西门子授权代理商 6ES7421-1FH00-0AA0 SIMATIC S7-400

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simatic s7-400, sm 421 digital input module, optic.isolated, 16 di, 120/230v ac

产品商品编号(市售编号)6es7421-1fh00-0aa0产品说明simatic s7-400, sm421 digital input module, optic. isolated, 16 di, 120/230vac产品家族未提供产品生命周期 (plm)pm500:产品已完全退市plm有效日期产品停止销售时间：2014.1注意产品不再提供。后继产品：
6es7421-1fh20-0aa0 比较产品后续产品信息后续产品6es7421-1fh20-0aa0后继产品说明simatics7-400，数字输入 sm 421，电位隔离 16 de；uc 120/230v 输入符合 iec1131-2 型号2价格数据价格组 / 总部价格组2ap列表价（不含税）显示价格您的单价（不含税）显示价格金属系数无交付信息出口管制规定eccn :ear99h / al : n工厂生产时间1 天净重 (kg)0.815 kg包装尺寸23.00 x 30.00 x3.80包装尺寸单位的测量cm数量单位0 件包装数量1其他产品信息ean未提供upc未提供商品代码85389091lkz_fdb/catalogidst9-e5产品组4460组代码r111原产地美国compliance with the substancerestrictions according to rohs directive产品不符合 rohs 标准产品类别d:产品生产到订单/客户的规格，需要工程服务，其无法重复使用或利用(设计给客户)电气和电子设备使用后的收回义务类别-reach art.33 责任信息到达信息scip number未提供西门子plc程序结构的介绍

使用西门子plc设计程序时我们需要对程序结构有一定了解， 西门子s7-200cpu的控制程序由主程序、子程序和中断程序组成，每一个模块对应的功能都不一样，下面我们一起来详细了解一下。

 

  1.主程序

  主程序(obi)是程序的主体，每一个项目都必须并且只能有一个主程序。在主程序中可以调用子程序和中断程序。

  主程序通过指令控制整个应用程序的执行，每次cpu扫描都要执行一次主程序。step7-micro/win的程序编辑器窗口下部的标签用来选择不同的程序。因为程序已被分开，各程序结束时不需要加入无条件结束指令，如end、ret或reti等。

  2.子程序

  子程序是一个可选的指令的集合，仅在被其他程序调用时执行。同一子程序可以在不同的地方被多次调用，使用子程序可以简化程序代码和减少扫描时间。设计得好的子程序容易移植到别的项目中去。

  3.中断程序

  中断程序是指令的一个可选集合。中断程序不是被主程序调用，它们在中断事件发生时由可编程序控制器的操作系统调用。中断程序用来处理预先规定的中断事件，因为不能预知何时会出现中断事件，所以不允许中断程序改写可能在其他程序中使用的存储器。

simotion 技术功能包概述可通过技术功能包进行功能扩展

simotion 技术功能包通过附加语言命令扩展了 simotion设备的基本功能，可方便地适应相应自动化任务。

可加载的技术功能包支持创建工艺对象（例如，定位和同步轴、凸轮路径、外部编码器等），这些工艺对象可通过系统函数和系统变量来访问，以便在各种simotion 编程语言中使用。

功能simotion 运动控制工艺包

运动控制基本工艺功能无需许可证即可使用。而使用运动控制工艺包的扩展功能则需要许可证。

运动控制工艺包包含非常全面的功能，提供了开放而又灵活的应用编程方式，确保您还可以在将来实施各种运动控制应用。

将运动控制功能与强大的 plc功能结合使用，可缩短机器响应时间，从而实现快速机器循环，并且由于获得可重复的机器行为，可以提高产品质量。

基本运动控制的工艺功能

“速度控制轴”工艺对象

可在程序中定义速度设定值（针对伺服和量驱动）

另外，可定义累积转矩设定值和转矩限值，例如，用于对带有张力控制的卷绕机驱动器进行控制

访问驱动的状态字和控制字
可对 profidrive 单元的释放顺序进行具体的控制（例如，对于制动信号）。

读写驱动参数

支持可执行安全相关运动监控功能的 sinamics 变频器，例如，这些功能包括： 安全限制转速 (sls)、安全转速监控器(ssm)、安全限制加速度 (sla) 和安全方向 (sdi)、安全相关位置监控（如安全限制位置 (slp)、安全 cam (sca)和安全位置传输 (sp)）或安全停止功能（如安全转矩关闭 (sto)、安全停止 1 (ss1)、安全停止 2 (ss2)和安全运行停止 (sos)）。
这种支持的目的是防止驱动器的停止反应，其中 simotion 使用应用程序来调节驱动器，例如驱动器。在允许的速度限制范围内（通过sls）或停止（例如通过 sos）驱动器。
sinamics 安全集成功能的激活和禁用以及它们的状态将在轴上加以指示，并带有特定工艺报警和系统变量。

