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【 :楊丹】
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詳情參見"S7-400 自動化系統(tǒng) S7-400 模塊詳情"
設(shè)計(jì)
S7-400系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可以使用模塊化設(shè)計(jì),并可以簡單地忽略插槽規(guī)則。S7-400的突出特點(diǎn)是工作穩(wěn)定可靠,無需風(fēng)扇,且其中的信號模塊支持熱插拔。
S7-400設(shè)計(jì)簡潔,使用靈活,操作極為方便:
- 模塊安裝非常簡單。
- 背板總線集成在安裝機(jī)架中
- 配有機(jī)械部件數(shù)碼編號,模塊更換極為簡便。
- 現(xiàn)場證明可靠的連接。
- TOP 連接:
預(yù)裝配接線配有1至3針接口和螺釘端子或彈簧端子。 - 規(guī)定的安裝深度:
所有接口和接頭都應(yīng)該安裝在模塊和保護(hù)蓋板的內(nèi)部。 - 沒有槽位規(guī)則。
通訊
CPU和通信處理機(jī)支持以下通信類型:
- 過程通訊;
對于通過總線(AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET)實(shí)現(xiàn)循環(huán)尋址的I/O模塊(互換過程圖像)。從循環(huán)執(zhí)行級調(diào)用過程通信 - 數(shù)據(jù)通訊;
用于自動化系統(tǒng)之間、或 HMI 站
與多個(gè)自動化系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。 數(shù)據(jù)通信循環(huán)地進(jìn)行,也可以基于事件驅(qū)動通過塊由用戶程序發(fā)起。
數(shù)據(jù)通訊
SIMATIC S7-400擁有不同的數(shù)據(jù)通信機(jī)制:
- 使用全局?jǐn)?shù)據(jù)通信(GD),實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)CPU之間數(shù)據(jù)包的循環(huán)交換。
- 借助通信功能,與伙伴完成事件驅(qū)動型通信。
網(wǎng)絡(luò)連接通過MPI、PROFIBUS或PROFINET實(shí)現(xiàn)。
全局?jǐn)?shù)據(jù)(GD)
通過MPI,使用“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”服務(wù),聯(lián)網(wǎng)CPU彼此之間可以循環(huán)地交換數(shù)據(jù)(zui多可達(dá) 16 GD 數(shù)據(jù)包,每個(gè)循環(huán)中zui大 GD 數(shù)據(jù)包容量為 64 個(gè)字節(jié))。據(jù)此,可以實(shí)現(xiàn),例如,某個(gè)CPU訪問另一個(gè)CPU的數(shù)據(jù)、位存儲單元和過程圖像等信息。如果網(wǎng)絡(luò)上連接有S7-300,則數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)包限于zui大22個(gè)字節(jié)。只能通過 MPI 進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)交換。使用 STEP 7 中的 GD 表執(zhí)行組態(tài)。在分段 CR2 安裝架中,兩個(gè) CPU 可以通過使用 GD 的 C 總線通訊。
通訊功能
使用系統(tǒng)已經(jīng)集成的塊,可以建立S7/C7伙伴之間的通信服務(wù)。
這些服務(wù)是:
- S7的MPI 和 PROFIBUS基本通信
- 通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)的 S7 通訊。
使用reloadable塊,可以建立與S5伙伴和非西門子設(shè)備之間的通信服務(wù)。
這些服務(wù)是:
- 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S5 兼容通訊。
- 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)通訊(通過 PROFIBUS/工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的開放式用戶通訊)。
與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是,對于通信功能,必須為其建立通信連接。
集成到 IT 領(lǐng)域中
借助自動化工程組態(tài),使用S7-400,可以更加方便地接入現(xiàn)代化的信息技術(shù)世界。使用插件CP 443-1 Advanced,可以實(shí)現(xiàn)以下功能:
- 使用任何HTML工具,創(chuàng)建自己的Web網(wǎng)頁。方便地將S7-400的過程變量賦給HTML對象。
- 通過這些網(wǎng)頁使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器監(jiān)控S7-400。
- 通過FC調(diào)用,從S7-400的用戶程序中發(fā)送電子郵件。
- 通過撥號網(wǎng)絡(luò)(例如ISDN),使用TCP/IP的WAN特性實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程。
S7-400 PROFINET CPU集成有Web服務(wù)器。因此,標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器可以讀出S7-400站中的信息:
- CPU 一般信息
- 診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容
- 變量表
- 標(biāo)簽狀態(tài)
- 模塊的狀態(tài)
- 報(bào)文
- 工業(yè)以太網(wǎng)的相關(guān)信息
- OUC 連接的診斷
- PROFINET 節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
- 通過用戶網(wǎng)頁可顯示過程數(shù)據(jù)及用戶數(shù)據(jù)
