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SIMATIC S7 I/O 模塊與傳感器/執(zhí)行器之間的接線是關系成本高低、配置、控制柜加工、購置和維修方便性的關鍵因素。

通過 SIMATIC TOP connect 系統(tǒng)電纜連接技術，可簡便而快速地建立 SIMATIC S7-300/400 的可靠連接。

使用 TIA Selection Tool，只需點擊鼠標，即可組態(tài)從 SIMATIC S7 模塊到 I/O 的連接。程序會自動檢查合理性，并生成所選連接組件的部件列表，隨后就可以在西門子工業(yè)產品網(wǎng)上商城中進行訂購。

兩種布線形式可用于十分廣泛的控制柜設計：

模塊化連接

單獨插入每個組件。

該系統(tǒng)包括：

• 前連接器模塊
• 連接電纜
• 連接模塊，分為以下三種：基本模塊、信號模塊、功能模塊。

從而可以幾乎排除連接錯誤，并將安裝費用降到低?？上到y(tǒng)性地連接 SIMATIC 系統(tǒng)。電纜按米銷售，并且電纜經過預組裝或者可方便地進行組裝，從而顯著降低連接電纜的組裝開銷。

完全模塊化連接設計（以 16 通道為例）

柔性連接

包括：

• 前連接器采用螺釘式或壓接式觸點
• 單芯前連接器
• 單芯線符合 UL/CSA 標準。

藍色單芯線上有編號，分別連接到控制柜內的各個元件上。單芯線上的編號與前連接器的針腳編號對應。

與常規(guī)單一布線方式相比，組裝成本節(jié)約 50%，因為固定各個線芯時，已在接頭上對它們進行過檢查。

因此，無需對每個模塊多達兩倍的 46 個線芯進行復雜的預組裝。

西門子SIMATIC S7-200系列PLC的特點、產品類型及編程軟件

S7-200系列PLC的特點：

是SIEMENS公司推出的一種小型PLC

（1）它結構緊湊

（2）擴展性良好

（3）指令功能強大

（4）價格低廉

成為當代各種小型控制工程的理想控制器。

2．S7-200PLC的產品：

（1）集成一定數(shù)字I/O點的CPU：CPU221、CPU 222、CPU 224、CPU 226、CPU 226XM

（2）擴展模塊：主要有

數(shù)字量擴展模塊：EM221、EM222、EM223

模擬量擴展模塊：EM231、EM 232、EM 235

通訊模塊：EM277、EM241等

其它模塊：特殊功能模塊

可以十分方便地組成不同規(guī)模的控制器。其控制規(guī)模可以從幾點到幾百點。S7-200PLC可以方便地組成PLC-PLC網(wǎng)絡和微機-PLC網(wǎng)絡，從而完成規(guī)模更大的工程。

3．S7-200的編程軟件：STEP7-Micro/WIN32。該編程軟件可以方便地在Windows環(huán)境下對PLC編程、調試、監(jiān)控。使得PLC的編程更加方便、快捷?？梢哉f，S7-200可以完美地滿足各種小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的要求。

• CPU 1512SP-1 PN 適用于基于 S7-1500 CPU 1513-1 PN 的 SIMATIC ET 200SP
• 適用于對程序范圍和處理速度具有中等要求的應用，通過 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 進行分布式配置。
• 增強了系統(tǒng)和設備的可用性
• 可連接多 128 個 IO 設備的 PROFINET IO 控制器
• PROFINET I-Device，用于連接作為智能 PROFINET 設備、帶 SIMATIC 或第三方 PROFINET I/O 控制器的 CPU
• 適用于 4 個控制器的 PROFINET 共享智能設備
• PROFINET IO IRT 接口，帶集成 3 端口交換機
• 經由 PROFIBUS 的等時同步模式
• 具有多種通信功能：
  編程器/OP 通信，PROFINET IO，開放式 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 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（選項處理）
• 集成運動控制功能，可以控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器

注

CPU 的運行需要使用 SIMATIC 存儲卡。
總線適配器不在供貨范圍內，需要單獨訂購。

CPU 1512SP-1 PN 適用于獨立生產技術領域中對處理性能和響應速度具有中等要求的應用。CPU 1512SP-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(tǒng)（PROFINET 智能設備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設計形式為 3 端口交換機，這樣就可以在系統(tǒng)中通過端口 1 和 2 建立總線型拓撲，并且也可通過端口 3 來連接編程設備/PC 或 HMI 設備。

作為智能設備使用時，CPU 1512SP-1 PN 可實現(xiàn)在本地對過程數(shù)據(jù)進行分布式預處理，并且僅將實際需要的信息傳輸?shù)缴衔豢刂破?。這樣做有以下優(yōu)勢：

