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信號模塊是 SIMATIC S7-300 與過程相連的接口。
大量不同的數(shù)字量和模擬量模塊可精確提供每種任務(wù)所需的輸入/輸出,。
數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)目、電壓和電流范圍,、隔離,、診斷和報警功能等方面有所不同。
對于在此列舉的所有模塊系列,,SIPLUS 部件也可應(yīng)用在擴(kuò)展溫度范圍 -25 - 60℃ 以及腐蝕性環(huán)境/冷凝環(huán)境中,。
另外,面向安全的應(yīng)用中還可使用故障安全模塊,。
西門子S7系列PLC體積小,、速度快,、標(biāo)準(zhǔn)化,具有網(wǎng)絡(luò)通信能力,,功能更強(qiáng),,可靠性更高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC(如S7-200),,小規(guī)模性能要求的PLC(如S7-300)和中,、高性能要求的PLC(如S7-400)等。
1.SIMATIC S7-200 PLC
S7-200 PLC是超小型化的PLC,,它適用于各行各業(yè),,各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等,。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行,,或連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。
S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用,。
2.SIMATIC S7-300 PLC
S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng),,能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng),。與S7-200 PLC比較,,S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu),具備高速(0.6~0.1μs)的指令運(yùn)算速度,;用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算,;一個帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值;方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi),,人機(jī)對話的編程要求大大減少,。SIMATIC人機(jī)界面(HMI)從S7-300中取得數(shù)據(jù),S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù),。S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送,;CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件(例如:超時,,模塊更換,,等等);多級口令保護(hù)可以使用戶高度,、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密,,防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改;S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān),,操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出,,當(dāng)鑰匙拔出時,就不能改變操作方式,,這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序,。具備強(qiáng)大的通信功能,,S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能,這使得組態(tài)非常容易,、簡單,。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口,并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng),;串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng),;多點(diǎn)接口(MPI)集成在CPU中,用于同時連接編程器,、PC機(jī),、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng)。
3. SIMATIC S7-400 PLC
S7-400 PLC是用于中,、高檔性能范圍的可編程序控制器,。
S7-400 PLC采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計,可靠耐用,,同時可以選用多種級別(功能逐步升級)的CPU,,并配有多種通用功能的模板,這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的系統(tǒng),。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級時,,只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠0澹隳苁瓜到y(tǒng)升級和充分滿足需要,。