Web 服務(wù)器之中的安全機(jī)制可用,也可使用用戶權(quán)利并支持 HTTPS 協(xié)議。
等時(shí)同步模式
使用系統(tǒng)功能“等時(shí)同步模式”,可以同步耦合
- 分布式信號采集、
- 信號傳輸和
- 程序執(zhí)行
等時(shí) PROFIBUS 和 PROFINET的循環(huán)周期
創(chuàng)建了自動化解決方案,可以以固定間隔時(shí)間(常量總線周期時(shí)間)捕捉并處理輸入和輸出信號。同時(shí)創(chuàng)建了前后*的部分過程圖像。
借助常量總線周期時(shí)間和分布式I/O同步信號處理技術(shù),S7-400確??梢跃_地重現(xiàn)規(guī)定的過程響應(yīng)時(shí)間。
為等時(shí)同步模式系統(tǒng)功能提供了極為豐富的支持組件,可以處理運(yùn)動控制、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域的苛刻任務(wù)。
在分布式自動化解決方案中,目前的SIMATIC S7-400開始涉足重要的高速加工處理應(yīng)用領(lǐng)域,并確??梢垣@得zui高的精度和可重現(xiàn)性。這意味著可以以穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不斷地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)數(shù)量。
在運(yùn)行模式更改硬件組態(tài)(運(yùn)行時(shí)組態(tài),CiR)
使用SIMATIC S7-400,在工廠運(yùn)轉(zhuǎn)期間,無需重新啟動設(shè)備,就可以實(shí)現(xiàn)硬件組態(tài)的更改。例如,可以實(shí)現(xiàn)以下工作:
- 添加分布式I/O節(jié)點(diǎn)(PROFIBUS DP 或者 PA從站),和
- 為 ET 200M I/O 系統(tǒng)添加模塊或者重新參數(shù)化系統(tǒng)內(nèi)的模塊。
CiR,即運(yùn)行時(shí)組態(tài),可以在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)期間完成設(shè)備的擴(kuò)展和轉(zhuǎn)換工作,進(jìn)一步降低了設(shè)備調(diào)試和加工重組所需要的時(shí)間。此外,該系統(tǒng)功能還可以靈活地響應(yīng)加工工藝的更改(例如,加工工藝的優(yōu)化),因?yàn)闆]有必要因硬件組態(tài)的更改對設(shè)備進(jìn)行重新初始化或者同步等工作。
模塊的診斷和過程監(jiān)視
SIMATIC S7-400的大量輸入/輸出模塊都具有智能功能:
- 監(jiān)視信號(診斷)
- 監(jiān)控來自過程的信號(硬件中斷)
診斷
智能診斷系統(tǒng)可以用來判斷模塊的信號采集(針對數(shù)字量模塊)或者模擬量處理(針對模擬模塊)是否正工作于*狀態(tài)。在診斷分析中,必須區(qū)分可參數(shù)化和非參數(shù)化診斷消息:
- 可參數(shù)賦值的診斷報(bào)文:
僅由合適的設(shè)定參數(shù)啟用之后才會發(fā)出診斷消息。 - 非參數(shù)化診斷消息:
這些消息的發(fā)出是一個(gè)常規(guī)事件,即該過程與參數(shù)化無關(guān)。
如果某個(gè)診斷消息處于激活狀態(tài)(例如“無傳感器輸入”),則模塊會發(fā)起一個(gè)診斷中斷(若已經(jīng)為該診斷消息設(shè)置了參數(shù),則僅在相應(yīng)的參數(shù)化過程之后才會產(chǎn)生中斷)。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務(wù)的執(zhí)行,并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊(OB 82)。通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號,并且,可以觸發(fā)針對信號變化的響應(yīng)。
根據(jù)模塊類型的不同,可以使用各種不同的診斷消息:
數(shù)字量輸入/輸出模塊 | |
診斷報(bào)文 | 可能的故障原因 |
無傳感器輸入 |
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無外部輔助電壓 |
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無內(nèi)部輔助電壓 |
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保險(xiǎn)絲燒斷 |
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模塊中的參數(shù)不正確 |
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時(shí)間監(jiān)控功能已經(jīng)編址(看門狗) |
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EPROM 故障 |
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RAM 故障 |
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硬件中斷丟失 |
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模擬量輸入模塊 | |
診斷報(bào)文 | 可能的故障原因 |
無外部負(fù)載電壓 |
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組態(tài)/參數(shù)化錯誤 |
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共模錯誤 |
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斷路 |
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低于測量范圍的下限 |
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