西门子CPU模块6ES7416-3FR05-0AB0 支持验货

CPU 用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH可在高可用性 S7-400H 系统中使用可结合故障安全 S7-400F/FH 系统中的 F-Runtime 授权和 F 兼容 CPU 使用带有集成 PROFIBUS DP 主站接口带有 2 个用于同步模块的插槽
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应用
CPU 417-5H 是用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH 的功能强大的 CPU， 可以用于实现 S7-400H 高可用性系统。也可结合 F 运行授权一起用于 S7-400F/FH 故障安全自动化系统。通过内置 PROFIBUS-DP 接口，还可使它作为主站，直接连接到 PROFIBUS-DP 现场总线。基于带交换机功能的内置 PROFINET 接口，提供 2 个可外部访问的 PROFINET 端口。这样，可实现总线性或环形结构。
设计
CPU 417-5H 拥有：功能强大的处理器： CPU 处理每条二进制指令的时间小于 7.5 ns。32 MB RAM（16 MB 用于程序，16 MB 用于数据）： 用于 S7-400H 自动化系统的用户程序和组态数据的装载存储器；高速主存储器，用于与过程相关的用户程序的子程序。存储卡： 用于扩展内置装载存储器。除程序本身之外，装载存储器中所含的信息还包括 S7-400H 的组态数据，这就是要在存储器中占据双倍空间的原因。 其结果是：内置的装载存储器不能满足大程序量的要求，因此需要存储卡。 提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在断开电源时保存数据）。灵活的扩展选件： 多达 262,144 点数字量和 16,384 点模拟量输入/输出。MPI 多点接口： MPI 可用来建立一个 32 个节点的简单网络，数据传输速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以与通信总线（C 总线）上的节点和 MPI 上的节点建立多 64 个连接。 注：当同时使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口时，只能将下列总线连接器连接到 MPI 接口：带插口： 6ES7 972-0BB42-0xA0不带插口： 6ES7 972-0BA42-0xA0PROFIBUS DP 接口： 通过 PROFIBUS DP 接口，可以实现冗余、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 作为集中式 I/O 来处理（相同的组态、编址和编程）。PROFINET 接口，带 2 个端口（交换机）： 支持系统冗余和 MRP（介质冗余协议）模式选择开关： 拨动开关设计。诊断缓冲区： 的 120 个报警和中断事件保存在一个环形缓冲区中，用于进行诊断。实时时钟： CPU 提供带日期和时间的诊断报告。PROFIBUS DP 接口： 通过带 PROFIBUS DP 主站接口的 CPU 417-4H，可迅速建立起操作方便的分布式自动化系统。对用户来说，分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理（相同的组态、编址和编程）。 注：当同时使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口时，只能将下列总线连接器连接到 MPI 接口：带插口： 6ES7 972-0BB42-0xA0不带插口： 6ES7 972-0BA42-0xA0
功能
块保护：用户程序使用密码保护，可防止非法访问。(也可通过钥匙开关设置)。集成的 HMI :用户只能规定HMI设备的源数据地址和目标数据地址。这些数据通过系统周期地以及自动地进行传输。集成的通讯功能：PG/OP通讯扩展通讯(简单、高可用性通讯)可组态的属性STEP 7“硬件配置”工具和安装的 S7-400H 选件包用来组态包括CPU在内的S7-400H的特性和响应，例如：多点接口MPI：定义节点地址启动/循环响应特性定义 的扫描时间和通讯负载。地址分配：I/O模板编址保持区域：定义具有保持特性的位存储器、计数器、定时器、数据块和时钟存储器的数量保护级：设置程序和数据的访问权限。系统诊断：定义诊断报文的范围，以及处理的范围 器中断：定义周期时间H站的配置安全相关功能F-运行授权用来编译故障安全F用户程序，并在CPU上运行程序。每个 S7-400F/FH 系统需要 1 个授权。 包括 2 张 TüV 贴纸。报告功能状态和故障指示灯： 用LED指示指示内部和外部故障，以及运行状态，如 RUN（运行）、STOP（停止）、“主站”模式、冗余故障和测试功能等测试功能：PG可用来显示程序执行过程中的信号状态，可以单修改过程变量，读取栈存储器的内容，单步执行程序以及禁止部分程序的运行。信息功能：编程器可向用户提供：有关存贮器容量，CPU 运行模式，以及工作存储器和装载存储器的信息。
