西门子PLCSM421模块

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西门子PLC在德国的应用
我们都知道西门子PLC是德国西门子的主要产品，为了让人们更好地理解本产品，我们现在将介绍西门子PLC在德国的应用领域。
目前，PLC已广泛应用于钢铁，石油，化工，电力，建材，机械制造，汽车，纺织，交通，环保，文化等各个行业。用法大致可分为以下几类。
1、开关量的逻辑控制
这是PLCZUI的基础和广泛应用的领域。它取代了继电器电路，实现了逻辑控制和顺序控制。它不仅可以用于单台设备的控制，还可以用于多机集群控制和自动化线路。如注塑机、印刷机、装订机、组合机床、磨床、包装生产线、电镀生产线等。
2、模拟量控制
在工业生产中，数量上有许多连续的变化，如温度、压力、流量、液位和速度都是模拟量。为了使可编程控制器能够处理模拟量，必须在模拟量和数字量之间实现a/d转换和d/a转换。plc制造商生产支持的a/d和d/一个转换模块，允许可编程控制器用于模拟控制。
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西门子PLC在德国的应用
3、运动控制
PLC可用于控制圆周运动或线性运动。从控制机构配置的角度来看，早期使用开关I / O模块来连接位置传感器和致动器现在通常使用的运动控制模块。例如可以驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。所有主要PLC制造商的产品几乎都具有运动控制功能，广泛应用于各种机械，机床，机器人，电梯等。
4、控制
控制是指温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。PLC作为工业控制计算机，可以编制各种控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制中常用的一种调节方式。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也有此功能模块。一般来说，PID处理是运行一个特殊的PID子程序。控制广泛应用于冶金、化工、热处理、锅炉控制等领域。
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5、数据处理
现代PLC具有数字运算(包括矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传输、数据转换、排序、查表、位运算等功能。它可以完成数据的采集、分析和处理。可以将这些数据与存储在存储器中的参考值进行比较以完成某些控制操作，也可以通过通信功能将这些数据传送到其他智能设备，或者将它们打印并制成表格。数据处理一般用于大规模控制，如无控制的柔性制造，也可用于控制，如造纸、冶金、食品等行业中的一些大型控制。
6、通信及联网
PLC通信包含PLC与PLC与其它智能设备之间的通信。随着计算机控制技术的发展，工厂自动化网络的发展很快，所有的PLC厂商都具有PLC的通信功能，并引入了相应的网络。新生产的PLC具有通信接口，通信非常方便。
西门子总代理商
一年多以前，GE（通用电气）*执行官杰夫伊梅尔特设定了一个小目标，到2020年使通用电气成为其中一家公司。当他这样说时，这家美国工业*刚刚宣布成立数字部门（GE Digital）和为工业部门推出了的云服务平台Predix。不久前，标题为“其中一家公司”的老德国竞争对手西门子也听说过。不同之处在于，该公司的新任*营销官Roland Busch在提及时没有使用未来时态 - “西门子是其中一家公司”。
_ 2007年，西门子以35亿美元的高价赢得了其数字战场、收购产品生命周期（PLM）和服务提供商UGS的门票。目前许多人还不清楚这一举措。老工业集团收购公司的意图是什么？在接下来的10年里，西门子从vistagy、camstar到近的Mentor Graphics的收购使其向“Industrial 4.0”的发展变得越来越明显，但这当然不止如此。数字转型在大多数地区都在蓬勃发展，西门子，一个有着百年历史的制造业*，希望从中演绎出新的故事。
Roland Busch自1994年加入西门子以来，已经在这家公司工作了20多年，但cto仍在他的新岗位上。布施正在经历他职业生涯的转变。同样，西门子也在经历自己的变化。"这既是一种渐进的发展，也是一种性质。“这不仅是一个技术层面，也是一个商业突破。”
访问期间，罗兰布希与泰格嗅觉工厂分享了西门子在数字化变革方面的一些进展。
"从后面来"的思维领域
▲MindSphere是一种基于云的开放式操作，使工业企业能够为关键设备车队使用预防性，能源数据和工厂资源，从而有效地提供服务，甚至开辟新业务。
_在罗兰·布希看来，思维空间有一些优势：
首先，西门子在工业领域的实践。西门子PLC输入模块SM421-上海荠翔这些年来，西门子在制造业、工业、交通运输、能源等领域积累的财富，已成为“思维领域”向工业企业提供服务的基础。同时，西门子还将把各行业的深入知识和专长引入该平台，并将其嵌入到该平台的应用中。
