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• 用于簡(jiǎn)單、方便地連接傳感器和執(zhí)行器
• 當(dāng)更換模塊時(shí)可保留接線
• 更換模塊時(shí)通過(guò)編碼避免發(fā)生模塊類型錯(cuò)誤

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

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

使用 TIA Selection Tool，只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即可組態(tài)從 SIMATIC S7 模塊到 I/O 的連接。程序會(huì)自動(dòng)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(chǎn)品網(wǎng)上商城中進(jìn)行訂購(gòu)。

兩種布線形式可用于十分廣泛的控制柜設(shè)計(jì)：

模塊化連接

單獨(dú)插入每個(gè)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(hào)模塊、功能模塊。

從而可以幾乎排除連接錯(cuò)誤，并將安裝費(fèi)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(jīng)過(guò)預(yù)組裝或者可方便地進(jìn)行組裝，從而顯著降低連接電纜的組裝開(kāi)銷。

完全模塊化連接設(shè)計(jì)（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(diǎn)
• 單芯前連接器
• 單芯線符合 UL/CSA 標(biāo)準(zhǔn)。

藍(lán)色單芯線上有編號(hào)，分別連接到控制柜內(nèi)的各個(gè)元件上。單芯線上的編號(hào)與前連接器的針腳編號(hào)對(duì)應(yīng)。

與常規(guī)單一布線方式相比，組裝成本節(jié)約 50%，因?yàn)楣潭ǜ鱾�(gè)線芯時(shí)，已在接頭上對(duì)它們進(jìn)行過(guò)檢查。

因此，無(wú)需對(duì)每個(gè)模塊多達(dá)兩倍的 46 個(gè)線芯進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)組裝。

S7-400F/FH 滿足下列安全要求：

• 等級(jí)需求：AK 1 to AK 6 to DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等級(jí)：SIL 1 to SIL 3 to IEC 61508
• 等級(jí) 1 to 4 to EN 954-1

運(yùn)行模式

CPU的F程序和故障安全信號(hào)模板中包含有S7-400F/FH的安全功能。

使用差異分析和測(cè)試信號(hào)，信號(hào)模板可以監(jiān)視輸出和輸入信號(hào)。

CPU通過(guò)常規(guī)的自檢、監(jiān)測(cè)和邏輯命令以及程序定時(shí)檢測(cè)，檢查運(yùn)行的正確性。 此外，通過(guò)申請(qǐng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。

當(dāng)系統(tǒng)診斷出一個(gè)故障時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)入安全狀態(tài)。

F 運(yùn)行版授權(quán)

CPU 417-4H必須裝在F運(yùn)行授權(quán)才能運(yùn)行S7-400F/FH。每個(gè) S7-400F/FH 系統(tǒng)需要 1 個(gè)授權(quán)。

編程

S7-400F/FH 的編程方法同其他 SIMATIC S7 編程方法相同。 通過(guò)諸如STEP 7編程工具編寫非故障安全用戶程序。

S7 F 系統(tǒng)選件包

"S7 F Systems" 軟件包用來(lái)編寫故障安全程序。 軟件包包含生成F程序所需的所有功能和部件。 S7 F系統(tǒng)運(yùn)行必須將下列軟件包裝載到PG或PC：

• STEP 7 V5.1 以上
• CFC V5.23 或新版本
• S7-SCL V5.1 SP 1 或新版本
• S7 H Systems Version 5.1 (S7-400FH的選件)

特殊功能塊通過(guò)CFC從F庫(kù)中進(jìn)行調(diào)用，并為包含安全功能的F程序互連。

鋼鐵行業(yè). 印刷行業(yè). 起重工業(yè). 金屬制造業(yè). 金屬處理. 化纖行業(yè). 玻璃工業(yè). 電纜行業(yè). 紡織工業(yè). 錫箔工業(yè).

復(fù)雜工藝控制 
   
1, 電氣同步系統(tǒng) 
 2,定位控制  
 3,定尺剪和飛剪 
 4,復(fù)雜力矩控制
 5,液 壓 驅(qū) 動(dòng) 控 制 
 6,卷曲機(jī) 

SIMADYN D典型應(yīng)用

膠卷生產(chǎn)線
在每個(gè)槽架有8 CPU 
 采樣時(shí)間 <= 7 ms
 大約40 個(gè)力矩控制和10個(gè)速度控制

管式印刷機(jī)
 在每個(gè)槽架有1 CPU
 采樣時(shí)間 <= 1 ms
 4 個(gè)位置控制
 軸向式集裝箱起重機(jī)
在每個(gè)槽架有 4 CPU
采樣時(shí)間 <= 1 m
 造紙：同步, 張力及位置控制                   
金屬處理：位置，厚度和同步控制