技术发展动向
1. 产品规模向大、小两个方向发展
大：  I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描
速度高速化。
小：  由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。
2. PLC在闭环过程控制中应用日益广泛
3. 不断加强通讯功能
4. 新器件和模块不断推出用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块。
工艺模块用于高速计数、位置检测或测量等功能。
通信模块和通信处理器可通过通信接口将控制器进行扩展
根据具体要求，也可使用下列模块：
在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下，电源模块 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
用于将 SIMATIC S7-1500 连接到 120/230 VAC 电源的负载电源模块 (PM)。
接口模块用于连接基于 S7-1500 的分布式 I/O。
设计
简单的设计使得 SIMATIC S7-1500 十分灵活，便于维护。
集成背板总线：
集成的背板总线；背板总线集成在模块上。模块通过 U 形连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。可以节省安装时间。
模块组装在 S7-1500 安装导轨上：
具有各种长度，包括切割至定长的型号。由于具有集成式 DIN 导轨，可以卡装广泛的标准部件，如附加端子、小型断路器或小型继电器。
性能可靠，接线方便：
I/O 信号是通过统一的 40 针前连接器来连接的。信号模块和前连接器之间具**械编码，可防止因意外的错误插入而对电路造成破坏。
为了对前连接器进行简单接线，可将该连接器置于“预接线位置”。在此位置上，插头尚未与模块电路接触。此位置还可用于在运行过程中进行改动。用户可借助于前盖内侧的一个印制电缆连接图进行连接。
前连接器作为带螺钉型端子或推入式端子的型号提供。两个型号都可以连接线芯截面积为 0.252?~ 1.5 mm2（AWG 24 ~ AWG 16）的导线。
另外，数字量信号模块可通过 TOP Connect 进行系统接线。通过 TOP Connect，可以快速而清晰地连接到现场的传感器和执行器，并可在控制柜中进行简便接线。
对于模拟量模块，可以直接在模块上进行屏蔽；随模块提供了一个屏蔽连接套件，*工具即可进行安装。
设备特定标签：
标签条可用于 SIMATIC S7-1500 的信号模块。可使用标准激光打印机来打印这些 DIN A4 标签纸上的标签。可以从 TIA Portal 进行自动打印，而*重新输入符号或地址。通过这些标签条的设计形式，可为通道或诊断显示 1:1 分配标签。如果前盖打开，则诊断显示到端子的这种 1:1 分配会保留。
可变和可扩展的站配置：
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
大配置包括带有 31 个模块（30 个模块 + 1 个电源）的 CPU。在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下，需要由电源 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
尺寸紧凑：
的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外，还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等化模块。
5. 编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化
有各种简单或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有的PLC指令系统。
6. 发展容错技术
采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。
7.追求软硬件的标准化。