• 減輕中央控制器的工作負荷
• 縮短對現(xiàn)場重要信號的響應時間
• 數(shù)據(jù)量減少，總線系統(tǒng)上的負荷降低
• 各單元經過預測試并進行平行調試，設置更快速
• 由于自帶機械裝置,增加了可用性和靈活性
• 組態(tài)清晰明了

CPU 1512SP-1 PN 完全獨立于中央控制器運行。如果其發(fā)生故障，CPU 1512SP-1 PN 仍繼續(xù)運行。

位模塊化設計的 ET 200SP I/O 系統(tǒng)和 CPU 1512SP-1 PN 可實現(xiàn)面向功能的站設計。

另外，CPU 通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過標準化 PLC-open 塊 提供連接至驅動器的能力。

CPU 1512SP-1 PN CPU 可直接卡裝到標準安裝導軌上。它具有：

• A powerful processor:
  The CPU achieves command execution times as low as 48 ns per binary instruction.
• 大容量工作存儲器：
  200 KB 用于程序，1 MB 用于數(shù)據(jù)
• SIMATIC 存儲卡作為裝載存儲器；
  允許附加固件更新、數(shù)據(jù)日志和歸檔等功能
• 位模塊化擴展性，靈活性好；
  任意組合達 64 個 I/O 模塊（I/O 模塊、工藝模塊和通信模塊）。大 1 m 的站寬度。
• PROFINET IO IRT 接口，帶集成 3 端口交換機：
  • 端口 1 和 2 通過總線適配器來連接
    （CPU 1512SP-1 PN 未提供總線適配器，不使用該適配器也可運行）。
    如果需要，相應的總線適配器（BA 2xRJ45 或 BA 2xFC）需單獨訂購。）
  • 端口 3 集成式 RJ45 接口
• 集成通信功能：
  • 編程器/OP 通信
  • PROFINET IO
  • 開放式 IE 通訊（TCP，ISO-on-TCP 和 UDP）
  • Web 器
  • S7 通信
  • S7 路由
  • 數(shù)據(jù)集路由
• 免維護數(shù)據(jù)備份（無電池）
• 用于錯誤 (Error)、運行狀況 (RUN/Stop)、維護 (MT)、電源 (PWR) 以及每個端口一個鏈路 LED 的診斷顯示
• 可選標簽采用淺灰色或黃色標簽條。有兩種材料可供選擇：
  • 標簽箔和帶有 500 個標簽條的標簽卷，用于熱轉印打印機
  • 標簽紙 (280 g/m2)，規(guī)格 DIN A4，每張 100 個標簽條，適用于激光打印機
• ET 200SP CPU 可帶有一個參考 ID 標簽
• 借助于總線適配器，可實現(xiàn)不同的 PROFINET 連接類型
  • 在標準環(huán)境條件下，BA 2xRJ45 用于通過 RJ45 插頭進行連接
  • 對于運行期間的機械負荷和/或更高的 EMC 要求，可使用 BA 2xFC 來直接連接 PROFINET 電纜
• 在將 AC I/O 模塊或 AI Energy Meter ST 用作第一個 I/O 模塊時，應將深色的基本單元用作 ET 200SP CPU 后面的第一個基本單元

6ES7953-8LJ20-0AA0存儲卡

6ES7953-8LG20-0AA0存儲卡

CP443-5 擴展通信處理器是 PROFIBUS 總線系統(tǒng)的 SIMATIC S7-400 所需的模塊。

它減輕了 CPU 的通信任務，并可進行進一步的附加連接。

通過通信模塊實現(xiàn)的 S7-400 通信選項：

• 按照 IEC 61158/EN 50170 充當 PROFIBUS-DP 主站
• 與編程部件、操作器接口系統(tǒng)的通信
• 與其他 SIMATIC S7 系統(tǒng)進行通信。
• 與 SIMATIC S5 可編程控制器的通信；
• 可運行的的 CP 數(shù)目取決于所使用的 CPU 的性能范圍和通信。

Functions

• 模擬量輸入/輸出
• 用于解決更復雜的模擬量過程信號控制任務
• 用于連接模擬傳感器和執(zhí)行機構，而無需增加測量放大器
  

HART 模塊

• 用于在 SIMATIC S7 和 PCS 7 系統(tǒng)中使用 HART（高速尋址遠程變送器）設備
• 可以連接所有變送器或HART傳感器/執(zhí)行器，這些設備必須可以使用HART協(xié)議進行通信
• 此外,還可以連接采用4-20mA技術的轉換變送器(無HART協(xié)議)
• 只能插入到帶 IM153-2 的 ET 200M 中

