西门子CPU417-4模块   西门子CPU417-4模块

德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，工业软件等。

西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

1．SIMATIC S7-200 PLC

S7-200 PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。

    S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。

2．SIMATIC S7-300 PLC

    S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：超时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300 PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。

3． SIMATIC S7-400 PLC

S7-400 PLC是用于中、性能范围的可编程序控制器。

S7-400 PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的专用系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。

4． 工业通讯网络

通讯网络是自动化系统的支柱，西门子的全集成自动化网络平台提供了从控制级一直到现场级的一致性通讯，“SIMATIC NET”是全部网络系列产品的总称，他们能在工厂的不同部门，在不同的自动化站以及通过不同的级交换数据，有标准的接口并且相互之间完全兼容。

5． 人机界面（HMI）硬件

HMI硬件配合PLC使用，为用户提供数据、图形和事件显示，主要有文本操作面板TD200（可显示中文），OP3，OP7，OP17等；图形/文本操作面板OP27，OP37等，触摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。个人计算机（PC）也可以作为HMI硬件使用。HMI硬件需要经过软件（如ProTool）组态才能配合PLC使用。

6． SIMATIC S7工业软件

西门子的工业软件分为三个不同的种类：

（1）编程和工程工具  编程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于编程、组态、模拟和维护等控制所需的工具。STEP 7标准软件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制产品的组态编程和维护的项目管理工具，STEP 7-Micro/WIN是在WINOOWs平台上运行的S7-200系列PLC的编程、在线仿真软件。

（2）基于PC的控制软件  基于PC的控制系统WinAC允许使用个人计算机作为可编程序控制器（PLC）运行用户的程序，运行在安装了WINOOWs NT4.0操作系统的SIMATIC工控机或其它任何商用机。WinAC提供两种PLC，一种是软件PLC，在用户计算机上作为视窗任务运行。另一种是插槽PLC（在用户计算机上安装一个PC卡），它具有硬件PLC的全部功能。WinAC与SIMATIC S7系列处理器完全兼容，其编程采用统一的SIMATIC编程工具（如STEP 7），编制的程序既可运行在WinAC上，也可运行在S7系列处理器上。

（3）人机界面软件  人机界面软件为用户自动化项目提供人机界面（HMI）或SCADA系统，支持大范围的平台。人机界面软件有两种，一种是应用于机器级的ProTool，另一种是应用于监控级的WinCC。

ProTool适用于大部分HMI硬件的组态，从操作员面板到标准PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成组态。ProTool/lite用于文本显示的组态，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于组态标准PC和所有西门子HMI产品，ProTool/Pro不只是组态软件，其运行版也用于WINOOWs平台的监控系统。

WinCC是一个真正开放的，面向监控与数据采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）软件，可在任何标准PC上运行。WinCC操作简单，系统可靠性高，与STEP 7功能集成，可直接进入PLC的硬件故障系统，节省项目开发时间。它的设计适合于广泛的应用，可以连接到已存在的自动化环境中，有大量的通信接口和全面的过程信息和数据处理能力，其新的WinCC5.0支持在办公室通过IE浏览器动态监控生产过程。

• CPU 412-1 和 CPU 412-2:
  用于中等性能范围的小型设备。
• CPU 414-2, CPU 414-3, CPU 414-3 PN/DP:
  用于具有对编程、处理速度和通讯有额外要求的中型设备。
• CPU 416-2, CPU 416-3, CPU 416-3 PN/DP:
  满足高端性能要求。
• CPU 417-4 DP:
  满足高端的性能要求。

CPU 412-1 和 CPU 412-2 的特点:

• 功能强大的处理器：
  CPU 对每个二进制指令的执行时间可短到 0.75 μs。
• CPU 412-1:288 KB RAM (其中，程序和数据各使用 144 KB); 
  CPU 412-2:512 KB RAM (其中，程序和数据各使用 256 KB); 
  快速 RAM 用于执行部分用户程序
• 灵活扩展：
  高 65536 个数字量以及 4096 个模拟量输入/输出。
• MPI多点接口：
  通过 MPI，可将多 32 个站连成简单网络，数据传输速率高达 12 Mbit/s。CPU 可与通讯总线（C 总线）和 MPI 的站之间建立多 16 个连接。
• 模式选择开关：
  波动开关设计。
• 诊断缓冲区：
  后的120个故障和中断事件保存在一个环形缓冲器中，用于进行诊断。可以对输入数目进行设定。
• 实时时钟：
  日期和时间附加在 CPU 的诊断消息后面。
• 存储卡：
  用于扩展内置的装载存储器。存储在装载存储器中的信息包括S7-400参数数据以及程序，因此需要2倍的存储空间。其结果是：
  • 内置装载存储器的容量显著提高，因此，基本上不需要存储器卡。

