西门子SM421数字量输入模块 安装调试

S7-400 CPU 的 MPI/DP 接口在出厂时会被设置为
MPI 接口且分配地址 2。
属性
MPI 表示用于 PG/OP 连接或用于 MPI 子网上的通信的 CPU 接口。
所有 CPU 上的默认波特率将设置为 187.5 kbps，且特率为 12 Mbps。 请确保使用的网络电缆支持预设的波特率。
CPU 通过 MPI 接口自动广播其组态的总线参数（例如波特率）。 这样，例如编程设备就可以提供正确的参数并自动连接到 MPI 子网。 总线参数与 CPU 中设置的总线参数不同的节点无法在 MPI 子网上运行。
提示
在运行期间，您只能将编程设备连接到 MPI 子网。
在运行期间，不能将其它站（例如 OP 或 TP）连接到 MPI 子网。 否则，已传输的数据可能由于脉冲干扰而遭到破坏，或者全局数据包可能会丢失。
时间同步
可通过 CPU 的 MPI 接口同步时间。 CPU 可以为主站或从站。
SIMATIC S7-400，CPU 416： 11.2MB（5.6MB代码，5.6MB数据），位处理速度30ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP, 3. 可扩展的IF964-DP(IF1)接口。
拥有中端到性能的功能强大的西门子S7-400PLC：模块化、无风扇设计，高度的扩展能力，全面的通讯和网络能力，方便实施的分布式结构，以及用户友好的运行处理，使得西门子S7-400是中、高性能应用中满足特别复杂的控制任务的理想的解决方案。
西门子S7-400 提供多种 CPU，以满足不同的性能要求： 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: 满足性能要求。 CPU 417-4 DP: 满足的性能要求。 CPU 412-3H, CPU 414-4H 和 CPU 417-4H: 用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP: 用于建立故障安全自动化系统，满足日益增长的安全需要。
所有S7-400系列CPU装在带集成的控制单元和显示单元的塑料外壳中。 相同的单元具有相同的功能。 前面板上有： LED指示灯: 用于状态和故障指示。 波动开关： 用于选择运行模式。 存储器卡插槽（扩展装载存储器） 组合 MPI/DP 端口。 内置 PROFIBUS-DP 接口（非 CPU 412-1）。 电池插座： 用于后备电池的外部供电。 除 CPU 412-1 处理器外，所有 CPU 具有： PROFIBUS DP 接口: 用于连接分布式 I/O。根据组态的不同，也可用于与 OP 或 PG/PC 的通讯。 CPU 414-3 PN/DP, CPU 416-3 PN/DP 和 CPU 416F-3 PN/DP 也可以连接 PROFINET。 每个模板有一个双口的 PROFINET 接口。  CPU 还具有： PROFIBUS DP 接口模板备用插槽： 用于链接其他 DP 网络。 此外，CPU 按照其性能进行分级：例如RAM、地址区大小、可装载块的数量以及处理时间。
CPU 414-2, CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 为中等性能要求中的高需求而设计． 他们可以满足对程序容量和处理速度有较高要求的应用．
灵活扩展： 高 131072 个数字量以及 81932 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 32 个连接。 模式选择开关： 波动开关设计。 诊断缓冲区： 后的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。
当可编程控制器垂直安装时，要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部，造成印刷电路板短路，使其不能正常工作甚至损坏。
2.电源接线PLC供电电源为50Hz、220V±10%的交流电。FX系列可编程控制器有直流24V输出接线端。该接线端可为输入传感（如光电开关或接近开关）提供直流24V电源。如果电源发生故障，中断时间少于10ms，PLC工作不受影响。若电源中断**过10ms或电源下降**过允许值，则PLC停止工作，所有的输出点均同时断开。当电源恢复时，若RUN输入接通，则操作自动进行。对于电源线来的干扰，PLC本身具有足够的能力。如果电源干扰特别严重，可以安装一个变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。
3.接地良好的接地是保证PLC可*工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接，基本单元接地。如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给可编程控制器接上地线，接地点应与动力设备（如电机）的接地点分开。若达不到这种要求，也必须做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能*近PLC