4. 工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)
通訊網(wǎng)絡(luò)是自動化系統(tǒng)的支柱,,西門子的全集成自動化網(wǎng)絡(luò)平臺提供了從控制級一直到現(xiàn)場級的*性通訊,“SIMATIC NET"是全部網(wǎng)絡(luò)系列產(chǎn)品的總稱,,他們能在工廠的不同部門,,在不同的自動化站以及通過不同的級交換數(shù)據(jù),有標(biāo)準(zhǔn)的接口并且相互之間*兼容,。
5. 人機(jī)界面(HMI)硬件
HMI硬件配合PLC使用,,為用戶提供數(shù)據(jù)、圖形和事件顯示,,主要有文本操作面板TD200(可顯示中文),,OP3,OP7,,OP17等,;圖形/文本操作面板OP27,OP37等,,觸摸屏操作面板TP7,TP27/37,,TP170A/B等,;SIMATIC面板型PC670等,。個人計算機(jī)(PC)也可以作為HMI硬件使用。HMI硬件需要經(jīng)過軟件(如ProTool)組態(tài)才能配合PLC使用,。
6. SIMATIC S7工業(yè)軟件
西門子的工業(yè)軟件分為三個不同的種類:
(1)編程和工程工具 編程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于編程,、組態(tài)、模擬和維護(hù)等控制所需的工具,。STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包SIMATIC S7是用于S7-300/400,,C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制產(chǎn)品的組態(tài)編程和維護(hù)的項目管理工具,STEP 7-Micro/WIN是在Windows平臺上運(yùn)行的S7-200系列PLC的編程,、在線仿真軟件,。
(2)基于PC的控制軟件 基于PC的控制系統(tǒng)WinAC允許使用個人計算機(jī)作為可編程序控制器(PLC)運(yùn)行用戶的程序,運(yùn)行在安裝了Windows NT4.0操作系統(tǒng)的SIMATIC工控機(jī)或其它任何商用機(jī),。WinAC提供兩種PLC,,一種是軟件PLC,在用戶計算機(jī)上作為視窗任務(wù)運(yùn)行,。另一種是插槽PLC(在用戶計算機(jī)上安裝一個PC卡),,它具有硬件PLC的全部功能。WinAC與SIMATIC S7系列處理器*兼容,,其編程采用統(tǒng)一的SIMATIC編程工具(如STEP 7),,編制的程序既可運(yùn)行在WinAC上,也可運(yùn)行在S7系列處理器上,。
(3)人機(jī)界面軟件 人機(jī)界面軟件為用戶自動化項目提供人機(jī)界面(HMI)或SCADA系統(tǒng),,支持大范圍的平臺。人機(jī)界面軟件有兩種,,一種是應(yīng)用于機(jī)器級的ProTool,,另一種是應(yīng)用于監(jiān)控級的WinCC。
ProTool適用于大部分HMI硬件的組態(tài),,從操作員面板到標(biāo)準(zhǔn)PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成組態(tài),。ProTool/lite用于文本顯示的組態(tài),如:OP3,,OP7,,OP17,TD17等,。ProTool/Pro用于組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)PC和所有西門子HMI產(chǎn)品,,ProTool/Pro不只是組態(tài)軟件,其運(yùn)行版也用于Windows平臺的監(jiān)控系統(tǒng),。
WinCC是一個真正開放的,,面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)軟件,可在任何標(biāo)準(zhǔn)PC上運(yùn)行,。WinCC操作簡單,,系統(tǒng)可靠性高,,與STEP 7功能集成,可直接進(jìn)入PLC的硬件故障系統(tǒng),,節(jié)省項目開發(fā)時間,。它的設(shè)計適合于廣泛的應(yīng)用,可以連接到已存在的自動化環(huán)境中,,有大量的通信接口和全面的過程信息和數(shù)據(jù)處理能力,,其的WinCC5.0支持在辦公室通過IE瀏覽器動態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)過程。
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數(shù)據(jù)通訊概述
---- S7-300 具有多樣的通訊方式,。
用全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的CPU之間數(shù)據(jù)包周期的交換
用通訊功能塊對網(wǎng)絡(luò)其他站點(diǎn)進(jìn)行由事件驅(qū)動的通訊,。
- 對于聯(lián)網(wǎng),可以使用MPI,, PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng),。
- 全局?jǐn)?shù)據(jù),通過全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊服務(wù),,聯(lián)網(wǎng)的CPU可以相互之間周期性地交換數(shù)據(jù),。(大到4gd包,每包有22字節(jié)/周期),。例如:一個CPU可以訪問另一個CPU的數(shù)據(jù),、存儲位和過程映象。全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊只可以通過MPI進(jìn)行,。在step7中的GD表中進(jìn)行組態(tài),。