第二个是MindSphere的广泛连接。“从理论上讲，我们希望通过云平台连接到所有工业设备，例如运输设备，包括传感器、燃气轮机、建筑物和所有车辆上的设备。所以，我们的另一个很大的优势就是西门子可以连接的范围很广，目前还没有一个企业可以有这样的业务范围。这一点很重要，因为任何数字化都是从连接设备、将设备连接到云和平台，然后提高工作效率开始的。“
三是西门子的设备容量。“我们有建筑物、燃气轮机、火车等设备，我们可以充分利用这些设备。”
▲目前，MindSphere不仅拥有宝钢等大型制造企业，还拥有CRRC等基础设施客户，这些企业也向中小企业开放。然而，与前者相比，中小企业在接受这项新技术时会有更多的担忧，例如资金问题和旧工厂设备。
▲ 新技术
▲与这样的公司相比，在许多人看来，出生于制造业的西门子并不酷。但是，你可能不知道，今天，Zui的流行人工智能技术，西门子15年前开始研究。 “这项技术并不新鲜，不同之处在于数据量，现在可以拥有的历史数据以及无限的处理能力。”西门子希望使用人工智能技术来创造智能。谈到这一尖 端技术在该领域的应用，Busch已经成长并提出了一些例子，例如Jane的数量。
西门子代理商
SIMATIC S7-300是一种模块化的微型PLC，可以满足中低端的性能要求。模块化、无风扇设计、分布式结构易于实现、操作方便，使Simatic S7-300成为中低端应用中各种任务的经济、用户友好的解决方案。CPU具有不同的性能等级和全系列用户友好的模块，允许用户根据不同的应用选择适当的模块。当任务扩展时，可以通过使用附加模块随时升级控制器。
s7-300f型s7-300f型故障自动化可用于更高要求的设备。它可以控制立即停车，因此不会对人造成伤害。
S7≈300F以下要求：要求级别AK 1-AK 6符合DIN V 19250/DIN V VDE 0801
符合IEC61508要求的SIL1级SIL3
符合EN 954-1的1  -  4类
此外，该模块还可用于S7-300F和故障模块。因此，它可以创建一个*集成的控制，可以在不相关和相关任务共存的工厂中使用。使用相同的工具来配置和编程整个工厂。
S7-400
s7-400是一个简单的控制器家族，能够成为一个强大的plc。它可以成功地实现全集成自动化（tia）解决方案。s7-400是制造和工业解决方案的自动化平台。它的主要特点是模块化结构和性能储备。
本公司致力于西门子高性能自动化和驱动产品的专业推广，经营产品的范围包括：LOGO！通用模块：SIMATICS7-200、S7-300、S7-400系列可编程控制器、SIMATICHMI面板、工控机、编程器、工业PROFIBUS、以太网、无线通信等相关产品；正版PCS7、WinCC配置、STEP7编程、SITOP工业开关电源、通用、工程类变频器、直流调速装置等。随着技术的发展和产品的周转，产品的出现层出不穷，我们公司遵循西门子的步骤为客户提供自动化产品：SIMATICS7-1200系列PLC、SIMATIC基本HMI面板、G120、G130、G150、S120等新的SINAMICS系列驱动产品；PCS7V7.1和STEP7基本平台等。公司各类产品齐全，数量充足，客户可以大量的现货需求，保证工期的进度。
     载波频率:载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的，电机参数:变频器在参数中设定电机的功率，电流，电压，转速，频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。 乃召而复之，燕文公薨，子易王立，卫成侯薨，子平侯立，显王三十七年(己丑，公元前三三二年)秦惠王使犀首欺齐，魏，与共伐赵，以败从约，赵肃侯让苏秦，苏秦恐，请使燕，必报齐，苏秦去赵而从约皆解，赵人决河水以灌齐。 取都鄙七十三，魏败赵师于北蔺，威烈王五年(庚戌，公元前三七一年)魏伐楚，取鲁阳，韩严遂弑哀侯，国人立其子懿侯，初，哀侯以韩廆为相而爱严遂，二人甚相害也，严遂令人刺韩廆于朝，廆走哀侯，哀侯抱之，人刺韩廆。 欺其百姓，甚者欺其兄弟，欺其父子，上不信下，下不信上，上下离心，以至于败，所利不能药其所伤，所获不能补其所亡，岂不哀哉，昔齐桓公不背曹沫之盟，晋文公不贪伐原之利，魏文侯不弃虞人之期，秦孝公不废徙木之赏。
     客户是公司成立之初所确立的宗旨，在公司的严格要求和员工们不折不扣地贯彻执行下发展延续至今，[假一罚十"一直是我公司的主动承诺，承若一:1，保证全新*承诺二:2，保证售后服务质量承诺三:3。
     24VDC)高速6ES7322-1CF00-0AA0西门子SM322开出模块(8点，48-125VDC)6ES7322-8BF00-0AB0西门子SM322开出模块(8点，24VDC)诊断能力6ES7322-5GH00-0AB0西门子SM322开出模块(16点。
     ，，48V带LEDSF(组故障)每包装5个6ES7131-4EB00-0AB02路开关量输入120VAC(5块)6ES7131-4FB00-0AB02路开关量输入230VAC(5块)6ES7131-4RD00-0AB04路开关量输入DC24VNAMUR15MM宽。
     24/48VDC)336ES7321-1CH20-0AA0开入模块(16点，48/125VDC)346ES7322-1BH01-0AA0开出模块(16点，24VDC)356ES7322-1BH10-0AA0开出模块(16点。

