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西門子PLC S7-400系列可編程控制器

• 用于構(gòu)建故障安全型自動化系統(tǒng)，提高工廠的安全性
• 滿足中等規(guī)模要求中有較高要求的CPU
• 可應(yīng)用在對程序和處理速度又額外要求的應(yīng)用中．
• 安全等級可達 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1)
• 通過一個 CPU 即可勝任標準任務(wù)和安全任務(wù)
• CPU 414F-3 PN/DP 中的集成 PROFINET 功能
• 允許多處理器模式
• 通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 或 PROFINET IO 與分布式 I/O 設(shè)備進行安全通信
• 故障安全 I/O 模塊可通過集成接口（帶 CPU 416F-3 PN/DP 的 DP 和 PN）和/或通過通信模塊（CP 443-5 Extended 和 CP 443-1 Adv.）進行分布式連接
• 標準模塊的集中式和分布式使用，可滿足非故障安全的應(yīng)用

CPU 414F-3 PN/DP 是可滿足中等性能范圍中有較高要求的 CPU。他們可以滿足對程序容量和處理速度有較高要求的應(yīng)用．故障安全型自動化系統(tǒng)設(shè)計，可提高工廠的安全需求。

集成 PROFIBUS DP 接口使其能夠作為主站或從站直接連接到 PROFIBUS DP 現(xiàn)場總線。

可通過 IF 964-DP 接口模塊連接一個附加的 DP 主站系統(tǒng)。

對于 CPU 414F-3 PN/DP 的 PROFINET 接口，其交換機功能允許外部訪問兩個 PROFINET 端口。除分層網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)之外，還可以在新型 S7-400 控制器中創(chuàng)建總線形結(jié)構(gòu)。

注：
只能使用 6ES7964-2AA04-0AB0 接口模塊。

CPU 414-3 PN/DP 的配置如下：

• 功能強大的處理器： 
  CPU 執(zhí)行每條二進制指令時間僅為 0.045 μs。
• 4 MB RAM（其中程序和數(shù)據(jù)各使用 2 MB）；
  用于執(zhí)行用戶程序的快速 RAM。
• 靈活擴展：
  多達 131072 點數(shù)字量和 81932 點模擬量輸入/輸出。
• MPI 多點接口： 
  通過 MPI，可在高達 12 Mbit/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率下，建立包含多 32 個站的簡單網(wǎng)絡(luò)。 CPU 可與通信總線（C 總線）和 MPI 的站建立多 32 個連接。
• 模式選擇開關(guān)：
  撥動開關(guān)設(shè)計。
• 診斷緩沖區(qū)：
  后的故障和中斷事件保存在一個環(huán)形緩沖器中，用于進行診斷?？梢詫斎霐?shù)目進行設(shè)定。
• 實時時鐘： 
  日期和時間附加在 CPU 的診斷消息后面。
• 存儲卡：
  用于對集成的裝載存儲器進行擴展。存儲在裝載存儲器中的信息包括 S7-400 參數(shù)數(shù)據(jù)以及程序，因此需要 2 倍的存儲空間。其結(jié)果是：
  
  • 內(nèi)置的裝載存儲器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲卡?？墒褂?RAM 和 FEPROM 卡。
• PROFIBUS-DP 接口和組合的MPI/DP 接口：
  通過 PROFIBUS DP 主站接口，可以實現(xiàn)分布式自動化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。對用戶來說,分布式I/O單元可作為一個集中式單元來處理(相同的組態(tài)、編址和編程).
  混合組態(tài)：SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作為PROFIBUS主站符合EN 50170規(guī)范。
• 附加模塊插槽：
  可用 IF 964-DP 接口子模板進行連接到一個附加的 PROFIBUS DP 主站系統(tǒng)。
• PROFINET 接口，帶 2 個端口（交換機）：
  
