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西門子6ES7-421-1BL01-0AA0

• SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊
• CBE30-2 通信板
• TB30 端子模板

SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊是一個 SINAMICS S120 書本型變頻調(diào)速柜模塊。通過此模塊，可將 SIMOTION D4x5-2 控制單元的驅(qū)動端計算性能加以擴展。

通過集成驅(qū)動器計算性能，SIMOTION D4x5-2 控制單元可以操作多 6 個伺服軸、6 個矢量軸或 12 個 V/f 軸。

利用 SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊，通過多 6 個附加伺服軸、6 個矢量軸或 12 個 V/f 軸將驅(qū)動器計算性能進行擴展。這樣就可以根據(jù)應(yīng)用要求來增加多軸系統(tǒng)的軸數(shù)。

如果需要，還可在一個 SIMOTION D4x5-2 控制單元上操作多個 CX32-2 控制器擴展模塊。

• CX32-2 控制器擴展模塊的寬度為 25 mm，只需要很小的空間，因此非常適合在結(jié)構(gòu)緊湊的機器上使用。
• CX32-2 控制器擴展模塊通過 DRIVE-CliQ 連接到 SIMOTION D4x5-2，所以無需附加模塊，便可實現(xiàn)驅(qū)動器的高性能、等時同步閉環(huán)控制。SIMOTION D4x5-2 模塊上的通訊接口可用于其它連接。
• 控制器擴展模塊的尋址與 PROFIBUS/PROFINET 上的尋址無關(guān)。這對于模塊化機器概念十分有利。
• 簡便的布線與組態(tài)
• 來自與 SIMOTION D4x5-2 相連的饋入部分的“控制運行”信號可極為方便地與 CX32-2 控制器擴展模塊的驅(qū)動器互連。
• CX32-2 控制器擴展模塊不需要有自己的 CF 卡。數(shù)據(jù)是在 SIMOTION D4x5-2 控制單元的 CF 卡上集中管理的。這樣做有以下優(yōu)勢：
  • 模塊更換簡便（無需在 CX32-2 上進行操作，例如，更換存儲卡）
  • 在固件升級期間，CX32-2 控制器擴展模塊會自動通過 SIMOTION D4x5-2 控制單元的集成驅(qū)動器進行升級。
  • 通過 SIMOTION D4x5-2 進行集中許可證處理

Design

實例:12 軸系統(tǒng)，配有 SIMOTION D4x5-2 和 SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊

SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊通過 DRIVE-CLiQ 連接到 SIMOTION D4x5-2。

這樣就可實現(xiàn)非常緊湊的多軸系統(tǒng)，例如，帶有 12 個伺服軸。

如果需要，還可在一個 SIMOTION D4x5-2 控制單元上操作多個 SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊。

• 一個 SIMOTION D425-2 上多可操作 3 個 CX32-2
• 一個 SIMOTION D435-2、D445-2 或 D455-2 上多可操作 5 個 CX32-2

原則上，也可連接第 4 個或第 6 個 CX32-2 控制器擴展模塊。在此情況下，不能再將變頻器/變頻器組件連接至 SIMOTION D4x5-2 的集成驅(qū)動控制。所有變頻器隨后必須通過所連接的 控制器擴展模塊來運行。例如，這在實現(xiàn)分布式、模塊化機器概念時十分有用。

通過 SINAMICS S110/S120 控制單元以及 PROFIBUS 或 PROFINET，可執(zhí)行附加驅(qū)動控制。

注意

SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊只能與 SIMOTION D4x5-2 控制單元配套使用。不能與 SIMOTION D4x5 控制單元一起使用。

SIMOTION CX32 控制器擴展模塊應(yīng)用于 SIMOTION D435 和 D445-1 控制單元（訂貨號 6SL3040-0NA00-0AA0）。

可編程控制器梯形圖設(shè)計規(guī)則

1．觸點的安排 

梯形圖的觸點應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。 

2．串、并聯(lián)的處理 

在有幾個串聯(lián)回路相并聯(lián)時，應(yīng)將觸點多的那個串聯(lián)回路放在梯形圖上面。在有幾個并聯(lián)回路相串聯(lián)時，應(yīng)將觸點多的并聯(lián)回路放在梯形圖的左面。 