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SIMATIC S7-400 信号模块

模块概述

概述

• 描述

• 设计和功能

描述

信号模块是控制器进行过程操作的接口。许多不同的数字量和模拟量模块根据每一项任务的要求，准确提供输入/输出。数字量和模拟量模块在通道数量、电压和电流范围、电绝缘、诊断和警报功能等方面都存在着差别。S7-400 信号模块不仅是能够在机架扩展，而且可以通过 PROFIBUS DP 连接到 S7-400 控制器。支持热插拔，这使更换模块变得极其简单。

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设计和功能

安装简便

通过前连接器连接传感器/执行器。更换模块后，只需将前连接器插入相同类型的新模块中，并保留原来的布线。前连接器带自动编码功能可避免发生错误。S7-400 也可以检测前连接器是否已插入。

快速连接

SIMATIC TOP 连接使连接变得更加简单、快速。可使用预先装配的带有单个电缆芯的前连接器，和带有前连接器模块、连接线缆和端子盒的完整插件模块化系统。

高组装密度

模块中为数众多的通道实现了节省空间的设计。例如，可使用带有 16 至 32 个数字通道和 8 至 16 个模拟通道的模块。

SIMATIC S7-400 系列的工业以太网 CP 模块在硬件接口和通信功能(包含数量框架)等方面有所不同。 下表列出了它们之间的区别：......

SIMATIC S7-400 系列的工业以太网 CP 模块在硬件接口和通信功能(包含数量框架)等方面有所不同。

下表列出了它们之间的区别：

 15368142_IE_CP_S7400_e.pdf (13,0 KB)

有移植文档描述了关于使用 CP443-1 (6GK7 443-1EX30-0XE0) 或 CP443-1 Advanced (6GK7 443-1GX30-0XE0) 替换早期模块需要注意的事项，参考ID: 34894744.

描述标准区别:

ISO 传输协议:
ISO 传输连接用于在 S7 站之间的数据交换和与 PC 站、S5 站及第三方系统之间的通讯。

ISO 传输连接属性：

• 站间的通信基于 MAC 地址。
• 用数据块进行数据传输适合于到 8 K 字节的数据量。
• 数据的传输可以通过"SEND/RECEIVE"和"FETCH/WRITE" 功能实现。
• 通信伙伴通过 ISO 参考模型第4层上的确认消息来确认数据的接收。
• 数据传输不能通过路由器 (协议没有路由能力，因为协议是基于 MAC 地址而不是 IP 地址)。

ISO-on-TCP 协议:
ISO-on-TCP 连接用于 S7 站之间的数据交换和 与PC 站、S5 站及第三方系统之间的通讯。

ISO-on-TCP 连接属性：

• 站间的通信基于 IP 地址。
• 用数据块进行数据传输适合于到 8 K 字节的数据量。
• 数据传输可以通过 "SEND/RECEIVE"和"FETCH/WRITE" 功能实现。
• 通信伙伴通过 ISO 参考模型第4层上的确认消息来确认数据的接收。
• 数据传输可以通过路由器 (协议具有路由能力)。
• 符合带RFC1006 扩展的 TCP/IP 标准，它基于 ISO 参考模型的第4层，更多关于 RFC1006 协议扩展的信息请参考 ID:15048962 。

TCP 协议:
站间的数据交换(包括第三方站)通过 TCP 连接组态实现。

TCP 连接属性：

• 符合 TCP/IP 标准
• 用数据块进行数据传输适合到 8 K 字节的数据量。
• 数据的传输可以通过 "SEND/RECEIVE" 和 "FETCH/WRITE" 功能实现。
• 可以在 PC上使用操作系统已有的 TCP/IP 连接。
• 数据传输可以通过路由器 (协议具有路由能力)。

