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S7-200 CPU22X 系列PLC I/O 點數擴展和編址

  S7-200 CPU22X 系列的每種主機所提供的本機I/O點的I/O地址是固定的，進行擴展時，可以在CPU右邊連接多個擴展模塊。如圖所示，每個擴展模塊的組態地址編號取決于各模塊的類型和該模塊在I/O鏈中所處的位置。輸入與輸出模塊的地址不會沖突，模擬量控制模塊地址也不會影響數字量。

    編址方法是同樣類型輸入或輸出點的模塊在鏈中按所處的位置而遞增，這種遞增是按字節進行的，如果CPU或模塊在為物理I/0點分配地址時未用完一個字節，那些未用的位也不能分配給I/O鏈中的后續模塊。

    例如，某一控制系統選用CPU224，系統所需的輸入／輸出點數為：數字量輸入24點、數字量輸出20點、模擬量輸入6點和模擬量輸出2點。

本系統可有多種不同模塊的選取組合，并且各模塊在I/O鏈中的位置排列方式也可能有多種，圖2所示為其中的一種模塊連接形式。表1所示為其對應的各模塊的編址情況。

    表1  各模塊的編址

● 同類型輸入或輸出的模塊按順序進行編制。 
● 數字量模塊總是保留以8位（1個字節）遞增的過程映象寄存器空間。如果模塊沒有給保留字節中每一位提供相應的物理點，那些未用位不能分配給I/O鏈中的后續模塊。對于輸入模塊，這些保留字節中未使用的位會在每個輸入刷新周期中被清零。
● 模擬量I/O點總是以兩點遞增的方式來分配空間。如果模塊沒有給每個點分配相應的物理點，則這些I/O點會消失并且不能夠分配給I/O鏈中的后續模塊。

S7-400F/FH 滿足下列安全要求：

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

運行模式

CPU的F程序和故障安全信號模板中包含有S7-400F/FH的安全功能。

使用差異分析和測試信號，信號模板可以監視輸出和輸入信號。

CPU通過常規的自檢、監測和邏輯命令以及程序定時檢測，檢查運行的正確性。 此外，通過申請信號進行檢測。

當系統診斷出一個故障時，系統將進入安全狀態。

F 運行版授權

CPU 417-4H必須裝在F運行授權才能運行S7-400F/FH。每個 S7-400F/FH 系統需要 1 個授權。

編程

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

S7 F 系統選件包

"S7 F Systems" 軟件包用來編寫故障安全程序。 軟件包包含生成F程序所需的所有功能和部件。 S7 F系統運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CFC從F庫中進行調用，并為包含安全功能的F程序互連。

通過熱電偶信號板 SB 1231，可使用連接的熱電偶進行高精度溫度記錄。另外，也可記錄低電平模擬信號 ±80 mV。可將熱電偶信號板 SB 1231 直接插到所有 SIMATIC S7-1200 CPU 中。

這為用戶提供了下列優勢：

• 佳適應性：
  使用號板，用戶可以使其控制器佳地滿足更加復雜的任務要求
• 靈活性：
  如果任務后續有所擴展，可以升級控制器。更新用戶程序非常簡單。
• 在空間有限的場合使用：
  可將信號板直接插到 CPU 中，從而在不占用額外空間的情況下對控制器進行擴展。

SM 1231 RTD 模塊的結構特點和其他 S7-1200 系列模塊的相同：

• 安裝在 DIN 導軌上：
  將模塊卡裝到 CPU 右側的導軌上，互相連接以后再通過集成背板總線連接到 CPU 12xx。
• 直接安裝：
  通過鉆孔，可將模塊直接螺栓安裝到墻壁上。在易受劇烈振動的場合建議采用這種安裝方式。
• 電阻傳感器：
  可使用為常用的電阻溫度監測器：Pt 100、Pt 200、Pt 500、Pt 1000、Pt 10000、Ni 100、Ni 120、Ni 1000、Cu 10、FS 150、FS 30、FS 600。可以無需使用放大器直接連接到模塊上，并且所有 RTD 的類型必須相同。探測器可以采用 2、3 或 4 線制連接。
• 安裝位置：
  為了實現大的測量和重復精度，應將 RTD 模塊安裝在溫度變化較小的位置。
• DIP 開關：
  所需設置（如所連 RTD 的選擇）應通過模塊上的 DIP 開關進行。

通過 RTD 信號板 SB 1231，可使用電阻式溫度檢測器進行高精度溫度記錄。可將 RTD 信號板 SB 1231 用于 SIMATIC S7-1200 CPU。可將 RTD 信號板 SB 1231 直接插到所有 SIMATIC S7-1200 CPU 中。

這為用戶提供了下列優勢：

• 佳適應性：
  使用號板，用戶可以使其控制器佳地滿足更加復雜的任務要求
• 靈活性：
  如果任務后續有所擴展，可以升級控制器。更新用戶程序非常簡單。
• 在空間有限的場合使用：
  可將信號板直接插到 CPU 中，從而在不占用額外空間的情況下對控制器進行擴展。

重點放在用戶友好性上

隨著系統性能的提高，對系統的用戶友好性的要求也相應提高。這是確保系統可用性的方法。對于用于 SIMOTION 的工程組態系統 SCOUT，重點尤其被放在了用戶友好性上面：

• 運動控制、PLC 和技術功能的組態以及驅動器的組態與調試都是在相同的組態環境中以相同的方式進行的。
• 所有任務都基本上以圖形方式來完成：組態、編程、測試和調試。
• 直觀的操作、內容相關幫助功能以及自動一致性檢查使工程組態更加容易，尤其是對于新接觸運動控制編程的人更是如此。
• 與 SCOUT 工程組態系統相關的所有工具被集成在一起，具有統一的外觀。

SCOUT 工程組態系統可幫助用戶輕松、高效的逐步完成組態工作。

SCOUT 可在 SIMATIC STEP 7 中使用（具有標準化的數據管理和組態程序），或作為一個獨立工程組態工具使用 (SCOUT Stand-Alone)。

SIMOTION SCOUT TIA（TIA Portal 中的 SIMOTION）以 TIA Portal V13（或更高版本）的選件包供貨。該選件包包括在 SCOUT 的供貨范圍中。

適合每個人編程

使用 SCOUT 工程組態系統，可選擇下面所列的任一選項對 SIMOTION 進行編程。

• 使用運動控制圖 (MCC) 的圖形化編程
• 使用驅動控制圖 (DCC) 進行圖形化編程（不適用于 SCOUT TIA）
• 經常用作 PLC 編程語言的梯形圖邏輯 (LAD)/函數塊圖 (FBD)
• 語言結構化文本 (ST)

除運動控制命令（如軸的參考）之外，還提供了用于 I/O 訪問、邏輯和計算、子程序調用以及程序控制的命令。

使用圖形化凸輪編輯器，也可方便地建立復雜運動關系。

通過集成工具實現集中管理

用于整個機器的所有數據可在一個項目中進行管理： 包括工程組態數據、程序、運動曲線和驅動器數據。

隨后可從集中項目管理中調用合適的工具，例如，用于輸入一個凸輪或調試一臺驅動器。

測試與診斷

SCOUT 支持通過一系列工具對 SIMOTION 應用進行測試、調試和錯誤診斷，例如，可提供程序狀態、控制變量、軌跡以及軸控制面板的工具。

編程，參數設置

S7 -400®H 象 S7 -400® 一樣編程。所有可用的 STEP® 7 功能都可使用。

S7 -400^®H 編程需要使用 STEP® 7 V5. 1 。

S7 -400^®H 選件包

基本上， S7 - 400®H 的配置與用于 S7 -400® 的程序并無不同，例如

• 建立項目和站
• 配置硬件和網絡
• 把系統數據裝入目標系統

需要 S7 -400®H 選件包來配置與 S7 -400 結構不同的 S7 -400®H 結構。對于安裝，必須安裝 STEP® 7 標準包 V.5. 1 或更高的版本。

• 故障安全的自動化系統，可滿足高度安全要求
• 符合安全要求，可達 SIL 3（IEC 61508 標準）、AK6（DIN V 19250 標準） 以及4 類標準（EN 954-1 標準）
• 如果需要，也可通過冗余設計而實現容錯
• 故障安全 I/O 不增加接線：
  通過采用 PROFIsafe 行規的 PROFIBUS DP 進行安全通訊
• 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和 ET 200M
• 標準模塊可應用在自動化系統的非故障安全型應用場合
• 隔離模板，用于在一個 ET 200M 的安全模式中故障安全和標準模塊的組合使用。

不同性能級別的 2 種標準 CPU：

• SIPLUS CPU 1510SP-1 PN
• SIPLUS CPU 1512SP-1 PN

• SIPLUS CPU 1510SP-1 PN 的 SIPLUS ET 200SP 基于SIPLUS-S7-1500 CPU 1511-1 PN
• 用于采用 ET 200SP 的高性能控制解決方案
• 增強了系統和設備的可用性
• 用于多 64 個 IO 設備的 PROFINET IO 控制器
• PROFINET I-Device，用于連接作為智能 PROFINET 設備、帶 SIMATIC 或第三方 PROFINET I/O 控制器的 CPU
• 適用于 4 個控制器的 PROFINET 共享智能設備
• PROFINET IO IRT 接口，帶 3 個端口集成交換機
• 經由 PROFINET 的等時同步模式
• 具有多種通信功能：
  PG/OP 通信、PROFINET IO 通信、開放式 IE 通信（TCP、ISO-on-TCP 和 UDP）、Web 器和 S7 通信（帶可裝載的函數塊）
• 可選 PROFIBUS DP 主站，用于 125 個 PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 可選 PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 組態控制（選項處理）
• 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

CPU 1510SP-1 PN 是經濟型入門級 CPU，用于不連續生產技術中對處理速度和響應速度要求不高的應用。CPU 1510SP-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統（PROFINET 智能設備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設計形式為 3 端口交換機，這樣就可以在系統中通過端口 1 和 2 建立總線型拓撲，并且也可通過端口 3 來連接編程設備/PC 或 HMI 設備。

作為智能設備使用時，CPU 1510SP-1 PN 可實現在本地對過程數據進行分布式預處理，并且僅將實際需要的信息傳輸到上位控制器。這樣做有以下優勢：

• 減輕中央控制器的工作負荷
• 縮短對現場重要信號的響應時間
• 數據量減少，總線系統上的負荷降低
• 各單元經過預測試并進行平行調試，設置更快速
• 由于自帶機械裝置,增加了可用性和靈活性
• 組態清晰明了

CPU 1510SP-1 PN 完全獨立于中央控制器運行。如果其發生故障，CPU 1510SP-1 PN 仍繼續運行。

位模塊化設計的 ET 200SP I/O 系統和 CPU 1510SP-1 PN 可實現面向功能的站設計。

另外，CPU 通過易組態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。

CPU 1510SP-1 PN CPU 直接卡裝到 DIN 導軌上，并具有：

• A powerful processor:
  The CPU achieves command execution times as low as 72 ns per binary instruction.
• 大容量工作存儲器：
  100 KB 用于程序，750 KB 用于數據
• SIMATIC 存儲卡作為裝載存儲器；
  允許附加固件更新、數據日志和歸檔等功能
• 位模塊化擴展性，靈活性好；
  任意組合達 64 個 I/O 模塊（I/O 模塊、工藝模塊和通信模塊）。大 1 m 的站寬度。
• PROFINET IO IRT 接口，帶集成 3 端口交換機：
  • 端口 1 和 2 通過總線適配器來連接（CPU 1510SP-1 PN 未提供總線適配器，不使用該適配器也可運行）。
    如果需要，相應的總線適配器（BA 2xRJ45 或 BA 2xFC）需單獨訂購。）
  • 端口 3 通過集成式 RJ45 接口來連接
• 集成通信功能：
  • 編程器/OP 通信
  • PROFINET IO
  • 開放式 IE 通訊（TCP，ISO-on-TCP 和 UDP）
  • Web 器
  • S7 通信
  • S7 路由
  • 數據集路由
• 免維護數據備份（無電池）
• 用于錯誤 (Error)、運行狀況 (RUN/Stop)、維護 (MT)、電源 (PWR) 以及每個端口一個鏈路 LED 的診斷顯示
• 可選標簽采用淺灰色或黃色標簽條。有兩種材料可供選擇：
  • 標簽箔和帶有 500 個標簽條的標簽卷，用于熱轉印打印機
  • 標簽紙 (280 g/m²)，規格 DIN A4，每張 100 個標簽條，適用于激光打印機
• ET 200SP CPU 可帶有一個參考 ID 標簽
• 借助于總線適配器，可實現不同的 PROFINET 連接類型
  • 在標準環境條件下，BA 2xRJ45 用于通過 RJ45 插頭進行連接
  • 對于運行期間的機械負荷和/或更高的 EMC 要求，可使用 BA 2xFC 來直接連接 PROFINET 電纜
• 在將 AC I/O 模塊或 AI Energy Meter ST 用作第一個 I/O 模塊時，應將深色的基本單元用作 ET 200SP CPU 后面的第一個基本單元