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S7-300

一般步驟

S7-300自動化系統(tǒng)采用模塊化設計。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨立地組合使用。

一個系統(tǒng)包含下列組件：

• CPU：
  不同的 CPU 可用于不同的性能范圍，包括具有集成 I/O 和對應功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點對點接口的 CPU。
• 用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊 (SM)。
• 用于連接總線和點對點連接的通信處理器 (CP)。
• 用于高速計數(shù)、定位（開環(huán)/閉環(huán)）及 PID 控制的功能模塊（FM）。

根據(jù)要求，也可使用下列模塊：

• 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源的負載電源模塊(PS)。
• 接口模塊 (IM)，用于多層配置時連接中央控制器 (CC) 和擴展裝置 (EU)。
  通過分布式中央控制器 (CC) 和 3 個擴展裝置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多達 32 個模塊。所有模塊均在外殼中運行，并且無需風扇。
• SIPLUS 模塊可用于擴展的環(huán)境條件：
  適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結露以及有霧的環(huán)境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護等級為 IP20 機柜內使用時，可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調節(jié)的機柜和 IP65 外殼。

設計

簡單的結構使得 S7-300 使用靈活且易于維護：

• 安裝模塊：
  只需簡單地將模塊掛在安裝導軌上，轉動到位然后鎖緊螺釘。
• 集成的背板總線： 
  背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。
• 模塊采用機械編碼，更換極為容易：
  更換模塊時，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機構，可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯插到其他的模塊上。
• 現(xiàn)場證明可靠的連接：
  對于信號模塊，可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。
• TOP 連接：
  為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統(tǒng)提供預組裝接線另外還可直接在信號模塊上接線。
• 規(guī)定的安裝深度：
  所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內，并有前蓋保護。因此，所有模塊應有明確的安裝深度。
• 無插槽規(guī)則:
  信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。

擴展

若用戶的自動化任務需要 8 個以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時，則可對 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進行擴展：

• 中央控制器和3個擴展機架多可連接32個模塊：
  總共可將 3 個擴展裝置（EU）連接到中央控制器（CC）。每個 CC/EU 可以連接八個模塊。
• 通過接口模板連接：
  每個 CC / EU 都有自己的接口模塊。在中央控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中，并自動處理與擴展裝置的通信。
  • 通過 IM 365 擴展：
    1 個擴展裝置遠擴展距離為 1 米；電源電壓也通過擴展裝置提供。
  • 通過 IM 360/361 擴展：
    3 個擴展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的遠距離為 10m。
• 單獨安裝：
  對于單獨的 CC/EU，也能夠以更遠的距離安裝。兩個相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長達 10m。
• 靈活的安裝選項：
  CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以大限度滿足空間要求。

通信

S7-300 具有不同的通信接口：

• 連接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)的通信處理器。
• 用于點到點連接的通信處理器
• 多點接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
  是一種經(jīng)濟有效的方案，可以同時連接編程器/PC、人機界面系統(tǒng)和其它的 SIMATIC S7/C7 自動化系統(tǒng)。

PROFIBUS DP進行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構建一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

以下設備可作為主站連接：

• SIMATIC S7-300
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S7-400
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC C7 
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶IM 308
• SIMATIC 505

出于性能原因，每條線路上連接的主站不得超過 2 個。

以下設備可作為從站連接：

• ET 200 分布式 I/O 設備
• S7-300，通過 CP 342-5
• CPU 313C-2 DP, CPU 314C-2 DP, CPU 314C-2 PN/DP, CPU 315-2 DP, CPU 315-2 PN/DP, CPU 317-2 DP, CPU 317-2 PN/DP and CPU 319-3 PN/DP
• C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-635, C7-636
• 現(xiàn)場設備

雖然帶有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站，但是只使用 MPI 功能，另外通過 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。

通過 PROFINET IO 進行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構建一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

可將下列設備作為 IO 控制器進行連接：

• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200
  （使用配備 PROFINET 接口的 CPU）
• SIMATIC S7-400
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

可將下列設備作為 IO 設備進行連接：

• ET 200 分布式 I/O 設備
• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• 現(xiàn)場設備

通過 AS-Interface 進行過程通信

S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過 AS-Interface 總線連接現(xiàn)場設備（AS-Interface 從站）。

更多信息，請參見通信處理器。

通過 CP 或集成接口（點對點）進行數(shù)據(jù)通信

通過 CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經(jīng)濟有效地建立點到點連接。有三種物理傳輸介質支持不同的通信協(xié)議：

