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西門子S7-400PLC 6ES7407-0KA02-0AA0

Design

IM154-8 PN/DP CPU 智能接口模塊包含兩個部件：

• IM154-8 PN/DP CPU (6ES7154-8ABxx-0AB0) 和
• CM IM PN DP M12 7/8” 連接模塊 (6ES7194-4AN00-0AA0)

兩個部件均可單獨訂購。

IM 154-8 PN/DP CPU 接口模塊具有：

• 3 個 PROFINET 端口 (2 x M12, 1 x RJ45)
• 2 個 MPI/PROFIBUS 連接 (輸入和輸出, M12)
• 集成 CPU 具有 S7-300 CPU 315-2 PN/DP 的性能
• RUN/STOP 開關和 RJ45 PROFINET 端口，位于密封蓋后
• SIMATIC 微存儲卡, 位于連接模板下方

• 密碼保護；
  通過密碼，可保護用戶程序免受未經授權的訪問。
• 函數 (FC) 
  和功能塊 (FB) 可以通過 S7 塊加密功能加密存儲于 CPU 以保護專有技術。
• 診斷緩沖區
  中可存儲后 500 條錯誤和中斷事件，其中的 100 條事件可以長期存儲。
• 免維護數據備份；
  如果電源發生故障，CPU 會自動將保留的數據（多可達 128 KB），這樣一旦電源再次接通，數據依然能被使用。

可組態的參數屬性

STEP 7可用于對S7組態設置參數以及設置CPU的屬性和響應參數：

• I/O 設定：型號和范圍
• 概要：定義名稱、工廠名稱和位置名稱
• 準備工作：定義 CPU 的調試特性和監視時間
• 同步循環中斷；設置 DP 主站系統/IO 系統編號、過程映像分區編號和延時時間
• 循環/時鐘存儲器：定義大循環時間和負載以及自檢測功能設置時鐘存儲器地址
• 保持性：定義具有保持功能的存儲位、計數器、定時器和數據塊的數量
• 日期時間中斷：設定起始日期、起始時間和間隔周期。
• 循環中斷：周期設定
• 系統診斷：定義診斷報文的處理和范圍
• 時鐘：設定 AS 內或 MPI 上的同步方式
• 保護等級：指定對程序和數據的訪問權。
• 通信：預留連接資源
• Web：CPU 的 Web 器設置
• MPI/PROFIBUS DP接口設置接口類型。定義節點地址對操作模式進行參數化，并組態使用 PROFIBUS DP 時的傳輸區對時間同步進行參數化
• PROFIBUS DP 主站/從站接口：針對分布式 I/O 的用戶自定義地址分配。對操作模式進行參數化，并組態使用 PROFIBUS DP 時的傳輸區。對時間同步進行參數化
• PROFINET接口：設置地址。對 PROFINET 屬性、PROFINET 上的 I-Device 功能、使用 NTP 步驟的時間同步、介質冗余和 KeepAlive 功能進行參數化。
• 參數化端口 1、端口 2 和端口 3

顯示功能與信息功能

狀態和錯誤指示；
LED 指示,硬件、編程、時間、I/O 或 總線錯誤，以及工作狀態，如運行、停止和重啟。護報警導和 PROFINET 連接/動作

測試功能；
編程設備可用于顯示在程序執行過程中的信號狀態、獨立地于用戶程序之外修改過程變量并輸出存儲器堆棧的內容。

信息功能；
編程設備能使用戶獲得有關存儲容量和 CPU 工作狀態，以及工作內存和負載內存的當前負荷，當前的循環時間和診斷緩沖器內容等方面的信息（純文本）。

集成通信功能

• 編程器/OP 通信
• 共享數據通訊
• S7 基本通信
• S7 通信
• S5 兼容通信
• 路由
• 數據集路徑
• PROFIBUS DP 主站/從站
• 通過 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 進行開放式通信
• PROFINET IO 控制器
• PROFINET 智能設備
• PROFINET CBA
• Web 器

