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工業(yè)軟件平臺上編程和運行的S7 200系列PLC系統(tǒng)基本構(gòu)成

 SIMATIC S7—200硬件系統(tǒng)的配置方式采用整體式加積木式，即主機中包含一定數(shù)量的本機I／O，同時還可以擴展各種功能模塊。一個完整的PLC系統(tǒng)如圖1所示。

             圖1 S7—200硬件系統(tǒng)組成

        CPU模塊又稱為主機是系統(tǒng)的核心，它包括CPU、存儲器、基本輸入輸出點和電源等。它實際就是一個完整的控制系統(tǒng)，可以單獨完成一定的控制任務(wù)。主機I/O數(shù)量不能滿足控制系統(tǒng)的要求時，用戶可以根據(jù)需要擴展各種I/O模塊，所能連接的擴展單元的數(shù)量和實際所能使用的I／O點數(shù)是由多種因素共同決定的。當需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時，可擴展特殊功能模塊，以完成某種特殊的控制任務(wù)。利用網(wǎng)絡(luò)接口，可以充分和方便地利用為SIMATICS7—200系統(tǒng)的硬件和軟件資源而開發(fā)和使用的一些設(shè)備，主要有編程設(shè)備、人機操作界面和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。

   所有以上這些硬件設(shè)備，都在一個統(tǒng)一的工業(yè)軟件平臺上編程和運行，為了更好地管理和使用這些設(shè)備，S7—200PLC配備了許多功能強大的專用功能指令，方便地實現(xiàn)各種控制目的。

• 6種緊湊型CPU(帶有集成的技術(shù)功能和集成I/O)
• 6種CPU可在-25°C 至 +60°C的擴展的環(huán)境溫度范圍中使用
• 具有不同的性能等級，滿足不同的應(yīng)用領(lǐng)域。

提供有以下緊湊型 CPU：

• CPU 312C，具有集成數(shù)字量 I/O 以及集成計數(shù)功能的緊湊型 CPU
• CPU 313C，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O 的緊湊型 CPU
• CPU 313C-2 PtP，具有集成數(shù)字量 I/O 、2個串口和集成計數(shù)功能的緊湊型 CPU
• CPU 313C-2 DP，具有集成數(shù)字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成計數(shù)功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 PtP，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O 、2個串口和集成計數(shù)、定位功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 DP，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成計數(shù)、定位功能的緊湊型 CPU

MicroMaster430變頻器

MicroMaster430變頻器是全新一代標準變頻器中的風(fēng)機和泵類變轉(zhuǎn)矩負載專家。功率范圍7.5kW至250kW。它按照專用要求設(shè)計，并使用內(nèi)部功能互聯(lián)（BiCo）技術(shù)，具有高度可靠性和靈活性?？刂栖浖梢詫崿F(xiàn)專用功能：多泵切換、手動/自動切換、旁路功能、斷帶及缺水檢測、節(jié)能運行方式等。 
西門子MicroMaster430變頻器主要特征： 
380V-480V±10%，三相，交流，7.5kW-250kW； 
風(fēng)機和泵類變轉(zhuǎn)矩負載專用； 
牢固的EMC（電磁兼容性）設(shè)計； 
控制信號的快速響應(yīng)；
控制功能： 
線性v/f控制，并帶有增強電機動態(tài)響應(yīng)和控制特性的磁通電流控制（FCC），多點 v/f控制； 
內(nèi)置PID控制器； 
快速電流限制，防止運行中不應(yīng)有的跳閘； 
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； 
具有15個固定頻率，4個跳轉(zhuǎn)頻率，可編程； 
采用BiCo技術(shù)，實現(xiàn)I/O端口自由連接； 
集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP通訊模塊； 
靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，可選平滑功能； 
三組參數(shù)切換功能：電機數(shù)據(jù)切換，命令數(shù)據(jù)切換； 
風(fēng)機和泵類專用功能： 
多泵切換 ；
旁路功能 ；
手動/自動切換； 
斷帶及缺水檢測 ；
節(jié)能方式；
保護功能： 
過載能力為140％額定負載電流，持續(xù)時間3秒和110％額定負載電流，持續(xù)時間60秒; 
過電壓、欠電壓保護； 
變頻器過溫保護； 
接地故障保護，短路保護； 
I2t電動機過熱保護； 
PTC Y電機保護。 
MM420變頻器