  • PROFINET I/O，可連接 256 個 IO 設(shè)備
  • PROFINET CBA（基于組件的自動化）

S7-200系列PLC其它常用指令

1.脈沖產(chǎn)生指令EU/ED的應(yīng)用

EU指令在EU指令前的邏輯運算結(jié)果由OFF到ON時就產(chǎn)生一個寬度為一個掃描周期的脈沖，驅(qū)動其后面的輸出線圈。

2．邏輯堆棧的操作

LPS為進棧操作，LRD為讀棧操作，LPP為出棧操作。

   S7-200系列PLC中有一個9層堆棧，用于處理邏輯運算結(jié)果，稱為邏輯堆棧。

3．NOT、NOP和MEND指令

NOT、NOP及MEND指令的形式及功能如表4-19所示。

表4-19  NOT、NOP及MEND指令的形式及功能

NOT為邏輯結(jié)果取反指令，在復(fù)雜邏輯結(jié)果取反時為用戶提供方便。NOP為空操作，對程序沒有實質(zhì)影響。MEND為無條件結(jié)束指令，在編程結(jié)束時一定要寫上該指令，否則會出現(xiàn)編譯錯誤。調(diào)試程序時，在程序的適當位置插入MEND指令可以實現(xiàn)程序的分段調(diào)試。

4．比較指令

比較指令是將兩個操作數(shù)按規(guī)定的條件作比較，條件成立時，觸點就閉合。比較運算符有：=、>=、<=、>、<和<>。

（1）字節(jié)比較  字節(jié)比較用于比較兩個字節(jié)型整數(shù)值INl和IN2的大小，字節(jié)比較是無符號的。比較式可以是LDB、AB或OB后直接加比較運算符構(gòu)成。如：LDB=、AB<>、OB>=等。

整數(shù)INl和IN2的尋址范圍：VB、IB、QB、MB、SB、SMB、LB、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。

指令格式例如： LDB=  VBl0，VBl2

（2）整數(shù)比較  整數(shù)比較用于比較兩個一字長整數(shù)值INl和IN2的大小，整數(shù)比較是有符號的（整數(shù)范圍為16#8000和16#7FFF之間）。比較式可以是LDW、AW或OW后直接加比較運算符構(gòu)成。如：LDW=、AW<>。OW>=等。

整數(shù)INl和IN2的尋址范圍：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。

指令格式例如： LDW=  VWl0，VWl2

（3）雙字整數(shù)比較  雙字整數(shù)比較用于比較兩個雙字長整數(shù)值INl和IN2的大小，雙字整數(shù)比較是有符號的(雙字整數(shù)范圍為16#80000000和16#7FFFFFFF之間)。比較式可以是LDD、AD或OD后直接加比較運算符構(gòu)成。如：LDD=、AD<>、OD>=等。

雙字整數(shù)INl和IN2的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、HC、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。

指令格式例如： LDD=  VDl0，VDl2

（4）實數(shù)比較  實數(shù)比較用于比較兩個雙字長實數(shù)值INl和IN2的大小，實數(shù)比較是有符號的（負實數(shù)范圍為-1.175495E-38和-3.402823E+38，正實數(shù)范圍為+1.175495E-38和+3.402823E+38）。比較式可以是LDR、AR或OR后直接加比較運算符構(gòu)成。如：LDR=、AR<>、OR>=等。

實數(shù)INl和IN2的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。

指令格式例如： LDR=  VDl0，VDl2

MicroMaster440變頻器

MicroMaster440變頻器是全新一代可以廣泛應(yīng)用的多功能西門子標準變頻器。它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性，同時具備超強的過載能力，以滿足廣泛的應(yīng)用場合。創(chuàng)新的BiCo（內(nèi)部功能互聯(lián)）功能有無可比擬的靈活性。 
主要特征： 
200V-240V ±10%，單相/三相，交流，0.12kW-45kW； 
380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW； 
矢量控制方式，可構(gòu)成閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制； 
高過載能力，內(nèi)置制動單元； 
三組參數(shù)切換功能。
控制功能： 
線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點設(shè)定v/f控制，磁通電流控制免測速矢量控制，閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制，節(jié)能控制模式； 
標準參數(shù)結(jié)構(gòu)，標準調(diào)試軟件； 
數(shù)字量輸入6個，模擬量輸入2個，模擬量輸出2個，繼電器輸出3個； 
獨立I/O端子板，方便維護； 
采用BiCo技術(shù)，實現(xiàn)I/O端口自由連接； 
內(nèi)置PID控制器，參數(shù)自整定； 
集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP/Device-Net通訊模塊； 
具有15個固定頻率，4個跳轉(zhuǎn)頻率，可編程； 
可實現(xiàn)主/從控制及力矩控制方式； 
在電源消失或故障時具有"自動再起動"功能； 
靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性； 
快速電流限制（FCL），防止運行中不應(yīng)有的跳閘； 
有直流制動和復(fù)合制動方式提高制動性能。
保護功能： 
過載能力為200％額定負載電流，持續(xù)時間3秒和150％額定負載電流，持續(xù)時間60秒； 
過電壓、欠電壓保護； 
變頻器、電機過熱保護； 
接地故障保護，短路保護； 
閉鎖電機保護，防止失速保護； 
采用PIN編號實現(xiàn)參數(shù)連鎖。 