系統功能

CPU 可以提供大量的系統功能，用于診斷、參數化、同步、中斷、時間測量等。請參考手冊了解詳情。

SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能、所需空間小以及小的維護成本，因此提高了性價比。

• 高處理速度；
  例如，在 CPU 315-2 DP 中，位運算時，0.05 μs；浮點運算時，0.45 μs，
  在 CPU 319-3 PN/DP 中，位運算時，0.004 μs；浮點運算時，0.04 μs
• 擴展數量
• 作為裝載存儲器的 SIMATIC 微型存儲卡（MMC）：
  可在微型存儲卡中存儲一個完整的項目，包括符號和注釋。RUN 模式下也可以進行讀/寫操作。這樣可以降低成本
• 無需電池即可在 MMC 上備份 RAM 數據
  

編程

使用STEP7中的 LAD、FBD STL 對 CPU 進行編程。可以使用下列編程工具：STEP 7 Basis 和 STEP 7 Professional。

可以運行 CPU 314 的工程與組態工具（例如，S7-GRAPH、S7-HiGraph、SCL、CFC 或 SFC）。

標準型CPU

對標準型 CPU 進行編程時需要 STEP 7 V5.2+SP1 以上的軟件。

緊湊型 CPU

對緊湊型 CPU 進行編程時需要 STEP 7 V5.3+SP2 以上的軟件。老版本的STEP 7需要升級。

• 7種標準型CPU(CPU 312,CPU 314,CPU 315-2 DP,CPU 315-2 PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP,CPU 319-3 PN/DP)
• 7種CPU可在-25°C 至 +60°C的擴展的環境溫度范圍中使用
• 具有不同的性能等級，滿足不同的應用領域。

提供了以下標準 CPU

• CPU 312，用于小型工廠
• CPU 314，用于對程序量和指令處理速率有額外要求的工廠
• CPU 315-2 DP，用于具有中/大規模的程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態的工廠
• CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大規模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
• CPU 317-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態的工廠
• CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
• CPU 319-3 PN/DP，用于具有極大容量程序量何組網能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統

• 軟控制器用于在 SIMATIC IPC 上執行 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 IPC627D 和 IPC827D 箱式 PC、IPC677D 面板式 PC 以及 IPC647D 和 IPC847D 機架式 PC 上使用

CPU 1507S 軟控制器具有以下組件：

• 獨立于 Windows 的控制內核：
  • 通過實時 Hypervisor 技術并行運行控制和 Windows
  • 可在控制運行時重啟 Windows
  • 不依賴于 Windows 而訪問大容量存儲器（CFast、固態硬盤、硬盤），以便獨立存儲組態和數據
• 屏幕應用程序具有以下功能：
  • 顯示概覽信息，如集成接口的 IP 地址、站名稱、設備名稱、位置標識符等。
  • 顯示診斷信息
  • 模塊信息顯示
  • 顯示可由用戶定義的徽標
  • 顯示顯示屏設置
  • 設置 IP 地址
  • 設置日期和時間
  • 選擇運行模式
  • 將 CPU 復位為出廠設置
  • 禁用/啟用顯示
  • 啟用保護級別。
• 通過 PC 的以太網和 PROFIBUS 接口進行 IO 通信的集成驅動程序
• 通過 Windows 接口進行通信的集成驅動程序
• 與 WinCC RT Advanced 的 PC 內部通信
• 與 Windows 應用程序的 PC 內部通信

S7-1500 標準 CPU (CPU 1507S) 執行 S7-1500 控制器的功能，作為軟件在 PC 上的 Windows 系統中運行。這樣，PC 就能用于控制機器設備。

