直軸電樞反應的性質(zhì)是助磁的,；保持輸出有功不變,，使勵磁電流大于正常勵磁（過勵）時，則直軸電樞反應的性質(zhì)是去磁的,。

18 .  在直流電機中,，鐵耗主要存在于轉子鐵心(電樞鐵心)中，因為定子鐵心磁場基本不變,。

19 .  在直流電機中,，第一節(jié)距y1等于元件第1邊與第2邊之間相差的槽數(shù)。合成節(jié)距y等于相串聯(lián)的兩元件的上元件邊之間相差的槽數(shù),。

20 .  在直流電機中,，當不考慮飽和時，交軸電樞反應的特點是使磁場為零的位置偏移,，但每極磁通不變。當電刷位于幾何中性線上時,，電樞反應是交磁性質(zhì)的,。

21 .  在直流電動機中，將外部的直流電變換成內(nèi)部的交流電的部件是換向器,。換向器的作用是將直流轉換成交流（或相反）,。

22 .  在同步電機中，當定子繞組交鏈的勵磁磁通F0為最大值時,，反電勢E0達到最小值,，當F0達到零時，E0達到最大值,，F(xiàn)0和E0這兩者之間的相位關系為     F0超前E0 90o,。且E0和F0之間的關系表達式為：E0 = 4.44 f N kN1F0。

23 .    在電機中,，漏磁通是指僅交鏈繞組自身的磁通,，其產(chǎn)生的反電動勢往往可以用一個漏電抗壓降（或負電抗壓降）來等效。

24 .異步電機的轉子有：-鼠籠式,、繞線式等兩種,。

深入淺出西門子PLC連載一：西門子S7-300/400通信功能

SIMATIC S7-300/400系列可編程控制器是西門子全集成自動化系統(tǒng)中的控制核心,，是其集成與開放特性的重要體現(xiàn)。該系列PLC繼承了西門子上一代PLC SIMATIC S5系列的穩(wěn)定,、可靠和故障率低的精髓,，將*控制思想、現(xiàn)代通信技術和IT技術的發(fā)展集于一身,。今天我們就來好好學習一下SIMATIC S7-300/400系列可編程控制器的精髓——通信功能,，本篇文章為連載*篇，我們來看看SIMATIC S7-300/400系列可編程控制器有哪些網(wǎng)絡結構,，以及通信網(wǎng)絡,。

一、 工業(yè)自動化網(wǎng)絡結構

1. 現(xiàn)場設備層

現(xiàn)場設備層主要功能是連接現(xiàn)場設備,，例如分布式I/O,、傳感器、驅動器,、執(zhí)行機構和開關設備等,，完成現(xiàn)場設備控制及設備間連鎖控制。

2. 車間監(jiān)控層

車間監(jiān)控層又稱為單元層,，用來完成車間主生產(chǎn)設備之間的連接,，包括生產(chǎn)設備狀態(tài)的在線監(jiān)控、設備故障報警及維護等,。還有生產(chǎn)統(tǒng)計,、生產(chǎn)調(diào)度等功能。傳輸速度不是重要的,，但是應能傳送大容量的信息,。

3. 工廠管理層

車間操作員工作站通過集線器與車間辦公管理網(wǎng)絡連接，將車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)送到車間管理層,。車間管理網(wǎng)作為工廠主網(wǎng)的一個子網(wǎng),，連接到工廠骨干網(wǎng)，將車間數(shù)據(jù)集成到工廠管理層,。

S7-300/400有很強的通信功能,，CPU模塊集成有MPI和DP通信接口、PROFIBUS-DP,、工業(yè)以太網(wǎng)的通信模塊以及點對點通信功能,。通過PROFIBUS-DP或AS-i現(xiàn)場總線，CPU與分布式I/O模塊之間可以周期性地自動交換數(shù)據(jù)（過程映像數(shù)據(jù)交換）,，在自動化系統(tǒng)之間,，PLC與計算機和HMI（人機接口）站之間，均可以交換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信可以周期性地自動進行,，或基于事件驅動（由用戶程序塊調(diào)用）,。