• 20 mA (TTY)（僅 CP 340/CP 341）
• RS 232C/V.24（僅 CP 340/CP 341）
• RS 422/RS 485

可以連接以下設備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)
• 打印機
• 機器人控制
• 掃描器，條碼閱讀器，等

特殊功能塊包括在通信功能手冊的供貨范圍之內。

使用多點接口 (MPI) 進行數(shù)據(jù)通信

MPI（多點接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡單的網(wǎng)絡任務。

• MPI 可以同時連接多個配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局數(shù)據(jù)：
  “全局數(shù)據(jù)通信”可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進行數(shù)據(jù)交換。 一個 S7-300 CPU 可與多達 4 個數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)包含有 22 字節(jié)數(shù)據(jù)，可同時有 16 個 CPU 參與數(shù)據(jù)交換（使用 STEP 7 V4.x）。 
  例如，可以允許一個 CPU 訪問另一個 CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進行全局數(shù)據(jù)通信。
• 內部通信總線(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線。因此，可以通過 MPI 從編程器直接找到與 C 總線連接的 FM/CP 模塊的地址。
• 功能強大的通信技術：
  • 多達 32 個 MPI 節(jié)點。
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個 CPU 有多個通信接口。
  • 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統(tǒng)和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個 CPU 有多個通信接口。
  • 數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 靈活的組態(tài)選項：
  可靠的組件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件，可以根據(jù)需求實現(xiàn)設計的調整。例如，任意兩個MPI節(jié)點之間多可以開啟10個中繼器，以橋接更大的距離。

通過 CP 進行數(shù)據(jù)通信

SIMATIC S7-300 通過 CP 342 和 CP 343 通信處理器可以連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。

可以連接以下設備：

• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
• 編程器
• PC 機
• SIMATIC HMI 人機界面系統(tǒng)
• 數(shù)控裝置
• 機器人控制
• 工業(yè)PC
• 驅動控制器
• 其它廠商設備

S7-300F

S7-300F 能夠以兩種 I/O 設計的方式運行：

• ET 200M 中的 I/O 設計：
  故障安全數(shù)字量/模擬量輸入和輸出模塊用于集中式或分布式應用（Cat.4/SIL3 只能與隔離模塊一起使用）
• ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 設計：
  故障安全數(shù)字量輸入和輸出模塊可用于分布式應用

• SIMATIC S7-1500 軟控制器用于實現(xiàn)通過 SIMATIC IPC 完成的控制任務
• 采用創(chuàng)新的實時系統(tǒng)，系統(tǒng)可用性高
• 可作為標準型和故障安全型
• 經(jīng)過改進的專有技術和復制保護
• 集成運動控制功能，用于控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器，凸輪/凸輪軌道和探頭
• 用于診斷集成 Web 器，帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點的選項
• SIMATIC ODK 1500S 用于通過語言 C/C++ 開發(fā)和集成控制功能和應用程序

S7-1500 軟控制器執(zhí)行 S7-1500 控制器的功能，作為軟件在 SIMATC IPC 上的 Windows 系統(tǒng)中運行。這樣，SIMATIC IPC 就能用于控制機器設備。

新功能：除了標準 CPU 之外，S7-1500 軟件控制器還可作為故障安全 CPU。因此，基于 PC 的自動化解決方案還可用于面向安全的應用場合。

要通過 PROFINET 或 PROFIBUS 連接分布式 I/O，可以使用 SIMATIC IPC 的集成以太網(wǎng)和 PROFIBUS 接口。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。

當必須使用編程語言 C 或 C++ 來集成特殊自動化功能或需要將 Windows 軟件與軟控制器直接連接時，該軟控制器顯示出特殊優(yōu)勢。

為此，可使用 SIMATIC ODK 1500S 來開發(fā)這種應用程序。這些應用程序可用于接口至 Windows 和 Windows 軟件（例如，數(shù)據(jù)庫、可視化系統(tǒng)或 Windows 文件系統(tǒng)），或用于實時應用（例如，算法、控制器）。

一些通常由 ODK 開發(fā)的應用程序是現(xiàn)成的插件應用。因此，比如可以在控制任務中使用 SQL 數(shù)據(jù)庫或 XML 文件，而無須用 C/C++ 編程。