• 使用 TIA Portal 中的 STEP 7 工程組態工具進行組態和編程（V13 SP1 及更高版本）：
• 根據標準 IEC 61131-3 進行編程
• 支持的編程語言：
  • SCL (IL)
  • LAD
  • FBD
  • STL
  • GRAPH7 (SFC)
• 基于虛擬化技術的創新實時系統；
  借助于集成式 S7-1500 軟控制器的實時系統，可并行、獨立運行 Windows：
  • 大實時和確定性屬性
  • 獨立于 Windows 運行 –可在控制器正在運行時重啟 Windows
  • 獨立于 Windows 快速重啟控制
• 高速程序執行，帶幾個優先級控制的執行層級（循環，時間控制，PROFINET 或 PROFIBUS 等時同步，過程和診斷報警事件驅動）
• 保存保持性數據；
  即使在電源出現故障時，軟控制器也能確保設備數據安全：
  • 在 PC 硬盤上存儲保持性數據（需要 UPS）
  • 電壓下降時可將保持性數據保存在 CPU 的 NVRAM
• 通信
  軟控制器使用 PC 的接口進行 PROFINET 和 PROFIBUS 通信：
  • 獨立于 Windows，使用 PROFINET 或 PROFIBUS 來運行分布式 I/O。根據所使用的接口硬件，可提供以下功能：
    PROFINET IO RT、PROFIenergy、PROFIBUS DP 主站、介質冗余、I 設備、等時同步模式
  • 通過 PC 的 Windows 接口與 Windows 應用程序通信（SIMATIC 通信、開放式用戶通信）或與外部設備通信
• 集成 web 器；
  所有 S7-1500 自動化系統的 CPU 都支持通過 Web 器掃描 CPU。CPU Web 器提供以下診斷選項：
  • 通過 LED 指示燈顯示 CPU 狀況和當前運行狀態
  • 讀出診斷緩沖區條目
  • 查詢模塊狀態
  • 查詢當前消息
  • 拓撲 / PROFINET 設備的狀態信息
  • 將用戶數據傳送到 CPU 并進行管理
  • 用戶可編程的 Web 頁面，支持具體機器功能的維護和調試
• 跟蹤功能
  S7-1500 自動化系統的所有 CPU 都支持跟蹤功能。支持記錄每個循環的模擬和數字變量，將使用 STEP 7 以曲線表示。這對于運動控制或閉環控制應用來說尤其有用。
• 集成工藝功能：
  • S7-1500 運動控制；
    PLCopen 塊用于通過 PROFINET IO IRT 接口來編程運動控制功能。
    此功能支持轉速軸、定位軸和外部傳感器
  • 集成控制功能；
    通用 PID 或三級控制器（帶有集成功能）和集成溫度控制器。
• 集成系統診斷：
  自動生成系統診斷，并通過編程器/PC、HMI 設備、Web 器或集成式顯示屏加以顯示。當 CPU 處于 STOP 模式時，也可以系統診斷功能。
• 集成安全功能：
  • 專有技術保護；
    為算法提供可靠保護，防止未許可證的訪問和修改。
  • 訪問保護；
    擴展訪問保護功能提供全面保護，防止未經授權的組態更改。各種授權級別可用于向不同的用戶組分配不同的權限。
  • 完整性保護；
    系統可以防止傳輸到 CPU 的數據受到未授權的操縱。CPU 可安全檢測并能防止修改工程數據或第三方傳送。

PLC減法指令要素——助記符、指令代碼、操作數、程序步

減法指令的助記符、指令代碼、操作數、程序步如表 2 所示。

表 2 減法指令的要素

SUB 減法指令是將指定的源元件中的二進制數相減，結果送到指定的目標元件中去。 SUB 減法指令的說明如圖 2 表示。

圖 2 減法指令使用說明

當執行條件 X0 由 OFF → ON 時， [D10]-[D12] → [D14] 。運算是代數運算，如 5- （ -8 ）=13 。

各種標志的動作、 32 位運算中軟元件的指定方法、連續執行型和脈沖執行型的差異均與上述加法指令相同。

200PLC能在零下20度工作嗎？S7-200的工作環境要求為：0°C－55°C，水平安裝0°C－45°C，垂直安裝相對濕度95%，不結露西門子還提供S7-200的寬溫度范圍產品（SIPLUS S7-200）：工作溫度范圍：-25°C－+70°C相對濕度：55°C時98%，70°C時45%其他參數與普通S7-200產品相同S7-200的寬溫型產品，每種都有其單獨的訂貨號，可以到SIPLUS產品主頁查詢。如果沒有找到，則說明目前沒有對應的SIPLUS產品。 文本和圖形顯示面板沒有寬溫型產品。 還要注意國內沒有現貨，如需要請和當地西門子辦事處或經銷商聯系。