有关 sinamics安全集成功能的详细信息，请参见“安全集成”部分。

外部编码器工艺对象

外部编码器可用于检测轴的实际位置值（基于 profinet/profibus，对于c240 为内置组件，对于驱动器为第二个编码器）。

凸轮和凸轮路径工艺对象

生成与位置相关的切换信号

凸轮数和凸轮轨迹取决于可用的系统资源

每个凸轮轨迹在一个输出上多可以有 32 个凸轮

提供以下凸轮类型：

跳闸凸轮

位置-位置凸轮

位置-时间凸轮

接通时间长的位置-时间凸轮

计数器凸轮

输出的jingque时间设置，jingque时间输出凸轮

凸轮状态可通过以下内容输出：

内部变量

标准数字量输出（simatic et 200sp，simatic et 200mp 等）

simotion c、d 的内置输出以及 tm15，et 200sp 和 et 200mptm timer didq 上的凸轮输出（可满足 µs 范围内的高精度要求）

输出可反转

以下值可作为凸轮切换边沿的参考点：

真实轴和虚拟轴的设定值

真实轴和外部编码器的实际值

可用的功能如下：

可通过参数设定滞值和有效方向

可单独指定激活和停用时间（停滞时间补偿）

一次性和周期性凸轮路径输出

凸轮轨迹的可设定参数的启动/停止模式（立即、下一轨迹循环等）

单个凸轮的状态（激活/撤消）可读

也可直接将凸轮轨迹上的各单个输出凸轮定义为有效/无效

测量输入技术对象

测量输入可分配给定位和同步轴、外部编码器或虚拟轴，并可在测量时提供轴位置。

可用的功能如下：

一次性测量

循环测量（每个伺服/ipo 周期两个边沿，与 et 200sp 和 et 200mptm timer didq 或 simotion c240、d4x5-2 上的测量输入相结合）

在虚拟轴上执行测量（与 tm15、et 200sp 和 et 200mptm timer didq、d4xx-2、cx32-2、cuxx 或 c240 上的测量输入相结合）

一个轴上可以有多个有缘测量输入，或者一个测量输入可用于多个轴（与 tm15、et 200sp 和et 200mp tm timer didq、d4xx-2、cx32-2、cuxx 或 c240上的测量输入相结合）

可通过参数设定边沿检测（上升沿、下降沿、两个边沿）

动态分辨率范围

pos – 定位工艺功能

定位轴工艺对象

包含驱动轴技术对象的功能

支持的轴类型：

线性轴、旋转轴

线性轴和旋转轴的模数轴

真实轴和虚拟轴

仿真轴

针对以下组件的位置控制：

电气驱动器
通过数字量设定点输出进行位置控制
以下 profinet/profibus dp 协议用于这个目的：驱动技术行规，profidrive，版本4（等时同步模式）
使用动态伺服控制（带样条的 dsc 和 dsc），可实现高动态运动；例如，变频器中周期为 125 微秒的位置控制
通过模拟量设定点输出进行位置控制：
用于 c240、adi 4、im 174 的内置 i/o

液压驱动
采用模拟量输出设定值进行位置控制:
用于 c240、adi 4、im 174 的板载 io；i/o 范围中的模拟量输出，例如，与et 200 高速 i/o 组合使用）
液压阀的特性参数利用凸轮设定

步进电机
通过步进驱动器脉冲方向输出实现位置控制:
（c240 和 im 174 的板载 i/o）
或者，也可连接带有 profinet/profibus 接口的步进驱动器，但前提是它们支持 profidrive行规。步进驱动器既可以不带编码器运行，也可以带编码器进行位置控制。