聯(lián)合使用 SIMATIC Target 1500S?for Simub^®，可直接從 Simub® 生成庫函數(shù)。

• 軟控制器用于在 SIMATIC IPC 上執(zhí)行 SIMATIC S7-1500 控制器的功能
• 針對使用 IPC427 小型箱式 PC 和 IPC477D 面板式 PC 完成的基于 PC 的控制任務進行了。
• 也可在 IPC227E、IPC627D 和 IPC827D 箱式 PC、IPC277E 和 IPC677D 面板式 PC 以及 IPC647D 和 IPC847D 機架式 PC 上使用。
• C/C++ 運行時，用于在 Windows 操作系統(tǒng)和 CPU 1507S 本地執(zhí)行由 C/C++ 實現(xiàn)的功能和算法。
• 在機器中用作基于 PC 的控制器，通過 PROFINET 和 PROFIBUS 實現(xiàn)分布式 I/O
• 使用 IPC 板載接口和 PC 插件卡作為 PROFINET 和 PROFIBUS 連接
• 集成的運動控制功能，用于速度控制、軸定位以及同步操作，支持外部編碼器以及在機軸、凸輪/凸輪軌道和探頭之間的精密位置傳動裝置。
• 用于診斷集成 Web 器，帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點的選項

S7-1500 軟控制器 CPU 1507S 執(zhí)行 S7-1500 控制器的功能，作為軟件在 SIMATC IPC 上的 Windows 系統(tǒng)中運行。CPU 1507S 針對使用 IPC477D 小型箱式 PC 和 IPC477D 面板式 PC 完成的基于 PC 的控制任務進行了。另外，CPU 1507S 還支持 IPC227E、IPC627D 和 IPC827D 箱式 PC、IPC277E 和 IPC677D 面板式 PC 以及 IPC647D 和 IPC847D 機架式 PC。

S7-1500 軟件控制器 CPU 1507S 能夠執(zhí)行由 C/C++ 語言創(chuàng)建的程序。這些功能可利用 SIMATIC ODK 1500S 或 Target 1500S? ^® 來創(chuàng)建。這些應用程序既可在 Windows 操作系統(tǒng)下執(zhí)行，也能在 CPU 1507S 的實時環(huán)境中執(zhí)行?？梢詫崿F(xiàn)以下應用：

• 在 Windows 操作系統(tǒng)下執(zhí)行 ODK 應用程序，比如：
  • 將數(shù)據(jù)庫連接至控制任務
  • 在 Windows 操作系統(tǒng)下連接各種設備，比如手持式掃描儀
  • 實現(xiàn)協(xié)議轉換器
• 在實時環(huán)境中執(zhí)行 ODK 應用程序，比如：
  • 集成現(xiàn)有由 C/C++ 語言實現(xiàn)的可復用開環(huán)和閉環(huán)控制代碼
  • 集成基于模型的開發(fā)環(huán)境的控制代碼，比如由 SIMATIC Target 1500S?for Simub^® 生成的代碼
  • 用 C/C++ 編寫與平臺無關的控制程序代碼

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

如果您在為基于 PC 的自動化解決方案尋求開放、靈活和可靠的控制器，那么 SIMATIC WInAC RTX 正是久經(jīng)驗證的正確解決方案。

在 PC 上的單一平臺上，可以執(zhí)行所有自動化任務，如開環(huán)/閉環(huán)控制、HMI 和運動控制。除了典型的 PLC 任務之外，無論在哪必須處理 PC 應用程序，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
• SIMATIC WinAC ODK 
  可實現(xiàn)工藝任務 PC 解決方案與 PLC 靈活高性能地結合。

特性：

• 該方案運行在 Windows XP 或 Windows 7（32位）操作系統(tǒng)的標準 PC 上。
• 編碼和 S7-300/-400 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

與過程設備的連接

SIMATIC WinAC 軟 PLC 支持通過 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO 訪問過程 I/O。SIMATIC NET 產品系列的 PROFIBUS 或 PROFINET 接口模塊和 SIMATIC PC 的集成接口就是用于此目的的。

技術功能任務

利用 WinAC 提供了全范圍的可能性來解決工藝任務：

SIMATIC 實時軟件 提供許多由 SIMATIC WinAC 直接處理的包含工藝功能的庫，包括標準 PID 控制與簡單運動控制。

• SIMATIC 功能模塊，如 FM 350 或 FM 351，可以同時用在 PROFIBUS 或 PROFINET 的 ET200M 站點上。
• 通過為 SIMATIC WinAC Basis/RTX 軟件型 PLC 而設計的 WinAC ODK 以及通過為 WinAC 插槽型 PLC 而設計的 WinAC T-Kit 可以對特種工藝任務進行開放的集成。
• 通過 WinAC RTX 和 WinAC 槽的 PROFIBUS DP 的同步模式，實現(xiàn)了精確的可再現(xiàn)響應時間，為精確、快速的控制應用提供了基礎。

通訊

SIMATIC WinAC 支持相同 PC 上的本地 SIMATIC 通訊，同時也支持通過 SIMATIC 網(wǎng)絡 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)/PRIFINET 實現(xiàn)的通訊?？梢允褂靡韵峦ㄓ嵾B接：

