S7-400
在制造自动化和过程自动化中,对所有高端的应用来说,SMATIC S7-400都是功能最强大的PLC。可作为标准PLC又可作为容错型或安全型系统使用的S7-400,为所有应用提供了平台,同时减少了工程、培训和贮藏费用。其模板设计结构和极强的扩展能力意味着S7-400可理想地用于任何应用场合。易于理解的系统功能和便捷的用户界面使得SMATIC S7-400成为各种自动化功能的最佳技术和经济性解决方案,它可用于以下领域:
·汽车工业(例如生产线)
·机械工程,包括专用设备制造
·仓库
·建筑业系统自动化
·钢铁工业
·能源生产和能源配送
·造纸和印刷业
·食品和饮料工业
·过程工程,例如供水排水
·化学和石油化学工业
即将于2004年3月推出的新一代S7-400 CPU将SIMATIC高端控制器硬件平台全面推向了一个崭新的高度。新的S7-400处理速度更快,系统资源裕量更大,通讯能力更强,性能更加可靠稳定。
凭借全集成自动化理念,无论在制造业还是过程工业将使您获得最成功的自动化解决方案,令您运筹于帷幄之中,决胜于千里之外。
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一般特性
S7-400的主要特性如下:
·指令处理时间极短可确保程序的快速执行
·对于短于0.5ms的输入信号的变化,输出信号反应时间确定
·无风扇运行与集中式和分布式信号模板的热插拔
·CPU的分级系列,l/O的扩展系列以及对带有与整个PROFIBUS世界相连的接口的功能的广泛选择,可以实现运动控制(Motion Control)应用的集成的解决方案
·CPU的位模数结构以多计算(multi-compiding)的方式在一个单元中执行
·极为高效的组态与基于STEP 7和图形工程工具的高级语言相结合
·所有项目数据,包括程序原代码和用户专用数据存贮在CPU中
·通以太网与IT世界网站和电子邮件相连接
·容错型和安全型可以满足自动化过程中的供电中断和故障保护等特殊要求
S7-400系统由以下组件组成:
·背板
·电源模板(SP)连接到电源电压
·中央处理单元(CPU)带有连接到分布式I/O的集成接口
·信号模板(SM)用于数字DI/DO和模拟(AI/AO)输入/输出
·通讯处理器(CP)用于总线连接和点对点连接
·功能模板(FM)用于需要的功能,例如计数、定位和凸轮控制
设计
S7-400可以由任何数目的模板组成,这些模板插在一个模板基板上。用户安装系统时,并不一定要遵守所有的插槽规定。信号模板可以进行热插拔,即它们可以在过程运行时连接或断开,而不必暂停生产。由于背板没有有源组件,所以系统作为一个整体是极为可靠的。
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CPU系列
有许多不同性能级别的CPU可供使用,用户可以利用它们配置可编程序控制器。
·所有CPU都集成了编程和PROFIBUS-DP接口,这就意味着它们在任何时刻都可以被OP或编程设备/PC存取或者与各种控制器连网。也可以利用该接口连接分布式PROFIBUS-DP设备。这意味着CPU都可以直接与分布式I/O一起运行
·所有CPU除了CPU412-1都装有PROFIBUS-DP接口,但也可以通过组态,用于与OP或编程设备/PC的通讯
·高端CPU还装有空闲插槽,可用PROFIBUS-DP接口模板以便连接附加的DP线路。另外,CPU之间的唯一区别是性能系列,例如RAM地址范围,可以连接的模板数和处理时间。同时,借助于“全局数据”机制,CPU的数据传输可以以极快的速度进行
·所有硬件设置都可以通过软件完成,使得DIP开关和跳线成为过去。
标准
SMATIC S7-4O0满足以下国家和国际标准:
·DIN,EN,IEC
·UL认证
·CSA认证
·FM1级第2部份;A,B,C和D组
·温度组T4(大于等于125度)
·海运认证来自:
美国海运局(American Burean of Shipping)
Bireau Veritas
Des Norske Lloyd
Liogds Register of Shipping
·所有组件的环境温度0-60度
·抗震性强
与IT世界的接口
S7-400允许用户将现代IT世界集成到自动化当中。通讯处理器(CP443-1 IT)具有以下功能:
·用任何HTML工具创建自己的主页,S7-400的过程变量可以简单地分配给HTML对象。
·使用标准浏览器通过这些主页监视S7-400
·以功能调用的方式从S7-400用户程序发送电子邮件。
·利用TCP/IP的WAN属性通过电话网(例如ISDN)进行远程编程。