造紙：同步, 張力及位置控制                  

金屬處理：位置，厚度和同步控制

紡織工業(yè)：張力控制

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。

基本功能性

CF 卡上提供有 SIMOTION D 的基本功能，并可加電時(shí)加載。基本功能包括：

• SIMOTION 運(yùn)行系統(tǒng)
  • 符合 IEC61131 的帶集中語(yǔ)言的用戶可編程序
  • 各種程序執(zhí)行方式（循環(huán)、順序、事件驅(qū)動(dòng)）
  • PLC 和算術(shù)功能
  • 通訊和管理功能
  • 運(yùn)動(dòng)控制功能 (Motion Control Basic)
• SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)個(gè)控制軟件
  • SIMOTION D410-2：
    電流/轉(zhuǎn)速控制（基于 CU310-2，固件版本 V4.x），適用于多 1 個(gè)伺服軸、1 個(gè)矢量軸或 1 個(gè) V/f 軸
  • SIMOTION D4x5-2：
    多 6 個(gè)伺服軸、6 個(gè)矢量軸或 12 個(gè) V/f 軸的電流/轉(zhuǎn)速控制（基于 CU320-2，固件版本 V4.x），饋電閉環(huán)控制（調(diào)節(jié)型電源模塊）
• 測(cè)試及診斷工具

如果需要，此基本功能可通過(guò)可加載的技術(shù)軟件包進(jìn)行擴(kuò)展。

位置控制的驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)控制

• 集成變頻調(diào)速柜 (SINAMICS Integrated)：
  功率單元可通過(guò) DRIVE-CLiQ 接口進(jìn)行連接；對(duì)于 SIMOTION D410-2，也可通過(guò)集成的 PM-IF 接口進(jìn)行連接。
• 帶數(shù)字設(shè)定值接口的驅(qū)動(dòng):
  SIMOTION D 通過(guò)帶 PROFI 驅(qū)動(dòng)裝置的 PROFIBUS DP／PROFINET 輸入輸出，使位置控制動(dòng)作可控制具有數(shù)字設(shè)定點(diǎn)接口。
• 帶模擬量設(shè)定點(diǎn)接口的驅(qū)動(dòng)，例如，用于改裝或液壓應(yīng)用：
  使用 ADI 4（ 4 軸模擬驅(qū)動(dòng)接口）或 IM 174（ 4 軸接口模塊）模塊，可連接帶模擬量 ± 10V 整定值接口的變頻調(diào)速柜。IM 174 同樣可連接帶脈沖方向接口連接的步進(jìn)電機(jī)。
  所有模塊均連接 PROFIBUS DP下述裝置可連接一個(gè) ADI 4 或 IM 174 模塊：
  • 4個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置
  • 4 編碼器
  • 數(shù)字量輸入和輸出

SIMOTION 技術(shù)功能包

SIMOTION 的一個(gè)特性就是，它的基本功能可通過(guò)裝載技術(shù)功能包來(lái)擴(kuò)展，如：

• 帶技術(shù)功能的運(yùn)動(dòng)控制：
  • POS－－定位
  • GEAR－－同步操作／電子驅(qū)動(dòng)裝置
  • CAM－－凸輪
  • PATH – 路徑插補(bǔ)（不適用于 D410-2）
• 溫度控制器– TControl
• DPM – 直接產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)
• MIIF – 多用途信息接口

由于技術(shù)功能具有模塊化許可，僅需支付實(shí)際將會(huì)使用的部分。

性能

硬件支持的浮點(diǎn)運(yùn)算能夠有效使用復(fù)雜運(yùn)算功能。

快速指令執(zhí)行在中等到高等性能中開(kāi)辟了全新的應(yīng)用可能性。

配置／參數(shù)確定／編程

SIMOTION SCOUT是一個(gè)有效且用戶界面友好的工程工具。它是從配置和參數(shù)化，到編程，再到測(cè)試及診斷的所有工程步驟的集成系統(tǒng)。提示、使用對(duì)話框以及向?qū)У膱D形操作提示，以及用于編程的，基于測(cè)試的圖形語(yǔ)言，顯著減少了熟悉及練習(xí)時(shí)間。

操作員控制和監(jiān)視 (HMI)

