西门子S7-400CPU416F-2 诚信交易

介绍了针对西门子S7-300/400系统供电设计的一般原则，详细介绍了针对CPU电源、机架电源、模块工作电源、传感器电源的设计原则，给出了详细的处理措施，另外还对S7-300/400 110模块的接线的一些注意事项进行了汇总，希望通过本文档，能给用户以工程实施的帮助和。
工业现场严重的干扰，会通过工控机电源对工控系统造成严重危害，供电系统设计的好坏直接影响到控制系统的可靠性。对于应用PLC的工控系统，在设计供电系统时应考虑下列因素：供电与接地系统的合理设计；电源系统的抗干扰性；外部设备失电时不应影响P LC的供电，控制系统不允许断电的场合供电电源的冗余等．西门子S7-300/400系列可编程控制器是为工业控制设计的，对于S7-300/400来说，电源系统一般会设计到三种电源类型：CPU电源，模块工作电源，传感器电源，如何合理布局三种电源对系统的工作稳定性至关重要，合理的电源设计才能保证整个系统的可靠．
介绍了针对西门子S7-300/400系列可编程控制器的抗干扰措施，从系统设计阶段（包括硬件和软件方面）及系统安装阶段详细分析了抗干扰措施的方法和步骤，希望能给使用S7-300/400系列可编程控制器用户入门。
西门子S7-300/400系列可编程控制器是为工业控制设计的，在设计和制造过程中SIEMENS采取了多层次抗干扰措施，使系统能在恶劣的工业环境下与强电设备一起工作。运行的稳定性和可靠性很高，S7-300/400平均无故障工作时间高达几万小时。随着计算机技术的发展，S7-300/400的功能也越来越强，使用越来越方便，因此在工业控制系统中使用日益广泛。但是，产品的可靠性高只是保证系统可靠工作的前提，还必须在设计和安装S7-300/400系统过程中采用相应的措施，才能保证系统可靠工作．在S7-300/400使用现场的情况往往比较复杂，常常存在各种不同配电、控制及驱动设备，各个设备之间控制电缆的铺设也很接近，这就造成了干扰的产生。电网的波动、大功率用电设备电缆线及其本身产生的电磁斜波，另外一些自然环境如闪电等都会对S7-300/400的正常工作造成影响。
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。如果周围环境超过55C，要安装电风扇，强迫通风。

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。

在启动(暖启动)中，程序处理以“基本设置”内系统数据和用户地址范围为程序启动点来重启。
· 过程映像区，非保持存储器，定时器和计数器都重新设置。保持的存储器，定时器，计数器各自都保留其后的有效数值。所有以“未保留”的属性参数化的数据块被复位为初始值。其他数据块各自保留其后的有效数值。
· 程序处理从头开始再次重新启动 (启动 OB 或 OB1) 。
· 如果供电中断，暖启动只可用于缓冲模式。如若运行的 CPU 没有后备电池，当开关接通或 POWER OFF 后重新上电时，CPU 将自动复位并重新启动(暖启动)。
如果系统不要求完全复位，那么启动(暖启动)一直是可行的。在如下情况发生后，只有启动(暖启动)可行：
· 完全复位。
· 在CPU 的 STOP 模式下载入用户程序。
· USTACK/BSTACK 溢出。
· 通过 POWER OFF 或模式开关使启动(热启动)被中断。
· 重新启动超出参数化中断的时间限制。
启动(暖启动)的操作命令：
用户可以触发手动启动(暖启动)：
· 通过模式选择开关
· (如果可以，CRST/WRST 开关必须设置为 CRST)
· 通过PG的命令菜单或通讯功能
· (模式选择开关需设置在 RUN 或 RUN-P 位置).
在 POWER ON 时，下面的状态会触发自动启动(暖启动)：
· POWER OFF 时 CPU 不在 STOP .
· 模式选择开关设置到 RUN 或者 RUN-P.
· 没有将 POWER ON 的参数设置为自动热启动或自动冷启动。
· CPU 的启动(暖启动)没有因电源故障而引起中断(不依赖于启动的参数设置)
计数器常开触点C1闭合，控制输出继电器Q0.0线圈得电。 ③增减计数器（CTUD）的标注。增减计数器（CTUD）有两个脉冲信号输入端，其在计数过程中，可进行计数加1，也可进行计数减1。 在西门子S7-200系列PLC梯形图中，增减计数器的图形符号及文字标识含义如图3-21所示，其中方框上方的“???”为增减计数器编号输入位置，CU为增计数脉冲输入端，CD为减计数脉冲输入端，R为复位信号输入端，PV为脉冲设定值输入端。 当CU端输入一个计数脉冲时，计数器当前值加1，当计数器当前值等于或大于预设值时，计数器由OFF转换为ON，其相应触点动作；当CD端输入一个计数脉冲时，计数器当前值减1，当计数器当前值小于预设值时，计数器由OFF转换为ON，其相应触点动作。 可以看到，当输入继电器常开触点I0.0闭合一次，为计数器CU输入一个脉冲，计数器当前值加1，当累加至4时，计数器C48动作，其常开触点C48闭合，输出继电器Q0.0线圈得电；当输入继电器常开触点I0.1闭合一次，为计数器CD输入一个脉冲，计数器当前值减1，当减至4时，计数器C48动作，其常开触点C48闭合，输出继电器Q0.0线圈得电。
西门子PLC的用户装载存储区、用户工作存储区和用户系统存储区 装载存储区可能是CPU模块中的部分RAM、内置的E2PROM或选用的可拆卸FlashEPROM( FEPROM)卡，用于保存不包含符号地址和注释的用户程序和系统数据（组态、连接和模块参数等）。 有的CPU有集成的装载存储器，有的可以使用微存储器卡(MMC)来进行扩展，CPU31XC的用户程序只能装入插入式的MMC。 断电时数据保存在MMC存储器中，因此，数据块的内容基本上被*保留。 下载程序时，用户程序（逻辑块和数据块）被下载到CPU的装载存储器，CPU把可执行部分复制到工作存储器，而符号表和注释则保存在编程设备中。 工作存储区占用CPU模块中的部分RAM，它是集成的高速存取的RAM存储器，用于存放CPU运行时所执行的用户程序和数据。