模塊化設(shè)計，可靈活擴展 
面向未來的驅(qū)動理念，用戶可以在同一變頻器系統(tǒng)中實現(xiàn)不斷的創(chuàng)新。出眾的維護和維修友好性。 應(yīng)用：靈活驅(qū)動，適用于各種應(yīng)用完全集成的安全保護功能，全球具有SS1和SLS功能的產(chǎn)品。 
基于集成化的安全保護技術(shù)，設(shè)備運行更安全，操作更簡便。
由于集成了安全保護功能，使具有安全保護的自動化和驅(qū)動系統(tǒng)的購建費用大大降低。也有效的了人機安全。應(yīng)用：生產(chǎn)機械（包裝機、紡織機），材料運輸機械等。
PROFIBUS和PROFINET總線標準——全球?qū)⑦@兩種總線通訊直接集成在變頻器中。 
更多節(jié)點，多種網(wǎng)絡(luò)拓撲，具有更高的性能PROFIBUS和PROFINET的優(yōu)點不見在于它是被眾多用戶廣泛使用的總線，而且表現(xiàn)在其的工程和組態(tài)結(jié)構(gòu)。它們使成熟的IT技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，并使辦公工具應(yīng)用在工業(yè)控制中。 
應(yīng)用：遠程控制生產(chǎn)機線和傳動設(shè)備（例如汽車工業(yè)）。 
再生能量回饋能力：該輸出功率范圍內(nèi)全球。 
節(jié)能，節(jié)省空間，無需制動電阻。采用創(chuàng)新的功率模塊，可實現(xiàn)的能量回饋。全功率段都能實現(xiàn)換相整流，不產(chǎn)生任何系統(tǒng)干擾。而且所需線電流小，與常規(guī)變頻器相比，降低到80%。 
應(yīng)用：適用于車輛運輸、離心機以及其它具有高慣性矩的生產(chǎn)機器的驅(qū)動。
采用全新冷卻概念，魯棒性大大增強。 
通過外部散熱片冷卻功率模塊，散熱效率高。 
功率部分的散熱全部由外部散熱片來完成，電子部分的冷卻則通過系統(tǒng)對流，這使其可用于更加苛刻的氣候環(huán)境。電子部分增加了牢固的涂層。 
應(yīng)用：可用于氣候條件苛刻、具有空氣污染的應(yīng)用場合（例如紡織工業(yè)）
提供690V可選型 
應(yīng)用：標準的輸入電壓適合基本工業(yè)和過程工業(yè)的應(yīng)用
下篇推薦：MM430變頻器

• 用于簡便、快捷地對S7-300模板進行接線

可提供下列內(nèi)容：

• 前連接器，當更換模板時無需重新接線
• SIMATIC TOP Connect, 用于快速、無故障地連接傳感器和執(zhí)行器，連接距離可達30m
• 可以快速、直接地將SIMATIC S7-300連接到控制柜中的各個控制單元上。

• 用于方便地將傳感器和執(zhí)行器連接到 S7-300 I/O 模塊
• 用于更換模塊時保持接線（“固定式接線”）
• 帶有用于防止更換模塊時出錯的機械編碼