CPU 412-2 还具有：

• PROFIBUS-DP 接口和组合的MPI/DP 接口：
  通过 PROFIBUS DP 主站接口，可以实现分布式自动化组态，从而提高了速度，便于使用。对用户来说,分布式I/O单元可作为一个集中式单元来处理(相同的组态、编址和编程).
• 组合式配置：
  SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作为PROFIBUS主站符合EN 50 170规范。

SIMATIC S7-300 的 I/O 模块：

• 数字量模块
• 模拟量模块
• F 数字量/模拟量模块
• 防爆型数字量模块
• 防爆型模拟量模块
• 功能模块
• 通信处理器
• 专用模块
• 连接

• 数字量输入/输出
• 灵活地适应控制器，以满足各自任务需要
• 用于连接数字传感器和执行机构

数字量输入/输出模块用于处理自动化系统中的数字量输入/输出任务。 可通过这些模块连接数字量传感器和执行器。

使用数字量输入/输出模块给用户提供以下优点：

• 佳适应性;
  采用佳的模块组合方式，可以匹配控制任务所需的输入/输出的点数。 不需要过多的
• 灵活的过程信号连接;
  可使用各种不同的数字量执行器和传感器，将自动化系统连接到过程控制中。

数字量输入/输出模块具有下列机械特性：

紧凑型设计

坚固的塑料机壳里包括：

• 绿色 LED，用于指示输入/输出的信号状态
• 前连接器插座，通过前门保护
• 前门上的标签区。
• 连接器针脚分配，用于在前门内部进行配线。

安装方便

模块安装在 DIN 导轨上并通过总线连接器连接到相邻模块。没有插槽规则；输入地址由插槽决定。

当在 ET 200M 分布式 I/O 系统中与有源总线模块一起使用时，可以对数字量输入/输出模块进行热插拔，而不会有任何反应。其它模块继续工作。

方便用户接线

装置单元通过连接器连接。当连接模块时，编码设备锁定在连接器中，这样该连接器只能适合于同样类型的模块。更换模块时，对于新的同类型模块，可原封不动

• 用于故障安全SIMATIC S7系统的数字量输出
• 两种型号(1 x 源/源输出，1 x 源/漏输出)
• 用于连接电磁阀、DC 接触器和指示灯
• 具有安全集成功能，用于安全运行
• 用于故障安全模式
  • 集中式：带 S7-31xF DP、S7-31xF PN/DP
  • ET200M 分布式：带 SIMATIC IM 151-7 F-CPU、S7-31xF-2 DP、S7-41xF-2 及 S7-400F/FH

故障安全型数字量输出模块具有以下机械特性：

• 设计紧凑：
  • 每个输出有两个连接器，用于单通道或冗余执行器控制
  • 绿色 LED，用于指示输出的信号状态
  • 一个绿色 LED 指示安全模式
  • 1个红色组故障指示灯
  • 插入式设备，用于前连接器，通过前盖保护
  • 前盖上的标签区
• 安装方便：
  安装方法与ET 200M的其它 I/O 模块相同
• 通过前连接器进行用户友好接线

这些模块以集中形式被用于 SIMATIC S7-31xF-2 DP，或与 SIMATIC IM151-7 F-CPU、S7-31xF-2 DP、S7-416F-2 和 S7-400F/FH 一起在 ET 200M 分布式 I/O 设备中使用。

0 - 20 mA 和 4 - 20 mA 电流变送器（也包括 HART）可作为编码器连接。

S7-200PLC的基本配置

语句表程序设计语言与梯形图

语句表程序设计语言是用布尔助记符来描述程序的一种程序设计语言。语句表程序设计语言与计算机中的汇编语言非常相似，采用布尔助记符来表示操作功能。

语句表程序设计语言具有下列特点：

(1) 采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于撑握的特点；

(2) 在编程器的键盘上采用助记符表示，具有便于操作的特点，可在无计算机的场合进行编程设计；

(3) 用编程软件可以将语句表与梯形图可以相互转换。