-通訊功能,對S7/M7/C7的通訊服務(wù)可以使用系統(tǒng)內(nèi)部塊建立起來,。
通過MPI的標(biāo)準(zhǔn)通訊
擴(kuò)展通訊通過MPI,、K總線、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)(S7-300只能作為服務(wù)器)
對于s5系列及第三方的通訊服務(wù),,可以使用非駐留塊建立,。
通過PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)S5兼容的通訊
通過PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)通訊 (第三方設(shè)備)
---- 與全局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行對比,必須為通訊功能建立通訊連接,。
通過CP的數(shù)據(jù)通訊(點(diǎn)對點(diǎn))
---- 用CP 340/CP 341通訊處理模塊可以建立起經(jīng)濟(jì)而方便的點(diǎn)到點(diǎn)鏈,。在3種通訊接口的基礎(chǔ)上,有多種通訊協(xié)議可以使用,。
通過多點(diǎn)接口(MPI) 的數(shù)據(jù)通訊
---- 多點(diǎn)接口(MPI)通訊口集成在 S7-300 CPU上。它可以用于簡單聯(lián)網(wǎng),。
MPI能同時連接幾個帶 STEP 7的編程器/PC,、人機(jī)界面(HMI)
全局?jǐn)?shù)據(jù)
聯(lián)網(wǎng)的CPU可以利用全局?jǐn)?shù)據(jù)(GD)服務(wù),周期性地相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 (每個程序周期多允許16個GD包,,每包多64字節(jié)),。S7-300 cpu每次多可以交換4個含22個字節(jié)的數(shù)據(jù)包,,而且多可以有16個CPU參與數(shù)據(jù)交換(用step7 v4.x以上版編程軟件),。全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊只能通過MPI接口。
內(nèi)部通訊總線(K-總線)
CPU的MPI是直接與S7-300的K總線連接,。即可以用k總線接口從編程器直接通過MPI對FM/CP模塊進(jìn)行編址,。
功能強(qiáng)大的通訊技術(shù)
- 多32個MPI站
- 每個CPU多有8個動態(tài)通
- 訊連接用于與SIMATIC S7/M7 300/ 400、C7進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)通訊
- 每個CPU多有4個靜態(tài)通訊連接用于與編程器,、PC機(jī),、SIMATIC HMI系統(tǒng)和 SIMATIC S7/M7-300/ 400、C7進(jìn)行擴(kuò)展通訊 ,。
- 數(shù)據(jù)傳輸速度187.5千位/秒或12兆位/秒
靈活的擴(kuò)展能力
用下列可靠的部件來配置MPI通訊:LAN電纜,,LAN連接器和 RS 485中繼器均采用PROFIBUS和"分布式 I/O"系列產(chǎn)品。這些部件保證了的配置,。例如,,在任意兩個給定的MPI節(jié)點(diǎn)之間可串聯(lián)多10個中繼器來跨越長距離。
通過CP進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊(PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng))
---- 可通過CP 342/343通訊處理器將SIMATIC S7-300與 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)相連,。
---- 可連接的包括
| 數(shù)控系統(tǒng) 機(jī)械手控制系統(tǒng) 工業(yè)PC機(jī) 驅(qū)動控制器 非西門子裝置
|
模板的診斷及過程監(jiān)視
---- S7-300有多種輸入/輸出模板具有智能功能:
診斷
---- 通過診斷可以確定模板所獲取的信號(例如數(shù)字量模板) 或模擬量處理 (例如模擬量模板) 是否正確,。在診斷評估中,可參數(shù)化的診斷信息與不可參數(shù)化的診斷信息有區(qū)別,。
---- 如果發(fā)送診斷信息(例如無編碼器電源),,則模板執(zhí)行一個診斷中斷。此時CPU中斷執(zhí)行用戶程序,,或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級的中斷,,來處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊(OB 82)。
數(shù)字量輸入/輸出模板 |
診斷信息 | 可能的錯誤原因 | 診斷信息 | 可能的錯誤原因 |
無編碼器電源
無外部輔助電壓 無內(nèi)部輔助電壓
熔斷器熔 斷模板參數(shù)錯誤 | 編碼器電源過載編碼器 電源與 M 短路 模板 L+ 無電壓 模板 L+ 無電壓內(nèi)部模板 熔斷器損壞 內(nèi)部模板熔斷器損壞 傳向模板的參數(shù)錯誤 | 看門狗故障 EPROM故障 RAM故障 過程報警丟失 | 高電磁干擾模板損壞 高電磁干擾模板損壞 高電磁干擾模板損壞 過程中斷到達(dá)時間快于CPU處理時間 |