4.直流24V接线端使用无源触点的输入器件时，PLC内部24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流。PLC上的24V接线端子，还可以向外部传感器（如接近开关或光电开关）提供电流。24V端子作传感器电源时，COM端子是直流24V地端。如果采用扩展船员，则应将基本单元和扩展单元的24V端连接起来。另外，任何外部电源不能接到这个端子。如果发生过载现象，电压将自动跌落，该点输入对可编程控制器不起作用。
每种型号的PLC的输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点，它不耗电，因此在这种情况下，24V电源端子向外供电流的能力可以增加。FX系列PLC的空位端子，在任何情况下都不能使用。
通用型PLC的硬件的组成部分通用型PLC的硬件基本结构如图1所示，它是一种通用的可编程控制器，主要由处理单元CPU、存储器、输入/输出（I/O）模块及电源组成。 　　各部件的作用如下：（1）处理单元CPUPLC的CPU与通用微机的CPU一样，是PLC的核心部分，它按PLC中程序赋予的功能，接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；用扫描查询现场输入装置的各种状态或数据，并存入输入状态寄存器或数据寄存器中；诊断电源及PLC内部电路工作状态和编程过。 　　图1通用型PLC的硬件基本结构主机内各部分之间均通过总线连接。总线分为电源总线、控制总线、地址总线和数据总线。以上这些都是在CPU的控制下完成的。（2）存储器存储器（简称内存），用来存储数据或程序。它包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。 　　程序存储器用来存储程序、模块化应用功能子程序和各种参数等，一般使用EPROM；用户程序存储器用作存放用户编制的梯形图等程序，一般使用RAM，若程序不经常修改，也可写入到EPROM中；存储器的容量以字节为单位。 　　PLC配有程序存储器和用户程序存储器，分别用以存储程序和用户程序。程序存储器的内容不能由用户直接存取。因此一般在产品样本中所列的存储器型号和容量，均是指用户程序存储器。（3）输入/输出（I/O）模块I/O模块是CPU与现场I/O设备或其他外部设备之间的连接部件。 　　PLC提供了各种操作电平和输出驱动能力的I/O模块供用户选用。I/O模块要求具有抗性能，并与外界绝缘因此，多数都采用光电隔离回路、消抖动回路、多级滤波等措施。I/O模块可以制成各种模块，根据输入、输出点数来增减和组合。 　　I/O模块还配有各种发光二管来指示各种运行状态。（4）电源PLC配有开关式稳压电源的电源模块，用来对PLC的内部电路供电。（5）编程器编程器用作用户程序的编制、编辑、调试和，还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部状态和参数。 　　它经过接口与CPU联系，完机对话。编程器分简易型和智能型两种。简易型编程器只能在线编程，它通过一个接口与PLC连接。智能型编程器即可在线编程又可离线编程，还以远离PLC插到现场控制站的相应接口进行编程。 　　智能型编程器有许多不同的应用程序包，功能齐全，适应的编程语言和也较多。

PLC的发展趋势
1、功能向增强化和化的方向发展，针对不**业的应用特点，开发出化的PLC产品。以此来提高产品的性能和降低产品的成本，提高产品的易用性和化水平。
2、规模向小型化和大型化的方向发展，小型化是指提高系统可靠性基础上，产品的体积越来越小，功能越来越强；大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场，应用的规模从几十点扩展到上千点，应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。
3、系统向标准化和开放化方向发展，以个人计算机为基础，在WINOOWs平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。
通过提供标准化和开放化的接口，可以很方便地将PLC接入其它系统[2]。
PLC的功能特点
PLC的功能  随着自动化技术、计算机技术及网络通信技术的迅速发展，PLC的功能日益增多。它不仅能实现单机控制，而且能实现多机制；不仅能实现逻辑控制，还能实现过程控制、运动控制和数据处理等，其主要功能如下：
1、开关量逻辑控制
这是PLC的基本的功能。PLC具有强大的逻辑运算能力，它提供了与、或、非等各种逻辑指令，可实现继电器触点的串联、并联和串并联等各种连接的开关控制，常用于取代传统的继电器控制系统。使用PLC提供的定时、计数指令，可实现定时、计数功能，其定时值和计数值既可由用户在编程时设定，也可用数字拨码开关来设定，其值可进行在线修改，操作十分灵活方便。
2、模拟量控制
在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。PLC提供了各种智能模块，如模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块、热电阻用模拟量输入模块、热电阻用模拟量输出模块等，通过使用这些模块，把现场输入的模拟量经A/D转换后送CPU处理；而CPU处理的数字结果，经D/A转换成模拟量去控制被控设备，以完成对连续量的控制。