位置控制定位：
可以在无插补环境下，通过指定如下值来单独操纵各个轴：

轴名

位置

速度

加速度/延迟、加加速度

到下一个运动的过渡行为

由速度控制定位轴的运行

监控和限制（静止、定位、动态跟踪误差、静止信号、受控变量、硬件/软件结束位置、编码器频率限值、速度误差、测量系统差异/滑差、动态响应限值）

反向阻止（防止输出可导致回撤运动的设定值）

通过凸轮定义的轴运动曲线：

路径与时间

速度与时间

速度与路径

轴的力与压力控制：

从位置控制运行动态切换到压力控制运行或相反

可采用多个压力传感器

压力差测量

轴的力和压力限制 :

可通过凸轮指定的力和压力曲线：

用于闭环控制和限制

力/压力与时间

力/压力与路径

运行至固定停止点：

达到以下误差限值时停止

达到转矩限值时停止

达到定义的转矩时停止

进给功能支持附加的转矩、可调的转矩限制和灵活的转矩限值 b+/b-

连续运动的过渡行为：

附加，即完成每个运动，轴在两次运动之间停止（jingque停止）

连续运动，即在制动开始时向下一个运动过渡。

替换，即立即执行所编程的运动。主动命令将中止。

主动运动期间可执行附加运动，例如主动定位运动可与补偿运动同步执行。

定位轴并发启动

回原点：
目前支持下列回原点类型：

主动回至原点（参考点接近功能）/被动回至原点（运行中回至原点）
o 采用参考凸轮和编码器零标记
o 只采用外部零标记
o 只采用编码器零标记
o bero 接近开关和硬件限位开关用作反向凸轮
o 硬件限位开关用作参考凸轮

直接回原点/设置原点位置

相对直接回原点（按指定偏移量移动）

juedui编码器回原点/juedui编码器校准

补偿和参考点：

参考点偏移量

反向间隙补偿

静态摩擦补偿

液压滑动摩擦补偿

模拟驱动器漂移补偿

印刷标记校正

编码器切换：
每个轴多可指定 8 个编码器：

每次仅有一个编码器用于位置控制：

可动态完成编码器间的切换（使用一个切换平滑滤波器）。

非活动编码器的实际值可通过应用程序读取，用于特定的监视或其他用途。

倍率：

可在当前移动速度和加速度/减速度的基础上在线叠加各种系数。

gear – 同步操作/电子齿轮工艺功能

同步轴工艺对象

包含定位轴工艺对象的功能

位置控制轴采用同步速度

角度同步，电子齿轮：
可确保多个轴实现稳定、长时间的角度同步。可小幅调整传动比。

juedui和相对齿轮箱同步

从动轴偏移

主动轴：
可在主值源之间直接切换主值（必须指定过渡动态）。
以下可用作下列轴的引导轴或主控值源：

虚拟轴：
虚拟轴仅存在于控制系统中，因此没有真实的驱动器、电机或编码器。虚拟轴与真实轴一样可通过命令进行控制。运动控制系统将计算插补器的设定值，并将用作同步运行的主值或其他用途。

