西门子PLC模块卡件CPU412-3H 量大从优

电源模块(PS)：
用于将120/230 V AC 或 24 V DC电源连接至SIMATIC S7-400。 CPU：
针对各种性能范围，都可以提供集成有PROFIBUS DP接口的不同CPU。视型号的不同，也可以为它们配供集成式PROFINET接口。使用PROFIBUS接口，多可以连接125个PROFIBUS DP从站。PROFINET接口多可以连接256个PROFINET IO设备。SIMATIC S7-400的所有CPU 可以处理为大型的组态。此外，在单个控制器的多值计算模式下，多个CPU可以协同工作，据此，可以进一步提高系统的性能。这些CPU 处理速度快，具备确定性的响应时间，因此，其机器周期时间短。 信号模板（SM），用于数字量（DI/DO）和模拟量（AI/AO）的输入/输出。 用于连接总线和点对点连接的通讯处理器 (CP)。
当用户需要在应用中使用一个以上的控制器时，可以对S7-400进行扩展：
多 21 个扩展单元：
控制器（CC）上多可以连接21个扩展单元（EU）。 接口模块（IM）的连接：
控制器（CC）和扩展单元（EU）是通过发送接口模块（IM）和接收接口模块（IM）完成连接的。发送接口模块插在控制器（CC）上，相应的接收接口模块则插在串行连接的扩展单元（EU）上。控制器（CC）上多可以插接6个发送接口模块（IM）（其中多有2个配5-V传输器），扩展单元（EU）上则只能插接1个接收接口模块（IM）。每个发送接口模块均有2个接口，每个接口均用于连接1条线路。发送接口模块的每个接口均可以连接至多4个扩展单元（无5-V传输器）或者至多1个扩展单元（配5-V传输器）。 电源模块的固定插槽：
在控制器（CC）和扩展单元（EU）的左侧必须始终连接电源模块。 C总线受限数据交换：
C总线数据交换仅用于控制器（CC）和6个扩展单元（EU）
（EU 1 - EU 6）之间。 扩展：
推荐用于直接安装在机床旁边的小型装置或者小型控制柜。也可以选择提供5-V电源。 控制器（CC）和后一个扩展单元（EU）之间的大单线距离：
使用5 V传输器时为1.5 m；无5-V传输器时为3 m。 用EU进行分布式扩展：
推荐用于占地面积较大、在同一个位置安装多个扩展单元（EU）的工厂。甚至于可以使用S7-400 EU或者SIMATIC S5 EU。 控制器（CC）和后一个扩展单元（EU）之间的大单线距离：
对于S7 EU为100 m，对于S5 EU为600 m。 注意 用于S5扩展单元至某个S7-400的分布式连接：
IM 463-2可以用于S7-400的控制器（CC），IM 314则用于S5-EU。以下S5 EU可连接S7-400： EG 183U EG 185U EG 186 U ER 701-2 ER 701-3 通过EU 200实现的分布式扩展：
推荐用于占地面积大的工厂。使用CPU的PROFIBUS DP接口，单条线路可以连接多达125个总线节点。控制器与后一个节点之间的单线大距离：23 km（使用光缆）。
PLC即可编程序控制器，是单片机控制系统的一个产品。PLC由初的顺序控制而不断发展，通过组合不同的模块，完成各种各样的功能，如模拟量输入输出、伺服控制、上位机通讯等。特点：可以完成基本的继电器逻辑电路控制系统，且具有体积小、控制量大、具有无触点开关等特点，完全可以代替现有继电器系统，实现直接对电气元件的控制。故障率低，坚固耐用。由于PLC是由集成电路及微型继电器等构成的，结构紧凑且相对封闭，产品定型后自身一般不易发生故障，坚固耐用。 当CP342-5处在NoDP模式下工作时，多同时支持32个通讯链接，而处在DPSlave或DPMaster模式下时，多同时支持28个通讯链接。CP342-5作为PROFIBUSDP主站时，多链接124个从站，和每个从站多可以交换244个输入字节（Input）和244个输出字节（Output），与所有从站总共多交换2160个输入字节和2160个输出字节。CP342-5作为从站时，与主站多能够交换240个输入字节和240个输出字节。
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。

国内发展及应用概况
我国的PLC产品的研制和生产经历了三个阶段：顺序控制器（1973～1979）——一位处理器为主的工业控制器（1979～1985）——8位微处理器为主的可编程序控制器（1985以后）。在对外开放政策的推动下，国外PLC产品大量进入我国市场，一部分随成套设备进口。如宝钢一、二期工程就引进了500多套，还有咸阳显象管厂、秦皇岛煤码头、汽车厂等。现在，PLC在国内的各行各业也有了较大的应用，技术含量也越来越高。
