西门子PLC模块6ES7211-1BE40-0XB0 西门子CPU1211C 技术参数:
技术数据
CPU 1211C
AC/DC/继电器
CPU 1211C
DC/DC/继电器
CPU 1211C
DC/DC/DC
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订货号 | 6ES7 211-1BE40-0XB0 | 6ES7 211-1HE40-0XB0 | 6ES7 211-1AE40-0XB0 |
尺寸 W x H x D (mm) | 90 x 100 x 75 | 90 x 100 x 75 | 90 x 100 x 75 |
装运重量 | 420 g | 380 g | 370 g |
功耗 | 10 W | 8 W | 8 W |
可用电流(CM 总线) | 大 750 mA (5 VDC) | 大 750 mA (5 VDC) | 大 750 mA (5 VDC) |
可用电流 (24 VDC) | 大 300 mA(传感器电源) | 大 300 mA(传感器电源) | 大 300 mA(传感器电源) |
数字量输入电流消耗 (24 VDC) | 所用的每点输入 4 mA | 所用的每点输入 4 mA | 所用的每点输入 4 mA |
列表: CPU 特征
技术数据
说明
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用户存储器 | 工作 | 30 KB |
负载 | 内置 1 MB,可用 SD 卡扩展,具体视卡容量而定 |
保持性 | 10 KB |
板载数字 I/O | 6 点输入/4 点输出 |
板载模拟 I/O | 2 路输入 |
过程映像大小 | 1024 字节输入 (I)/1024 字节输出 (Q) |
位存储器 (M) | 4096 个字节 |
临时(局部)存储器 | 16 KB 用于启动和程序循环(包括相关的 FB 和 FC) 6 KB 用于其它各中断优先级(包括 FB 和 FC) |
信号模块扩展 | 无 |
SB、CB、BB 扩展 | 多 1 个 |
通信模块扩展 | 多 3 个通信模块 |
高速计数器 | 多可组态 6 个使用任意内置或 SB 输入的高速计数器。 请参见表 CPU 1211C: HSC 默认地址分配 100/180 kHz(Ia.0 到 Ia.5) |
脉冲输出2 | 多可组态 4 个使用任意内置或 SB 输出的脉冲输出 100 kHz(Qa.0 到 Qa.3) |
脉冲捕捉输入 | 6 |
延时中断 | 共 4 个,精度为 1 ms |
循环中断 | 共 4 个,精度为 1 ms |
沿中断 | 6 个上升沿和 6 个下降沿(使用可选信号板时,各为 10 个) |
存储卡 | SIMATIC 存储卡(选件) |
实时时钟精度 | +/- 60 秒/月 |
实时时钟保持时间 | 通常为 20 天,40 °C 时少为 12 天(免维护超级电容) |
1 将 HSC 组态为正交工作模式时,可应用较慢的速度。
2 对于具有继电器输出的 CPU 型号,必须安装数字信号板 (SB) 才能使用脉冲输出。
列表: 性能
指令类型
执行速度
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布尔运算 | 0.08 μs/指令 |
移动字 | 1.7 μs/指令 |
实数数学运算 | 2.3 μs/指令 |

1.2 PLC软件冗余控制系统
软件冗余是Siemens实现冗余功能的一种低成本解决方案,可以应用于对主备系统切换时间要求不高的控制系统中。
1.2.1系统结构
Siemens软件冗余系统的软件、硬件包括:
1套STEP7编程软件(V5.x)加软冗余软件包(V1.x);
2套PLC控制器及I/O模块,可以是S7-300或S7-400系统;
3条通讯链路,主系统与从站通讯链路(PROFIBUS 1)、备用系统与从站通讯链路(PROFIBUS2)、主系统与备用系统的数据同步通讯链路(MPI 或 PROFIBUS 或 Ethernet);
软冗余能够实现:
1. 主机架电源、背板总线等冗余;
2. PLC处理器冗余;
3. PROFIBUS现场总线网络冗余(包括通讯接口、总线接头、总线电缆的冗余);