真实轴：
真实轴是属于 simotion 系统并可通过设定值和实际值连接的主动轴。

外部编码器：
实际值通过外部编码器检测，并在调整后作为主值提供。

设定值连接以及带停滞时间补偿的实际值连接。

可在运行过程中更改轴的角度位置和电子齿轮传动比。

接合/分离：
例如，可将从动轴停止运行一个周期或者仅运动一个周期，以便卸下故障元件。可通过可编程同步功能，灵活实现此类操作。

同步和去同步：

在主动轴处于运动或静止状态时，可以将从动轴同步或去同步。

可以指定主值和从轴的同步位置。

可使用不同的同步模式：

通过可指定的主值距离进行同步

基于可指定的动态响应参数进行同步（加加速度限制）

位置同步，在jingque位置进行同步和去同步

同步位置范围（在同步位置之前、之后和与同步位置对称）

终止同步定位操作

全面的同步运行监控功能

外部同步：
通过动态测量打印标记和叠加定位功能等方式，可以更正物料偏差。

同步运行期间的同步运动：
可在同步运行过程中完成定位运动或其他同步运行。

支持分布式同步运行，可超出设备限值实现同步运行。

profibus：主动轴对应 profibus 主站，从动轴对应 profibus 从站。

profinet:可针对不同 simotion 控制器上的引导轴之间进行切换。在多台 simotion控制器之间进行级联式同步运行。

自动补偿停滞时间。

还支持跨项目操作（独立项目）

cam--凸轮技术功能

凸轮工艺对象

凸轮数取决于可用的系统资源

每个凸轮的支持点数或区段数取决于可用的系统资源。

凸轮函数：

使用表插补点或包含三角函数的多 6 次多项式进行定义

可按 vdi 2143 执行运动规则

支持点/多项式之间的过渡：线性、连续、样条

带凸轮系统的工艺对象同步轴：

包含同步轴工艺对象的功能

可扩展性，凸轮函数甚至可在运行过程中进行补偿和切换：

可在运行过程中扩展和补偿凸轮函数的主动轴和从动轴位置。

可在运行过程中定义和切换活动的凸轮函数。

非周期性和周期性编辑凸轮

juedui和相对曲线同步

juedui和相对主值参照

同步及不同步（参见同步轴技术对象）

超驰 2 个同步凸轮

凸轮可通过 simotion scout 工程系统进行定义和修改，也可在运行期间通过应用程序进行定义和修改。

path - 路径插补技术功能

路径插补工艺对象

路径插值技术的主要目的实现搬运运动自动化，该技术具备以下功能：

二维和三维线性插值、圆弧插值和多项式插值

标准运动学变换

与传送带同步（传送带跟踪）

跨 3 个移动块进行动态规划

路径动力（速度、加速、急拉）可在该路径上指定，一般轴限制都适用于沿路径限制

2 个移动块间的连续几何运动

采用 simotion scout可以直观地使用插值功能（路径控制面板，用于高效地横向移动路径轴和画面，支持坐标系统校准过程）

路径对象可通过以下组件实现互连：

多 3 个插补路径轴

一个定位轴，用于路径同步运动

一个凸轮，用于设定速度曲线

路径凸轮、凸轮轨迹和测量输入的连接，基于用于实现路径同步运动的定位轴

通过定位轴实现笛卡尔路径坐标的互连。

以下组件的运动学变换：

旋转臂

scara

笛卡儿坐标系（二维/三维）

关节臂 (2d/3d)

圆柱坐标机器人

滚轴筛（二维/三维）

三角筛（二维/三维）

用于实现用户自定义运动的用户功能 (2d/3d)

通过 st 和 mcc 编程

使用一个预先组态的标准版应用程序，可方便地实现具有 jog模式的搬运机械手，并可创建运动程序（请参见随 simotion scout 提供的“simotion 实用工具和应用程序”）。

运动控制工艺包中的运动学功能

运动控制工艺包中的运动学功能

物料加工机器的插补由 sinumerik 机床控制器来实现。（有关sinumerik 控制系统的详细信息，请参见产品目录 nc 62 和 nc 82。）

辅助工艺功能

固定齿轮技术对象

“固定齿轮”工艺对象可用于实施基于指定传动比的固定式同步运行（无需同步/去同步）。通过固定传动，可按配置的传动比（齿轮比）将输入变量转换为输出变量。
例如，可如下使用“固定齿轮”工艺对象：