• 通過 STEP7 在本地或從 PG/PC 從遠端進行編程和試運行
• 利用 WinCC 或 WinCC flexible 在本地或通過網(wǎng)絡進行可視化
• 與其他 WinAC 或 S7 系統(tǒng)進行通訊
• 通過 PROFINET 接口進行開放式通訊（TCP/UDP）
• PROFINET CBA

可視化系統(tǒng)接口

SIMATIC HMI 產品 WinCC flexible 和 WinCC 對所有 SIMATIC WinAC 的所有數(shù)據(jù)和功能具有完全的訪問能力，這符合對全集成自動化的要求。它們可以和 SIMATIC WinAC 運行在同一個本地 PC 上，也可以通過系統(tǒng)支持的網(wǎng)絡從遠端進行工作。

即使是 SIMATIC 觸摸控制面板也可以和 SIMATIC WinAC 協(xié)調工作，而不會有任何限制。在這種情況下，通過SIMATIC WinAC 的 PROFIBUS DP 或 PROFINET IO 接口能夠進行訪問就非常有用，因為這可以設備在“現(xiàn)場”運行而又將布線降到了低。

WinAC OPC 器允許所有可視化系統(tǒng)訪問其過程數(shù)據(jù)。

訪問過程數(shù)據(jù)

SIMATIC NET OPC 器允許通過任意 OPC 客戶端應用程序訪問過程數(shù)據(jù)。

除此之外，用戶還可以利用 OPC 數(shù)據(jù)訪問自動化接口，從標準 Windows 應用程序，如 Excel 或 Access，對過程數(shù)據(jù)進行訪問。

編程

SIMATIC 軟件

基于 PC 的控制器可以使用 STEP 7 和 SIMATIC 用于生產工程的工具進行編程和組態(tài)。因此所有的 SIMATIC 編程語言也可用于 WinAC。

SIMATIC 編程語言完全符合 DIN EN 6.1131-3 標準從而減少了學習與培訓的時間

另外，用于 SIMATIC S7 控制器的程序模塊能被再次用于 WinAC 中而且無需修改。

STEP 7 可用于各種控制任務：

• 控制和通訊的組態(tài)：
  基于 PC 的控制器的所有特性和與其他 SIMATIC 組件的交互可以通過 STEP 7 來處理。所有組態(tài)數(shù)據(jù)都一致性集中存儲到一個位置。
• 豐富完整的編程語言：
  STEP 7 和 STEP 7 工程工具為各種控制任務提供了大量的編程語言支持。
• 本地和遠程編程：
  SIMATIC STEP 7 的完整網(wǎng)絡連接允許對 WinAC 在相同的 PC 上進行本地編程，還允許通過 LAN 或 WAN 進行遠程編程。
• 高效調試:
  STEP 7 對控制程序的測試和試運行提供了有效支持。包括諸如程序的在線更改，顯示和控制變量或單步處理。

SIMATIC iMap

使用 STEP 7 來對基于 PC 的控制器的實際控制功能進行編程。
系統(tǒng)組件和由 WinAC RTX 和 PROFINET CBA 生成的機器的互聯(lián)，使用開放式工具 SIMATIC iMap 實現(xiàn)。

• 塊保護：
  通過密碼保護用戶程序，未經(jīng)授權無法訪問。
• 集成 HMI : 
  對于 HMI 設備，用戶只需指定數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目標。數(shù)據(jù)將由程序自動循環(huán)傳輸。
• 集成通信功能：
  • 編程器/OP 通信
  • 全局數(shù)據(jù)通信
  • S7 基本通信
  • S7 通信
• 通過網(wǎng)絡更新固件
• 通過 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 進行開放式通信
• 在基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng) (PROFINET)
• 通過集成的 web 器獲得附加診斷功能

可參數(shù)化的特性

可使用 STEP 7 工具“Hardware Configuration”對 S7-400（包括 CPU）的性能和響應進行編程，如：

• MPI 多點接口：
  • 定義站地址。
  • 啟動/循環(huán)行為。
  • 定義大循環(huán)時間和通信負荷。
• 地址分配： 
  I/O 模塊的編址。
• 保持區(qū)域：
  定義具有保持特性的位存儲器、計數(shù)器、定時器、數(shù)據(jù)塊和時鐘存儲器的數(shù)量。
• 過程映像，局部數(shù)據(jù)的大小。
• 診斷緩存區(qū)的長度。
• 保護等級： 
  定義程序和數(shù)據(jù)訪問授權。
• 系統(tǒng)診斷： 
  定義診斷報文的處理及范圍。
• 循環(huán)中斷： 
  設定周期。
• PROFINET 接口
• 通過 NTP 協(xié)議對時間同步進行參數(shù)化