前連接器可方便地將傳感器和執(zhí)行器連接到I/O模塊上。

前連接器的使用：

• 數(shù)字量和模擬量 I/O 模塊
• S7-300 系列的緊湊型 CPU

分為 20 針和 40 針。

前連接器插入到模塊上并通過前門蓋好。更換模塊時，只需斷開前連接器，不需要耗時的重新更換所有接線。為了避免在更換模塊時發(fā)生錯誤，在第一次插入時，前連接器要進行機械編碼。之后，只能插入相同類型的模塊。例如，這樣可以避免將 230 V AC 輸入信號錯誤地插入 24 V DC 模塊中。

另外，連接器有“預(yù)嚙合位置”。在此位置，可以在進行電接觸前將連接器卡裝在模塊上。連接器被卡裝在模塊上，隨后可以方便地進行接線。接線后，將連接器插牢以便接觸良好。

前連接器包括：

• 連線觸點。
• 導(dǎo)線松緊件。
• 更換模塊時用于復(fù)位前連接器的復(fù)位鍵。
• 用于對附屬元件編碼的進口。不帶附件的模塊上有兩個編碼元件。連接前連接器時，附件會鎖入。

40 針前連接器還具有一個更換模塊時用于安裝和松開連接器的固定螺絲。

前連接器具有下列連接方式：

• 螺釘型接線端子
• 彈簧型端子

S7-200系列可編程控制器的特點分類及主要功能元件

西門子S7系列可編程控制器分為S7-400、S7-300、S7-200三個系列，分別為S7系列的大、中、小型可編程控制器系統(tǒng)。S7-200系列可編程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可編程控制器提供了4個不同的基本型號，常見的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四種基本型號。

小型PLC中，CPU221價格低廉能滿足多種集成功能的需要。CPU 222是S7-200家族中低成本的單元，通過可連接的擴展模塊即可處理模擬量。CPU 224具有更多的輸入輸出點及更大的存儲器。CPU 226和226XM是功能強的單元，可完全滿足一些中小型復(fù)雜控制系統(tǒng)的要求。四種型號的PLC具有下列特點：

（1）集成的24V電源

可直接連接到傳感器和變送器執(zhí)行器，CPU 221和CPU222具有180mA 輸出。CPU224輸出280mA，CPU 226、CPU 226XM輸出400mA 可用作負載電源。

（2）高速脈沖輸出

具有2 路高速脈沖輸出端，輸出脈沖頻率可達20KHz，用于控制步進電機或伺服電機，實現(xiàn)定位任務(wù)。

（3）通信口

CPU 221、CPU222和CPU224具有1個RS-485通信口。CPU 226、CPU 226XM具有2個RS-485通信口。支持PPI、MPI通信協(xié)議，有自由口通信能力。

（4）模擬電位器

CPU221/222有1個模擬電位器，CPU224/226/226XM有2個模擬電位器。模擬電位器用來改變特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的數(shù)值，以改變程序運行時的參數(shù)。如定時器、計數(shù)器的預(yù)置值，過程量的控制參數(shù)。

（5）中斷輸入允許以極快的速度對過程信號的上升沿作出響應(yīng)。

（6）EEPROM 存儲器模塊（選件）

可作為修改與拷貝程序的快速工具，無需編程器并可進行輔助軟件歸檔工作。

（7）電池模塊

用戶數(shù)據(jù)（如標志位狀態(tài)、數(shù)據(jù)塊、定時器、計數(shù)器）可通過內(nèi)部的超級電容存儲大約5 天。選用電池模塊能延長存儲時間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲器模塊的卡槽中。

（8）不同的設(shè)備類型

CPU 221~226 各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。

（9）數(shù)字量輸入/輸出點

CPU 221具有6個輸入點和4個輸出點；CPU 222具有8個輸入點和6個輸出點；CPU 224 具有14個輸入點和10個輸出點；CPU226/226XM 具有24個輸入點和16個輸出點。CPU22X主機的輸入點為24V直流雙向光電耦合輸入電路，輸出有繼電器和直流（MOS型）兩種類型。

（10）高速計數(shù)器

CPU 221/222有4個30KHz高速計數(shù)器，CPU224/226/226XM有6個30KHz的高速計數(shù)器，用于捕捉比CPU掃描頻率更快的脈沖信號。

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