使用USS协议的步骤：1）安装指令库后在STEP7-Micro/win32指令树的/指令/库/USS PROTOOL文件夹中将出现8条指令，用它门来控制变频器的运行和变频器参数的读写操作，这些子程序是西门子公司开发的用户不需要关注这些指令的内部结构，只需要在程序中调用即可。2）调用USS—INIT初始化改变USS的通讯参数，只需要调用一次即可，在用户程序中每一个被激活的变频器只能用一条USS-DRIVE-CTRL指令，可以任意使用USS-RPM-X 或USS-WPM-X指令，但是每次只能激活其中的一条指令。3）为USS指令库分配V存储区。在用户程序中调用USS指令后，用鼠标点击指令书中的程序块图标，在探出的菜单中执行库内存命令，为USS指令库使用的397个字节的V存储区起始地址，4）用变频器的操作面板设置变频器的通讯参数，使之与用户程序中所用的波特率和从站地址相一致。5）连接CPU和变频器之间的通讯电缆，为了提高看干扰能力好采用屏蔽电缆。
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，可靠性高。工作速度很快，能带的输入输出模块的数量很多，输入和输出模块的种类也很。例如，这允许您使用诸如变量表(VAT)这样的工具来控制和监视变量。’l维修中多次使用回流焊、热风。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，浔之漫智控技术（上海）有限公司值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。S7-300有两种类型：纺织机械精益的成功实施并不难，关键在于的决心与管理层观念的转变。近年来，我国工业绿色低碳转型取得了显著成效。处理时需要加负荷分配控制。它也是由各个单元的组合构成。6结束语这样，ABB变频器与S7-300PLC的连接已经基本建立，可以通过编写程序通过PLC来控制变频器的启、停、速度给定等各项功能，来满足工艺要求。一个项目（Project）包括的基本组件有程序块、数据块、系统块、符号表、状态图表、交叉引用表。Profibus-DP通讯协议的数据电报结构分为协议头、网络数据和协议层。金融服务集团帮助西门子其他业务集团把握商机，支持开发新客户和加强与现有合作伙伴的财务决策者的关系。向内部电路输入信号。丰富的扩展模块4.2步进电机的选择300中型控制系统一般来说，当遇到西门子变频器故障时，再上电之前首先要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧，线路板上有没有明显烧损的痕迹。
CPU 1517-3 PN/DP 是具有极大容量程序及数据存储器的 CPU，适用于除集中式 I/O 外还包含分布式自动化结构的应用中要求十分苛刻的任务。
可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系统（PROFINET 智能设备）。集成式 PROFINET IO IRT 接口设计为 2-端交换机以便在系统中设立总线型拓扑。
附加的集成 PROFINET 接口，具有单的 IP 地址，可用于网络分离等。
分布式 I/O 可通过 PROFIBUS 以及集成 PROFIBUS 接口进行连接。
另外，CPU 还提供全面的控制功能，并能够通过标准化的 PLC-open 块连接变频器
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，硬件设计有极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中枢。
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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