模擬量輸入模板 |
診斷信息 | 可能的錯誤原因 | 診斷信息 | 可能的錯誤原因 |
無外部電壓 組態(tài)/參數(shù)錯誤 共模故障 斷線 | 模板L+無電壓 傳向模板的參數(shù)錯誤 輸入(M)與測量電路的參考 電勢差UCM太高 編碼器連接阻抗太高模板和傳感器之間斷線通道開路 | 測量范圍下溢 測量范圍上溢 | 輸入值低壓下限 |
模擬量輸入模板 |
診斷信息 | 可能的錯誤原因 | 診斷信息 | 可能的錯誤原因 |
無外部電壓 組態(tài)/參數(shù)錯誤 | 模板L+無電壓 傳向模板的參數(shù)錯誤 | 對地短路 斷線 | 輸出過載輸出QV與MANA短路 執(zhí)行器阻抗太高模擬與執(zhí)行器之間斷線通道開路 |
過程中斷 |
通過過程中斷,,可以對過程信號進(jìn)行監(jiān)視和響應(yīng)。 數(shù)字量輸入模板 根據(jù)設(shè)置的參數(shù),,模板可以對每個通道組進(jìn)行過程中斷,,可以選擇信號變化的上升沿、下降沿或兩個沿均可,。CPU中斷執(zhí)行用戶程序,,或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級的中斷,來處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊 (OB 40),。信號模板可以對每個通道的一個中斷進(jìn)行暫存,。 模擬量輸入模板 通過上限值和下限值定義一個工作范圍。模板將對測量值與這些限制值進(jìn)行比較。如果超限,,則執(zhí)行過程中斷,。 CPU中斷執(zhí)行用戶程序,或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級的中斷,,來處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊 (OB 40),。 |
S7-300、S7-300F總體技術(shù)規(guī)范 |
保護(hù)等級 | 符合IEC 529的IP 20 |
環(huán)境溫度 | 0 - 60oC 0 - 40oC |
相對濕度 | 5 - 95%,,無凝結(jié) |
大氣壓 | 750 - 1080 hPa |
隔離 | 500VDC測試電壓 1460VAC測試電壓 |
電磁兼容 | 符合EMC需求: 噪聲抑制 EN 50082-2,,測試: IEC 801-2,ENV 50140,,IEC 801-4,,ENV 50141,IEC 801-5,; 輻射干擾EN 50081-2,,測試EN55011,*,,第1組 |
機(jī)械強(qiáng)度 | IEC 68,,2-6部分/10-58Hz; 恒定振幅 0.075mm,; 58-150Hz,,恒定加速度 1g; IEC 68,,2-27部分/半波正弦: 沖擊強(qiáng)度:15g(峰值),,持續(xù)時間11ms |
S7-300戶外型模總體技術(shù)規(guī)范 |
氣候運(yùn)行條件 |
溫度 | 水平安裝:-25oC-60oC 0 - 40oC 垂直安裝:-25oC-40oC |
相對濕度 | 5 - 95%,,允許短時凝結(jié) |
短時結(jié)冰 | -25oC-0oC,,IEC 721 3-3,級別3K5 |
大氣壓 | 750 - 1080 hPa,, 對應(yīng)高度:-1000至2000m |
污染濃度 | SO2:<0.5ppm,,相對濕度<60%,測試:10ppm,,4天H2S:<0.1ppm,,相對濕度<60%,測試:1ppm,,4天 |
應(yīng)用
SIMATIC S7-400是用于中,、高檔性能范圍的可編程序控制器。
模塊化及無風(fēng)扇的設(shè)計,,堅固耐用,,容易擴(kuò)展和廣泛的通訊能力,,容易實現(xiàn)的分布式結(jié)構(gòu)以及用戶友好的操作使SIMATIC S7-400成為中、高檔性能控制領(lǐng)域中可以選擇]的理想解決方案,。
SIMATIC S7-400的應(yīng)用領(lǐng)域包括:
通用機(jī)械工程 汽車工業(yè) 立體倉庫 機(jī)床與工具 過程控制
| 控制技術(shù)與儀表 紡織機(jī)械 包裝機(jī)械 控制設(shè)備制造 機(jī)械
|
功能逐步升級的多種級別的CPU,,帶有各種用戶友好功能的種類齊全的功能模板,使用戶能夠構(gòu)成的解決方案,,滿足自動化的任務(wù)要求,。
當(dāng)控制任務(wù)變得更加復(fù)雜時,任何時候控制系統(tǒng)都可以逐步升級,,而不多的添加額外的模板,。
設(shè)計綜述
S7-400自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。它所具有的模板的擴(kuò)展和配置功能使其能夠按照每個不同的需求靈活組合,。 一個系統(tǒng)包括:電源模板,*處理單元(CPU),,各種信號模板(SM),,通訊模板(CP),功能模板(FM),,接口模板(IM),,SIMATIC S5模板。
系統(tǒng)安裝
簡單的設(shè)計系統(tǒng)使S7-400用途廣泛,、靈活,、適用性強(qiáng)。
擴(kuò)展
多有21個擴(kuò)展單元(EU)都可以連接到*控制器(CC),;通過接口模板連接(IM),;集中式擴(kuò)展;用EU進(jìn)行分布式擴(kuò)展,;用ET 200進(jìn)行遠(yuǎn)程擴(kuò)展,。
功能
通訊
SIMATIC S7-400作為DP主站,,可通過集成在SIMATIC S7-400 CPU上的PROFIBUS -DP接口(選件)