西门子变频器1FL6022-2AF21-1AA1

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西门子S7-400PLC的CPU模块有哪些

  S7-400有7种不同型易的CPU，分别适用于不同等级的控制要求。不同型号的CPU免板上的元件不完全相同(见图2-13)。

  CPU内的元件封装在一个牢固而紧凑的塑料机壳内，面板上有状态和故障指示LED、模式选择开关和通信接口。存储卡插槽可插入多达数十兆字节的存储卡。

  1. S7-400CPU的指示灯与模式选择开关

  S7-400 CPU模块面板上的LED指示灯的功能见表243，有的CPU只有部分指示灯。

  S7-400CPU模块面板上的模式选择开关的外形和使用方法与S7-300的完全相同。开关各位置的意义与S7-300的相同。

  2.存储卡

  在CPU模块的存储卡插槽内插入FEPROM或RAM存储卡，可以增加装载存储器的容量。电池或“EXT.BATT.”插口输入的外部备用电压为RAM存储卡提供后备电源。RAM卡没有内置的备用电池，从CPU卸下RAM卡后，卡上所有的数据将会丢失。

  FEPROM卡不需要备用电压，即使从CPU取下它，也能保持存储在其中的信息。如果想将数据存储在RAM中，并在RUN模式下编辑程序，应使用RAM卡。如果想用存储卡性存储用户程序(有掉电保护功能)，应使用FEPROM卡。

  执行存储器复位操作后，在SIMATIC管理器执行“PLC”菜单的命令，可以将用户程序下载到存储卡。

  3.后备电源

  可以根据模块类型，在S7-400的电源模块中安装一块或两块备用电池，通过背板总线备份CPU和可编程模块中的参数设置和RAM中的存储器内容。

  通过CPU面板上的“EXT.-BATT.”(外接电池)插孔，提供DC5~15V的电压，可以实现同样的备份功能。在更换电源模块时，如果想保存存储在RAM中的用户程序和数据，需要将外部电源连接到“EXT.-BATT.”插孔。接入外部电源时应确保插头的极性正确。

  4.CPU的通信接口

  CPU模块上有集成的MPI/DP接口，有的有PROFIBUS-DP和PEOFINET接口。MPI可以连接计算机、操作员面板和其他S7-300/400控制器。也可以将MPI接口组态为PROFI-BUS-DP主站接口，多可以连接32个DP从站。PROFIBUS-DP接口可以连接分布式I/O、PG/OP(编程器/操作员面板)和其他DP 主站。

  可以将H-SYNC模块插入CPU414-3H和CPU417-4H的接口模块插槽中。

  5.CPU模块的分类

  S7-400有7种CPU，S7-400H有两种CPU。CPU412-1和CPU412-2用于中等性能的经济型中小型项目。CPU412-2有两个DP接口。

  CPU414-2和CPU414-3具有中等性能，适用于对程序规模、指令处理速度及通信要求较高的场合。CPU416-2和CPU416-3适用于范围的各种高要求场合。

  CPU417-4适用于要求的复杂场合，CPU417H用于S7-400H容错控制PLC。通过IF964DP接口子模块插槽，CPU414-3和CPU416-3可以扩展一个DP接口，CPU417-4可以扩展两个DP接口。CPU414-3PN/DP和CPU416-3PN/DP有一个MPI/DP接口、一个DP接口，还有一个PROFINET接口。

  S7-400可以扩展21个扩展机架。使用UR1或UR2机架的多CPU处理多可安装4个CPU。每个中央机架多使用6个IM(接口模块)。

SIMATICS7-1500无缝集成到TIA博途中，提高了工程组态的效率。

性能

SIMATIC S7-1500的系统性能大幅度缩短了系统响应时间，进而优化了控制质量并提高了系统性能。

处理速度

SIMATIC S7-1500 的信号处理速度更为快速，大幅缩短系统响应时间，进而提高了生产效率。

高速背板总线

新型的背板总线技术采用高波特率和传输协议，以实现信号的快速处理。

通信

SIMATICS7-1500带有多达3个PROFINET接口。其中，两个端口具有相同的IP地址，适用于现场级通信；第三个端口具有立的IP地址，可集成到公司网络中。通过PROFINET IRT，可定义响应时间并确保高度的设备性能。