3、闭环过程控制
使用PLC不仅可以对模拟量进行开环控制，而且还可以进行闭环控制。配置PID控制单元或模块，对控制过程中某一变量（如速度、温度、电流、电压等）进行PID控制。
4、定时、定位、计数控制
PLC具有定时控制的功能，它为用户提供了若干个定时器，定时器的时间可以由用户在编写程序时设定，也可以用拨盘开关在外部设定，实现定时或延时控制。定位控制是PLC不可缺少的控制功能之一。PLC提供了定位模块、脉冲输出模块等智能模块，以实现各种需求的定位控制。PLC具有计数控制的功能，它为用户提供了若干个计数器或高速计数模块。计数器的计数值可以由用户在编写程序时设定，也可以用拨盘开关在外部设定，实现计数控制。、 5、顺序（步进）控制
在工业控制中，选用PLC实现顺序控制，可以采用IEC规定的用于顺序控制的标准化语言——顺序功能图进行设计，可以用移位寄存器和顺序控制指令编写程序。
6、网络通信
现代PLC具有网络通信的功能，它既可以对远程I/O进行控制，又能实现PLC与计算机之间的通信，从而构成“集中管理，分散控制”的分布式控制系统，实现工厂自动化。PLC通过RS232接口可与各种RS232设备进行通信。PLC还可与其它智能控制设备（如变频器、数控装置）实现通信。PLC与变频器组成联合控制系统，可提高交流电动机的自动化控制水平。
7、数据处理
现代PLC具有数算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表[2]。

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。

西门子 S7-400 系列PLC 功能 S7-400 提供有大量功能，支持用户的 S7-400 编程、调试和维护等工作： 高速执行指令。 用户友好的参数赋值 人机界面： S7-400 的操作系统已经集成了用户友好的OCM服务。 诊断功能和自测试： CPU的智能诊断系统可以连续地监测系统功能并记录错误和系统的事件。 口令保护。 模式选择开关。 系统功能。 SIMATIC S7-400 符合以下国内和标准： CE 标识 UL 认证 CSA 认证 或 cULus 认证 FM 认证 ATEX 认证 C-Tick, EMC 标记，用于澳大利亚和新西兰 IEC 61131-2 级船社认证 ABS（美国船级社） BV（法国船级社） DNV（挪威船级社） GL（德国劳氏船级社） L (英国劳氏船级社) Class NK（日本船级社） 详情参见/ S7-400 自动化系统 S7-400 模块 详情/ 设计 S7-400 系统的实现可以使用 模块 化设计，并可以简单地忽略插槽规则。 S7-400 的**特点是工作稳定可靠，*风扇，且其中的信号 模块 支持热插拔。 S7-400 设计简洁，使用灵活，操作为方便： 模块 安装非常简单。 背板总线集成在安装机架中 配**械部件数码编号， 模块 更换为简便。 现场可靠的连接。 TOP 连接： 预装配接线配有1至3针接口和螺钉端子或弹簧端子。 规定的安装深度： 所有接口和接头都应该安装在 模块 和保护盖板的内部。 没有槽位规则。 通讯 CPU和通信处理机支持以下通信类型： 过程通讯; 对于通过总线（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）实现循环寻址的I/O 模块 （互换过程图像）。从循环执行级调用过程通信 数据通讯; 用于自动化系统之间、或 HMI 站 与多个自动化系统之间的数据交换。 数据通信循环地进行，也可以基于事件驱动通过块由用户程序发起。 数据通讯 SIMATIC S7-400 拥有不同的数据通信机制： 使用全局数据通信（GD），实现联网CPU之间数据包的循环交换。 借助通信功能，与伙伴完成事件驱动型通信。 网络连接通过MPI、PROFIBUS或PROFINET实现。 全局数据(GD) 通过MPI，使用“全局数据通信”服务，联网CPU彼此之间可以循环地交换数据（多可达 16 GD 数据包，每个循环中大 GD 数据包容量为 64 个字节）。据此，可以实现，例如，某个CPU访问另一个CPU的数据、位存储单元和过程图像等信息。如果网络上连接有S7-300，则数据交换的数据包限于大22个字节。只能通过 MPI 进行全局数据交换。使用 STEP7 中的 GD 表执行组态。在分段 CR2 安装架中，两个 CPU 可以通过使用 GD 的 C 总线通讯。 通讯功能 使用系统已经集成的块，可以建立S7/C7伙伴之间的通信服务。 这些服务是： S7的MPI 和 PROFIBUS基本通信 通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网的 S7 通讯。 使用reloadable块，可以建立与S5伙伴和非 西门子 设备之间的通信服务。 这些服务是： 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的 S5 兼容通讯。 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的标准通讯（通过 PROFIBUS/工业以太网进行的开放式用户通讯）。 与全局数据不同的是，对于通信功能，必须为其建立通信连接
