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分布式控制器

智能的分散化有助于極大地提高工廠設(shè)備的靈活性，從而成為一個(gè)決定性競(jìng)爭(zhēng)因素。通過(guò)擴(kuò)大聯(lián)網(wǎng)，可將現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的獨(dú)立智能單元集成到系統(tǒng)范圍的通信系統(tǒng)中。SIMATIC ET 200 I/O 系統(tǒng)可用集成式智能控制器進(jìn)行擴(kuò)展。這樣就產(chǎn)生了分布式控制器。

• CPU 1510SP-1 PN 適用于基于 S7-1500 CPU 1511-1 PN 的 SIMATIC ET 200SP
• 用于基于 ET 200SP 的高性能控制解決方案
• 增強(qiáng)了系統(tǒng)和設(shè)備的可用性
• 可連接多 64 個(gè) IO 設(shè)備的 PROFINET IO 控制器
• PROFINET I-Device，用于連接作為智能 PROFINET 設(shè)備、帶 SIMATIC 或第三方 PROFINET I/O 控制器的 CPU
• 適用于 4 個(gè)控制器的 PROFINET 共享智能設(shè)備
• PROFINET IO IRT 接口，帶集成 3 端口交換機(jī)
• 經(jīng)由 PROFIBUS 的等時(shí)同步模式
• 具有多種通信功能：
  編程器/OP 通信，PROFINET IO，開(kāi)放式 IE 通信（TCP，ISO-on-TCP 和 UDP），Web 器和 S7 通信 （帶可裝載的 FB）
• 可選 PROFIBUS DP 主站，用于 125 個(gè) PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 可選 PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 組態(tài)控制（選項(xiàng)處理）
• 集成運(yùn)動(dòng)控制功能，可以控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器

注

CPU 的運(yùn)行需要使用 SIMATIC 存儲(chǔ)卡。
總線適配器不在供貨范圍內(nèi)，需要單獨(dú)訂購(gòu)。

CPU 1510SP-1 PN 是經(jīng)濟(jì)型入門(mén)級(jí) CPU，用于不連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對(duì)處理速度和響應(yīng)速度要求不高的應(yīng)用。CPU 1510SP-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(tǒng)（PROFINET 智能設(shè)備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設(shè)計(jì)形式為 3 端口交換機(jī)，這樣就可以在系統(tǒng)中通過(guò)端口 1 和 2 建立總線型拓?fù)?，并且也可通過(guò)端口 3 來(lái)連接編程設(shè)備/PC 或 HMI 設(shè)備。

作為智能設(shè)備使用時(shí)，CPU 1510SP-1 PN 可實(shí)現(xiàn)在本地對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式預(yù)處理，并且僅將實(shí)際需要的信息傳輸?shù)缴衔豢刂破?。這樣做有以下優(yōu)勢(shì)：

• 減輕中央控制器的工作負(fù)荷
• 縮短對(duì)現(xiàn)場(chǎng)重要信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間
• 數(shù)據(jù)量減少，總線系統(tǒng)上的負(fù)荷降低
• 各單元經(jīng)過(guò)預(yù)測(cè)試并進(jìn)行平行調(diào)試，設(shè)置更快速
• 由于自帶機(jī)械裝置,增加了可用性和靈活性
• 組態(tài)清晰明了

CPU 1510SP-1 PN 完全獨(dú)立于中央控制器運(yùn)行。如果其發(fā)生故障，CPU 1510SP-1 PN 仍繼續(xù)運(yùn)行。

位模塊化設(shè)計(jì)的 ET 200SP I/O 系統(tǒng)和 CPU 1510SP-1 PN 可實(shí)現(xiàn)面向功能的站設(shè)計(jì)。

另外，CPU 通過(guò)易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動(dòng)器的能力。

SIMATIC S7-400 可采用具有不同性能級(jí)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(duì)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：
  在高端性能范圍內(nèi)具有較高要求的工廠。
• CPU 417-4 DP：
  在高端性能范圍內(nèi)具有極嚴(yán)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(dòng)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(dòng)開(kāi)關(guān)： 
  用于選擇運(yùn)行模式。
• 存儲(chǔ)器卡插槽（擴(kuò)展裝載存儲(chǔ)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(gè)模板有一個(gè)雙口的 PROFINET 接口。

高端 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(jìn)行分級(jí)：例如RAM、地址區(qū)大小、可裝載塊的數(shù)量以及處理時(shí)間。