PLC容量的选择步骤与原则PLC的容量包括I／O点数和用户存储容量两个方面。 　　(一)I／O点数的选择PLC平均的I／O点的价格还比较高，因此应该合理选用PLC的I／O点的数量，在控制要求的前提下力争使用的I／O点少，但必须留有一定的裕量。通常I／O点数是根据被控对象的输入、输出的实际需要，再加上10％~15％的裕量来确定。 　　(二)存储容量的选择用户程序所需的存储容量大小不仅与PLC的功能有关，而且还与功能实现的、程序编写水平有关。一个有的程序员和一个初学者，在完成同一复杂功能时，其程序量可能相差25％之多，所以对于初学者应该在存储容量估算时多留裕量。 　　PLC的I／O点数的多少，在很大程序上反映了PLC的功能要求，因此可在I／O点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加20％~30％的裕量。存储容量（字节）＝开关量I／O点数×10＋模拟量I／O通道数×100另外，在存储容量选择的同时，注意对存储器的类型的选择。
为了实现Step 7与 CPU的通讯，先要确保CP443-1与安装了Step 7的电脑之间的物理连接。
打开“SIAMATIC Manager” > “Options” > “Set PG/PC Interface…”可以将PG/PC接口设置成ISO Ind Ethernet 方式。如果使用的电脑安装了1613网卡，可以将PG/PC接口设置为1613的ISO通讯方式，如果使用的电脑中只装有普通的网卡，就选择普通网卡的ISO的通讯方式，如下图：本实验中选择的是Broadcom的普通以太网卡连接作为PG/PC物理通讯接口。
电源模块 (PS)：用于将 SIMATIC S7-400 连接到 120/230 V AC 或 24 V DC 电源电压。
CPU：配有集成 PROFIBUS DP 接口的不同 CPU 具有不同性能范围。根据具体型号，这些 CPU 也可以带有集成 PROFINET 接口。使用 PROFIBUS接口，多可以连接 125 个PROFIBUS DP 从站。可以将多 256 个 PROFINET IO 设备连接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可处理大型的配置。此外，在一个控制器中的多重计算模式下，多个 CPU 可以协同工作以提高性能。这些 CPU 处理速度快且具有确定性响应时间，可实现较短机器循环时间。
用于数字量 (DI/DO) 和模拟量 (AI/AO) 输入/输出的信号模块 (SM)
通信处理器 (CP)，例如，用于总线连接和端到点连接
功能模块 (FM)：用于完成计数、定位和凸轮控制等要求苛刻的任务的模块。
根据具体要求，也可使用下列模块：
接口模块 (IM)：用于连接控制器和扩展单元。SIMATIC S7-400 的控制器可带有多 21 个扩展单元运行。
SIMATIC S5 模块：在相关 SIMATIC S5 扩展单元中，可以寻址 SIMATIC S5-115U/-135U/-155U 的所有输入/输出模块。此外，在 S5 EU 或者直接在 CC 中（使用适配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 IP 和 WF 模块。
若用户需要在应用中使用一个以上控制器时，则可以对 S7-400 进行扩展：
多 21 个扩展单元：可将多 21 个扩展单元 (EU) 连接到控制器 (CC)。
接口模块 (IM) 的连接：通过发送和接收 IM 来连接 CC 和 EU。发送 IM 插到 CC 中，相关的接收 IM 插到下游 EU 中可将多 6 个发送 IM 插到 CC 中（其中多 2 个带 5-V 电源），并可将多 1 个 IM 插到 EU 中。每个发送 IM 均有 2 个接口，每个接口用于连接 1 条线路。可将多 4 个 EU（不带 5-V 电源）或 1 个 EU（带 5-V 电源）连接到发送 IM 的每个接口。
电源模块的固定插槽：必须始终将电源模块插在 CC 和 EU 中的左侧。
通过 C 总线进行的数据交换受限制：通过 C 总线进行的数据交换只能在 CC 和 6 个 EU（EU 1 至 EU 6）之间进行。
集中扩展：建议用于小型配置和机器上的控制柜。也可以提供 5-V 电源。
CC 和一个 EU 之间的线路距离：1.5 m（带 5 V 电源）、3 m（不带 5 V 电源）。
通过 EU 进行分布式扩展：建议在面积很大工厂内采用，其中，多个 EU 位于各个位置。可以使用 S7-400 EU 或 SIMATIC S5 EU。
CC 和一个 EU 之间的线路距离：对于 S7 EU，约 100 m；对于 S5 EU 约 600 m。

下列技术型CPU 可以提供：
CPU 315T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有中/高要求、同时需要对8个轴进行常规运动控制的工厂。
CPU 317T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有高要求、又必须同时能够处理运动控制任务的工厂