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编程接口
所有CPU都带有编程和PROFIBUS-DP接口,最多可以有125个编程设备/或PC随时存取该接口,也可以利用该接口与其它控制器连网。这一接口也可以用来连接最多31个分布式PROFIBUS设备。
·这一接口可以在不同控制器间以数据通讯的方式实现过程数据的传递,例如,一个CPU可以访问另一个CPU的输人和输出
·编程接口还拥有DP接口的所有功能。PROFIBUS-DP接口(或者集成式=分布式)就组态和编程而论,集中式和分布式I/O之间没有区别。为使建立相关的大型分布式结构更为经济可行,SMATIC S7-400可以作为主机连接到PROFIBUS-DP开放式现场总线上(依照EN501 70)这就允许了从SMATIC控制器到来自其他厂商的现场设备的通讯。一个接口最多可以控制125个站。一个带有4个接口CPU可以连接的PROFIBUS从站超过 400个;这就意味着一个S7-400站可以驱动超过1600个PROFIBUS从站。它还可以与现有SIMATIC S5或SMATIC 505系统毫无问题地进行通讯
程序设计
S7-400的组态和编程工作基于STEP 7进行。STEP 7为自动化项目的用户所提供的功能,从组态到启动,测试以及维护。
STEP 7
STEP 7包括SIMATIC管理器和中央工具(用于与软件相关的项目操作)不仅关系到单CPU也关系到整个工厂—不管在解决方案中包括多少控制器,驱动器和HMI设备。使用STEP 7可以确保在整个项目中数据保持一致。STEP 7包括工厂的硬件配置又包括模板的参数化,所以不需要再进行硬件设置。STEP 7包括三种基本语言:语句表(STL),梯形图(LAD)和功能块图(FBD)STEP 7还可以通过参数设置实现连网CPU之间的高速数据传输。
工程工具
由于 S7-400通常用于执行大型程序。它还包括高级语言和基于 STEP 7的图形工程工具。其他的附件功能允许用户以面向功能的方式,利用用户友好的界面编写自动化解决方案。以下工具可用于编程:
S7-SCL
(结构控制语言)基于PASCAL的高级语言用于S7/C7控制器的编程
S7-GRAPH
实现顺序控制系统的图形化组态用于S7/C7
S7-Higraph
用于带有状态图的顺序或异步过程的图形描述,用于S7/C7
CFC
(连续功能图)面向技术的图形,使复杂功能的图形互连能够实现用于 S7
数据存储
新的STEP7 5.1版本允许将任何数据存储到CPU中,即如果用户正在维护或升级系统,工作人员仍然能够访问运行的程序和整个项目,包括所有注解和符号。如果用户使用高级语言或图形工程工具,程序源代码也可以以其原始形式或图形格式立刻得到。另外,还可以将用户专用的操作指令,手册和机器文档以标准格式直接存储在CPU中。
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通讯
全集成自动化
有了单一的,完全集成的和一致的系统,用户可以执行任何自动化功能!
系统中最重要的部分是通讯网络:
工业以太网(IEEE 802-3和802.3U)一区域和单元连网的国际标准—可以与IT环境能够相连。
PROFIBUS(IEC 61158/EN 50170)—单元和现场级的国际标准
AS—接口(EN50295)—与传感器和执行器通讯的国际标准。
EIB(EN 50090,ANSI EIA 776)—建筑物安装系统的全球标准和建筑物维护自动化的基础。
点对点连接—以专用协议在两个站点间进行通讯。点对点连接代表了最简单的通讯形式。可以使用各种不同的专用协议进行(例如RK512,3694(R)和ASCII)。
过程或现场通讯
过程或现场通讯用于将执行器/传感器与CPU相连。
PROFIBUS-DP支持S7-400的过程或现场通讯。为显示这一通讯,可将S7-400作为主站连接到PROFIBUS-DP-可以通过集成在CPU上的接口,专用接口模板或通讯处理器(CP)的方式进行。 AS接口、 EIB网络以及其他总线系统可以通过 PROFIBUS网关从S7-400访问。
数据通讯
数据通讯可以实现自动化系统间或自动化系统和智能伙伴(PC,计算机等)之间的数据传递。
数据通讯既可以通过编程接口进行也可以通过PROFIBUS和工业以太网的方式进行。
编程接口—方面允许进行循环的数据传递(无应答)另一方面能够通过编程实现大量相关数据的传递(有应答或无应答)。专用通讯处理器(CP)用于与PROFIBUS和工业以和网的连接这意味着可以利用 TCP/IP协议直接从程序进行存取。
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