这种类型的RTU装置直接使用A／D转换元件对交流电量进行采集计算，*变送器之类的转换设备，但需要快速的数字处理单元进行配合，以对采集到的数据进行分析、综合。它不仅可以反映电量的瞬时变化，而且可以进行谐波分析，计算频率，简单地实现电能量总加功能。它们多使用微型计算机（如8 X86等）配合多个单片机（如8051、8098等）、并加上大量的A／D转换电路，来实现开关量、模拟量的采集。
当前在数字技术得到充分发展和应用的情况下，交流采样方案是配网自动化的一个合理选择。它以数字电路为主，辅以少量的模拟电路，功能强大，扩充容易，可靠性较直流采样方案有较大提高，综合成本低。
2．2 中低压配网自动化的应用特点
中低压配网自动化系统由主站、远方终端单元（RTU）、线路传感器、远方控制SF6 或真空开关、通信电缆等五个部分组成。中低压配电网自动化的应用有自己不同的特点：
a）传统的变电站RTU在功能上偏重遥信、遥测，但中低压配电网的自动化对象（开关房、开闭所和配电房）数目繁多，开关操作频繁，更注重遥信、遥控功能。
b）中低压配电网的自动化对象遍布城市、农村等各种不同环境，被不同层次的用电管理人员（包括农村电工）所操作。更要求其具有安装灵活、易操作、免维护、抗恶劣环境等特点。
c）应用于中低压配电网的RTU，在功能上应具有模块化结构，在硬件上要越简单、越可靠越好。好是同一套简单硬件，只要简单进行一下设置，就可以满足不同场合、不同规模的要求。
由此可见，有必要开发新型的、不同于传统结构的RTU，以适合中低压配电网自动化的特点和需要。
2．3 中低压配电网自动化RTU的PLC实现
可编程序控制器（programmable logic con－troller，PLC）技术经过几十年的发展，已经相当成熟。其品种齐全，功能繁多，已被广泛应用于工业控制的各个领域。用PLC来实现中低压配电网自动化的RTU功能，能够很好地满足RTU的特有的要求。在国内市场，有来自许多厂家的PLC产品。这些产品从简单到复杂，都自成系列，可以满足不同应用的要求。大多数中低档次的PLC产品，都包含有离散点输入和输出（点数的多少可以依据应用情况增减）、模拟采样输入、时钟、通信等功能。利用这类PLC的现成功能，可以方便地实现中低压配电网自动化的 RTU功能。使用PLC的离散输入点来实现遥信、用PLC的离散输出点来实现遥控、用PLC的模拟采样输入来实现遥测、用PLC的通信功能来实现和主机的通信。完成这些功能，都*额外的硬件，只需根据开关房的实际情况，对PLC进行简单编程即可。不仅如此，利用PLC的模拟输出功能，甚至还可以实现配电网的遥调。例如调节调压变压器的变比，调节静止无功补偿设备的电压、电流相角等。
这样一种基于PLC的中低压配电网自动化的RTU实现方案，完全可以满足中低压配网自动化的要求。它具有以下特点和优势：硬件结构简单，完全免维护；规模可大可小，只需将 PLC的扩展模块连接在一起，就可以实现遥控点、遥信点、遥测点的增加；抗恶劣环境；高可靠性；编程实现各种功能，免硬件调试；费用低廉。

关于西门子S7-400组件的订货数据，请参见在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相应模块。
S7-400F/FH：
SIMATIC S7-400F/FH 故障安全自动化系统可在安全要求较高的工厂中使用。它可对立即停机不会给人员或环境带来危险的过程进行控制。S7-400F/FH 具有两种基本设计：
S7-400F：
故障安全自动化系统。在控制系统中发生故障的情况下，生产过程会切换到安全状态并中断。
S7-400FH：
故障安全和高可用性自动化系统。在控制系统中发生故障的情况下，冗余控制部分将发挥作用，继续控制生产过程。
通过另外使用标准模块，可以建立一个全集成控制系统，可在非安全相关和安全相关任务共存的工厂环境中使用。可以使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。
S7-400：
S7-400 自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，这些模块可进行各种组合。
系统包含下列组件：
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 均可处理较大型的配置。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。
