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上海騰樺電氣設備有限公司
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上海騰樺電氣設備有限公司,成立于2018年3月,注冊500萬,是一家從事技術設備銷售的公司。主要從事工業自動化產品銷售和系統集成的高新技術企業
長期與德國SIMATIC(西門子).瑞士ABB.美國羅克韋爾(AB).法國施耐德.美國霍尼韋爾.美國艾默生合作。
公司有專業的技術團隊,銷售團隊,公司成員150于人.為客戶提供專業的技術支持,產品資料,售后。
在工控領域,公司以精益求精的經營理念,從產品、方案到,致力于塑造一個“行業專家”品牌,以實現可持續的發展。
數字量輸入模塊可記錄設備中的 24 V DC 或 230 V AC 信號,并將它們傳送到控制器。可以連接開關以及 2 線制、3 線制或 4 線制接近開關。
35 mm 寬的輸入模塊具有可設定的參數和診斷功能,因此可根據相應過程要求進行靈活調整。
25 mm 寬的低成本模塊沒有可設定的參數或診斷功能,可極為方便地集成到工程系統中。建議將它們在只需要很少輸入通道的位置使用,或在必須在十分有限的空間內部署大量通道的情況下使用。
根據需要,可在一個站中并排使用兩種模塊。由于具有統一特性并采用共同的系統附件,處理十分方便。
提供了以下寬度為 35 mm 的數字量輸入模塊:
提供了以下寬度為 25 mm 的數字量輸入模塊:
含在供貨范圍之內:
S7-400F/FH 滿足下列安全要求:
CPU的F程序和故障安全信號模板中包含有S7-400F/FH的安全功能。
使用差異分析和測試信號,信號模板可以監視輸出和輸入信號。
CPU通過常規的自檢、監測和邏輯命令以及程序定時檢測,檢查運行的正確性。 此外,通過申請信號進行檢測。
當系統診斷出一個故障時,系統將進入安全狀態。
F 運行版授權
CPU 417-4H必須裝在F運行授權才能運行S7-400F/FH。每個 S7-400F/FH 系統需要 1 個授權。
S7-400F/FH 的編程方法同其他 SIMATIC S7 編程方法相同。 通過諸如STEP 7編程工具編寫非故障安全用戶程序。
S7 F 系統選件包
"S7 F Systems" 軟件包用來編寫故障安全程序。 軟件包包含生成F程序所需的所有功能和部件。 S7 F系統運行必須將下列軟件包裝載到PG或PC:
特殊功能塊通過CFC從F庫中進行調用,并為包含安全功能的F程序互連。
西門子S7-200 CPU的類型
從CPU模塊的功能來看,SIMATIC S7-200系列小型PLC發展至今,大致經歷了兩代:
第一代產品,其CPU模塊為CPU 21X,主機都可進行擴展,它具有四種不同配置的CPU單元:CPU 212,CPU 214,CPU 215和CPU 216,本書不介紹該產品。
第二代產品,其CPU模塊為CPU 22X,主機都可進行擴展,它具有五種不同配置的CPU單元:CPU 221,CPU 222,CPU 224和CPU 226和CPU226XM,除CPU 221之外,其它都可加擴展模塊,是目前小型PLC的主流產品。本書將介紹CPU22X系列產品。
對于每個型號,西門子廠家都提供有產品貨號,根據產品貨號可以購買到指定類型的PLC。
大量功能可支持用戶對 S7-400 進行編程、調試和維護:
SIMATIC S7-400 符合以下國內和國際標準:
有關詳細信息,請參見手冊《S7-400 自動化系統 S7-400 模塊技術規格》。
設計
S7-400 系統可方便地構建為模塊化系統。S7-400 的突出特點是不帶風扇,運行可靠,支持信號模塊的熱插拔。
S7-400 設計簡潔,使用靈活,操作極為方便:
通信
CPU 和通信處理器支持以下通信類型:
數據通信
SIMATIC S7-400 擁有不同的數據通信機制:
通過 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 實現網絡連接。
全局數據 (GD)
通過 MPI 以及“全局數據通信”,聯網的 CPU 可以相互循環交換數據(多可達 16 個 GD 數據包,每個循環的大 GD 數據包大小為 64 字節)。例如,CPU 可以訪問另一個 CPU 的數據/位存儲器/過程映像。若網絡上連接有 S7-300,則數據交換限制為大 22 字節。全局數據通信可通過 MPI 來實現。可使用 STEP 7 來執行組態。在分段式 CR2 安裝機架中,兩個 CPU 可以使用 GD 并通過 C 總線通信。
通信功能
通過系統內集成的塊,可以建立與 S7/C7 伙伴之間的通信。
這些包括:
通過可加載的塊,可以建立與 S5 通信伙伴和西門子設備之間的通信。
這些包括:
與全局數據不同的是,必須建立通信連接才能實現通信功能。
集成到 IT 環境中
通過 S7-400,可方便地將現代 IT 環境與自動化環境鏈接。使用插入式 CP 443-1 Advanced,可以實現下列功能:
帶有 PROFINET 接口的 S7-400-H CPU 配有集成式 Web 器。因此,可以使用標準 Web 瀏覽器讀出 S7-400 站的信息:
可通過使用用戶權限并支持 HTTPS 協議在 Web 器內提供安全機制。
等時同步模式
