西门子S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块,且这些模块均可以独立地组合使用。不同的 CPU 可用于不同的性能范围,包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
产品简介
详细介绍
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S7-400 通信
SIMATIC S7-400 具有不同的通信选项:
组合了多点接口和 DP 主站,集成在所有CPU 中:
用于同时连接编程器/PC、HMI 系统、S7-200 和 S7-300 系统以及其它 S7-400 系统。
附加 PROFIBUS DP 接口,集成在多个 CPU 中,用于经济实用连接分布式 I/O 系统(例如,ET 200)。
PROFINET CPU 上的集成式 PROFINET 接口,用于连接到分布式 I/O 系统或与其它控制器和 PC 系统通信。
通信处理器,用于连接到 PROFIBUS 总线系统和工业以太网。
通信处理器,用于功能强大的点到点连接。
通过 PROFIBUS DP 进行过程通信
通过 S7-400-CPU 的集成式 PROFIBUS DP接口(可选),可将 SIMATIC S7-400 作为主站连接到 PROFIBUS DP。
以下设备均可作为 PROFIBUS DP 上的主站进行连接:
SIMATIC S7-400(CPU、CP 443-5)
SIMATIC S7-300 (CPU、CP 342-5 DP 或 CP 343-5)
SIMATIC C7(通过配有 PROFIBUS DP 接口的 C7,或通过 PROFIBUS DP CP)
虽然配有 STEP 7 的编程器/PC 或 OP 是总线上的主站,但它们仅使用也部分通过PROFIBUS DP 运行的 PG 和 OP 功能。
以下设备可作为从站连接:
分布式 I/O 设备,例如ET 200
现场设备
SIMATIC S7-200、S7-300
C7-633/P DP、C7-633 DP、C7-634/P DP、C7-634 DP、C7-626 DP
SIMATIC S7-400(仅通过 CP 443-5)
通过多点接口 (MPI) 实现数据通信
多点接口 (MPI) 是集成在 SIMATIC S7-400的 CPU 中的通信接口。
它用于:
编程和参数设置
HMI
建立涉及对等通信伙伴的简单网络拓扑
可选择的连接选项:
MPI 可以实现多 32 个节点的同时连接:
编程器/PC
HMI 系统
S7-200(作为从站)
S7-300
S7-400
C7
内部通信总线(C 总线);
通过 S7-400 的 C 总线以及 CPU 的 MPI 或 DP 接口,可以寻址带有 C 总线接口的通信处理器和功能模块。这样就可以从编程器直接访问 C 总线上连接的模块。通过接口模块,可将多 6 个扩展单元连接到 C 总线。
MPI 的性能数据:
多 32 个 MPI 节点
数据传输速率高达 12 Mbps
灵活的安装选件:
使用性能可靠的组件建立 MPI 通信:PROFIBUS 和“分布式 I/O”产品系列中的总线电缆、总线连接器和 RS 485 中继器 (12 Mbps)。
可通过组件实现调整以满足具体要求。例如,任意两个 MPI 节点之间多可以串入 9 个中继器以连接更大距离。
DP 主站:
也可将 S7-400 的 MPI 配置为 DP 主站。随后可以连接多 32 个传输速率为 12 Mbps 的 DP 从站。从而保留编程功能和人机界面功能。
通过 CP 实现数据通信(点到点)
通过 CP 441 通信处理器,可以实现功能强大的点到点连接。
可连接各种设备,例如:
PC
SIMATIC S5/S7
工业 PC
其它厂商的 PLC
扫描仪、条形码阅读器、识别系统
机械手控制装置
打印机
可变接口:
通过可更换的接口模块,可以使用不同传输介质进行通信:
20 mA (TTY)
RS 232C (V.24)
RS 422/485
通过 CP(PROFIBUS 或工业以太网)实现数据通信
通过 CP 443-x 通信处理器,可以将 SIMATIC S7-400 连接至 PROFIBUS 和工业以太网总线系统。
例如包括: SIMATIC S7-200(通过 PROFIBUS)