下列故障安全型CPU 可以提供：
CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 进行分布式组态、对程序量有中/高要求的故障安全型工厂
CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的故障安全工厂
CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的故障安全型工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
所有 CPU 均具有坚固、紧凑的塑料机壳。在前面板上的部件有：
状态和故障 LED
模式选择开关
MPI 端口
CPU 还具有以下配置：
SIMATIC 微型存储卡（MMC 卡）插槽；
MMC 卡替代集成的装载存储器，因此是操作*品。
使用前连接器连接到集成的 I/O 端口（紧凑型 CPU）
连接 PROFIBUS 总线(于DP型CPU)
RS 422/485 的连接（仅 PtP CPU）
连接 PROFINET(于PN型CPU)
USS协议使用CPU的下列资源：1）USS协议占用PLC的通讯端口0或1，使用USS——INIT指令可以选择PLC的端口是使用USS协议还是PPI协议，选择USS协议后PLC的相应端口不能在做其它用途，包括与STEP7-WICRO/WIN32的通讯，只有通过执行另外一条USS指令或将PLC——CPU的模式开关拨到RUN或STOP状态，才能钟新在进行PPI通讯，当PLC和与变频器通讯中断时，变频器将停止运行，所以在本例中选择CPU226 因为它有两个通讯端口，当个口用于USS通讯时，*二个端口可以用于程序，USS指令要占用2300～3600字节的程序存储空间和400个字节的变量存储区间
这样可以更换信号模块而不用重新接线。**过了1650欧姆的动作阈值，或者常闭触点打开，而且延迟时间(p0606)已届满。用户使用的。西门子PLCS7-200系列SIMATICM7自动化计算机78路数字量I/O点或10路模拟量I/O点模拟量输入模块内部是不隔离的；4．在程序块的声明部分，TITLE行下面的一行中输入”KNOW_HOW_PROTECT”；OMS是OrderManagementSystem的缩写，即订单管理系统。具体方法如下:使用万用表检测整流部分的整流桥特性，使用万用表的欧姆挡X100，红表笔接变频器的“P”端，用黑表笔分别接输人“R”“S”“T”，表针摆动应在2/3处，**过2/3或低于l/2均视异常。

PLC及其程序设计
2.1 SIMATIC S5-115U硬件组成及编程概要
可编程序控制器SIMATIC S5-115U采用标准的模块式结构，电源、CPU、各种I/O模件都插在一块母板上，并可以根据不同的I/O点数增加扩展母板，输入、输出模件和存储器的精细分级，使得这种装置具有较强的配置适应能力；通过通讯处理器和局部网，可方便地实现PLC之间及与计算机的通讯。
SIMATIC S5-115U的编程语言是STEP5，有3种表达方法，即控制系统流程图CSF，梯形图LAD和语句表STL。其中语句表STL接近于机器内部的控制程序，功能也比前两种方法丰富得多，因此在本系统实际编程应用中全部采用语句表STL。
STEP5的大特点是采用了结构化编程方法，并提供大量标准功能块如乘功能块FB242、通讯功能块FB244等，使得编程工作大大简化，而且所编程序条理清晰，易于读懂、修改和测试，这一优点尤其在编制大型复杂程序时更能显现出来。
要完成复杂任务，可以把整个程序分成一个个立的程序块，STEP5有5种块类型，即组织块(OB)、程序块(PB)、顺序块(SB)、功能块(FB)和数据块(DB)，其中组织块(OB)用以管理用户程序，形成了操作系统和控制程序之间的接口，所有其它类型块在此被调用执行。功能块(FB)用于实现反复调用或者特别复杂的程序功能，这些功能块可以是系统以标准功能块的形式提供的，也可以由用户自己编制。例如标准功能块FB242就可以实现16位二进制乘功能、FB244可以实现CPU与通讯处理器之间的数据传送，用到这些功能时可以直接调用这些功能块。
将通过背板总线和基本连接器，由安装在机架左侧插槽中的电源模块为插入机架的模块
提供所需的工作电压(5 V 用于逻辑控制器，24 V 用于接口模块)。
对于本地连接，还可通过 IM 460-1/IM 461-1 接口模块为 ER 供电。
发送 IM 460-1 两个接口中的各个接口多可通过 5 A 的电流，即多可为本地连接中的
每个 ER 提供 5 A 的电流。
I/O 总线
I/O 总线是并行背板总线，设计用于快速交换 I/O 信号。 每个机架均有一条 I/O 总线，对
信号模块的过程数据进行时间要求严格的访问均通过 I/O 总线进行。)
通讯总线(C 总线)