通過等時同步模式系統功能,可通過連接到等時同步 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環,以實現:
創建自動化解決方案,以恒定間隔時間(恒定總線周期時間)來捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創建一致的部分過程圖像。
借助于恒定總線周期時間和分布式 I/O 同步信號處理,S7-400 可確保精確重現定義的的過程響應時間。
提供了大量支持等時同步模式系統功能的組件,可用來處理運動控制、測量值采集和高速控制等領域內的要求苛刻的任務。
在分布式自動化解決方案中,SIMATIC S7-400 還將開辟高速處理操作的重要領用領域,并可實現高精度和可重現性。這意味著可在提供佳且恒定的質量的同時提高產量。
在運行模式下更改硬件組態(運行時組態,CiR)
通過 SIMATIC S7-400,在工廠運轉期間可以實現硬件組態的更改,不會影響生產的進行。選項包括:
CiR(即運行時組態)功能可在設備運行期間實現設備擴展和轉換,從而降低設備調試和重新裝備的時間。此外,通過該系統功能,還可以靈活響應工藝的變化(例如,工藝的),因為不必因硬件組態發生改變而將設備初始化或同步。
模塊的診斷和過程監控
SIMATIC S7-400 的眾多輸入/輸出模塊具有智能功能:
診斷
智能診斷系統可用來確定模塊的信號采集(對于數字量模塊)或者模擬量處理(對于模擬量模塊)是否正常工作。在診斷分析中,必須區分可參數化和不可參數化的診斷消息:
如果某個診斷消息處于激活狀態(例如,“無傳感器輸入”),則該模塊會觸發一個診斷中斷(如果已為該診斷消息設置了參數,則僅在相應的參數設置之后才會觸發中斷)。CPU 將中斷用戶程序或低優先級任務的處理,并處理相關診斷中斷塊 (OB 82)。通過硬件中斷可以監控過程信號,并且可以觸發對信號變化的響應。
根據模塊類型的不同,提供了各種不同診斷消息:
數字量輸入/輸出模塊 |
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診斷消息 |
可能的故障原因 |
無傳感器電源 |
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無外部輔助電壓 |
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無內部輔助電壓 |
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熔斷器燒斷 |
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模塊中的參數不正確 |
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時間看門夠脫落 |
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EPROM 故障 |
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RAM 故障 |
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硬件中斷丟失 |
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模擬量輸入模塊 |
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診斷消息 |
可能的故障原因 |
無外部負載電壓 |
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組態/參數設置錯誤 |
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共模錯誤 |
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斷線 |
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低于量程下限 |
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高于量程上限 |
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模擬量輸出模塊 |
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診斷消息 |
可能的故障原因 |
無外部負載電壓 |
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組態/參數設置錯誤 |
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對 M 短路 |
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斷線 |
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硬件中斷
可以監控過程信號,并且可通過過程中斷觸發對信號變化的響應。
