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高效工程組態成就高效自動化

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能最為強大的 PLC。它可以成功實現全集成自動化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個用于制造業和過程工業系統解決方案的自動化平臺，其主要特點是具有模塊化的結構并擁有性能儲備。

S7-400

• 中端到高端性能范圍內功能強大的 PLC
• 可滿足要求極為苛刻的任務的解決方案
• 全面的模塊和各種性能等級 CPU 可針對具體自動化任務進行最佳調整
• 可實現分布式結構，適用十分靈活
• 連接方便
• 最優通信和聯網功能
• 操作方便，設計簡單，不含風扇
• 任務增加時可順利擴展
• 多重計算：
  多個 CPU 在一個 S7-400 中央控制器中同時運行。
  多重計算功能可對 S7-400 的總體性能進行分配。例如，可將復雜的技術任務（如開環控制、計算或通信）進行拆分并分配給不同的 CPU�？梢詾槊總� CPU 分配自己的 I/O。
• 模塊化：
  通過功能強大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口，可實現許多大量通信線路的高性能操作。例如，這樣可以擁有一條用于 HMI 和編程任務的通信線路、一條用于高性能等距運動控制組件的通信線路和一條“正常”I/O 現場總線。另外，還可以實現額外需要的與 MES/ERP 系統或 Internet 的連接。
• 工程組態和診斷：
  結合使用 SIMATIC 工程組態工具，可極為高效地對 S7-400 進行組態和編程，尤其對于采用高性能工程組件的廣泛自動化任務。為此，可以使用高級語言（如 SCL）以及用于順序控制、狀態圖和工藝圖的圖形化組態工具。

S7-400H

• 具有冗余設計的高可用性自動化系統。
• 用于具有很高故障安全要求的應用：
  重新啟動成本很高、停產代價高昂、幾乎不需要監視且維護選項較少的過程。
• 冗余設計的集中功能
• 提高 I/O 的可用性：切換式 I/O 配置
• 也可使用具有標準可用性的 I/O：單側配置
• 熱后備：發生故障時，自動切換到備用設備。
• 包含 2 個單獨機架或一個分隔式中央機架的配置
• 通過冗余 PROFIBUS DP 或系統冗余 PROFINET I/O 來連接切換式 I/O。

S7-400F/FH

• 故障安全型自動化系統，適用于具有很高安全要求的工廠
• 符合相關標準的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）
• 如果需要，也可通過冗余設計來實現容錯
• 不對安全相關 I/O 進行額外接線
• 通過采用 PROFIsafe 行規的 PROFIBUS DP 實現安全通信
• 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
• 適用于非安全相關應用的標準模塊也可以在自動化系統中使用
• 隔離模塊用于在一個 ET 200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標準模塊。

SIMOTION 系統由三個部分組成：

• 工程組態系統
  通過工程組態系統，可在一個集成化的系統中來解決運動控制、邏輯和技術任務，它提供了用于編程和參數分配、測試和調試以及診斷所有必要工具。
• 運行版軟件模塊
  這些模塊提供了各種運動控制功能和技術功能。通過選擇適宜模塊，可針對特定機器來定制系統功能。
• 硬件平臺
  各種平臺使 SIMOTION 運動控制系統成為一個完整系統。使用工程組態系統和相關運行版軟件模塊開發的應用程序可在不同硬件平臺上使用，從而使您能夠針對特定機器選擇最適宜的平臺。

運動控制解決方案“西門子制造”

依托強大的創新能力、行業內的專有技術以及客戶借助自動化解決方案獲得的顯著收益，西門子成為全球范圍內領先的運動控制系統供應商之一。因此，我們能夠提供不同領域的成功案例供您參考。

面向各個行業推出的創新型產品、系統、
解決方案和

Siemens 運動控制系統能夠達到非常高的要求：所有產品通過使用最新的技術，具有強大的功能和極高的質量。此外，各個系統和產品以最佳方式相互搭配，因此始終可以輕松自如地組合到經濟型機器解決方案中。

下文將以運動控制系統 SIMOTION 和驅動系統 SINAMICS 為例。這些產品構成了一個創新型系統平臺，利用該平臺，可對機器設備進行最佳調整以滿足特定要求。因此，對于各種不同的行業，例如包裝、塑料和玻璃、木材和金屬、紡織和印刷等，均可找到最佳的可滿足未來需要的經濟型運動控制解決方案，這些解決方案可根據不斷出現的新要求而輕松進行擴展，并且可以與我們的高性能伺服電機、直線電機、轉矩電機和標準電機配合使用。

此外，在機器的整個生命周期內 Siemens 都為客戶提供支持，例如在全球 130 個國家/地區的超過 295 個點提供售前和售后，或者針對運動控制解決方案提供諸如應用咨詢和機電支持等專項。

應用支持：
通向頂級解決方案的安全之路

設在中國、法國、德國、意大利、土耳其和美國的多個應用中心都提供現場專家和應用顧問，他們會為客戶的項目提供全程指導，從規劃到啟動，從最初的構想到機器真正運轉。

應用咨詢包括：

• 項目的規劃和執行
• 通過測試配置和仿真進行技術驗證
• 開發需求和功能規范
• 應用研討會和客戶特定的培訓課程

雙贏的合作伙伴關系

在此合作期間，Siemens 不但為客戶提供支持，而且將其作為系統和組件開發過程中的技術合作伙伴，最終獲得實用的并能滿足未來需要的自動化解決方案。

Siemens 通過這種方式幫助客戶提高生產率，競爭力和長期盈利能力。

CPU 1517-3 PN/DP 是具有極大容量程序及數據存儲器的 CPU，適用于除集中式 I/O 外還包含分布式自動化結構的應用中要求十分苛刻的任務。

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 接口設計為 2-端口交換機以便在系統中設立總線型拓撲。