集成 Web Server

无需亲临现场，即可通过Internet浏览器随时查看CPU状态。过程变量以图形化方式进行显示，同时用户还可以自定义网页，这些简化了信息的采集操作。

结构组成

SIMATIC S7-1500采用模块化结构，各种功能皆具有可扩展性。

每个控制器中都包含有以下组件：
·一个中央处理器 (CPU)，用于执行用户程序
·一个或多个电源
·信号模块，用作输入/输出
·以及相应的工艺模块和通信模块。

设计操作

SIMATIC S7-1500 中包含有诸多新特性，确保了工程组态的性和可用性。

内置CPU 显示屏

可快速访问各种文本信息和详细的诊断信息，以提高设备的可用性同时也便于全面了解工厂的所有信息

标准前连接器

标准化的前连接器不仅简化了电缆的接线操作，同时还节省了更多的接线时间。

集成短接片

通过集成短接片的连接，可以更为灵活便捷地建立电位组。

集成DIN 导轨

可快速便捷地安装自动断路器、继电器之类的其它组件。

灵活电缆存放方式

凭借两个预先设计的电缆定位槽装置，即使存放粗型电缆，也可以轻松地关闭模块前盖板。

预接线位置

通过带有定位功能的转向布线系统，无论是初次布线还是重新连接，都非常快速便捷。

集成的屏蔽夹

对模拟量信号进行适当屏蔽，可确保地识别信号并有效防止外部电磁干扰。同时，使用插入式接线端子，无需借助任何工具既可实现快速安装。

可扩展性

灵活的可组装性以及向上兼容性，便于系统的快速扩展，从而在确保了和投资安全性。

信息安全集成

SIMATIC S7-1500中提供一种更为全面的安全保护机制，包括授权级别、模块保护以及通信的完整性等各个方面。“信息安全集成”机制除了可以确保投资安全，而且还可持续提高系统的可用性。

专有技术保护

加密算法可以有效防范未经授权的访问和修改。这样可以避免机械设备被仿造，从而确保了投资安全。

防拷贝保护

可通过绑定SIMATIC 存储卡或CPU 的序列号，确保程序无法在其它设备中运行。这样程序就无法拷贝，而且只能在的存储卡或CPU上运行。

访问保护

访问保护功能提供一种全面的安全保护功能，可防止未经授权的项目计划更改。采用为各用户组分别设置访问密码，确保具有不同级别的访问权限。此外，安全的CP1543-1 模块的使用，更是加强了集成防火墙的访问保护。

操作保护

系统对传输到控制器的数据进行保护，防止对其进行未经授权的访问。控制器可以识别发生变更的工程组态数据或者来自陌生设备的工程组态数据。

集成系统诊断

SIMATIC S7-1500中集成有诊断功能，无需再进行额外编程。统一的显示机制可将故障信息以文本方式显示在TIA博途、HMI、Web server和CPU的显示屏上。

一键生成诊断信息

只需简单一击，无需额外编程操作，既可生成系统诊断信息。整个系统中集成有包含软硬件在内的所有诊断信息。

统一的显示机制

无论是在本地还是通过Web 远程访问，文本信息和诊断信息的显示都相同，从而确保所有层级上的投资安全。

接线端子/ LED 标签的1:1 分配

在测试、调试、诊断和操作过程中，通过对端子和标签进行快速便捷的显示分配，节省了大量操作时间。

通道级的显示机制

发生故障时，可快速准确地识别受影响的通道，从而缩短了停机时间，并提高了工厂设备的可用性。

TRACE 功能

TRACE 功能适用于所有CPU，不仅增强了用户程序和运动控制应用诊断的准确性，同时还优化了驱动装置的性能

技术集成

SIMATIC S7-1500 中可将运动控制功能直接集成到PLC 中，而无需使用其它模块。通过PLCopen技术，控制器可使用标准组件连接支持PROFIdrive 的各种驱动装置。