UDP 协议:
两站间的数据交换通过 UDP 连接组态实现。

UDP 连接属性：

• UDP 协议
• 两个节点间相关数据块的非可靠传输(一个 2048 字节的数据块被分割成两个包 (传输协议数据单元容量= 1496))
• 支持组播
  通过组播配置，可以使得组内各站共同接收和发送报文。
• 通过"SEND/RECEIVE" 服务进行数据传输。
• 数据传输可以通过路由器 (协议具有路由能力)。

S7 通信:
S7 站间与PC 站的数据交换通过组态 S7 连接实现。

S7 连接属性：

• 在所有 S7/ M7 设备中都可连接。
• 可用于所有的子网(MPI，PROFIBUS，工业以太网)。
• 通过工业以太网的 S7 通信是基于 ISO 传输协议和 ISO-on-TCP 协议。
• SIMATIC S7/M7-300/400 站间可靠的数据传输(使用“BSEND/BRCV”或者“PUT/GET”系统功能块)。
• 快速、不可靠数据传输取决于通信伙伴的与时间相关的数据处理(使用“USEND/URECV”系统功能块)。
• 通过系统功能块 "BSEND/BRCV" 和"PUT/GET"进行可靠传输的情况下，通信伙伴的数据传输在ISO参考模型的第七层被确认。
• 通过系统功能块“USEND/URCV”进行高速、不可靠传输的情况下，数据传输是不被确认的。

IT 通信:

• E-mail 功能:
  S7 站可以发送事件触发 E-mail 。通常，e-mail 由发送方,接收方,对象和文本信息组成。二进制数据可以添加到文本信息的末端。 就定义的所有字段总的来说，一封 e-mail 的数据长度为8192字节。
• HTTP / HTTPS:
  CP 自带 web 服务器。此外，还可利用 applets 或 Java beans 在 HTML 页上 提供和显示 S7 变量。JAVA 语言开发的应用程序通过遵循 HTTP 协议的 Java beans 就可以访问 S7 变量。
  使用CP443-1GX30 时，安全协议HTTPS可以被使能。
• FTP 功能 (作为服务器和客户端)/ FTPS:
  FTP 服务器功能用于保存数据(HTML 页，图像文件，...)到 CP 的文件系统。经由一个文件，数值可以直接从数据块中读出，或者直接写入数据块。
  作为 FTP 客户端，IE CP建立与 FTP 服务器端的连接以便从 FTP 服务器保存或读取文件数据。
  使用CP443-1GX30 时，安全协议FTPS可以被使能。
• Web 诊断
  各种信息，例如诊断缓冲区和连接统计都可以通过 CP 的 HTTP / HTTPS读出。

IP 访问保护 (IP-ACL):
IP 访问保护功能允许用户限制本地 S7 站的 CP 与 IP 地址的通信方进行通信。

IP 配置:
用户可以组态分配 CP 的 IP地址、子网掩码及网关地址的路径和过程。此外，通信连接的配置既可以通过STEP7 也可以在用户程序中通过功能块 （FB55: IP_CONFIG）。
注意: 不适用于 S7 连接。

PG/OP 通信:
通过进行工业以太网，用STEP7 对S7站点组态和编程。编程设备连接到以太网。

• S7 路由
  从 STEP 7 V5.0 SP3 HF3 开始 PG/PC 在线访问标准站可以通过或超越子网的限制，例如可以实现装载用户程序或者配置硬件或者执行测试和诊断功能。PG 可以在网络中的任何一点接入，在线访问通过网关的任何站点。当项目被编译时， 路由数据由 S7 项目的网络配置自动产生并保存在系统数据块 SDB999。必须将所有位于起始站和目标站之间的站点配置在一个 STEP 7 项目中。

SNMP （简单网络管理协议）
SNMP 代理:
CP 支持 SNMP 版本 1 的数据查询功能。这里，根据标准MIB II, LLDP MIB, 自动化系统 MIB 和 MRP 监控 MIB，它提供了特定MIB对象的内容。

当安全被使能时，CP443-1GX30 支持SNMPv3，可用于网络分析信息的安全传输。

PROFINET:
PROFINET 是 PROFIBUS 用户组织 (PNO) 使用的一种标准，它定义了 不同厂商的产品相互的通信和工程模型。

1. PROFINET IO
一个 PROFINET IO 系统具有下列设备的分布式配置：

• PROFINET IO 控制器:
  PROFINET IO 控制器是一个控制系统 (PLC, PC) 可以控制自动化任务。
• PROFINET IO 设备
  PROFINET IO 设备是现场设备，受 PROFINET IO 控制器的监视和控制。PROFINET IO 设备 可以包含有多种模块和子模块 (例如 ET200S)。
• I device
  在一个 PROFINET 接口，一个 I device 除了作为一个 IO 设备外还可以作为一个 IO 控制器通过组态。