存儲(chǔ)器概念

所有 S7-400 CPU 均具有兩種類(lèi)型的存儲(chǔ)器。工作存儲(chǔ)器的細(xì)分可將性能提高一倍。當(dāng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)處理器需要訪問(wèn)其 RAM 至少兩次時(shí)，S7-400 專(zhuān)用處理器可在一個(gè)循環(huán)周期中同時(shí)訪問(wèn)代碼存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。因此，數(shù)據(jù)總線和代碼總線也是獨(dú)立的。工作存儲(chǔ)器的容量取決于從精細(xì)分級(jí)的 CPU 系列中所選取的適合的 CPU。

對(duì)于小型和中等程序，集成式負(fù)載內(nèi)存 (RAM) 就足夠了。對(duì)于較大的程序，可通過(guò)插入內(nèi)存卡來(lái)增加裝載內(nèi)存。插入式閃存卡可用于在不使用電池的情況下進(jìn)行性存儲(chǔ)。

• SIPLUS ET 200SP 的 SIPLUS CPU 1512SP-1 PN，基于 SIPLUS-S7-1500 CPU 1513-1 PN
• 適用于對(duì)程序范圍和處理速度具有中等要求的應(yīng)用，通過(guò) PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 進(jìn)行分布式配置。
• 增強(qiáng)了系統(tǒng)和設(shè)備的可用性
• 可用于多 128 個(gè) IO 設(shè)備的 PROFINET IO 控制器
• PROFINET I-Device，用于連接作為智能 PROFINET 設(shè)備、帶 SIMATIC 或第三方 PROFINET I/O 控制器的 CPU
• 適用于 4 個(gè)控制器的 PROFINET 共享智能設(shè)備
• PROFINET IO IRT 接口，帶 3 個(gè)端口集成交換機(jī)
• 經(jīng)由 PROFINET 的等時(shí)同步模式
• 具有多種通信功能：
  PG/OP 通信、PROFINET IO 通信、開(kāi)放式 IE 通信（TCP、ISO-on-TCP 和 UDP）、Web 器和 S7 通信（帶可裝載的函數(shù)塊）
• 可選 PROFIBUS DP 主站，用于 125 個(gè) PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 可選 PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 組態(tài)控制（選項(xiàng)處理）
• 集成運(yùn)動(dòng)控制功能，可以控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器

注

CPU 的運(yùn)行需要使用 SIMATIC 存儲(chǔ)卡。
總線適配器不在供貨范圍內(nèi)，需要單獨(dú)訂購(gòu)。

SIPLUS extreme 產(chǎn)品基于 SIMATIC 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。此處的內(nèi)容摘自相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。增加了與 SIPLUS extreme 相關(guān)的信息。

• SIMATIC ET 200SP 的 CPU 1510SP F-1 PN，基于 S7-1500 CPU 1511F-1 PN
• 用于采用 ET 200SP 的高性能控制解決方案
• 提高了系統(tǒng)和設(shè)備的可用性
• 支持集中式和分布式配置中的 PROFIsafe
• PROFINET IO 控制器可連接多 64 個(gè) IO 設(shè)備
• PROFINET I-Device，用于連接作為智能 PROFINET 設(shè)備的 CPU（帶 SIMATIC 或第三方 PROFINET I/O 控制器）
• 適用于 4 個(gè)控制器的 PROFINET 共享智能設(shè)備
• PROFINET IO IRT 接口，帶集成 3 端口交換機(jī)
• PROFIBUS 上的等時(shí)同步模式
• 具有多種通信方式：
  PG/OP 通信、PROFINET IO 通信、開(kāi)放式 IE 通信（TCP、ISO-on-TCP 和 UDP）、Web 器和 S7 通信（帶可裝載的函數(shù)塊）
• 可選 PROFIBUS 主站，用于 125 個(gè) PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 組態(tài)控制（選項(xiàng)處理）
• 集成運(yùn)動(dòng)控制功能，用于控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器

• SIPLUS IM 365：用于配置 1 個(gè)中央控制器和多 1 個(gè)擴(kuò)展單元

注：

SIPLUS extreme 產(chǎn)品基于 SIMATIC 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。此處的內(nèi)容摘自相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。增加了與 SIPLUS extreme 相關(guān)的信息。