通讯总线(C 总线)是串行背板总线，设计用于快速交换与 I/O 信号相应的大量数据。 除机
架 ER1 和 ER2 外，其余每个机架均有一条通讯总线。
带有 I/O 总线和通讯总线的机架
下图显示了带有 I/O 总线和通讯总线的机架。每个插槽中都有 I/O 总线和通讯总线连接
器。 交付机架时，这些连接器由外盖加以保护。
分段 CR
属性
“分段”特性与 CR 的组态相关。 在非分段 CR 中，I/O 总线是连续的，且所有 18 个或 9 个
插槽互连在一起；而在分段 CR 中，I/O 总线由两个 I/O 总线段组成。
分段 CR 具有以下重要特性：
● 通讯总线是连续的(全局)，而 I/O 总线分为两个 I/O 总线区段，分别有 10 个和 8 个插
槽。
使用电源装置时，要确保次级线圈不与保护接地导线连接。
24 VDC 电源过滤
在使用未接地组态的电池为 S7-400 供电时，必须为 24 VDC 电源提供干扰抑制。 请使用
西门子电源电缆过滤器，例如 B84102-K40。
隔离监视
如果双重故障可导致安装进入危险状态，则必须提供隔离监视。
未接地操作实例
只有已组态带本地连接的 S7-400，并且在 CR 中将整个安装接地，才可在未接地组态中
操作 ER。
在我们调试S120项目的时候，还要用到的存储介质为PG/PC，它保存的是项目的离线参数信息。
同数字量模块，模拟量模块有各种点数可选，如4点输入，2点输出，4点输入/1点输出等等，可根据实际需要选择。
PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点，这是它能持久的占有市场的根本原因。随着工业自动化水平的不断提升，PLC所占据的地位可以说功不可没，虽然PLC是专为工业应用而设计，硬件设计有较高的安全性和稳定性，但是不乏一些自然原因和人为因素导致PLC损坏，不能正常使用。
扩展模块数字量模块数字量模块分为：数字量输入模块EM221，数字量输出模块EM222和数字量输入/输出模块EM223。
PLC的价格少则几百，多则上万，所以从节省开支方面讲，PLC损坏后还是具有一定的维修价值。PLC的维修技术，不单是PLC硬件上的修复，还有PLC线路以及软件的相互配合，再者，PLC不像单片机那样，是单一的芯片，加上少量电路就能工作，修复相对简单。
西门子模块CPU412-1控制单元规格型号 制动逻辑调试的好坏，直接影响到起重机的安全运行。数字量模块有各种点数可选，如16点输入，8点输出，32输入/32输出等等，可根据实际需要选择。
PLC内部集成了CPU，存储器，I/O电路，通讯电路，开关电源等，是各部分协调工作，因此，单就PLC硬体上的维修，具有一定的学问。PLC型号众多，但内部大同小异，原理基本一样。今天我就以西门子S7-200PLC为例，谈谈PLC硬件维修的一些思路和方法，不但对工控初级维修有性的帮助,此文也对PLC初学者更好的理解PLC这门理论，有积极的帮助。
EM253是一个单轴的开环运动控制模块，输出高频率达200KHz，支持定位，相对定位，回参考点等功能，集成急停，限位，参考点开关等I/O点。
CPU板为PLC中的核心部件，也是维修当中棘手的地方，CPU板出问题会导致PLC故障灯常亮，PLC不运行，现就CPU板各元件说明如下：1：CPU元件：即处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制**。
DO（Digital Output）开关量输出，
亦称数字量输出，它可由控制将输出通道变成高电平或低电平，通过驱动电路即可带动继电器或其他开关元件，也可驱动指示灯显示状态。开关量输出DO可用来控制开关、交流器、变频器以及可控硅等执行元件。
AI（Analogy bbbbb）模拟量输入，
模拟量输入的物理量有温度、压力、流量等，这些物理量由相应的传感器感应测得，往往经过变送器转变为电送入控制器的模拟输。
AO（Analogy Output）模拟量输出，
模拟量输出的是电压（如0~5V、0~10V间的电压）或电流（如0~10mA间的电流），其输出电压或电流的大小由控制决定。
Area of application
数字量输入/输出模块用于处理自动化中的数字量输入/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：
适应性;
采用的模块组合，可以匹配控制任务所需的输入/输出的点数。 不需要过多的投资
灵活的连接;
可使用各种不同的数字量执行器和传感器，将自动化连接到控制中。
Design
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 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。
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