这样，这个 I device 可以通过 PROFINET 接口成为一个 高级 IO 系统的一部分并作为一个低级 IO 系统的IO控制器。

一个 I device 也可以作为一个共享设备。

• Shared device:
  一个共享设备是一个把它的数据分配到多个 IO 控制器可用的 IO 设备。

2. PROFINET CBA:
PROFINET CBA 系统由各种不同的自动化组件组成。一个组件包含所有的机械，电子和 IT 变量。组件可以使用标准程序设计工具生成。 PROFINET 组件描述 (PCD) 文件由 XML 格式创建。规划工具载入组件描述并许可建立单独组件间的本地连接以创建整个项目。

适用于 S7 H 系统:
模块可以作为通信伙伴在容错系统 (H 系统) 中使用。模块建立 S7 冗余的连接。这些连接带有更严格的时间监控机制。如果通信出现问题，数据交换将自动切换到并行的连接上。

时钟同步:
通过工业以太网进行时钟同步可以按下列的过程配置：

对生产设备的远程诊断和远程维护已经成为当前自动化技术中一部分。尤其对于那些错误容易诊断且容易排除的情况，派一个服务工程师到现场解决，既增加工程师的工作负荷。又花费时间，而且相应的费用也增加。为了缩短故障的诊断与恢复时间，提高有经验的高级工程师工作效率，那么远程诊断与编程就是*的部分。通过下面的方法，可以在移动的情况下对PLC站进行编程与调试。

1．系统结构

图1:系统结构

2．硬件需求

1）PC/PG 编程器
2） 3G Modem(沃3G、天翼3G、移动3G都可以。通过USB接口连接到编程器)
3) Linksys 路由器
4) ADSL宽带Modem
5）CPU317-2PN/DP （6ES7 317-2EJ10-0AB0）

3．软件需求

1) 编程软件 Step7 V5.4

4．组态

我们通过下述的实际操作来介绍如何远程诊断与调试S7-300/400。
要对PLC进行远程诊断与调试，在PLC端的ADSL路由器必须上网获得公网固定IP地址。
在编程器安装3G的拨号上网软件（本例以天翼3G为例介绍），天翼3G的驱动拨号软件安装后如下图（在安装拨号软件的同时安装了USB网卡的驱动程序）

图2:安装3G

4.1 在本地组态CPU317-2PN/DP
在图2的桌面上双击SIMATIC Manager图标，打开SIMATIC Manager后新建项目，项目名为Remote_program。创建项目后，在该项目中插入一个S7-300的站，然后在此站中插入S7-300的机架及CPU。插入后如下图

图3:S7-300站的硬件配置

上面的硬件组态后设置PLC以太网接口的IP地址，因为路由器的IP地址为192.168.101.254，而PLC为路由器上内网的一台设备，所以其IP地址可以为192.168.101.1到192.168.101.253中的一个，这里设置为192.168.101.25；子网掩码为255.255.255.0；网关为：192.168.101.254（网关地址为路由器的IP地址，在此必须设置网关地址）。通过远程的编程器对PLC编程，需要路由器的处理，所以网关的地址必须设置。下图为PLC的以太网接口参数的设置：

图4:S7-300以太网接口配置

设置完以太网的接口参数后，点击保存编译按钮，在程序块中添加OB1，打开OB1编写程序如下图：

图5:OB1中的程序

保存上面的程序，先把编程器的IP地址设置为192.168.101.1；子网掩码为255.255.255.0；如下图所示：

图6:PG/PC 以太网接口设置

设置完计算机的IP地址后，点击“Start”——》“Setting”——》“control panel”，打开后如下图：

图7:打开控制面板

双击“Set PG/PC Interface”,选择编程接口如下图：

• SIMATIC 方式:
  CP 接收 MMS 时钟报文并同步本地时钟。用户可以选择模块是否转发时钟信号，此外，也可以选择转发方向。
• NTP 方式 (NTP: Network Time Protocol，网络时钟协议)
  CP 会每隔一定间隔请求 NTP 服务器的时钟信号并同步本地时钟。
  此外，时钟信号将自动转发到 S7 站点的CPU模块，进而同步整个 S7 站点的时钟信号。
  当使能安全时，CP443-1GX30 支持用于安全时钟同步和时钟传输的NTP协议（安全）
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