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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(jīng)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(diào)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(nèi)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(nèi)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(jīng)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(nèi)。
• 不需編程器即可更換模板。
• C-PLUG（組態(tài)插頭）作為交換介質(zhì)包含在供貨范圍內(nèi)（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(jīng)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(zhì)冗余 (MRP)：
  • 在采用環(huán)形拓撲結構的以太網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)，CP 支持 MRP 介質(zhì)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(zhuǎn)換 (NAT/NAPT)
  • 時間的安全傳輸 (NTP V3)
  • 安全固件更新
  • 剽竊檢測

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。

（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。

（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。

S7-300

提供有大量功能，支持用戶的S7-300編程、調(diào)試和維護等工作。

• 高速執(zhí)行指令：
  指令執(zhí)行時間低可達0.01 μs，為中低端性能設備開創(chuàng)了全新的應用方案。
• 浮點數(shù)運算：
  可以高效率地使用浮點運算甚至復數(shù)運算功能。
• 用戶友好的參數(shù)賦值：
  僅需一個帶有統(tǒng)一操作界面的軟件工具，就可以完成所有模塊的參數(shù)化工作。這降低了入職門檻和培訓費用。
• 人機界面（HMI）：
  S7-300的操作系統(tǒng)已經(jīng)集成了用戶友好的人機界面。這些功能不再需要成本高昂的編程工作：SIMATIC HMI系統(tǒng)向SIMATIC S7-300請求過程數(shù)據(jù)， S7-300在期望的更新時間完成這些數(shù)據(jù)的傳輸工作。SIMATIC S7-300的操作系統(tǒng)可以自主地完成傳輸過程。并且完全使用相同的符號和數(shù)據(jù)庫。
• 診斷功能：
  CPU 的智能診斷系統(tǒng)持續(xù)不斷地檢測系統(tǒng)的功能、記錄故障信息和特定的系統(tǒng)事件（例如，時間錯誤、模塊故障等）。采用環(huán)境緩沖區(qū)記錄事件信息，并帶有時間截，以利于今后的故障排除。
• 口令保護:
  使用密碼保護功能高效、可靠地保護用戶信息，以防受到非授權復制與更改。

SIMATIC S7-300符合的標準和國際標準有：

• DIN
• UL 認證
• CSA 認證
• FM class 1 div. 2；組別：A、B、C 和 D （溫度組別：T4（≤135°C））
• ATEX 認證
• 澳大利亞標志
• 以下船級社資格認證
  • 美國船級社
  • 法國船級社
  • 挪威船級社
  • 德國船級社
  • 英國勞氏船級社
  • 日本船級社（NK）
• 抗震

通訊

SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信類型：

• 過程通訊：
  對于通過總線（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）實現(xiàn)循環(huán)尋址的I/O模塊（互換過程圖像）。從循環(huán)執(zhí)行層調(diào)用過程通訊。
• 數(shù)據(jù)通訊：
  用于自動化系統(tǒng)間或多個自動化系統(tǒng)與HMI之間的數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)通信循環(huán)地進行，也可以基于事件驅(qū)動通過塊由用戶程序發(fā)起。

STEP 7的操作界面極為友好，顯著地簡化了用戶的通信功能組態(tài)工作。

數(shù)據(jù)通訊

SIMATIC S7-300擁有不同的數(shù)據(jù)通信機制：

• 使用MPI，通過全局數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)CPU之間的數(shù)據(jù)包循環(huán)交換。
• 借助通信功能，與其它伙伴完成事件驅(qū)動型通信。網(wǎng)絡連接通過MPI、PROFIBUS或PROFINET實現(xiàn)。

全局數(shù)據(jù)

借助“全局數(shù)據(jù)通信”，聯(lián)網(wǎng)CPU彼此之間可以循環(huán)地交換數(shù)據(jù)（多可達8 GD 數(shù)據(jù)包，每周期22個字節(jié)）。據(jù)此，可以實現(xiàn)，例如，某個CPU訪問另一個CPU的數(shù)據(jù)、位存儲單元和過程圖像等信息。只能通過 MPI 進行全局數(shù)據(jù)交換。組態(tài)通過STEP 7的GD表完成。

通訊功能

使用系統(tǒng)已經(jīng)集成的塊，可以建立S7/C7伙伴之間的通信。

這些是：

• 通過 MPI 進行 S7 基本通訊。
• 通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)的 S7 通訊。
  S7-300 可以用于：
  • 用作器時，使用MPI、C總線和PROFIBUS
  • 用作器或客戶端時，使用集成式PROFINET接口

使用reloadable塊，可以建立與S5伙伴和非西門子設備之間的通信。

這些是：

• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進行的 S5 兼容通訊。
• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進行的標準通訊（非西門子系統(tǒng)）。