一、 S7-300/400的通信網(wǎng)絡

1. 通過多點接口（MPI）協(xié)議的數(shù)據(jù)通信

MPI是多點接口(Multi Point Interface)的簡稱,。MPI的物理層是RS485,，通過MPI能同時連接運行STEP 7的編程器、計算機,、人機界面（HMI）以及其他SIMATIC S7,、M7和C7。

通過MPI接口實現(xiàn)全局數(shù)據(jù)（GD）服務,，周期性地相互進行數(shù)據(jù)交換,。

MPI通訊是當通信速率要求不高、通信數(shù)據(jù)量不大時,，可以采用的一種簡單經(jīng)濟的通訊方式,。。MPI網(wǎng)絡的通信速率為19.2Kbps~12Mbps,，多可以連接32個節(jié)點,，大通訊距離為50m，但是可以通過中繼器來擴展長度,。

1. PROFIBUS

PROFIBUS是程序總線網(wǎng)絡（PROcess FIeld BUS）的簡稱,。用于車間監(jiān)控和現(xiàn)場層的通信系統(tǒng)和開放性。PROFIBUS-DP與分布式I/O,，多可以與127個網(wǎng)絡上的節(jié)點進行數(shù)據(jù)交換,。網(wǎng)絡中多可以串接10個中繼器來延長通信距離。使用光纖作通信介質(zhì),，通信距離可達90km,。

2. 工業(yè)以太網(wǎng)

西門子的工業(yè)以太網(wǎng)符合IEEE802.3標準，通過網(wǎng)關來連接遠程網(wǎng)絡,。傳輸速率為10Mbit/s或100Mbit/s，多1024個網(wǎng)絡節(jié)點,，網(wǎng)絡的大范圍為150km,。

采用交換機式局域網(wǎng)，每個網(wǎng)段都能達到網(wǎng)絡的整體性能和數(shù)據(jù)傳輸速率,，電氣交換模塊與光纖交換模塊將網(wǎng)絡劃分為若干個網(wǎng)段,，在多個網(wǎng)段中可以同時傳輸多個報文。本地數(shù)據(jù)通信在本網(wǎng)段進行,，只有的數(shù)據(jù)包可以超出本地網(wǎng)段的范圍,。

全雙工模式使一個站能同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，不會發(fā)生沖突。其傳輸速度到20Mbit/s和200Mbit/s,?？梢詷嫿ōh(huán)形冗余工業(yè)以太網(wǎng)。大的網(wǎng)絡重構時間為0.3秒,。

自適應功能自動檢測出信號傳輸速率（10Mbit/s或100Mbit/s）,。

自協(xié)商是高速以太網(wǎng)的配置協(xié)議，通過協(xié)議確定數(shù)據(jù)傳輸速率和工作方式,。

使用SNMP-OPC服務器對支持SNMP協(xié)議的網(wǎng)絡設備進行遠程管理,。

1. 點對點連接

點對點連接（Point-to-Point Connections）可以連接S7 PLC和其他串口設備。使用CP340,、CP341,、CP440、CP441通信處理模塊,，或CPU31xC-2PtP集成的通信接口,。

接口有20mA（TTA），RS232C和RS422A/RS485,。通信協(xié)議有ASCII驅動器,、3964(R)和RK512（只適用于部分CPU）。

使用通信軟件PRODAVE和編程用的PC/MPI適配器,，通過PLC的MPI編程接口,，可以實現(xiàn)計算機與S7-300/400的通信。

2. 通過AS-i網(wǎng)絡的過程通信

AS-i是執(zhí)行器-傳感器接口（Actuator Sensor Interface）的簡稱,，位于zui底層,。

AS-i中每個網(wǎng)段只能有一個主站。AS-i中所有分支的電路的大總長度為100m,，可以用中繼器使其延長,。可以用屏蔽的或非屏蔽的兩芯電纜,，支持總線供電,。

DP/AS-i網(wǎng)關（Gateway）用來連接PROFIBUS-DP和AS-i網(wǎng)絡。

CP 342-2多可以連接32個數(shù)字量或31個模擬量AS-i從站,，多可以訪問248個DI和186個DO,，可以處理模擬量值。