SIMATIC S7-300
SIMATIC S7-400
SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
编程设备
PC
SIMATIC HMI 人机界面系统
数控装置
机械手控制装置
工业 PC
驱动控制装置
其它厂商的设备
S7-400H
SIMATIC S7-400H 包括以下组件:
2 个中央控制器:
2 个单独的 UR1/UR2 中央控制器,或一个分隔式中央控制器 (UR2-H) 上的 2 个区域。
每个中央控制器有两个同步模块,用于通过光缆连接两个设备。
每个中央控制器 1 个 CPU 412-5H、1 个 CPU 414-5H、1 个 CPU 416-5H 或 1 个 CPU 417-5H。
中央控制器中具有 S7-400 I/O 模块。
UR1/UR2/ER1/ER2 扩展单元和/或带有 I/O 模块的 ET 200M 分布式 I/O 设备。
中央功能采用冗余设计。可将 I/O 组态为常规可用性型和切换型。
通常可用的 I/O(单侧配置)
在单侧配置中,I/O 模块具有单通道设计,仅由两个中央控制器中的一个来寻址。单侧 I/O 模块可插到中央控制器和/或扩展单元/分布式 I/O 设备中。
在 I/O 寻址设备工作正常的情况下,从单侧读入的信息始终提供给两个中央控制器。发生故障时,受影响的中央控制器的 I/O 模块将停止工作。
单侧配置用于:
不需要很高可用性的工厂部分。
连接基于用户程序的冗余I/O。此时,必须对系统进行对称设置。
高可用性(切换式配置)
在切换式配置中,I/O 模块采用单通道设计,但它们将由两个中央控制器通过冗余 PROFIBUS DP 来寻址。在切换式配置中运行的 I/O 模块只能插到 ET 200M 分布式 I/O 设备中。
通过 PROFIBUS DP 连接到中央控制器。
I/O 冗余
冗余 I/O 模块以冗余方式成对配置。使用冗余 I/O 可以实现程度的可用性,因为通过这种方式,可以承受 CPU、PROFIBUS 或信号模块出现故障。
可进行实现以下配置:
单侧 DP 从站采中采用冗余 I/O
切换式 DP 从站采用冗余 I/O
适宜的 I/O 模块
相互冗余的模块必须为同一类型和设计形式(例如,均为集中式或均为分布式)。不对插槽进行规定。不过,出于可用性原因,建议在不同的站中使用。关于可以使用的模块,请咨询系门子客户支持部门或参阅相关手册。
FM 和 CP 冗余
功能模块 (FM) 和通信处理器 (CP) 可在两种不同配置中使用:
切换式冗余配置:
可以双重连接 FM/CP 以将 ET 200M 或一个交换式 ET 200M 分离。
双通道冗余配置:
可将 FM/CP 插到两个子单元中或插到与子单元相连的扩展单元中(参见单侧配置)。
此时可以不同方式实现模块冗余:
由用户编程:
在功能模块和 SIMATIC 通信处理器上,通常可由用户对冗余功能进行编程。将会确定主动模块并检测可能的故障以执行切换。所需的程序与配有冗余 FM/CP 的单个 CPU 的程序*。
由操作系统直接提供支持。
对于 SIMATIC NET-CP 443-1,操作系统直接支持冗余。有关详细信息,请参见“通信”下面的内容。
S7-400F/FH
故障型 S7-400F/FH 自动化系统可根据需求进行不同配置:
通道、单侧 I/O,用于 S7-400F
工厂需要使用故障型控制器。无需容错。需要下列部件:
1 个 CPU 414-4H/417-4H,含 F-Runtime 许可证。
1 条 PROFIBUS DP 总线。
带有 IM 153-2 的 ET 200M。
故障信号模块,采用非冗余设计。
发生故障时,I/O 不再可用。故障信号模块被禁用。
单通道、切换式 I/O,用于 S7-400FH
工厂需要使用故障型控制器。CPU 侧需要有容错功能。需要下列部件:
2 个 CPU 414-4H/417-4H,含 F-Runtime 许可证。
2 条 PROFIBUS DP 总线。
1 个 ET 200M ,带 2 个 IM 153-2(冗余)。
故障信号模块,采用非冗余设计。
若 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 总线出现故障,控制器仍保持可用。在故障信号模块或 ET 200M 出现故障时,I/O 不再可用。故障信号模块被禁用。