有關 HART 模塊的詳細信息，請參見 "ET 200M 分布式 I/O 站"。

模擬量輸入/輸出模塊用于處理自動化系統(tǒng)中的模擬量輸入/輸出任務。模擬傳感器和執(zhí)行器可以通過這些模塊連接到自動化系統(tǒng)。
使用模擬量輸入/輸出模塊給用戶提供以下優(yōu)點：

• 佳適應性：
  通過合適的模塊組合方式，可以根據(jù)特定任務調整輸入/輸出的點數(shù)。節(jié)約了不必要的成本。
• 功能強大的模擬量處理技術：
  多種輸入/輸出范圍以及高精度允許連接多種不同的模擬量傳感器和執(zhí)行器。

模擬量輸入模塊具有下列機械特性：

緊湊型設計

堅固的塑料機殼里包括：

• 指示組故障的紅色指示燈
• 前連接器插接選件，裝在前門后面而得到防護。
• 前門上的標簽區(qū)。
• 連接器針腳分配，用于在前門內部進行配線。

安裝方便

模塊安裝在 DIN 導軌上并通過總線連接器連接到相鄰模塊。沒有插槽規(guī)則；輸入地址由插槽決定。

當在 ET 200M 分布式 I/O 系統(tǒng)中與有源總線模塊一起使用時，可以對數(shù)字量輸入/輸出模塊進行熱插拔，而不會有任何反應。其它模塊繼續(xù)工作。

方便用戶接線

裝置單元通過前置連接器連接。當連接模塊時，編碼設備鎖定在連接器中，這樣該連接器只能適合于同樣類型的模塊。更換模塊時，對于新的同類型模塊，可原封不動保持前連接器的接線狀態(tài)。這樣可以避免在更換模塊的過程中將已接線的前連接器插入到錯誤模塊中。

數(shù)據(jù)在存儲器中存取的方式

1．位、字節(jié)、字和雙字

二進制數(shù)的1位（bit）只有0和1兩種不同的取值，可用來表示開關量（或稱數(shù)字量）的兩種不同的狀態(tài)，如觸點的斷開和接通，線圈的通電和斷電等。如果該位為1，則表示梯形圖中對應的編程元件的線圈“得電”，其常開觸點閉合、常閉觸點斷開，以后稱該編程元件為1狀態(tài)，或稱該編程元件ON。反之亦反。

8位二進制數(shù)組成1個字節(jié)（Byte），其中的第0位為低位（LSB），第7位為高位（MSB）。兩個字節(jié)組成1個字（Word），兩個字組成1個雙字。

2．數(shù)據(jù)的存取方式

（1）“位”存取方式：位存儲單元的地址由字節(jié)地址和位地址組成，如I3.2，其中的區(qū)域標識符“I”表示輸入（Input），字節(jié)地址為3，位地址為2。如圖：

這種存取方式稱為“字節(jié)·位”尋址方式。

（2）“字節(jié)”存取方式：輸入字節(jié)IB3（Byte）由I3.0~I3.7這8位組成。

（3）“字”存取方式：相鄰的兩個字節(jié)組成一個字，一個字中的兩個字節(jié)的地址必須連續(xù)，且低位字節(jié)在一個字中應該是高8位，高位字節(jié)在一個字中應該是低8位。IW14表示由IB14和IB15組成的1個字，IW14中的I為區(qū)域標識符，W表示字（Word），14為起始字節(jié)的地址。IW14中的IB14應該是高8位，IB15應該是低8位。

（4）“雙字”存取方式：相鄰的四個字節(jié)表示一個雙字，四個字節(jié)的地址必須連續(xù)。低位字節(jié)在一個雙字中應該是高8位。ID12表示由IB12~IB15組成的雙字，I為區(qū)域標識符，D表示存取雙字（Double Word），12為起始字節(jié)的地址。ID12中的IB12應該是高8位，IB15應該是低8位。

CP 443-1 Advanced 是用于連接 SIMATIC S7-400 到工業(yè)以太網(wǎng)的通訊處理器。

由于其自身備有處理器，從而解除了 CPU 的通訊任務并有助于另加連接。

通過 CP 443-1 Advanced，SIMATIC S7-400 可與以下設備進行通訊：

• 編程器/PC
• 主機 PC
• HMI 設備
• SIMATIC S5/S7/C7 系統(tǒng)
• PROFINET CBA 部件
• PROFINET IO 設備