SIMATIC S7-400有多个型号：
S7-400：
Power PLC，用于中、性能应用，并采用模块化、免风扇设计。
S7-400H:
容错型自动化系统使用冗余设计，可以用于故障安全型应用。
S7-400F/FH:
故障安全自动化系统也使用冗余设计，同样具备容错能力。
S7-400
S7-400自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，且这些模块均可以立地组合使用。
一个系统包含下列组件：
电源模块(PS)：
用于将120/230 V AC 或 24 V DC电源连接至SIMATIC S7-400。
CPU：
针对各种性能范围，都可以提供集成有PROFIBUS DP接口的不同CPU。视型号的不同，也可以为它们配供集成式PROFINET接口。使用PROFIBUS接口，***多可以连接125个PROFIBUS DP从站。PROFINET接口***多可以连接256个PROFINET IO设备。SIMATIC S7-400的所有CPU 可以处理较为大型的组态。此外，在单个控制器的多值计算模式下，多个CPU可以协同工作，据此，可以进一步提高系统的性能。这些CPU 处理速度较快，具备确定性的响应时间，因此，其机器周期时间较短。
信号模板（SM），用于数字量（DI/DO）和模拟量（AI/AO）的输入/输出。
用于连接总线和点对点连接的通讯处理器 (CP)。

数字化加工生产对计算机设计（CAD）、计算机生产（CAM）以及数控机床（CNC）的全过程提出了更高的要求，其中重要的是将CAD/CAM信息无差错地转换为数控程序。而这正是目前在机床的数字化加工中使用频繁的CAD-CAM-CNC工艺链条（如图4）。借助于“数字化双胞胎，西门子对工件的设计和编程集成关联CAD/CAM-CNC工序链，集成VNCK虚拟机床仿真工件加工过程，可以实现虚拟调试，缩短机床调试时间，降低调试过程中机床碰撞或损坏的风险，提高机床在用户端的生产力。
值得一提的是，西门子840Dsl数控系统具有高度的开放性和灵活性，用户不仅可以自行定义不同的参数和操作界面，而且，在机床加工制造的过程中，系统还能够采集零件与加工信息，并将这些信息反馈回制造执行系统中，从而形成一个信息的闭环。
“在加工过程中，功能简单的数据比较容易实现，但是我们需要更进一步的数据价值。”王道华坦言：“只有将NC程序、名称、代码等数据都实时上传并生成数据库，我们才能有针对性的开发相应的分析软件，得出每个工序的成本、效率等信息，进而优化加工节拍。”
事实上，西门子840D sl系列解决方案还能够进一步扩展，从立的自动化加工岛到整套的网络加工系统，使立加工站的零件流实现自动化乃至全面的生产规划和控制，从而优化和原料管理及维护，以达到较高的生产效率。
2018年，GMU在国产五轴加工中心的市场推广已全面推开，相信埃弗米和西门子的联手，将为各类复杂零件、模具等铣削加工用户带去全新的加工体验。
制造业是立国之本，而机床行业作为制造业的基础，其发展往往也会对其他行业产生“蝴蝶效应”。在数字化浪潮的推动下，机床行业如何抓住先机进一步挖掘数字化带来的巨大潜能？
在下周开幕的在十六届中国国际机床展览会（CIMT2019）上，以“机床数字化制造——正当时！”为主题的西门子展台，将给你一个满意。
划重点，现场，你将可以
·         目击西门子如何基于数字化平台，例如MindSphere、工业边缘计算平台、数控系统数据采集与分析平台等， 推进机床行业全价值链的数字化
·         体验MindSphere现场连接来自机床厂商的数十台设备，实时采集并分析机床数据，以提供优化建议
·         和柯马机器人玩一玩，感受如何借助Sinumerik Run MyRobot /Direct Control实现数控系统与机器人的直接集成
·         同时，时间了解新鲜热辣的新品——针对标准型机床市场的新一代Sinumerik 828数控系统。
数字化是不**业机床客户提升生产力的首要因素，在为期六天的展会上，西门子将展示持续升级的机床行业数字化企业解决方案，以及其为机床制造商和机床用户挖掘数字化带来的巨大潜能。
基于数字化平台，实现机床行业全价值链的数字化
西门子能够借助其全面解决方案，在虚拟世界中对机床用户的实际工艺链进行仿真设计，创建机床制造全价值链数字化双胞胎，涵盖产品设计、生产规划、生产工程、生产制造和数字化服务。
（西门子为机床用户和机床制造商提供涵盖全价值链的数字化解决方案 ）