標準 CPU

• 用于 SIMATIC S7-1500 的標準 CPU：
  CPU 1511-1 PN、CPU 1513-1 PN、CPU 1515-2 PN、CPU 1516-3 PN/DP、CPU 1517-3 PN/DP、CPU 1518-4 PN/DP
• 用于 SIMATIC S7-1500 的故障安全 CPU：
  CPU 1511F-1 PN、CPU 1513F-1 PN、CPU 1515F-2 PN、CPU 1516F-3 PN/DP、CPU 1517F-3 PN/DP、CPU 1518-4 PN/DP

• 具有不同的性能等級，滿足不同的應用領域
• 

  標準 CPU

  功能	CPU 1511-1 PN	CPU 1513-1 PN	CPU 1515-2 PN	CPU 1516-3 PN/DP	CPU 1517-3 PN/DP	CPU 1518-4 PN/DP
  程序用工作存儲器，集成	150 KB	300 KB	500 KB	1 MB	2 MB	4 MB
  數據用工作存儲器，集成	1 MB	1.5 MB	3 MB	5 MB	8 MB	20 MB
  裝載存儲器	通過 SIMATIC 存儲卡插入	通過 SIMATIC 存儲卡插入	通過 SIMATIC 存儲卡插入	通過 SIMATIC 存儲卡插入	通過 SIMATIC 存儲卡插入	通過 SIMATIC 存儲卡插入
  顯示屏對角尺寸	3.45 cm	3.45 cm	6.1 cm	6.1 cm	6.1 cm	6.1 cm
  命令執行時間
  位運算	0.06 μs	0.04 μs	0.03 μs	0.01 μs	0.002 μs	0.001 μs
  字運算	0.072 μs	0.048 μs	0.036 μs	0.012 μs	0.003 μs	0.002 μs
  定點運算	0.096 μs	0.064 μs	0.048 μs	0.016 μs	0.003 μs	0.002 μs
  浮點運算	0.384 μs	0.256 μs	0.192 μs	0.064 μs	0.012 μs	0.006 μs
  位存儲器、定時器、計數器
  S7 計數器/定時器	各 2048	各 2048	各 2048	各 2048	各 2048	各 2048
  IEC 計數器	無限制（僅受工作存儲器限制）
  IEC 定時器	無限制（僅受工作存儲器限制）
  位存儲器	16 KB	16 KB	16 KB	16 KB	16 KB	16 KB
  I/O 地址范圍
  輸入	32 kB；（所有輸入都在過程映像中）
  輸出	32 kB；（所有輸入都在過程映像中）
  運動
  軸數	多 6 臺	多 6 臺	多 30 臺	多 30 臺	多 96 臺	多 128 臺
  通信
  PtP	√（通過 CM）	√（通過 CM）	√（通過 CM）	√（通過 CM）	√（通過 CM）	√（通過 CM）
  PROFINET	√（通過 CM）	√（通過 CM）	1x PN（并通過 CM）	1x PN（并通過 CM）	1x PN（并通過 CM）	2 x PN（并通過 CM）
  PROFINET IO IRT	1 x PN IO IRT （2 端口交換機）	1 x PN IO IRT （2 端口交換機）	1 x PN IO IRT（2 端口交換機）	1 x PN IO IRT （2 端口交換機）	1 x PN IO IRT （2 端口交換機）	1 x PN IO IRT（2 端口交換機）
  PROFIBUS	√（通過 CM）	√（通過 CM）	√（通過 CM）	1 x DP（并通過 CM）	1 x DP（并通過 CM）	1 x DP（并通過 CM）
  Web 器	√	√	√	√	√	√