考虑到主变量中直径。

无需连接即实施固定传动比

为速度控制轴进行速度同步

作为主值的运动联动机制，从动轴将接合或分离。通过此方式，齿轮将始终与主值同步。示例：纸幅与主值同步运行。

加法器工艺对象

加法器对象可用于将一个输出矢量与多四个输出矢量（运动矢量）相加。加法对象可用作以下用途，例如：

在主信号路径（例如纸幅的切割寄存器、颜色寄存器等）中增加叠加或补偿

“公式”工艺对象

用于可扩展变量和运动矢量的公式对象。公式对象可以在互连对象中使用，以修改主信号路径的标量变量，如：

叠加转矩

叠加主速度

修改转矩变量 b+、b-

启用转矩限值

启用转矩

传感器工艺对象

传感器对象可用于采集标量测量值。传感器对象从 i/o读取值，并将实际值作为标准格式输出信号向外提供。

“控制器”工艺对象

控制器对象可用于准备和控制标量变量。
控制器对象可用作标量控制变量的通用 pidt1 控制器，以及作为 pi 和 p 控制器。

工艺对象的互连

单独的工艺对象可互相连接。例如，辅助技术功能可用于直接在系统级实施张力控制的卷绕机应用。

注意：
无需许可证即可使用辅助工艺功能。

simotion tcontrol 工艺包tcontrol – 温度控制器工艺功能

温度通道工艺对象

温度工艺包的控制器内核具有一个 dpid结构。可配置单纯的加热控制器和冷却控制器以及组合的加热/冷却控制器并进行参数设定。

每个温度通道均具有用户自定义功能：

每个温度通道均可配置为加热或冷却部分，或者配置为组合的加热/冷却部分。

控制器使用 pid 或 dpid 控制算法，或者使用可选控制区域功能。

在手动输出模式下，可输出替换值。

可单独为每个控制器通道选择运行模式。借此，可将输出切换为一个固定值。
可用工作模式包括：

运行设定值闭环控制

实际值采集和手动操纵变量值输出

实际值采集和“0”输出

自整定

实际值采集和处理

针对每个实际值进行合理性检查，并在相应过滤器实施测量前进行更正

过滤（借助 pt1 元素）

操作信号准备和输出

数字量、脉冲长度调制操作信号

通过集成丢失脉冲防止 i/o 周期出现小脉冲持续时间

手动操作值（用于手动输出模式）

输出值限制

替换值（动态计算）

加热控制器自整定

这样可确保系统能够快速启动而不会出现过冲，并且可维持设定值，而不出现持续的系统偏差。

可针对所有所需通道并行使用自整定，从而保证甚至强耦合的温度部分都能实现zuijia的参数采集。

监视和报警功能

通过定义公差带监视实际值可独立地将内部和外部容差带作为juedui容差带或相对容差带进行定义。

测量回路监控可提高工厂的运行安全水平

合理性检测

报警功能

可通过应用示例清楚地解释如何使用 tcontrol技术功能包。该应用示例介绍了功能扩展、应用的功能接口和 hmi 的数据接口。该示例包含在 simotion scout 附带的utilities & applications 中。

simotion 驱动控制图 (dcc) 工艺包驱动控制图工艺功能

借助驱动控制图(dcc)，可轻松以图形化方式配置开环和闭环控制功能。使用拖拉，从功能块库中选取多背景功能块，并通过图形进行互连和参数设置。控制结构可以清晰呈现。

tia portal 中的 simotion (scout tia) 没有dcc。

功能库中包含大量可供选择的

控制块，

计算块，以及

逻辑块以及

全面的开环和闭环控制功能。

更多功能：

为了逻辑合并、评估和采集数字量信号，所有常用逻辑函数都可供选择，例如，

与运算

xor

开/关延迟

rs 触发器或计数器

对于数字值的监控和评估，还提供了大量的算术功能，例如：

求和

除法器

大值/小值评估

除自动速度控制器外，还可以轻松配置卷线机、pi 控制、斜坡函数发生器和摆动发生器。

有关驱动控制图 (dcc)的更多信息，请参见“simotion scout 的可选包”部分。

simotion 多功能信息接口 (miif) 工艺包

simotion 工艺包miif（多功能信息接口）可充当服务器，支持以符号化方式访问 simotion数据并通过以太网将数据提供给客户端（例如，操作面板）。

对 simotion 变量的访问实现了完全的符号化。客户端应用不会受simotion 应用的任何影响。通信基于 tcp/ip 协议。在一条以太网线路中可以运行多台控制器和 hmi 站点。

服务器在加载到控制器后即处于活动状态。服务器无需在应用程序中配置。

通过 miif 实现 simotion 数据的符号化访问

服务器允许在 simotion rt内读写变量。这里支持设备的系统变量、工艺对象的系统变量和 unit 全局变量。全局设备变量和 i/o 变量在 oamiif v1.0中不受支持。如果显示/更改这些变量，需要由应用程序进行复制。

simotion 减振 vibx（可选）技术功能包

vibx（振动消除）技术功能包以设定值滤波器（轴设定值滤波器）的形式提供了减振功能，该过滤器将应用于 simotion轴。通过修改轴的设定值，该技术功能包可降低移动中的机械组件的固有频率引起的振动。可以对轴进行定位而不会产生振动，并且机械部件的磨损降低。这样就会提高机器的可用性和零件生产速度，从而提高整体生产力。不需要进行结构改变或使用附加传感器或执行器。

simotion oacamgen 技术功能包

simotion 技术功能包 oacamgen可用于计算运动曲线，并设计伺服压力机的规格。oacamgen 是 simotion simopress servo软件包的核心组件。使用组件，可以在考虑边界条件（如大偏心速度、大压头速度和大加速度）的基础上计算运动曲线，同时大限度减小传动装置负荷。