3．線圈的安排 

不能將觸點畫在線圈右邊，只能在觸點的右邊接線圈。 

4．不準雙線圈輸出 

    如果在同一程序中同一元件的線圈使用兩次或多次，則稱為雙線圈輸出。這時前面的輸出無效，只有后一次才有效，所以不應(yīng)出現(xiàn)雙線圈輸出。

5．重新編排電路

 如果電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可重復(fù)使用一些觸點畫出它的等效電路，然后再進行編程就比較容易。

 6．編程順序

     對復(fù)雜的程序可先將程序分成幾個簡單的程序段，每一段從左邊觸點開始，由上之下向右進行編程，再把程序逐段連接起來。

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S7-200系列PLC的基本硬件組成

S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號的擴展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴展單元、編程器、存儲卡、寫入器、文本顯示器等。

1．基本單元

S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號的8種CPU供選擇使用，其輸入輸出點數(shù)的分配見表4-11：

表4-11  S7-200系列PLC中CPU22X的基本單元

型 號	輸入點	輸出點	可帶擴展模塊數(shù)
S7-200CPU221	6	4	—
S7-200CPU222	8	6	2個擴展模塊 78路數(shù)字量I/O點或10路模擬量I/O點
S7-200CPU224	14	10	7個擴展模塊 168路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點
S7-200CPU226	24	16	2個擴展模塊 248路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點
S7-200CPU226XM	24	16	2個擴展模塊 248路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點

2．?dāng)U展單元

S7-200系列PLC主要有6種擴展單元，它本身沒有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴展I/O點數(shù)，S7-200系列PLC擴展單元型號及輸入輸出點數(shù)的分配如表4-12所示。

表4-12  S7-200系列PLC擴展單元型號及輸入輸出點數(shù)

類 型	型 號	輸入點	輸出點
數(shù)字量擴展模塊	EM221	8	無
	EM222	無	8
	EM223	4/8/16	4/8/16
模擬量擴展模塊	EM231	3	無
	EM232	無	2
	EM235	3	1

3．編程器

PLC在正式運行時，不需要編程器。編程器主要用來進行用戶程序的編制、存儲和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調(diào)試過程中，進行監(jiān)控和故障檢測。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡易型和智能型。

簡易型編程器是袖珍型的，簡單實用，價格低廉，是一種很好的現(xiàn)場編程及監(jiān)測工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計算機進行編程操作，將專用的編程軟件裝入計算機內(nèi)，可直接采用梯形圖語言編程，實現(xiàn)在線監(jiān)測，非常直觀，且功能強大，S7-200系列PLC的專用編程軟件為STEP7-Micro/WIN。

4．程序存儲卡

為了程序及重要參數(shù)的安全，一般小型PLC設(shè)有外接EEPROM卡盒接口，通過該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫入PLC，也可將PLC內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。程序存儲卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0兩種，程序容量分別為8K和16K程序步。

5．寫入器

寫入器的功能是實現(xiàn)PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區(qū)的程序通過寫入器固化到程序存儲卡中，或?qū)?/span>PLC中程序存儲卡中的程序通過寫入器傳送到RAM區(qū)。

6．文本顯示器

文本顯示器TD200不僅是一個用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為控制單元對某個量的數(shù)值進行修改，或直接設(shè)置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認的方法，多可顯示80條信息，每條信息多4個變量的狀態(tài)。過程參數(shù)可在顯示器上顯示，并可以隨時修改。TD200面板上的8個可編程序的功能鍵，每個都分配了一個存儲器位，這些功能鍵在啟動和測試系統(tǒng)時，可以進行參數(shù)設(shè)置和診斷。

西門子6ES7-421-1BL01-0AA0 不同性能級別的 6 種標準 CPU：

• CPU 1511-1 PN
• CPU 1513-1 PN
• CPU 1515-2 PN/DP
• CPU 1516-3 PN/DP
• CPU 1517-3 PN/DP
• CPU 1518-4 PN/DP

• S7-1500 控制器產(chǎn)品系列中的入門級 CPU
• 適用于對程序范圍和處理速度具有中等要求的應(yīng)用
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生產(chǎn)線上作為集中式控制器使用
• PROFINET IO IRT 接口，帶 2 端口交換機
• PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上運行分布式 I/O
• 用于連接 CPU 作為 SIMATIC 或 非西門子 PROFINET I/O 控制器下的 PROFINET 設(shè)備的 PRIFINET 智能設(shè)備
• 等時同步模式
• 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
• 集成 Web 器，帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點的選項
• 運行 CPU 所需的 SIMATIC 存儲卡