SIMOTION D 的基本功能中集成了支持與 HMI 設(shè)備進(jìn)行用戶友好的數(shù)據(jù)交換的通訊。

操作員控制與監(jiān)視可使用 TP（觸摸面板）、OP（操作員面板）或 MP（多功能面板）等 SIMATIC HMI 設(shè)備來(lái)完成。

這些設(shè)備可通過(guò) PROFIBUS、工業(yè)以太網(wǎng)或 PROFINET 接口與 SIMOTION D 相連，并可使用 WinCC flexible 進(jìn)行組態(tài)。

V7.0 或更高版本的 SCADA system WinCC 具有一個(gè) SIMOTION 通道，作為標(biāo)準(zhǔn)，在 WinCC DVD 上提供。

由于具有 SIMATIC NET 通信軟件，可于從其它基于 Windows 的人機(jī)界面（HMI）系統(tǒng)訪問(wèn)一個(gè)開(kāi)放的、標(biāo)準(zhǔn)的 OPC 接口。

SIMOTION IT 維護(hù)和診斷功能

SIMOTION IT 為 SIMOTION D 提供了一個(gè)集成 Web 器，可在該器上存儲(chǔ)用戶專用 Web 頁(yè)面等。

可對(duì)控制單元變量進(jìn)行讀寫訪問(wèn)。通過(guò) Java Script 或 Applet，也可在 Web 頁(yè)面中執(zhí)行有效的操作與顯示功能，這些功能可在一個(gè)帶有因特網(wǎng)瀏覽器的客戶端 PC 上執(zhí)行。

處理及數(shù)據(jù)通信

由于其集成接口，SIMOTION D 支持過(guò)程與數(shù)據(jù)通訊。

帶 IRT 的 PROFINET IO，用于運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用。除了循環(huán)時(shí)鐘同步，短 250 μs 的周期時(shí)間以及安全相關(guān)的通信接口 (PROFIsafe)、PROFINET 接口（SIMOTION D 控制單元上）也支持介質(zhì)冗余 (MRP/MRPD)。

提供有 SIMOTION SCOUT 工程師站，用于用戶友好的通訊組態(tài)和診斷。

Safety Integrated 功能

利用 SINAMICS S120 的集成安全功能，SIMOTION D 可提供切實(shí)有效的人員與機(jī)器保護(hù)。

目前提供有以下集成安全功能，可用于集成 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜：（術(shù)語(yǔ)符合 IEC 61800-5-2）

• 安全扭矩?cái)嚅_(kāi)（STO）
• 可靠制動(dòng)控制（SBC）
• 安全停止 1 (SS1)
• 安全停止 2 (SS2)
• 安全操作停止
• 安全限速（SLS）
• 安全速度監(jiān)控（SSM）
• 安全方向 (SDI)

激活集成安全功能

可通過(guò)以下方法來(lái)激活集成安全功能：

• 通過(guò)控制單元和電源單元上的端子 (D4x5-2:僅 STO、SBC、SS1）
• 通過(guò) TM54F 終端模塊上的端子
• 通過(guò) PROFINET/PROFIBUS with PROFIsafe。

安全集成功能通過(guò)電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)，因此與帶外部實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能的解決方案相比，具有較短的響應(yīng)時(shí)間。

通過(guò) PROFIsafe 激活集成安全功能

通過(guò)“PROFINET with PROFIsafe”或“PROFIBUS with PROFIsafe”安全通訊，激活集成安全功能。使用一個(gè)通過(guò) PROFINET 或 PROFIBUS 連接的 F-CPU（如 SIMATIC S7-300 F-CPU），即可實(shí)現(xiàn)控制（F 邏輯）。

將集成安全功能從 SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 控制單元傳送至以下變頻器：

• SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 上的集成 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜
• SIMOTION CX32-2 擴(kuò)展控制器上的變頻調(diào)速柜
• 通過(guò) PROFIBUS 連接到 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制單元上的變頻調(diào)速柜
• 通過(guò) PROFINET 連接至 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制單元上的變頻調(diào)速柜（在此情況下，必須通過(guò) PROFINET 來(lái)連接 F-CPU）

注意

若要了解可能的拓?fù)�、軸數(shù)量結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)組件的詳細(xì)信息，請(qǐng)與當(dāng)?shù)氐奈鏖T子銷售辦事處聯(lián)系。

有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)《 SIMOTION D 調(diào)試手冊(cè)》以及 SINAMICS 文檔。

SIMATIC S7-300 的 I/O 模塊：

• 數(shù)字量模塊
• 模擬量模塊
• F 數(shù)字量/模擬量模塊
• 防爆型數(shù)字量模塊
• 防爆型模擬量模塊
• 功能模塊
• 通信處理器
• 專用模塊
• 連接