此外，SIMATIC S7-1500 还支持所有CPU 变量的TRACE 功能，提高了调试效率的同时优化了驱动和控制器的性能。

TRACE 功能

TRACE 功能适用于所有CPU，不仅增强了用户程序和运动控制应用诊断的准确性，同时还优化了驱动装置的性能。

运动控制功能

通过运动控制功能可连接各种模拟量驱动装置以及支持PROFIdrive 的驱动装置。同时该功能还支持转速轴和定位轴。

 S7-200系列PLC的存储区分为程序存储区、变量存储区和参数存储区。

  ①程序存储区

  程序存储区主要用于存放用户程序，程序空间容量在不同的CPU中是不同的。另外，CPU的RAM区与内置EPPROM上都有程序存储器，它们互为映像，且空间大小一样。系统程序会进行自动调度，在程序执行时将程序从E?PROM映像到RAM中，以提高运行速度。

  系统程序也存放在程序空间，但对用户是不开放的，即用户不能访问和读写系统程序。

  ②变量存储区

  变量存储区存储各种编程变量。编程变量包括输入继电器(输入映像)1、输出继电器(输出映像)Q、中间继电器M、定时器T和计数器C。

  ③参数存储区

  参数存储区是用于存放与PLC组态参数有关的存储区域，如保护口令PLC站地址、停电记忆保持区、软件滤波、强制操作的设定信息等，该存储器为EPPROM.

  图3-15为用户程序、PLC组态参数和数据块下载示意图。

  (2)S7-300/400系列PLC的存储区S7-300/400系列PLC的存储区可以划分为四个区域：系统存储器(SystemMemory)、工作存储器(Work Memory)、装载存储器(Load Mem-ory)和保持存储器(Non-VolatileMemory)，如图3-16和图3-17所示。

  ①系统存储器

  系统存储器用于存放输入/输出过程映像区(PII、PIQ)、位存储器(M)、定时器(T)、计数器(C)、块堆栈和中断堆栈以及临时存储器(本地数据堆栈)。

  ②工作存储器

  工作存储器仅包含运行时使用的程序和数据。RAM工作存储器集成在CPU中，RAM的内容通过电源模块供电或后备电池保持。除了CPU417-4可以通过插入专用的存储卡来扩展工作存储器外，其他PLC的工作存储器都无法扩展。

  ③装载存储器

  装载存储器是用于存放不包含符号地址分配或注释(这些保留在编程设备的存储器中)的用户程序。装载存储器可以是存储卡、内部集成的RAM或内部集成的E?PROM，现在的S7-300PLC必须配置FlashE?PROM才能下载程序。

  ④保持存储器

  保持存储器是非易失性的RAM，通过组态可以在PLC掉电后即使没有安装后备电池的情况下，保存一部分位存储器(M)、定时器(T)、计数器(C)和数据块(DB)。在设置CPU参数时一定要指定应保持的区域。注意：由于S7-400PLC没有非易失性的RAM，即使组态了保持区域，掉电时若没有后备电池，也将丢失所有数据。这是S7-300PLC与 S7-400 PLC的重要区别。

  a.当在STEP7中执行下载(Download)时，会把编程设备中的用户程序下载到CPU的装载存储区，同时会把运行时使用的程序和数据写入工作存储器(如OB1和数据块)。b.若CPU没有后备电池，当系统断电时，在工作存储器中定义了保持特性的数据块会把数据写入保持存储器中，上电后保持存储器会把断电时的数据写入工作存储器，保证了运行数据断电不丢失(见图3-16和图3-17)。

  c.若CPU没有后备电池，当系统断电时，系统存储器中定义的保持位存储器(M)、定时器(T)、计数器(C)断电时也会写人保持存储器。恢复上电时断电时的数据重新写入，保证了运行数据断电不丢失(见图3-16和图3-17)。