CPU 1511-1 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 1511-1 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能設(shè)備 （PROFINET 智能設(shè)備）。 集成式 PROFINET IO IRT 接口設(shè)計為 2-端口交換機以便在系統(tǒng)中設(shè)立總線型拓撲。 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 1511-1 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 1511-1 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能設(shè)備 （PROFINET 智能設(shè)備）。 集成式 PROFINET IO IRT 接口設(shè)計為 2-端口交換機以便在系統(tǒng)中設(shè)立總線型拓撲。 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

The CPU 1511-1 PN 有:

• 功能強大的處理器：
  該 CPU 的單條二進制命令的命令執(zhí)行時間可低至 60 ns。
• 大容量工作存儲器：
  150KB，用于程序；1 MB，用于數(shù)據(jù)
• 采用 SIMATIC 存儲卡作為加裝存儲器；
  允許實現(xiàn)例如數(shù)據(jù)日志和歸檔等其它功能
• 靈活的擴展功能：
  單層組態(tài)多可支持 32 個模塊（CPU + 31 個模塊）
• 顯示器的功能為：
  • 顯示概覽信息，例如，集成接口的 IP 地址、站名稱、別名稱、位置名稱等。
  • 診斷信息顯示
  • 模塊信息顯示
  • 顯示可由用戶定義的徽標
  • 顯示器設(shè)置顯示
  • IP 地址設(shè)置
  • 日期和時間設(shè)置
  • 選擇操作模式
  • 復(fù)位 CPU 至出廠設(shè)置
  • 禁用/啟用顯示屏
  • 啟用保護級別
• PROFINET IO IRT 接口用于通過 PROFINET 進行分布式 I/O 連接

S7-200PLC中斷優(yōu)先級和排對等候

優(yōu)先級是指多個中斷事件同時發(fā)出中斷請求時，CPU對中斷事件響應(yīng)的優(yōu)先次序。S7-200規(guī)定的中斷優(yōu)先由高到低依次是：通信中斷、I/O中斷和定時中斷。每類中斷中不同的中斷事件又有不同的優(yōu)先權(quán)，如表2所示。

一個程序中總共可有128個中斷。S7-200在各自的優(yōu)先級組內(nèi)按照先來先的原則為中斷提供。在任何時刻，只能執(zhí)行一個中斷程序。一旦一個中斷程序開始執(zhí)行，則一直執(zhí)行至完成。不能被另一個中斷程序打斷，即使是更高優(yōu)先級的中斷程序。中斷程序執(zhí)行中，新的中斷請求按優(yōu)先級排隊等候。中斷隊列能保存的中斷個數(shù)有限，若超出，則會產(chǎn)生溢出。中斷隊列的多中斷個數(shù)和溢出標志位如表3所示。

表2中斷事件及優(yōu)先級

表3  中斷隊列的多中斷個數(shù)和溢出標志位

6ES7332-5RD00-0AB0模擬量輸出模塊

• 用于開發(fā) S7-1500 軟件控制器的可動態(tài)加載的函數(shù)庫：
  • 借助于 C/C++ 編程語言實現(xiàn)函數(shù)庫。
  • 在 Windows 中或在軟件控制器的實時運行環(huán)境中執(zhí)行庫函數(shù)。
  • 從 PLC 程序直接調(diào)用函數(shù)。
• 供貨范圍內(nèi)包括實時庫函數(shù)的開發(fā)環(huán)境：
• 使用 MS Visual Studio 開發(fā) Windows 庫函數(shù)。
• 自動創(chuàng)建用于調(diào)用庫函數(shù)的函數(shù)塊。
• 通過導(dǎo)入將函數(shù)塊簡便集成在 STEP 7 中。
• 無需專門的語言知識，即可在控制器中方便地使用庫函數(shù)。