對(duì)于一個(gè)EU來(lái)說(shuō)，SIPLUS IM 365是經(jīng)濟(jì)的擴(kuò)展辦法。它有以下特點(diǎn)：

• 設(shè)計(jì)緊湊；
  堅(jiān)固的塑料機(jī)殼內(nèi)包含連接電纜用的接口
• 安裝簡(jiǎn)單；
  接口模塊安裝在DIN導(dǎo)軌上（插槽3）并和其它模塊一樣經(jīng)過(guò)總線連接器連接到I/O模塊
• 無(wú)故障組態(tài)；
  接口模塊自組態(tài)。無(wú)需地址分配。
• 用于狀態(tài)和故障顯示的LED
• 兩個(gè)SIPLUS IM 365接口模塊中的一個(gè)插入到CC中，另一個(gè)插入到EU中；兩個(gè)模塊通過(guò)一根1m長(zhǎng)電纜連接
• 模塊的使用限制；
  EU 不連接到 C 總線。因此EU中不能插入C總線站 (CP 和 FM，參見(jiàn)組態(tài)幫助)
• 無(wú)單獨(dú)電源；
  EU上的模塊由CPU電源供電

S7-200數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和數(shù)值范圍

S7-200 尋址時(shí)，可以使用不同的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。不同的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度表示的數(shù)值范圍不同。S7-200 指令也分別需要不同的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。

    S7-200系列在存儲(chǔ)單元所存放的數(shù)據(jù)類(lèi)型有布爾型( BOOL)、整數(shù)型( INT )、實(shí)數(shù)型和字符串型四種。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和數(shù)值范圍如表6所列。

表1   數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和數(shù)值范圍

● 實(shí)數(shù)的格式

    實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）由32位單精度數(shù)表示，其格式按照ANSI/IEEE 754-1985標(biāo)準(zhǔn)中所描述的形式。實(shí)數(shù)按照雙字長(zhǎng)度來(lái)存取。對(duì)于S7-200來(lái)說(shuō)，浮點(diǎn)數(shù)精確到小數(shù)點(diǎn)后第六位。因而當(dāng)使用一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)常數(shù)時(shí)，多可以指定到小數(shù)點(diǎn)后第六位。
● 實(shí)數(shù)運(yùn)算的精度
    在計(jì)算中涉及到非常大和非常小的數(shù)，則有可能導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不精確。 
● 字符串的格式
    字符串指的是一系列字符，每個(gè)字符以字節(jié)的形式存儲(chǔ)。字符串的第一個(gè)字節(jié)定義了字符串的長(zhǎng)度，也就是字符的個(gè)數(shù)。一個(gè)字符串的長(zhǎng)度可以是0到254個(gè)字符，再加上長(zhǎng)度字節(jié)，一個(gè)字符串的大長(zhǎng)度為255個(gè)字節(jié)。而一個(gè)字符串常量的大長(zhǎng)度為126字節(jié)。
● 布爾型數(shù)據(jù)（0或1）。 
● S7-200CPU不支持?jǐn)?shù)據(jù)類(lèi)型檢測(cè)
    例如：可以在加法指令中使用VW100中的值作為有符號(hào)整數(shù)，同時(shí)也可以在異或指令中將VW100中的數(shù)據(jù)當(dāng)作無(wú)符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)。
● S7-200提供各種變換指令，使用戶能方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)制式及表達(dá)方式的變換。

6FX2007-1AE14電纜

ET 200S 的中央處理單元和 I/O 模塊

適用于 ET 200S 的標(biāo)準(zhǔn)型 CPU：

• IM 151-7 CPU
• IM 151-8 PN/DP CPU

適用于 ET 200S 的故障安全型 CPU：

• IM 151-7 F-CPU
• IM 151-8 F PN/DP CPU

SIMATIC ET 200S 標(biāo)準(zhǔn)型 CPU：

• SIMATIC IM 151-7 CPU
• SIMATIC IM 151-8 PN/DP CPU
• IM 151 CPU 接口模塊的主接口模塊
• SIPLUS 型號(hào)

• 這是帶有集成 S7-CPU 314 的接口模塊，用于 SIMATIC ET 200S 分布式系統(tǒng)
• 用于 ET 200S 中的高性能控制解決方案
• 提高設(shè)備和機(jī)械的系統(tǒng)使用率。
• 通過(guò) PROFIBUS DP編程
• 特點(diǎn)是采用了新型的SIMATIC微型存儲(chǔ)器卡(MMC)
• 集成的12Mbit/sPROFIBUS DP從站/MPI接口
• 根據(jù)CPU S7-314集成的CPU
• 提供有IM 151-7 FO
• 可以使用帶有故障保護(hù)功能的接口模塊IM 151-7 F-CPU PROFIsafe
• 也可以使用，因?yàn)?IM 151-8(F) PN/DP CPU 帶有 PROFINET 接口