顯示功能與信息功能

• 狀態(tài)和故障指示燈：
  LED 可指示出內部和外部故障和運行狀態(tài)，如 RUN（運行）、STOP（停止）、調試和測試功能等。
• 測試功能： 
  可使用編程設備顯示程序執(zhí)行中的信號狀態(tài)，不考慮用戶程序而修改過程變量，輸出堆棧存儲器的內容，運行各個程序步驟，并禁用程序組件。
• 信息功能： 
  用戶可獲取有關 CPU 的存儲器容量和運行模式以及 RAM 和裝載存儲器的當前利用率方面的信息。

通信

中央控制器與故障安全 ET 200 模塊之間的安全通信和標準通信是通過 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 完成的。通過特別開發(fā)的 PROFIBUS profile PROFIsafe，可以在標準數(shù)據(jù)報文中傳輸帶有安全功能的用戶數(shù)據(jù)。無需其它硬件組件（例如專用安全總線）。必要的軟件已經(jīng)或者作為擴展集成在硬件組件之中，或者作為認證軟件塊重載至CPU內。

操作模式

F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信號模塊中。

信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術實現(xiàn)輸出和輸入信號的監(jiān)控。

借助周期性自檢、指令檢測、程序邏輯檢測和程序順序流檢測等方法，CPU可以檢測控制器是否工作正常。此外，通過“活躍標志（sign-of-life）”請求，還可以對I/O進行檢測。

若判定系統(tǒng)中存在故障，則將該系統(tǒng)切換至安全狀態(tài)。

CPU 414F-3 PN/DP 的運行不需要 F 運行版授權。

編程

CPU 414F-3 PN/DP 的編程方法與 SIMATIC S7 系統(tǒng)的編程方法相同． 使用現(xiàn)場實證過的編程工具，例如STEP 7，創(chuàng)建用于非故障安全工廠區(qū)段的用戶程序。

選件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)

STEP 7 選件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于對與安全型程序段進行編程。選件包中包括所有用來創(chuàng)建 F 程序的所有功能和塊。

具有安全功能的 F 程序以 F_FBD 或 F-LAD 方式進行連接，或利用 F 功能庫中的特殊功能數(shù)據(jù)塊進行連接。使用 F FBD 或 F LAD 可提供跨系統(tǒng)的統(tǒng)一表示，因而簡化系統(tǒng)的組態(tài)和編程以及驗收測試。無需借助額外的功具，程序員就可以完全專注于編制安全相關的應用程序。

CPU 412-5H 擁有：

• 功能強大的處理器：
  CPU 處理每條二進制指令的時間小于 31.25 ns。
• 1 MB RAM（512 KB 用于程序，512 KB 用于數(shù)據(jù)）；
  裝載存儲器用于存儲 S7-400H F/FH 自動化系統(tǒng)的用戶程序和參數(shù)設置數(shù)據(jù)；高速 RAM 用于用戶程序的順控相關部分
• 存儲卡：
  用于擴展內置裝載存儲器。除程序本身之外，裝載存儲器中所含的信息還包括 S7-400H F/FH 的組態(tài)數(shù)據(jù)，這就是要在存儲器中占據(jù)雙倍空間的原因。其結果是：
  • 內置的裝載存儲器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲卡。
    提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在斷開電源時保存數(shù)據(jù)）。
• 靈活的擴展選件：
  多達 131,072 點數(shù)字量和 81,932 點模擬量輸入/輸出。
• 組合 MPI/PROFIBUS DP 接口：
  MPI 可用來建立一個 32 個節(jié)點的簡單網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以與通信總線（C 總線）上的節(jié)點和 MPI 上的節(jié)點建立多 64 個連接。 
  PROFIBUS-DP主站接口能夠被用來建立一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。對用戶來說，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
• PROFIBUS DP 接口：
  通過 PROFIBUS DP 接口，可以實現(xiàn)冗余、分布式自動化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。對用戶來說，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
• PROFINET 接口，帶 2 個端口（交換機）：
  支持系統(tǒng)冗余和 MRP（介質冗余協(xié)議）
• 模式選擇開關：
  撥動開關設計。
• 診斷緩沖區(qū)：
  后的 120 個報警和中斷事件保存在一個環(huán)形緩沖區(qū)中，用于進行診斷。
• 實時時鐘：
  CPU 提供帶日期和時間的診斷報告。