與全局數(shù)據(jù)不同的是，對于通信功能，必須為其建立通信連接。

集成到 IT 領域中

借助自動化工程組態(tài)，使用S7-300，可以更加方便地接入現(xiàn)代化的信息技術世界。使用CP 343-1 Advanced，可以實現(xiàn)以下信息技術功能：

• IP 路由；
  借助IP訪問列表，將IP V4報文以不低于Gigabit的速度轉(zhuǎn)發(fā)至受控PROFINET接口。
• WEB 器；
  使用標準瀏覽器，可以瀏覽大至30 MB可自由定義的HTML網(wǎng)頁；通過FTP處理自己的文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)
• 標準診斷頁；
  無需額外工具，就可以在工廠內(nèi)完成插裝在安裝機架上的所有模塊的快速診斷工作。
• E-mail；
  直接從用戶程序中發(fā)送認證電子郵件。電子郵件客戶端設計有通知功能，可以在控制程序中直接通知用戶。
• 通過 FTP 進行通訊；
  大多數(shù)操作系統(tǒng)平臺都可以使用的開放協(xié)議
• 設計有30 MB RAM文件系統(tǒng)，可以用作動態(tài)數(shù)據(jù)的中間存儲器。

S7-300 PROFINET CPU集成有Web器。因此，標準Web瀏覽器可以讀出S7-300站中的信息：

• CPU 一般信息
• 診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容
• 變量表
• 標簽狀態(tài)
• 模塊的狀態(tài)
• 報文
• 工業(yè)以太網(wǎng)的相關信息
• PROFINET 節(jié)點的拓撲結構

等時模式

使用系統(tǒng)功能“同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信號采集、
• PROFIBUS 信號傳輸和
• 程序執(zhí)行

總線周期時間的程序運行。

創(chuàng)建了自動化解決方案，可以以固定間隔時間（常量總線周期時間）捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創(chuàng)建了前后一致的部分過程圖像。

借助常量總線周期時間和分布式I/O同步信號處理技術，S7-300確保可以精確地重現(xiàn)規(guī)定的過程響應時間。

為同步模式系統(tǒng)功能提供了極為豐富的支持組件，可以處理運動控制、測量值采集和高速控制等領域的苛刻任務。

在分布式自動化解決方案中，目前的SIMATIC S7-300開始涉足重要的高速加工處理應用領域，并確保可以獲得高的精度和可重現(xiàn)性。這意味著可以以穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不斷地擴大生產(chǎn)數(shù)量。

模塊的診斷和過程監(jiān)視

SIMATIC S7-300的大量輸入/輸出模塊都具有智能功能：

• 信號采用的監(jiān)控（診斷）。
• 監(jiān)控來自過程的信號（硬件中斷）。

診斷

診斷功能可以用來判斷模塊的信號采集（針對數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（針對模擬模塊）是否工作于無故障狀態(tài)。在診斷分析中，必須區(qū)分可參數(shù)化和非參數(shù)化診斷消息：

• 可參數(shù)賦值的診斷報文：
  僅由合適的設定參數(shù)啟用之后才會發(fā)出診斷消息。
• 不可參數(shù)賦值的診斷報文：
  這些消息的發(fā)出是一個常規(guī)事件，即該過程與參數(shù)化無關。

如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)（例如“無傳感器輸入”），則模塊會發(fā)起一個診斷中斷（若已經(jīng)為該診斷消息設置了參數(shù)，則僅在相應的參數(shù)化過程之后才會產(chǎn)生中斷）。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關的診斷中斷塊（OB 82）。

西門子6SN1146-1AB00-0BA1模塊

數(shù)字量輸入/輸出模塊具有下列機械特性：

• 緊湊型設計：
  • 綠色 LED，用于指示輸入/輸出的信號狀態(tài)，
  • 插入前連接器
  • 前門上的標簽區(qū)
  • 連接器針腳分配，用于在前門內(nèi)部進行配線。
• 安裝簡單：
  沒有插槽規(guī)則；輸出地址由插槽決定。
  當在 ET 200M 中與有源總線模塊一起使用時，可以進行熱插拔，而不會有任何反應。
• 方便用戶接線

以下 SIPLUS S7-300 數(shù)字量模塊可在惡劣環(huán)境條件下使用：

• SIPLUS S7-300 SM 321；
  數(shù)字量輸入
• SIPLUS S7-300 SM 322；
  數(shù)字量輸出
• SIPLUS S7-300 SM 323；
  數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出

SIPLUS S7-300 數(shù)字量模塊可在以下惡劣環(huán)境條件下使用：

• 溫度范圍寬：-25°C 至 +60/+70 °C
• 在需要較高抗化學腐蝕性以及需能夠承受較高機械和生物負荷和鹽霧的場合
• 相對濕度
• 符合標準 EN 50155