西門子PLC S7-300系列可編程控制器

S7-300 模塊化微型PLC 系統(tǒng)，滿足中、小規(guī)模的性能要求 
各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動化控制任務(wù) 
簡單實用的分布式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，使得應(yīng)用十分靈活 
方便用戶和簡易的無風(fēng)扇設(shè)計 
當控制任務(wù)增加時，可自由擴展 
大量的集成功能使它功能非常強勁
S7-300 用于惡劣環(huán)境條件下的PLC 
擴展溫度范圍從-25°C 到+70°C 
適用于特殊的環(huán)境( 污染空氣中使用) 
允許短時冷凝以及短時機械負載的增加 
S7-300 采用經(jīng)過認證的PLC 技術(shù) 
易于操作、編程、維護和 
特別適用于汽車工業(yè)、環(huán)境技術(shù)、采礦、化工廠、生產(chǎn)技術(shù)以及食品加工等領(lǐng)域 
低成本的解決方案 

西門子PLC S7-200系列可編程控制器

S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價格比。
S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面： 
* 極高的可靠性 
* 極豐富的指令集 
* 易于掌握 
* 便捷的操作 
* 豐富的內(nèi)置集成功能 
* 實時特性 
* 強勁的通訊能力 
* 豐富的擴展模塊 
S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機床、機械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護設(shè)備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調(diào)，電梯控制，運動系統(tǒng)。
S7-200系列PLC可提供4個不同的基本型號的8種CPU供您使用。

• 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(yīng)用，通過 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 進行分布式配置。
• 增強了系統(tǒng)和設(shè)備的可用性
• 可連接多 128 個 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
• 經(jīng)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(nèi)，需要單獨訂購。

CPU 1512SP-1 PN 適用于獨立生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中對處理性能和響應(yīng)速度具有中等要求的應(yīng)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(shè)備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設(shè)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(shè)備/PC 或 HMI 設(shè)備。

作為智能設(shè)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(yù)處理，并且僅將實際需要的信息傳輸?shù)缴衔豢刂破鳌＿@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(yīng)時間
• 數(shù)據(jù)量減少，總線系統(tǒng)上的負荷降低
• 各單元經(jīng)過預(yù)測試并進行平行調(diào)試，設(shè)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(shè)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(shè)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(qū)動器的能力。

CPU 1512SP-1 PN CPU 可直接卡裝到標準安裝導(dǎo)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(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)將深色的基本單元用作 ET 200SP CPU 后面的第一個基本單元

I/O 模塊是 SIMATIC S7-1500 與過程之間的接口：

• 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。
• SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的工藝模塊
  • 具有高速計數(shù)和位置檢測集成功能
  • 具有用于完成過程級別的任務(wù)且響應(yīng)時間較短的集成輸入和輸出
• 用于 SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的通信模塊
  • 用于采用點對點連接的數(shù)據(jù)交換
  • 用于連接至 PROFIBUS
  • 用于連接到工業(yè)以太網(wǎng)
• 用于方便、輕松地對 S7-1500 和 ET 200MP 模塊進行接線的連接系統(tǒng)

• SIMATIC S7-1500 的 ET 200MP 數(shù)字量輸入/輸出
• 靈活地選擇控制器以滿足相應(yīng)任務(wù)需要
• 用于使用附加輸入端和輸出端對系統(tǒng)進行后續(xù)擴展

• 16 和 32 通道數(shù)字量輸入模塊
• 靈活地選擇控制器以滿足相應(yīng)任務(wù)需要
• 用于使用附加輸入對系統(tǒng)進行后續(xù)擴展
• 35 mm 寬的模塊具有參數(shù)設(shè)置和診斷功能
• 25 mm 寬的模塊可在狹小空間內(nèi)使用：
  極為經(jīng)濟，無參數(shù)設(shè)置或診斷功能

西門子PLC S7-400系列可編程控制器

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，從而成為一個決定性競爭因素。通過擴大聯(lián)網(wǎng)，可將現(xiàn)場級的獨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行擴展。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
• 增強了系統(tǒng)和設(shè)備的可用性
• 可連接多 64 個 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
• 經(jīng)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(nèi)，需要單獨訂購。

CPU 1510SP-1 PN 是經(jīng)濟型入門級 CPU，用于不連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對處理速度和響應(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(shè)備/PC 或 HMI 設(shè)備。

作為智能設(shè)備使用時，CPU 1510SP-1 PN 可實現(xiàn)在本地對過程數(shù)據(jù)進行分布式預(yù)處理，并且僅將實際需要的信息傳輸?shù)缴衔豢刂破鳌＿@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(yīng)時間
• 數(shù)據(jù)量減少，總線系統(tǒng)上的負荷降低
• 各單元經(jīng)過預(yù)測試并進行平行調(diào)試，設(shè)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 1510SP-1 PN 完全獨立于中央控制器運行。如果其發(fā)生故障，CPU 1510SP-1 PN 仍繼續(xù)運行。

位模塊化設(shè)計的 ET 200SP I/O 系統(tǒng)和 CPU 1510SP-1 PN 可實現(xiàn)面向功能的站設(shè)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(qū)動器的能力。