PROFINET CBA 用于創(chuàng)建可反復使用的技術功能模板。

注：
提供有經過升級的CP 443-1 Advanced（6GK7 443-1EX41-0XE0）。

并支持新型 SIMATIC S7 400 CPU 的增強型 PROFINET IO 接口。 已對此接口進行調整，以滿足當前及將來對 PROFINET I/O 控制器的各種要求。

CP 443-1 Advanced訂貨號：6GK7443-1EX41-0XE0，其所有功能均可與固件版本 V5.0 內的 SIMATIC S7-400 CPU 結合使用。

為了充分利用標準、CBA 和 IT 功能，此 CP 可以用在固件版本 V4.x 以內的 SIMATIC S7-400 CPU 上，在此情況下，不能將其用作 PN IO 控制器。

詳細信息可瀏覽網(wǎng)址：

CP 443-1 Advanced 提供了 SIMATIC S7-400 系統(tǒng)設計的全部優(yōu)點：

• 堅固的塑料外殼前面板，包括：
  • 4 個 RJ45 接口，用于連接到工業(yè)以太網(wǎng)
  • 用于每個交換機端口的診斷 LED
• 通過 IE FC RJ45 插頭 180°（帶 180°電纜引出線）或通過標準插線電纜連接
• 安裝簡單；
  CP 443-1 Advanced 安裝在 S7-400 子機架上，并經過背板總線連接到其它模板。
• CP 443-1 Advanced 可以不用風扇運行。
• 與 IM 460/461 一起，CP 443-1 Advanced 也可用于擴展機架（ER）內。
• 不需編程器即可更換模板。
• C-PLUG（組態(tài)插頭）作為交換介質包含在供貨范圍內（不能無 C-PLUG 運行）。

• 兩個獨立的接口（集成的網(wǎng)絡分離）：
  • 千兆以太網(wǎng)接口，帶有一個 RJ45 端口，10/100/1000 Mbps 全雙工/半雙工，具有自動檢測功能
  • PROFINET 接口，帶有 4 個 10/100 Mbps 全雙工/半雙工 RJ45 端口，帶自動檢測和自動交叉功能（通過集成式 4 端口交換機）
• 通過兩個接口提供通信：
  • 開放式通信（TCP/IP 和 UDP）：
    使用 UDP 實現(xiàn)多點傳送，包括兩個接口之間的路由
  • 編程器/OP 通信：通過 S7 路由實現(xiàn)網(wǎng)絡間通信
  • S7 通訊（客戶端、器、多路復用），包括兩個接口之間的路由
  • S7-400 H 系統(tǒng)的 S7 H 通信，現(xiàn)在還可以跨越網(wǎng)絡邊界 (ISO-on-TCP)
  • IT 通信：
    HTTP 通訊允許通過用戶自己的 web 頁面訪問過程數(shù)據(jù)；采用 CP 443-1 Advanced 也可以進行 HTTPS 通信¹⁾。
    采用電子郵件客戶端功能，可以直接從用戶程序發(fā)送電子郵件。
    FTP 通訊支持程序控制的 FTP 客戶端通信。
    通過 FTP 器訪問數(shù)據(jù)塊。
• 通過 PROFINET 接口進行通訊：
  • 經認證的 PROFINET IO 控制器，具有實時性能（RT 和 IRT）
  • PROFINET CBA
  • 通過 DHCP、簡單 PC 工具或通過用戶程序（如用于 HMI）進行 IP 地址分配
• 介質冗余 (MRP)：
  • 在采用環(huán)形拓撲結構的以太網(wǎng)網(wǎng)內，CP 支持 MRP 介質冗余程序。它用作 MRP 管理器和 MRP 客戶端。
• 診斷和網(wǎng)絡管理：
  • 豐富的診斷功能，可用于機架中的所有模板（包括圖形診斷，例如，拓撲結構）
  • 支持 SNMP V1/V3，可集成到網(wǎng)絡管理系統(tǒng)中
• 安全機制：
  • 通過可組態(tài)的 IP 訪問列表進行訪問保護
  • 防火墻用于基于其 IP/端口地址來過濾連接
  • 通過限制帶寬，可避免通信過載
  • VPN 器和 VPN 客戶端，用于以防的方式訪問控制器
  • 通過 SSL (HTTPS) 加密 HTML 頁
  • 安全文件傳輸（FTPs）
  • 可以防的方式將網(wǎng)絡分析信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡管理系統(tǒng) (SNMP)
  • 專用和公共 IP 地址間的轉換 (NAT/NAPT)
  • 時間的安全傳輸 (NTP V3)
  • 安全固件更新
  • 剽竊檢測