集成到 IT 领域中 借助自动化工程组态，使用 S7-400 ，可以更加方便地接入现代化的信息技术世界。使用插件CP 443-1 Advanced，可以实现以下功能： 使用任何HTML工具，创建自己的Web网页。方便地将 S7-400 的过程变量赋给HTML对象
小型可编程控制器外壳的4个角上，均有安装孔。有两种安装方法，一是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸；另一种是DIN（德国共和标准）轨道固定。DIN轨道配套使用的安装夹板，左右各一对。在轨道上，先装好左右夹板，装上PLC，然后拧紧螺钉。为了使控制系统工作可*，通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中，以防止灰尘、油污、水溅。为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内，安装机器应有足够的通风空间，基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。如果周围环境**过55C，要安装电风扇，强迫通风。
SINUMERIK802D可控制4个进给轴和一个数字或模拟主轴。通过生产现场总线PROFIBUS将驱动器、输入输出模块连接起来。
模块化的驱动装置SIMODRIVE611Ue配套1FK6系列伺服电机，为机床提供了全数字化的动力。
通过视窗化的调试工具软件，可以便捷地设置驱动参数，并对驱动器的控制参数进行动态优化。
SINUMERIK802D集成了内置PLC系统，对机床进行逻辑控制。采用标准的PLC的编程语言Micro/WIN进行控制逻辑设计。并且随机提供标准的PLC子程序库和实例程序，简化了制造厂设计过程，缩短了设计周期。
2) 810D
（请参阅：SINUMERIK 810D 840D 简明调试手册 - 2006版本）
在数字化控制的领域中，SINUMERIK 810D次将CNC和驱动控制集成在一块板子上。
快速的循环处理能力，使其在模块加工中显威力。
SINUMERIK810DNC软件选件的一系列**优势可以帮助您在竞争中脱颖而出。例如功能，可以在集成控制系统上实现快速控制。
另一个例子是坐标变换功能。固**停止可以用来卡紧工件或定义简单参考点。模拟量控制控制模拟信号输出;
管理也是另一种功能强大的管理软件选件。
样条插补功能(A，B，C样条)用来产生平滑过渡；压缩功能用来压缩NC记录；多项式插补功能可以提高810D/810DE运行速度。
温度补偿功能保证您的数控系统在这种高技术、高速度运行状态下保持正常温度。此外，系统还为您提供钻、铣、车等加工循环。SINUMERIK840D
3) 840D
SINUMERIK840D数字NC系统用于各种复杂加工,它在复杂的系统平台上，通过系统设定而适于各种控制技术。840D与SINUMERIK_611数字驱动系统和SIMATIC7可编程控制器一起，构成全数字控制系统，它适于各种复杂加工任务的控制，具有优于其它系统的动态品质和控制精度。
产品功能
控制类型
采用32位微处理器、实现CNC控制，用于完成CNC连续轨迹控制以及内部集成式PLC控制。。
机床配置
可实现钻、车、铣、磨、切害、冲、激光加工和搬运设备的控制，备有全数字化的SIMDRIVE611数字驱动模块：多可以控制31个进给轴和主轴．进给和快速进给的速度范围为100-9999mm/min。其插补功能有样条插补、三阶多项式插补、控制值互联和曲线表插补，这些功能。为加工各类曲线曲面零件提供了便利条件。此外还具备进给轴和主铀同步操作的功能。
操作方式
其操作方式主要有AUTOMATIC(自动)、JOG(手动)、示教（TEACHIN）手动输入运行（MDA），自动方式：程序的自动运行，加工程序中断后，从断点恢复运行；可进行进给保持及主轴停止，跳段功能，单段功能，空运转。
轮廓和补偿
840D可根据用户程序进行轮廓的冲突检测、半径补偿的进入和退出策略及交点计算、长度补偿、螺距误差补偿棚测量系统误差补偿、反向间隙补偿、过象限误差补偿等。
NC编程
840D系统的NC编程符合DIN66025标准(德国工业标准)，具有语言编程特色的程序编辑器，可进行公制、英制尺寸或混合尺寸的编程，程序编制与加工可同时进行，系统具备1．5兆字节的用户内存，用于零件程序、偏置、补偿的存储。
PLC编程
840D的集成式PLC完全以标准sIMAncs7模块为基础，PLC程序和数据内存可扩展到288KB，u/o模块可扩展副2048个输入/输出点、PLC程序能以较高的采样速率监视数据输入，向数控机床发送运动停止/起动等指令。
操作部分硬件
840D系统提供了标准的PC软件、硬盘、奔腾处理器，用户可在Windows98/2000下开发自定义的界面。此外，2个通用接过RS232可使主机与外设进行通信，用户还可通过磁盘驱动器接口和打印机并联接口完成程序存储、读入及打印工作。
显示部分
840D提供了多言种的显示功能，用户只需按一下按钮．即可将用户界面从一种语自转换为一种语言，系统提供的话言有中文、英语、德语、西班牙语、法语、意大利语：显示屏上可显示程序块、电动机轴位置、操作状态等信息。
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