配電盤用扁型電源

我們的新型微型電源單元與邏輯模塊采用了相同的設計，以小的體積提供了大的性能：提高了整個負載范圍的效率，很低的空載功率損耗確保了運行高效率。單相電網(wǎng)寬電壓輸入、直流供電、寬工作溫度范圍、全面的驗證，以及專門針對容性負載進行設計的開關特性，使得它們尤其適用于通用目的。這此電源性能可靠，采用平型、級式配置，可以極其靈活地用于例如配電板等的各種大量應用。

要進一步提高 24 V 電源的可用性，可將 LOGO!Power 電源與 DC UPS、冗余和選擇性模塊結合使用。

主要產品亮點

• 5 V DC/ 3 A 和 6.3 A、12 V DC/ 1.9 A 和 4.5 A、15 V DC/ 1.9 A 和 4 A 以及 24 V DC/ 1.3 A、2.5 A 和 4 A
• 單相，輸入范圍寬，適用于 85 V 至 264 VAC 或 110 V 至 300 VDC
• 扁平 LOGO! 設計，安裝深度僅為 55 mm
• 在整個負載范圍內具有高效率，空載損耗低
• 起動時的功率儲備可達容性負載額定電流的 1.5 倍
• 溫度范圍寬，-20 ~ +70℃
• 獲得全面認證，如 cULus、CB、FM、ATEX、cCSAus Class I Div. 2、GL 和 ABS

西門子的 PLUS

關于成套的產品和系統(tǒng)解決方案，我們可以為您提供：

• 定制型產品和平臺產品：SIPLUS extreme

對于惡劣的環(huán)境條件、腐蝕性環(huán)境，或者極端氣候區(qū)域，擁有“標準”特性的各種設備或系統(tǒng)通常會顯得力不從心。因為，視使用場所的差異，可以會出現(xiàn)任何問題 - 從功能受限和工作安全性受限，會導致各種問題，直至系統(tǒng)徹底無法工作。

• 定制型產品所基于的平臺產品：SIPLUS RIC

SIPLUS RIC 具備大的功能性和模塊化特點，即使工作于極端環(huán)境條件，也可以滿足空間分布式系統(tǒng)的監(jiān)控和控制要求。因此，該平臺理想適用于諸如石油和天然氣、供水和廢水處理、電力發(fā)電和配電，以及運輸?shù)刃袠I(yè)。

• 已推出產品：SIPLUS HCS, SIPLUS CMS, SIPLUS ECC

SIPLUS HCS 暖通控制系統(tǒng)采用了成熟的開發(fā)技術，理想適用于加熱元件的控制和切換。工業(yè)加熱器控制系統(tǒng)功能強大、結構緊湊，并采用了模塊化設計，是塑料加工業(yè)、汽車工業(yè)、食品與飲料業(yè)等行業(yè)的各種大量應用的佳解決方案。SIPLUS HCS 可以靈活、方便地與諸如 SIMATIC 和 SIMOTION 等自動化系統(tǒng)實現(xiàn)集成。

SIPLUS CMS 狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可以長期地對所有機床甚至于整個工廠實施監(jiān)控。據(jù)此，可以規(guī)劃并按照日程表展開維護工作，使其與預防性維護方案始終保持一致；也可以早期發(fā)現(xiàn)各種工作異?，F(xiàn)場。

SIPLUS CMS1000 用于監(jiān)控設備組件的滾動接觸軸承、對準精度和不平衡現(xiàn)象。為了進行詳盡、全面的診斷和監(jiān)控，可以在工業(yè)應用、風力發(fā)電、供水和廢水處理、食品與飲料，以及石油和天然氣等行業(yè)使用 SIPLUS CMS4000。

SIPLUS ECC 電力充電組件是一種用于電動車充電站的專門組件。該組件對西門子久經(jīng)驗證的工業(yè)自動化和控制技術產品組合是一種有益的補充。

SIPLUS ECC1000 和 ECC2000 充電控制器（符合 IEC 61851 充電模式 3 的規(guī)定）為電動車充電站的核心部件。ECC8000 功能單元是一種事先已經(jīng)布線、測試，并且可以立即使用的子系統(tǒng)，用于設計高度可靠的充電解決方案。

創(chuàng)新基礎設施解決方案。知其道，用其妙。

西門子工業(yè)部門直面時代的巨大挑戰(zhàn)。憑借在工業(yè)與非住宅建筑、住宅建筑以及公共設施領域的技術基礎設施解決方案，西門子確保提供增強的舒適性與建筑能效，為個人、財產及業(yè)務流程提供安全和保護。作為在業(yè)界擁有全方位專門技術的可靠、專業(yè)的合作伙伴，我們?yōu)榭蛻籼峁┝可矶ㄗ龅慕鉀Q方案，可為客戶帶來可持續(xù)的附加價值。