• 數(shù)字量輸入/輸出
• 靈活地適應(yīng)控制器，以滿足各自任務(wù)需要
• 用于連接數(shù)字傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)

數(shù)字量輸入/輸出模塊用于處理自動(dòng)化系統(tǒng)中的數(shù)字量輸入/輸出任務(wù)。 可通過(guò)這些模塊連接數(shù)字量傳感器和執(zhí)行器。

使用數(shù)字量輸入/輸出模塊給用戶提供以下優(yōu)點(diǎn)：

• 佳適應(yīng)性;
  采用佳的模塊組合方式，可以匹配控制任務(wù)所需的輸入/輸出的點(diǎn)數(shù)。 不需要過(guò)多的
• 靈活的過(guò)程信號(hào)連接;
  可使用各種不同的數(shù)字量執(zhí)行器和傳感器，將自動(dòng)化系統(tǒng)連接到過(guò)程控制中。

數(shù)字量輸入/輸出模塊具有下列機(jī)械特性：

緊湊型設(shè)計(jì)

堅(jiān)固的塑料機(jī)殼里包括：

• 綠色 LED，用于指示輸入/輸出的信號(hào)狀態(tài)
• 前連接器插座，通過(guò)前門保護(hù)
• 前門上的標(biāo)簽區(qū)。
• 連接器針腳分配，用于在前門內(nèi)部進(jìn)行配線。

安裝方便

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

當(dāng)在 ET 200M 分布式 I/O 系統(tǒng)中與有源總線模塊一起使用時(shí)，可以對(duì)數(shù)字量輸入/輸出模塊進(jìn)行熱插拔，而不會(huì)有任何反應(yīng)。其它模塊繼續(xù)工作。

方便用戶接線

裝置單元通過(guò)連接器連接。當(dāng)連接模塊時(shí)，編碼設(shè)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(shí)，對(duì)于新的同類型模塊，可原封不動(dòng)

西門子S7-200網(wǎng)絡(luò)的通訊設(shè)置和元件選擇

S7-200的端口是不隔離的，如果想使網(wǎng)絡(luò)隔離，應(yīng)考慮使用RS-485中繼器或者EM277。

注意：

●具有不同電位的互聯(lián)設(shè)備有可能導(dǎo)致不希望的電流流過(guò)連接電纜。

●這種不希望的電流可能導(dǎo)致通訊失敗或者設(shè)備損壞。

●要確保用通訊電纜連接的所有設(shè)備有相同的參考電位，或者彼此隔離，來(lái)避免產(chǎn)生這種不希望的電流。

為網(wǎng)絡(luò)確定通訊距離、通訊速率和電纜類型

網(wǎng)段的大長(zhǎng)度取決于兩個(gè)因素：隔離（用RS-485中繼器）和波特率。但連接具有不同電位的設(shè)備是需要隔離。當(dāng)接地點(diǎn)之間的距離很遠(yuǎn)時(shí)，有可能具有不同的地電位。即使距離較近，大型機(jī)械的負(fù)載電流也能導(dǎo)致地電位的不同。

表1 網(wǎng)絡(luò)電纜的大長(zhǎng)度

1 如果不是用隔離端和中繼器，允許的大距離為50m。測(cè)量該距離時(shí)，從網(wǎng)段的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)開(kāi)始。到網(wǎng)段的后一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

在網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器

RS-485中繼器為網(wǎng)段提供偏壓電阻和終端電阻。目的是為了：

●增加網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度：在網(wǎng)絡(luò)中使用一個(gè)中繼器可以使網(wǎng)絡(luò)的通訊距離擴(kuò)展50m。如果使用兩個(gè)中繼器而且中間沒(méi)有其他節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)的通訊距離按照所使用的波特率擴(kuò)展一個(gè)網(wǎng)段的長(zhǎng)度。在一個(gè)串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，多可以使用9個(gè)中繼器。但網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度不能超過(guò)9600m.

●為網(wǎng)絡(luò)增加設(shè)備：在9600的波特率下。50米距離之內(nèi)，一個(gè)網(wǎng)段多可以連接32個(gè)設(shè)備，使用一個(gè)中繼器允許在網(wǎng)絡(luò)上增加32個(gè)設(shè)備。

●在不同的網(wǎng)段之間電隔離：如果不同的網(wǎng)段具有不同的地電位，將他們隔離會(huì)提高網(wǎng)絡(luò)的通訊質(zhì)量。

一個(gè)中繼器在網(wǎng)絡(luò)中被算作網(wǎng)段的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，但沒(méi)有被指定站地址。