IM 151-7 CPU接口模塊可以用于具有中等程序空間的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)。 這一接口模塊支持過(guò)程數(shù)據(jù)的就地分散處理，并作為PROFIBUS DP 系統(tǒng)的從站，與主站進(jìn)行通訊。這樣做有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

• 減少中央控制器的負(fù)載
• 縮短對(duì)現(xiàn)場(chǎng)重要信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間
• 由于數(shù)據(jù)量較小,減輕了總線系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)
• 由于各個(gè)單元預(yù)先進(jìn)行了測(cè)試和并行調(diào)試, 調(diào)試過(guò)程非?？?
• 由于自帶機(jī)械裝置,增加了可用性和靈活性
• 配置情況一目了然

在 DP 主站出現(xiàn)故障的情況下, 接口模塊 IM 151-7 CPU 仍然自動(dòng)地繼續(xù)運(yùn)行。

ET 200S分布式 I/O 系統(tǒng)和 IM151-7 CPU 模塊進(jìn)行精細(xì)的模塊化設(shè)計(jì), 因此, 具有智能化從站優(yōu)點(diǎn)的各個(gè)站的結(jié)構(gòu)可以按功能來(lái)定向。

• 通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的鏈接，通訊模板用于數(shù)據(jù)交換
• 用于連接至 PROFIBUS 的通信模塊
• 用于連接至工業(yè)以太網(wǎng)的通信模塊

可通過(guò)通信模塊與外部通信伙伴連接以交換數(shù)據(jù)。由于有大量參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)，可以針對(duì)通信伙伴靈活調(diào)整控制。
Modbus RTU 主站可為多 30 個(gè) Modbus 從站創(chuàng)建一個(gè) Modbus RTU 網(wǎng)絡(luò)。

可為您提供下列通訊模板：

• CM PtP RS232 BA；
  帶有 RS232 接口的通信模塊，適用于協(xié)議 Freeport、3964(R) 和 USS；9 針 Sub D 連接器，高 19.2 Kbit/s，1 KB 幀長(zhǎng)度，2 KB 接收緩沖區(qū)
• CM PtP RS232 HF；
  帶有 RS232 接口的通信模塊，適用于協(xié)議 Freeport、3964(R) 和 Modbus RTU；9 針 Sub D 連接器，高 115.2 Kbit/s，4 KB 幀長(zhǎng)度，8 KB 接收緩沖區(qū)
• CM PtP RS422/485 BA；
  帶有 RS422 和 RS485 接口的通信模塊，適用于協(xié)議 Freeport、3964(R) 和 USS；15 針 Sub D 插座，高 19.2 Kbit/s，1 KB 幀長(zhǎng)度，2 KB 接收緩沖區(qū)
• CM PtP RS422/485 HF；
  帶有 RS422 和 RS485 接口的通信模塊，適用于協(xié)議 Freeport、3964(R)、USS 和 Modbus RTU；15 針 Sub D 插座，高 115.2 Kbit/s，4 KB 幀長(zhǎng)度，8 KB 接收緩沖區(qū)

• 統(tǒng)一的顯示和診斷方式：
  • 故障（紅色 LED）和運(yùn)行（綠色 LED）模塊狀態(tài)顯示
  • 發(fā)送和接收通信顯示
• 支持的協(xié)議：
  • Freeport：適用于通用通信的用戶可設(shè)置報(bào)文格式
  • 3964(R) 可提高傳輸可靠性
  • Modbus RTU 主站
  • Modbus RTU 從站
  • USS，通過(guò)指令實(shí)現(xiàn)
• 接口性質(zhì)：
  • RS 232 帶輔助信號(hào)
  • RS 422 用于全雙工連接
  • RS 485 用于半雙工和多點(diǎn)連接
  • 傳輸速率為 300 - 115200 bit/s
  • 通過(guò) Sub D 連接器進(jìn)行連接
• SIMATIC ET 200MP 的統(tǒng)一系統(tǒng)功能：
  • 識(shí)別和維護(hù)數(shù)據(jù) IM0
  • 固件更新
  • 模塊正面的清晰標(biāo)簽