西门子为机床行业提供的数字化企业解决方案依托于一系列集成、统一的开放式数字化平台：
•  西门子基于云的开放式物联网操作系统MindSphere能够帮助机床行业客户充分利用基于云的数字化优势。
•  西门子工业边缘计算（Siemens Industrial Edge）平台支持在机床端直接完成本地高性能数据处理，并将其集成到相关的自动化解决方案之中。在这个平台中，西门子专为机床行业的边缘计算应用提供了Sinumerik Edge平台，可在机床运行过程中实现高频的数据处理，并与自动化解决方案相集成。
•  西门子数控系统数据采集与分析平台（Sinumerik Integrate）可以实现对机床生产车间的生产管理、加工性能分析、机床状态等功能，而且提供了标准的数据接口，能够将机床集成到制造执行系统（MES）和企业资源管理系统（ERP）等生产IT中，从而发挥工厂内数据处理的各种优势。
在展会现场，西门子将数十台来自机床厂商的设备连接到了MindSphere，让观众直观感受数字化平台的力量。
数控系统与机器人的直接集成
在展会现场，西门子将展示Sinumerik数控系统与柯马机器人的直接集成。借助Sinumerik Run MyRobot /Direct Control解决方案，西门子机床数控系统能够将机器人直接集成到生产环境中，利用Sinumerik数控系统来控制机器人，*额外的机器人控制器便可让机器人集成到生产过程中，实现方便灵活的上下料、搬运，乃至直接加工。
通过机器人与机床数控系统的直接集成，机器人可以获取所有可用的数控系统功能。
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。
功能 STEP 7 块
STEP 7 可以将所有用户编写的程序以及程序块程序所需要的数据进行归档。由于能够在一个块内调用其他块（就像它们是子程序一样），可实现用户程序的结构化。这将大大提高 PLC 程序的组织透明性、可理解性和易维护性。提供以下类型的连接：
组织块 (OB) 控制程序的执行。
OB 可立于触发事件而被分为多个类别（例如，时间驱动、报警驱动）。这些类别具有各种**级别。根据相应的**级别，一个类别可将另一个类别中断。
在启动一个 OB 时，将提供关于引发这次启动的事件的详细信息。此信息可在用户程序中进行分析。
功能块 (FB) 中包含实际用户程序。
功能块每次被调用时可被提供不同数据（所谓“实例”）。这些数据以及内部变量（例如，用于中间值）和结果存储在的实例数据块中，并由系统自动管理。
在调用一个 FB/SFB 时，实例数据块（实例 DB）被分配给该块。它们是在编译这些块时自动生成的。
用户可从其用户程序中的任意点或从一个 HMI 系统过来访问这些数据（当然也可以是符号形式）。
功能（FC）中包含经常使用的功能的例行程序
每个功能都有一个固定的功能值（除 IEC 标准外，还可具有多个初始参数）。调用之后，必须立即对输出参数进行处理。这样，功能就不需要任何实例数据块
用户程序中的参数分配
已在STEP 7中将参数分配给模块。
在用户程序中，可使用SFC：
为模块分配新参数
将参数从CPU传送到已分配地址的信号模块
存储在数据记录中的参数
信号模块参数存储在数据记录0和1中。
可修改的参数
可以编辑数据记录1中的参数，然后使用SFC 55将这些参数传送到信号模块。 此操作不会更改CPU参数！
在用户程序中不能修改数据记录0的任何参数。
用于参数分配的SFC
SFC可用于在用户程序中对信号模块进行编程：
列表: 用于为信号模块分配参数的SFC
SFC编号
标识符
应用
WR_PARM
将可修改的参数(数据记录1)传送到已分配地址的信号模块。
WR_DPARM
将参数(数据记录0或1)从CPU传送到地址的信号模块。
PARM_MOD
将所有参数(数据记录0和1)从CPU传送到地址的信号模块。
IEC标准定时器 （时基1 ms） 和计数器 （±32767）
支持过程诊断报警消息的HMI自动显示功能
可多CPU并行计算 （多4个 CPU并行处理复杂任务）
每个控制器多可带14条 PROFIBUS-DP总线 （集成接口多4条，
通讯处理器可带10条）
通过DP主站接口模块IM 467 可实现光纤通讯
集成的MPI接口可设定为DP主站接口，通讯速率可达12 Mbit/s
模板地址可以 B方式分配
支持PROFIBUS的等时模式和从站节点通讯
支持不停机添加、从站
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