冗余、切换式 I/O,用于 S7-400FH
工厂需要使用故障型控制器。CPU 侧和 I/O 侧需要容错功能。需要下列部件:
2 个 CPU 414-4H/417-4H,含 F-Runtime 许可证。
2 条 PROFIBUS DP 总线。
2 个 ET 200M,带 2 个 IM 153-2(冗余)。
故障信号模块,冗余设计。
在 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 总线、故障信号模块或 ET 200M 出现故障时,控制器仍保持可用。
在 S7-400F/FH 自动化系统中,也可以使用标准模块。这些设备不能与故障模块在同一个 ET 200M 中一起使用。
序号 名称 型号 数量
1 导轨 DIN rail S7-1500, 482 mm 1
2 电源 PS 60W 120/230V AC/DC 1
3 CPU CPU 1511-1 PN 1
4 存储卡 Memory card, 4 MB 1
5 数字量输入模块 DI 16x24VDC HF 1
6 数字量输入模块 DI 32x24VDC HF 1
7 数字量输出模块 DQ 32x24VDC/0.5A ST 1
8 数字量输入模块 AI 8xU/I HS 1
9 模拟量输出模块 AQ 8xU/I HS 1
10 前连接器 螺钉型, 40针 1
11 编程软件 STEP 7 Professional V12 1
西门子S7-300F
S7-300F 能够以两种 I/O 设计的方式运行:
ET 200M 中的 I/O 设计:
故障安全数字量/模拟量输入和输出模块用于集中式或分布式应用(Cat.4/SIL3 只能与隔离模块一起使用)
ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 设计:
故障安全数字量输入和输出模块可用于分布式应用
接口模板
6ES7 151-1AA05-0AA1 标准型接口模块 IM151-1与90度网络接头(不带编程口)组合件(6ES71511AA050AB0*1+6ES79720BA120XA0*1)
6ES7 151-1AA05-0AA4 标准型接口模块 IM151-1与35度网络接头(不带编程口)组合件(6ES71511AA050AB0*1+6ES79720BA410XA0*1)
6ES7 151-1AA05-0AA5 标准型接口模块 IM151-1与快速连线网络接头(不带编程口)组合件(6ES71511AA050AB0*1+6ES79720BA520XA0*1)
6ES7 151-1AA05-0AB4 标准型接口模块 IM151-1与35度网络接头(带编程口)组合件(6ES71511AA050AB0*1+6ES79720BB410XA0*1)
6ES7 151-1AA05-0AB5 标准型接口模块 IM151-1与快速连线网络接头(带编程口)组合件(6ES71511AA050AB0*1+6ES79720BB520XA0*1)
6ES7 151-1AB02-0AB0 ET 200S IM 151 光纤接口模板
6ES7 151-1BA02-0AB0 高性能型接口模块 IM151-1
6ES7 151-1CA00-0AB0 基本型接口模块 IM151-1
6ES7 151-7AB00-0AB0 ET 200S IM 151 带CPU 光纤接口模板
6ES7 138-4HA00-0AB0 DP-主站模块(for CPU only)
光纤附件
6GK1 901-0FB00-0AA0 单工连接器(100个)
6ES7 195-1BE00-0XA0 插头适配器(50个)
电源模板
6ES7 138-4CA01-0AA0 PM-E DC 24V 用于电子模板
6ES7 138-4CB11-0AB0 PM-E DC 24V 至 AC 120/230V 用于电子模板
6ES7 138-4CF03-0AB0 总线安全型电源管理模块PM-E;24V 直流
电子模板
开关量输入模板
6ES7 131-4BB01-0AA0 2路开关量输入 24VDC 标准 (5块)
6ES7 131-4BB01-0AB0 2路开关量输入 24VDC 高性能 (5块)
6ES7 131-4BD01-0AA0 4路开关量输入 24VDC 标准 (5块)
6ES7 131-4BD01-0AB0 4路开关量输入 24VDC 高性能 (5块)