數(shù)字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：
  • 綠色 LED，用于指示輸入的信號狀態(tài)。
  • 前連接器插座，通過前門保護。
  • 前門上的標簽區(qū)。
  • 連接器針腳分配，用于在前門內(nèi)部進行配線。
• 安裝方便：
  沒有插槽規(guī)則；輸入地址由插槽決定。
  當在 ET 200M 中與有源總線模塊一起使用時，可以進行熱插拔，而不會有任何反應。
• 方便用戶接線。

西門子STEP 7中的塊編程的重要知識點

一、塊的作用和分類

二、組織塊

l  啟動組織塊

l  循環(huán)的程序執(zhí)行組織塊

l  定期的程序執(zhí)行組織塊

l  事件驅(qū)動的程序執(zhí)行組織塊

各種組織塊的作用、功能。

三、功能FC和功能塊FB

二者的功能、使用上的區(qū)別。

四、系統(tǒng)功能SFC和系統(tǒng)功能塊SFB

二者的功能、使用上的區(qū)別。

五、背景數(shù)據(jù)塊和共享數(shù)據(jù)塊

二者的功能、使用上的區(qū)別。

六、STEP7的程序結構

l  線性程序結構

l  分塊程序結構

l  結構化程序結構

七、三種編程語言

l  梯形圖LAD（Ladder Logic Programming Language）

l  語句表STL（Statement List Programming Language）

l  功能圖FBD（Function Block Diagram Programming Language）

• 性能
  • 指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號、語言擴展和新的數(shù)據(jù)類型
  • 由于背板總線速度顯著提高，CPU 的響應時間縮短
  • 功能強大的網(wǎng)絡連接：
    每個 CPU 均標配PROFINET IO IRT（2 端口交換機）標準接口。
• 集成技術
  • 通過標準化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅(qū)動器和具有 PROFIdrive 功能的驅(qū)動器
  • 支持速度控制軸和定位軸以及外部編碼器，各軸之間可實現(xiàn)位置精確的傳動
  • 具有所有 CPU 變量的跟蹤功能，用于實時診斷和偶發(fā)故障檢測
  • 全面的控制功能，例如，通過便于組態(tài)的塊可自動控制參數(shù)實現(xiàn)優(yōu)控制質(zhì)量
• 集成安全功能
  • 通過密碼進行知識保護，防止未經(jīng)授權讀取和修改程序塊
  • 通過復制保護，可綁定 SIMATIC 存儲卡的程序塊和序列號： 只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。
  • 4-級 授權理念： 
    也可以對和 HMI設備之間進行的通信進行限制。
  • 操作保護： 
    該控制器可以識別工程組態(tài)數(shù)據(jù)的更改和未授權傳輸。
• 設計與操作
  • 顯示器，用于顯示概覽信息，
    例如：站名、別名稱、位置名稱等概覽信息、診斷信息、模塊信息和顯示器設置。
  • 顯示器上可能的操作： 
    設置 CPU 或者所連接以太網(wǎng)通信處理器的地址、設置日期和時間、選擇 CPU 的操作模式、復位 CPU 至默認設置、禁用/啟用顯示器、激活保護等級。
• 集成式系統(tǒng)診斷
  • 顯示屏上、TIA Portal 中、人機界面設備上以及 Web 器上以普通文本形式一致顯示系統(tǒng)診斷信息（甚至能顯示來自變頻器的消息），即使 CPU 處于停止模式也會進行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，無須進行特殊組態(tài)
• SIMATIC 存儲卡（運行 CPU 所需）
  • 用作插入式裝載存儲器，或用于更新固件。
  • 還可用于存儲附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）
  • 通過用戶程序的系統(tǒng)函數(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲/讀取
• 數(shù)據(jù)記錄（歸檔）和配方
  • csv 格式配方文件存儲并歸檔在 SIMATIC 存儲卡中；
    利用辦公工具或 Web 瀏覽器可以方便地訪問與設備相關的運行數(shù)據(jù)
  • 通過網(wǎng)頁瀏覽器或 SD 讀卡器，可方便地訪問機器的組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）
• 編程
  • 使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本進行編程
  • 移植工具，用于 SIMATIC S7-300/S7-400 至 S7-1500 的移植操作，可以自動地完成大部分程序代碼的轉(zhuǎn)換工作。 記錄不可轉(zhuǎn)換的代碼，并可以手動進行調(diào)整。
  • STEP 7 V11 項目可在兼容模式下繼續(xù)和 STEP 7 V12 組合使用 。
  • S7-1200 程序可通過復制/粘貼手段轉(zhuǎn)移至 S7-1500