SIMATIC ODK 1500S 可為開發(fā) Windows 以及 S7-1500 軟件控制器的實時庫函數(shù)提供支持。典型應(yīng)用包括：

• Windows 庫應(yīng)用程序
  • 與數(shù)據(jù)庫接口
  • 與 Office 應(yīng)用程序等 Windows 程序通信
  • 連接到與應(yīng)用相關(guān)的可視化軟件
  • 實現(xiàn)特定領(lǐng)域的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，如 PV02、IEC 61850 等
  • 訪問 Windows 文件系統(tǒng)，例如，用特定文件格式進行訪問
• 實時庫應(yīng)用程序
  • 將現(xiàn)有 C/C++ 算法集成到控制任務(wù)中。
  • 實現(xiàn)閉環(huán)控制器或算法

西門子已經(jīng)為基于 PC 的自動化開發(fā)了豐富的相關(guān)硬件和軟件組件。

重點：可通過 SIMATIC WinAC 實現(xiàn)基于 SIMATIC PC 的控制，而 SIMATIC WinAC 是一種開放、靈活和可靠的控制器，可用于實現(xiàn)基于 PC 的自動化解決方案。

在 PC 上的單一平臺上，可以執(zhí)行所有自動化任務(wù)，如開環(huán)/閉環(huán)控制、HMI 和運動控制。除了典型的 PLC 任務(wù)之外，無論在哪必須處理 PC 應(yīng)用程序，基于 PC 的自動化都是您的。

SIMATIC 基于 PC 的控制

• 擴展了基于 PC 控制器的 SIMATIC S7 控制器家族
• 當(dāng)數(shù)據(jù)處理，通訊，可視化，工藝和控制必須在單個 PC 上實現(xiàn)以節(jié)省空間和提高性能時

型號

• SIMATIC WinAC 軟件 PLC 
  用于需要高靈活性和集成能力的任務(wù)
• SIMATIC WinAC ODK 
  可實現(xiàn)工藝任務(wù) PC 解決方案與 PLC 靈活高性能地結(jié)合。

特性：

• 在安裝有 Windows XP Professional SP2 的標準 PC 上運行。
• 編碼和 SIMATIC S7 兼容
  使用 SIMATIC 工業(yè)軟件編程，創(chuàng)建的程序還可用于 SIMATIC S7。
• 使用與辦公應(yīng)用集成的標準接口
• 用于解決方案指定的工藝硬件和軟件集成的開放式接口

CPU 317-2 DP 具有大容量程序存儲器.它可用于集中式I/O結(jié)構(gòu)，也適用于分布式自動化結(jié)構(gòu)。例如，可在生產(chǎn)線上作為一個中央控制器使用，或作為機床控制器使用。

它可以佳地使用SIMATIC工程工具，例如：

• 用SCL編程
• 用S7-GRAPH進行順序控制編程

另外，CPU 為采用軟件來實現(xiàn)一些簡單的工藝任務(wù)提供了一個理想的平臺，例如：

• 簡單的運動控制
• 使用 STEP 7 塊或運行軟件“標準/模塊化PID控制” 來實現(xiàn)閉環(huán)控制任務(wù)的解決方案

通過使用 SIMATIC S7-PDIAG 可以實現(xiàn)擴展過程診斷。

CPU 317-2 DP 安裝有：

• 微處理器;
  處理器處理每條二進制指令執(zhí)行時間約為 25 ns，每條浮點數(shù)運行指令約為 160ns。CPU 317-2 DP 具有極高的字指令、雙字指令和 32 位定點數(shù)指令處理速度。
• 1 MB 工作存儲器（相當(dāng)于約 340 K 指令）；
  與程序組件執(zhí)行相關(guān)的大容量工作存儲器為用戶程序提供了充分的空間。作為程序裝載存儲器的微型存儲卡（大為 8 MB）也允許將可以項目（包括符號和注釋）保存在 CPU 中。裝載存儲器還可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理。
• 靈活的擴展能力;
  多達 32 個模塊，（4排結(jié)構(gòu)）
• MPI/DP 組合接口；
  個 MPI/DP 集成接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程設(shè)備、PC、OP 的 32 條連接。在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個連接。通過MPI和“全局數(shù)據(jù)通訊”可以對32個CPU進行簡單組網(wǎng)。
  該接口可以從 MPI 接口重新設(shè)置為 DP 接口。DP 接口可用作 DP 主站或 DP 從站運行。
• PROFIBUS DP 接口:
  CPU 317-2 DP 第2個內(nèi)置接口是一個純粹的 PROFIBUS DP 接口，可用作 DP 主站或 DP 從站。可以組建一個高速的、易于處理的分布式自動化結(jié)構(gòu)。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)。在該接口上，PROFIBUS DP從站可在等時模式下運行．
  全面支持 PROFIBUS DP V1 標準。這將增加 DP V1 標準從站在診斷和參數(shù)賦值能力的范圍。
  限制:兩個接口不能同時作為從站來運行。

CPU 319-3 PN/DP是快速的S7-300 CPU,具有大容量程序存儲器.除了用于集中式I/O外，還可用于分布式自動化結(jié)構(gòu)中。例如，用于生產(chǎn)線上的集中控制器或具有高速處理的機床控制器。

其程序框架特別適用于使用SIMATIC工程工具，例如：

• 用SCL編程
• 用 S7-GRAPH 進行順序控制編程

因此，該CPU特別適用于通過軟件實現(xiàn)的技術(shù)功能任務(wù)，例如：

• 用Easy Motion Control實現(xiàn)運動控制
• 用STEP 7塊或標準／模塊化PID控制實時軟件解決閉環(huán)控制任務(wù)

通過使用 SIMATIC S7-PDIAG 加強過程診斷能力。

通過CPU內(nèi)置的通訊設(shè)備，無需其它組件即可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動化解決方案．

CPU 319-3 PN/DP 裝配有：

• 通過附加的ERTEC 400 ASIC實現(xiàn)多處理器系統(tǒng)，滿足PROFINET通訊
• 極高的處理性能和通訊性能
• 2 MB RAM(可存儲約 680 K 條指令)；
  通過擴展RAM執(zhí)行用戶程序，可以顯著提高用戶程序的空間。作為程序裝載存儲器的微型存儲卡（大為 8 MB）也允許將可以項目（包括符號和注釋）保存在 CPU 中。裝載存儲器還可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理。
• 靈活的擴展能力;
  多達 32 個模塊，（4排結(jié)構(gòu)）
• MPI/DP 組合接口；
  第1個內(nèi)置 DP 接口可以多同時建立 32 個與 S7-300/400 或與 PG、PC、OP 的連接。在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個連接。
  MPI 可以通過“全局數(shù)據(jù)通訊”與多32個CPU組建簡單的網(wǎng)絡(luò)。
  該接口可從MPI接口重新設(shè)置為DP接口。
  PROFIBUS DP 接口:
  全面支持 PROFIBUS DP V1 標準。這將增加 DP V1 標準從站在診斷和參數(shù)賦值能力的范圍。
• DP 接口；
  第2個內(nèi)置 DP 接口可以多同時建立 32 個與 S7-300/400 或與 PG、PC、OP 的連接。在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個連接。
  DP接口可作為DP主站或DP從站使用。在該接口上，PROFIBUS DP從站可在等時模式下運行．全面支持 PROFIBUS DP V1 標準。這將增加 DP V1 標準從站在診斷和參數(shù)賦值能力的范圍。
• 以太網(wǎng)接口；
  CPU 319-3 PN/DP 的第 3 個集成接口是一個基于以太網(wǎng) TCP/IP 的 PROFINET 接口，帶有雙端口交換機。它支持下列協(xié)議：
  • S7通訊用于在SIMATIC控制器間進行數(shù)據(jù)通訊
  • PG/OP 通訊，用于通過 STEP 7 進行編程、調(diào)試和診斷
  • 與HMI和SCADA連接的PG/OP通訊
  • 在PROFINET上實現(xiàn)開放的TCP/IP、UDP和ISO-on-TCP (RFC1006)通訊
  • SIMATIC NET OPC-Server用于與其它控制器以及CPU自帶的I/O設(shè)備進行通訊