4. ET200M站的通讯接口模块IM153-2冗余。
软冗余系统由A和B两套PLC控制系统组成。开始时,A系统为主,B系统为备用,当主系统A中的任何一个组件出错,控制任务会自动切换到备用系统B当中执行,这时,B系统为主,A系统为备用,这种切换过程是包括电源、CPU、通讯电缆和IM153接口模块的整体切换。系统运行过程中,即使没有任何组件出错,操作人员也可以通过设定控制字,实现手动的主备系统切换,这种手动切换过程,对于控制系统的软硬件调整、更换非常有用。
1.2.2 系统工作原理
在软冗余系统进行工作时,A、B控制系统(处理器,通讯、I/O)独立运行,由主系统的PLC掌握对ET200从站中的I/O控制权。A、B系统中的PLC程序由非冗余用户程序段和冗余用户程序段组成,主系统PLC执行全部的用户程序,备用系统PLC只执行非冗余用户程序段,而跳过冗余用户程序段。下面我们看一下软冗余系统中PLC内部的运行过程(图2)
.5 WinCC组态冗余的实现
通过两台独立计算机同时运行项目功能完全相同的WinCC组态项目,构成并行服务器来实现组态冗余结构,两台服务器通过以太网连接,并与PLC连接。每台服务器都带有其自身的过程连接和可用的数据归档,工作PLC站将过程数据和消息同时发送到两台冗余服务器。如果一台服务器发生故障,另一台将继续接收和归档来自PLC工作站的过程值和消息。出现故障的服务器重新工作后,冗余服务器为故障时间的归档执行同步,通过将丢失的数据重新传送到出故障的服务器,来消除故障引起的归档差别。
冗余服务器的组态实现:1.必须在两个冗余服务器上组态功能完全相同的WinCC组态项目(建议使用WinCC项目复制器)。2. 对于WinCC冗余,需要同步服务器(建议使用设备的时间同步)。3. 配置冗余用户归档,实现用户归档同步。4. 组态在线消息同步。5. 打开冗余编辑器,在“冗余伙伴服务器”项,输入冗余服务器的名称,并在“用户归档”项下,激活“用户归档的同步”。
本系统通过动态向导设置读取IP冗余地址,实现主S7-300数据监控。
1.6 软冗余程序的设计
软冗余程序需要西门子提供的软冗余软件包及STEP7,在A站的Block中插入OB1(主循环程序块)、OB35(定时中断组织块)、OB100(暖启动调用程序块)、OB80(在主系统与备用系统切换时间超时,调用该块)、OB82(DP-Slave ET200站上的IM153-2模块出错报警,调用该功能块)、OB83(DP从站的接口模块与主站链接断开或链接重新建立时调用该块)、OB86(主从站通讯出错调用该块)、OB87(通讯失败调用该块)、OB122(外围设备访问出错调用该块)、OB121等组织块,并对其中的OB100、OB35、OB86进行编程。
首先,用户需要在初始化程序中(OB100)定义冗余部分的数据区,该数据区可以包括:一个过程映像区,一个定时器区,一个计数器区和一个数据块区,S7-300同步的大数据量为8kBytes。本控制系统将每台锅炉的温度、压力采集值和运行状态参数分别放置在不同的DB数据块,并定义为需要冗余的数据块。
使用的是OB35的默认属性,即每100ms中断触发一次,可以根据实际的需要在CPU属性中修改中断的时间间隔。在OB35里调用FB101S ’WR_ZYK’功能块,FB101块中封装了冗余功能的程序段,实现冗余功能。当执行‘SWR_START’程序块时,系统分配这些数据区,不能用S7 的定时器和计数器,只能使用IEC标准的定时器和计数器。
OB35中的程序段也可以在OB1中实现,只是不使用中断的方式,而使用主循环的方式。
调用FB101时,你可以在线地读出RETURN_VAL参数的数值,如果为0,说明冗余链接正常。如果为8015说明数据同步的连接不成功,原因是CP342-5之间的FDL链接建立的不正确或物理链路不通,或者是FC100的VERB_ID参数与NETPRO中的ID号不一致。
2.结束语:
以上简要介绍了SIEMENS软件冗余系统的系统组成、工作原理、程序编制,整个系统组成简单、构成灵活、程序编制比较容易。系统在某输油站投入运行以来,保证了系统无故障停机运行,提高了工作效率,降低了维护费用,以其可靠性、灵活性、便利性受到用户好评。
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