附加的集成 PROFINET 接口，具有單獨的 IP 地址，可用于網絡分離等。

分布式 I/O 可通過 PROFIBUS 以及集成 PROFIBUS 接口進行連接。

另外，CPU 還提供全面的控制功能，并能夠通過標準化的 PLC-open 塊連接變頻器。

• S7-1500 控制器產品系列中具有較大容量程序及數據存儲器的 CPU，適用于具有較高程序范圍和聯網要求的應用。
• 具有較高處理速度，適用于二進制和浮點運算
• 用于系列機器、專用機器以及工廠中的跨領域自動化任務
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生產線上作為集中式控制器使用
• PROFINET IO IRT 接口，帶 2 端口交換機
• 帶獨立 IP 地址的附加 PROFINET 接口
• 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 IO 控制器下的 PROFINET 設備的 PRIFINET I-Device
• PROFIBUS DP 主站接口
• 在 PROFIBUS 和 PROFINET 上實現等時同步模式
• 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，軸間精密傳動
• 集成 Web 器，帶有創建用戶定義的 Web 站點的選項

注：

運行 CPU 所需的 SIMATIC 存儲卡

CPU 1517-3 PN/DP 的配置如下：

• 功能強大的處理器：
  該 CPU 的單條二進制命令的命令執行時間可低至 2 ns。
• 大容量工作存儲器：
  2 MB，用于程序；8 MB，用于數據
• 采用 SIMATIC 存儲卡作為加裝存儲器；
  允許實現例如數據日志和歸檔等其它功能
• 靈活的擴展功能：
  單層組態最多可支持 32 個模塊（CPU + 31 個模塊）
• 具有以下功能的屏幕畫面：
  • 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
  • 顯示模塊信息
  • 顯示顯示屏設置
  • 顯示可由用戶定義的徽標
  • 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
  • 啟用保護等級。
• PROFINET IO IRT 接口用于通過 PROFINET 進行分布式 I/O 連接
• PROFINET 接口用于網絡分離
• PROFIBUS DP 接口用于通過 PROFIBUS 進行分布式 I/O 連接

S7-200系列PLC其它常用指令

1.脈沖產生指令EU/ED的應用

EU指令在EU指令前的邏輯運算結果由OFF到ON時就產生一個寬度為一個掃描周期的脈沖，驅動其后面的輸出線圈。

2．邏輯堆棧的操作

LPS為進棧操作，LRD為讀棧操作，LPP為出棧操作。

   S7-200系列PLC中有一個9層堆棧，用于處理邏輯運算結果，稱為邏輯堆棧。

3．NOT、NOP和MEND指令

NOT、NOP及MEND指令的形式及功能如表4-19所示。

表4-19  NOT、NOP及MEND指令的形式及功能

NOT為邏輯結果取反指令，在復雜邏輯結果取反時為用戶提供方便。NOP為空操作，對程序沒有實質影響。MEND為無條件結束指令，在編程結束時一定要寫上該指令，否則會出現編譯錯誤。調試程序時，在程序的適當位置插入MEND指令可以實現程序的分段調試。

4．比較指令

比較指令是將兩個操作數按規定的條件作比較，條件成立時，觸點就閉合。比較運算符有：=、>=、<=、>、<和<>。

（1）字節比較  字節比較用于比較兩個字節型整數值INl和IN2的大小，字節比較是無符號的。比較式可以是LDB、AB或OB后直接加比較運算符構成。如：LDB=、AB<>、OB>=等。

整數INl和IN2的尋址范圍：VB、IB、QB、MB、SB、SMB、LB、*VD、*AC、*LD和常數。

指令格式例如： LDB=  VBl0，VBl2

（2）整數比較  整數比較用于比較兩個一字長整數值INl和IN2的大小，整數比較是有符號的（整數范圍為16#8000和16#7FFF之間）。比較式可以是LDW、AW或OW后直接加比較運算符構成。如：LDW=、AW<>。OW>=等。

整數INl和IN2的尋址范圍：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常數。

指令格式例如： LDW=  VWl0，VWl2

（3）雙字整數比較  雙字整數比較用于比較兩個雙字長整數值INl和IN2的大小，雙字整數比較是有符號的(雙字整數范圍為16#80000000和16#7FFFFFFF之間)。比較式可以是LDD、AD或OD后直接加比較運算符構成。如：LDD=、AD<>、OD>=等。

雙字整數INl和IN2的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、HC、AC、*VD、*AC、*LD和常數。

指令格式例如： LDD=  VDl0，VDl2

（4）實數比較  實數比較用于比較兩個雙字長實數值INl和IN2的大小，實數比較是有符號的（負實數范圍為-1.175495E-38和-3.402823E+38，正實數范圍為+1.175495E-38和+3.402823E+38）。比較式可以是LDR、AR或OR后直接加比較運算符構成。如：LDR=、AR<>、OR>=等。

實數INl和IN2的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD和常數。

指令格式例如： LDR=  VDl0，VDl2

功能模塊使 CPU 減輕了計數、定位和控制等工作負荷

模板的種類

• 計數器模塊
• 用于快速移動以及爬行速度驅動的定位模塊
• 用于步進電機的定位模塊
• 用于伺服電機的定位模塊
• 定位和連續路徑控制模塊
• SSI 位置檢測模塊
• 電子凸輪控制器
• 高速布爾處理器
• 控制模板