創(chuàng)新是成功的關鍵。

我們將繼續(xù)對新技術的研究與開發(fā)進行重大。我們擁有自己的實驗與測試實驗室，可對建筑內氣候以及火災、毒氣和 防護等進行密集的基礎性研究。這使得我們有經(jīng)驗和機會創(chuàng)造出新的解決方案，并使其不斷地融入我們的新產品與系統(tǒng)。在一些特殊測試場所，如機場建筑和等，我們可測試單個系統(tǒng)之間的互操作性。這種經(jīng)驗數(shù)據(jù)被整合到行業(yè)專用解決方案中，從而不斷地設立新標準，強化我們的技術領導地位。

高能效與環(huán)境保護是我們的企業(yè)原則。

這一企業(yè)原則適用于不同公司和每個員工：我們承諾保護環(huán)境、認真使用資源。自從 1994 年以來，我們參與了 1300 多項高能效項目，這些項目總共節(jié)省了大約 15 億歐元的能源成本，每年減少 CO₂排放約 700,000 噸。因此，正如您所看到的那樣，技術基礎設施智能解決方案不僅有利于建筑物的擁有者和管理者，也有利于那些和他們毫無關系的人們。

用戶的需求即是我們的銷售主張

這絕不僅僅是一個新聞發(fā)言，我們通過各種努力以保持緊密的客戶關系。我們深入了解他們的業(yè)務，并使他們加入到我們的創(chuàng)新發(fā)展當中。我們的技能使我們成為行業(yè)專門解決方案與專家提供商，建筑生命周期合作伙伴——并使我們享受到與客戶相互促進、共同成長的樂趣。

贏得競爭優(yōu)勢——憑借集成樓宇解決方案。

全面樓宇解決方案意味著從單一來源進行更多的創(chuàng)新，從而在一個屋頂下實現(xiàn)增強的功能性。當需要提供的建筑為全包 (turnkey) 建筑，要求使用單一來源的的配電系統(tǒng)、樓宇自動化與安全和防火設備時，西門子完全可以獨自完成。我們不僅僅是各個部分的相加，而且能夠做得更多，我們的包括如下項目：

• 電氣安裝
  配電盤與接線盒、低壓控制、樓宇控制、開關與插座
• 樓宇自動化
  供熱、通風和空調控制系統(tǒng)，節(jié)能的全面能源解決方案
• 安全解決方案
  門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、報警控制中心、報警控制中心操作
• 防火
  火警、報警、疏散、滅火和成套消防解決方案

讓我們仔細看看西門子提供的所有選項。請確認我們的產品可為您提供的機會，弄清我們是如何幫助您持續(xù)增強競爭優(yōu)勢的。

確定動態(tài)過載能力

功能概述

允許在運行時超過裝置額定銘牌上指定的額定直流（大允許連續(xù)直流電流）。但是超過的程度和持續(xù)時間要受到特定的限制，這在下面進行詳細說明。

過載電流的上限是 1.8 倍的額定直流電流。高過載持續(xù)時間取決于過載電流的時間特性，以及該裝置的過載歷史，還取決于具體的設備情況。

每次過載都必定跟隨有欠載（過載相的負載電流小于額定直流電流）。一旦達到高允許過載持續(xù)時間，負載電流必須返回到至少值 ≤ 額定直流電流。

通過對電源部分進行熱監(jiān)視可以確定動態(tài)過載持續(xù)時間（I²t 監(jiān)視）。I²t 監(jiān)視使用實際負載電流的時間特性計算環(huán)境溫度以上晶閘管損耗層溫度上升的替代值的時間特性。在這種情況下，要把具體的設備特性（例如熱阻和時間常數(shù)）加入到計算中。當轉換器打開時，計算過程從初始值開始，該初始值在關斷/線路供電故障之前確定。在設置參數(shù)時必須把環(huán)境條件（環(huán)境溫度和安裝高度）考慮進來。

計算獲得的替代消耗層溫度上升超過允許值時，I²t監(jiān)視會發(fā)出響應。作為響應，有兩種選擇可以被參數(shù)化：

• 電樞電流設置值下降到額定直流電流報警，或
• 設備關機故障

可以禁用 I²t 監(jiān)視功能。在這種情況下，電樞電流高限制為額定直流電流。

動態(tài)過載能力的組態(tài)