容錯通信
進行高可用性通信時,SIMATIC 將提供以下功能:
S7-400H(冗余和非冗余配置)和 PC 目前支持容錯通信。在 PC 上,需要安裝 Redconnect 程序包(參見“SIMATIC NET 通信系統”)。
根據具體可用性要求,可使用不同組態選項:
操作模式
CPU 417-5H/416-5H/414-5H/412-5H 的操作系統可自主執行 S7-400H 的所有必要額外功能:
冗余原理
S7-400H 按“熱備份”模式下的主動冗余原理工作(發生故障時執行無反應的自動切換)。根據該原理,在無故障運行期間,兩個子單元都處于激活狀態。發生故障時,未發生故障的設備獨自接管過程控制。
為確保平穩接管,必須通過中央控制器鏈路實現高速、可靠的數據交換。
在故障轉移期間,設備會自動保留:
這意味著,這兩個設備始終保持在新狀態,并且可以在出現故障時獨立地繼續執行控制。
采用冗余 I/O 操作時,這會帶來以下結果:
同步
為了實現無反應切換,需要對兩個子單元進行同步。
S7-400H 遵循“時間驅動的同步”工作原理。
每當子單元中發生可能導致不同內部狀態的事件時,都會執行同步操作,例如在發生以下事件時:
同步是通過操作系統自動進行的,可在編程階段將其忽略。
自檢
S7-400H 可執行大量自檢。自檢涉及以下方面:
報告每個檢測到的故障。
啟動時自檢
啟動時,每個子單元都會完整執行全部自檢功能。
循環操作期間的自檢
完整的自檢分布在多個循環中。每個循環僅執行一小部分自檢,因此,實際控制器所承受的負荷不是很大。
組態、編程
S7-400H 的編程與 S7-400 類似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。
對 S7-400H 編程需要使用 STEP 7 V5.2。
I/O 模塊的組態
硬件組態時,用戶必須通過 HW Config 指定相互形成冗余的模塊。只需指定要在冗余模式下運行的模塊以及要作為“冗余伙伴”的第二個模塊。在用戶程序中,應訪問具有低地址的模塊。第二個地址不向用戶顯示,并且含有冗余和非冗余 I/O 的控制部分的編程完全相同。與非冗余 I/O 之間的差別是塊庫中的兩個函數塊(RED_IN 和 RED_OUT),需要在用戶程序的開始處和結束處調用這兩個函數塊。
在 STEP 7 V5.3 或更高版本中,該庫已作為標準庫集成到 STEP 7 中。
S7-400F/FH 滿足下列安全要求:
操作模式
S7-400F/FH 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中,并包含在故障安全信號模塊中。
信號模塊通過差異分析和測試信號注入來監控輸出和輸入信號。
通過定期自檢、命令測試以及按時間順序執行的邏輯程序執行檢查,CPU 可檢查控制器的運行是否正常。此外,通過狀態監視 (sign-of-life) 請求,還可以檢查 I/O 狀況。
若在系統中診斷出故障,則將系統切換到安全狀態。
F-Runtime 許可證
必須將 F-Runtime 許可證加載到 CPU 上以運行 S7-400F/FH。每個 S7-400F/FH 都需要一份許可證。
編程
S7-400F/FH 的編程方式與其它 SIMATIC S7 系統的編程方式相同。非故障安全工廠部分的用戶程序可用成熟可靠的編程工具(如 STEP 7)來創建。
S7 F Systems 可選軟件包
編程安全相關的程序段時,需要使用可選軟件包“S7 F Systems”。該軟件中包括創建 F 程序所需的全部函數和塊。
對于包含安全功能的 F 程序,可使用 CFC 調用來 F 庫中的專用函數塊并進行互連。使用 CFC 可以簡化工廠的組態和編程工作,由于工廠范圍內具有統一的表示形式,也將簡了驗收測試。無需使用額外工具,程序員就可以完全專注于安全相關應用程序。
功能模塊使 CPU 減輕了計數、定位和控制等工作負荷
模板的種類
功能模塊 |
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計數 |
FM 350-1計數器模塊 |
FM 350-2計數器模塊 |
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定位 |
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FM 351 定位模塊 |
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FM 353 定位模塊 |
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FM 354 定位模塊 |
位置和路徑控制 |
FM 357-2 定位和路徑控制模塊1) |
SSI 位置檢測 |
SM 338 POS 輸入模板 |
電子凸輪控制 |
FM 352 電子凸輪控制器 |
高速邏輯運算 |
FM 352-5 高速布爾處理器 |
Controlling 組件 |
FM 355 控制器模板 |
FM 355-2 溫度控制模塊 |
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稱重和比例控制 |
SIWAREX |
The CPU 1515-2 PN 有: