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CPU 317-2 DP 具有大容量程序存儲(chǔ)器.它可用于集中式I/O結(jié)構(gòu)，也適用于分布式自動(dòng)化結(jié)構(gòu)。例如，可在生產(chǎn)線上作為一個(gè)中央控制器使用，或作為機(jī)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(jìn)行順序控制編程

另外，CPU 為采用軟件來實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的工藝任務(wù)提供了一個(gè)理想的平臺(tái)，例如：

• 簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)控制
• 使用 STEP 7 塊或運(yùn)行軟件“標(biāo)準(zhǔn)/模塊化PID控制” 來實(shí)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(shí)現(xiàn)擴(kuò)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(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約為 25 ns，每條浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)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(diǎn)數(shù)指令處理速度。
• 1 MB 工作存儲(chǔ)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(chǔ)器為用戶程序提供了充分的空間。作為程序裝載存儲(chǔ)器的微型存儲(chǔ)卡（大為 8 MB）也允許將可以項(xiàng)目（包括符號(hào)和注釋）保存在 CPU 中。裝載存儲(chǔ)器還可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理。
• 靈活的擴(kuò)展能力;
  多達(dá) 32 個(gè)模塊，（4排結(jié)構(gòu)）
• MPI/DP 組合接口；
  個(gè) MPI/DP 集成接口多可以同時(shí)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(gè)連接。通過MPI和“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”可以對(duì)32個(gè)CPU進(jìn)行簡(jiǎn)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(yùn)行。
• PROFIBUS DP 接口:
  CPU 317-2 DP 第2個(gè)內(nèi)置接口是一個(gè)純粹的 PROFIBUS DP 接口，可用作 DP 主站或 DP 從站�？梢越M建一個(gè)高速的、易于處理的分布式自動(dòng)化結(jié)構(gòu)。對(duì)用戶來說,分布式I/O單元可作為一個(gè)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(shí)模式下運(yùn)行．
  全面支持 PROFIBUS DP V1 標(biāo)準(zhǔn)。這將增加 DP V1 標(biāo)準(zhǔn)從站在診斷和參數(shù)賦值能力的范圍。
  限制:兩個(gè)接口不能同時(shí)作為從站來運(yùn)行。

CPU 319-3 PN/DP是快速的S7-300 CPU,具有大容量程序存儲(chǔ)器.除了用于集中式I/O外，還可用于分布式自動(dòng)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(jī)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(jìn)行順序控制編程

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

• 用Easy Motion Control實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制
• 用STEP 7塊或標(biāo)準(zhǔn)／模塊化PID控制實(shí)時(shí)軟件解決閉環(huán)控制任務(wù)

通過使用 SIMATIC S7-PDIAG 加強(qiáng)過程診斷能力。

通過CPU內(nèi)置的通訊設(shè)備，無(wú)需其它組件即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化解決方案．

CPU 319-3 PN/DP 裝配有：

• 通過附加的ERTEC 400 ASIC實(shí)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(chǔ)約 680 K 條指令)；
  通過擴(kuò)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(chǔ)器的微型存儲(chǔ)卡（大為 8 MB）也允許將可以項(xiàng)目（包括符號(hào)和注釋）保存在 CPU 中。裝載存儲(chǔ)器還可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理。
• 靈活的擴(kuò)展能力;
  多達(dá) 32 個(gè)模塊，（4排結(jié)構(gòu)）
• MPI/DP 組合接口；
  第1個(gè)內(nèi)置 DP 接口可以多同時(shí)建立 32 個(gè)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(gè)連接。
  MPI 可以通過“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”與多32個(gè)CPU組建簡(jiǎn)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(biāo)準(zhǔn)。這將增加 DP V1 標(biāo)準(zhǔn)從站在診斷和參數(shù)賦值能力的范圍。
• DP 接口；
  第2個(gè)內(nèi)置 DP 接口可以多同時(shí)建立 32 個(gè)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(gè)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(shí)模式下運(yùn)行．全面支持 PROFIBUS DP V1 標(biāo)準(zhǔn)。這將增加 DP V1 標(biāo)準(zhǔn)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(gè)集成接口是一個(gè)基于以太網(wǎng) TCP/IP 的 PROFINET 接口，帶有雙端口交換機(jī)。它支持下列協(xié)議：
  • S7通訊用于在SIMATIC控制器間進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊
  • PG/OP 通訊，用于通過 STEP 7 進(jìn)行編程、調(diào)試和診斷
  • 與HMI和SCADA連接的PG/OP通訊
  • 在PROFINET上實(shí)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(jìn)行通訊

西門子PLC高速計(jì)數(shù)器的控制字和狀態(tài)字介紹

. 控制字節(jié)

定義了計(jì)數(shù)器和工作模式之后，還要設(shè)置高速計(jì)數(shù)器的有關(guān)控制字節(jié)。每個(gè)高速計(jì)數(shù)器均有一個(gè)控制字節(jié)，它決定了計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)允許或禁用，方向控制（僅限模式0、1和2）或?qū)λ衅渌Ｊ降某跏蓟?jì)數(shù)方向，裝入當(dāng)前值和預(yù)置值�？刂谱止�(jié)每個(gè)控制位的說明如表7所示。

2. 狀態(tài)字節(jié)

每個(gè)高速計(jì)數(shù)器都有一個(gè)狀態(tài)字節(jié)，狀態(tài)位表示當(dāng)前計(jì)數(shù)方向以及當(dāng)前值是否大于或等于預(yù)置值。每個(gè)高速計(jì)數(shù)器狀態(tài)字節(jié)的狀態(tài)位如表8所示。狀態(tài)字節(jié)的0-4位不用。監(jiān)控高速計(jì)數(shù)器狀態(tài)的目的是使外部事件產(chǎn)生中斷，以完成重要的操作。

表7   HSC的控制字節(jié)

表8  高速計(jì)數(shù)器狀態(tài)字節(jié)的狀態(tài)位

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。

西門子S7-200 CPU的類型

從CPU模塊的功能來看，SIMATIC S7-200系列小型PLC發(fā)展至今，大致經(jīng)歷了兩代：

     第一代產(chǎn)品，其CPU模塊為CPU 21X，主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展，它具有四種不同配置的CPU單元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216，本書不介紹該產(chǎn)品。

     第二代產(chǎn)品，其CPU模塊為CPU 22X，主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展，它具有五種不同配置的CPU單元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226和CPU226XM，除CPU 221之外，其它都可加擴(kuò)展模塊，是目前小型PLC的主流產(chǎn)品。本書將介紹CPU22X系列產(chǎn)品。

     對(duì)于每個(gè)型號(hào)，西門子廠家都提供有產(chǎn)品貨號(hào)，根據(jù)產(chǎn)品貨號(hào)可以購(gòu)買到指定類型的PLC。

工業(yè)軟件平臺(tái)上編程和運(yùn)行的S7 200系列PLC系統(tǒng)基本構(gòu)成

 SIMATIC S7—200硬件系統(tǒng)的配置方式采用整體式加積木式，即主機(jī)中包含一定數(shù)量的本機(jī)I／O，同時(shí)還可以擴(kuò)展各種功能模塊。一個(gè)完整的PLC系統(tǒng)如圖1所示。

             圖1 S7—200硬件系統(tǒng)組成

        CPU模塊又稱為主機(jī)是系統(tǒng)的核心，它包括CPU、存儲(chǔ)器、基本輸入輸出點(diǎn)和電源等。它實(shí)際就是一個(gè)完整的控制系統(tǒng)，可以單獨(dú)完成一定的控制任務(wù)。主機(jī)I/O數(shù)量不能滿足控制系統(tǒng)的要求時(shí)，用戶可以根據(jù)需要擴(kuò)展各種I/O模塊，所能連接的擴(kuò)展單元的數(shù)量和實(shí)際所能使用的I／O點(diǎn)數(shù)是由多種因素共同決定的。當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時(shí)，可擴(kuò)展特殊功能模塊，以完成某種特殊的控制任務(wù)。利用網(wǎng)絡(luò)接口，可以充分和方便地利用為SIMATICS7—200系統(tǒng)的硬件和軟件資源而開發(fā)和使用的一些設(shè)備，主要有編程設(shè)備、人機(jī)操作界面和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。

   所有以上這些硬件設(shè)備，都在一個(gè)統(tǒng)一的工業(yè)軟件平臺(tái)上編程和運(yùn)行，為了更好地管理和使用這些設(shè)備，S7—200PLC配備了許多功能強(qiáng)大的專用功能指令，方便地實(shí)現(xiàn)各種控制目的。

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

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

• Windows 庫(kù)應(yīng)用程序
  • 與數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)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(jìn)行訪問
• 實(shí)時(shí)庫(kù)應(yīng)用程序
  • 將現(xiàn)有 C/C++ 算法集成到控制任務(wù)中。
  • 實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制器或算法

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

重點(diǎn)：可通過 SIMATIC WinAC 實(shí)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(shí)現(xiàn)基于 PC 的自動(dòng)化解決方案。

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

SIMATIC 基于 PC 的控制

• 擴(kuò)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(gè) PC 上實(shí)現(xiàn)以節(jié)省空間和提高性能時(shí)

型號(hào)

• 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(shí)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(biāo)準(zhǔn) PC 上運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)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