組態(tài)單包含以下信息：

• 長負載持續(xù)時間t_an從低溫電源部分和指定恒定負載時算起，
• 長零電流間隔t_ab（長冷卻時間）直到電源部分達到“低溫”熱狀態(tài)，以及
• 極限特性的磁場，用于確定熱穩(wěn)定、過載間歇運行期間的過載能力（周期性工作循環(huán)）

備注：如果計算獲得的替代損耗層溫度上升不超過高允許值的 5%，則認為電源部分處于“低溫”狀態(tài)。該狀態(tài)可以使用二進制可分配輸出查詢。

帶過載間歇運行時具有極限特性的磁場結構

具有極限特性的磁場是指具有總持續(xù)時間 300s 的間歇過載運行的負載循環(huán)。這種負載循環(huán)包括兩個時間部分——基本負載持續(xù)時間（電樞電流實際值 ≤ 額定直流電流）和過載持續(xù)時間（電樞電流實際值 ≥ 額定直流電流）。

每個極限特性會把一個特定裝置的大基本負載電流表示成針對小負載持續(xù)時間（極限基本負載電流）的過載系數(shù)（極限基本負載電流，按額定直流電流的 a% 計算）。對于負載循環(huán)的剩余持續(xù)時間，大允許過載電流通過過載系數(shù)確定。如果對于所需的過載系數(shù)沒有指定極限特性，則要遵守針對下一個高過載系數(shù)的極限特性。

極限特性的勵磁對于 300s 負載循環(huán)有效。使用基本計算算法，負載循環(huán)可以長于或短于 300s 的負載循環(huán)持續(xù)時間組態(tài)?，F(xiàn)在使用兩個基本任務顯示。

基本任務1 和 2 的特性舉例

基本任務 1

• 已知：
  裝置、循環(huán)持續(xù)時間、過載系數(shù)、過載持續(xù)時間
• 求：
  （?。┗矩撦d持續(xù)時間和大基本負載電流

SINAMICS DC MASTER 裝置的并聯(lián)

SINAMICS DC MASTER 裝置可以通過并聯(lián)來增加額定功率。必須滿足一下輔助條件：

在 CUD 上配備傳輸觸發(fā)脈沖以及建立更高等級通訊所需的硬件和插頭。

多可以并聯(lián) 6 部設備。多部裝置并聯(lián)時，主裝置應該放置在中間，以便信號連接方便。主從裝置之間從總線到總線的長并聯(lián)接口線長度：15 m。

同樣，每部SINAMICS DC MASTER 裝置需要獨立的換相電抗器（u_K 小 2 %），以便平均分配電流。電抗器公差差異決定的電流分配。對于無降級（電流下降）運行，推薦公差 5% 或更好。

只允許具有相同額定直流電流的裝置并聯(lián)。
裝置并聯(lián)時，允許的輸出電流為（維持輔助條件時）：

I_max = n × I_{N(SINAMICS DC MASTER)}

n = SINAMICS DC MASTER 裝置的數(shù)量

冗余運行（“（n+m）運行”模式）

SINAMICS DC MASTER 裝置還可以用在冗余配置中，作為特殊的并聯(lián)運行模式。在此運行模式下，如果一臺裝置故障（例如電源部分的保險燒斷），其他 SINAMICS DC MASTER 裝置可以維持運行。正確組態(tài)好和互聯(lián)好之后，電樞電路和勵磁電路都可以冗余運行。

當一個裝置故障時，其他SINAMICS DC MASTER 裝置還可以正常運行、持續(xù)工作不會中斷。在組態(tài)系統(tǒng)時，需要特別注意在冗余應用中，只須滿足 n 個裝置的額定功率（而不是 n+m 個裝置）。

在發(fā)生故障時，主裝置的功能會自動轉移。這樣一來，無論是主裝置的電源部分故障還是從裝置的電源部分故障，系統(tǒng)都會繼續(xù)運行。（可以根據(jù)要求提供冗余運行時的 MTBF 數(shù)據(jù)。）

SINAMICS DC MASTER 裝置并聯(lián)時的電樞電路連接示意圖

(1) 需要相同的 1U1/1V1/1W1 相序。

(2) 需要相同的 1C1/1D1 相序。

(3) 裝置使用（8 針）屏蔽跳線（UTP CAT5 型，符合ANSI/EIA/TIA 568 標準）連接，與 PC 網(wǎng)絡技術中使用的網(wǎng)線相同。可以直接從西門子購買標準的 5m 長線電纜（訂貨號：6RY1707-0AA08）。n 個裝置并聯(lián)需要 (n-1) 條電纜。必須激活連接在總線首端和末端所連接的裝置/設備上的總線終端。

(4) 這些熔斷器只能用在 850A 及以下的設備上。

(5) 只適用于 850A 及以下四象限運行的裝置。