西門子CPU模塊6ES7518-4UP00-0AB0詳細說明

功能

• 豐富的指令集: 
  運算種類眾多，便于編程：

• 基本操作,如二進制邏輯運算、結果賦值、存儲、計數、產生時間、裝載、傳輸、比較、移位、循環移位、產生補碼、調用子程序（帶局部變量）

• 集成通信命令（例如，USS 協議、Modbus RTU、S7 通信“T-Send/T-Receive"（T 發送/T 接收）或自由端口模式 (Freeport)）

• 使用簡便的功能，如脈沖寬度調制、脈沖序列功能、運算功能、浮點運算功能、PID 閉環控制、跳轉功能、環路功能和代碼轉換

• 數學函數，例如 SIN、COS、TAN、LN、EXP

• 計數: 
  用戶友好的計數功能配以集成的計數器和高速計數器指令給用戶開辟了新的應用領域。

• 中斷處理：

• 邊沿觸發中斷（由過程信號的上升沿或下降沿觸發）允許對過程中斷作出極快的響應。

• 時間觸發中斷。

• 當達到設定值或計數器方向改變時，可觸發計數器中斷。

• 通信中斷使得能迅速方便地與周圍的設備如打印機或條碼閱讀器交換信息。

• 口令保護

• 測試和診斷功能： 
  易于使用的功能支持測試和診斷，例如，在線/離線診斷。

• 在測試和診斷過程中“強制"輸入和輸出： 
  可不在循環周期內獨立設置輸入和輸出，例如可以檢測用戶程序。

• 按照 PLCopen 對簡單運動進行的運動控制

當變頻器與電動機功率不相同時，則必須相應調整節能程序的設置，以利達到較高的節能效果[1]。3變頻器箱體結構的選用變頻器的箱體結構要與環境條件相適應，即必須考慮溫度、濕度、粉塵、酸堿度、腐蝕性氣體等因素。
常見有下列幾種結構類型可供用戶選用：1）敞開型IPOO型本身無機箱，適用裝在電控箱內或電氣室內的屏、盤、架上，尤其是多臺變頻器集中使用時，選用這種型式較好，但環境條件要求較高；2）封閉型IP20型適用一般用途，可有少量粉塵或少許溫度、濕度的場合；3）密封型IP45型適用工業現場條件較差的環境；4）密。
4變頻器容量的確定合理的容量選擇本身就是一種節能降耗措施。根據現有資料和經驗，比較簡便的方法有三種：1）電機實際功率確定發。首先測定電機的實際功率，以此來選用變頻器的容量。2）公式法。當一臺變頻器用于多臺電機時，應滿足：至少要考慮一臺電動機啟動電流的影響，以避免變頻器過流跳閘。

變頻器容量選定過程，實際上是一個變頻器與電機的上海騰樺電氣設備有限公司匹配過程，常見、也較安全的是使變頻器的容量大于或等于電機的額定功率，但實際匹配中要考慮電機的實際功率與額定功率相差多少，通常都是設備所選能力偏大，而實際需要的能力小，因此按電機的實際功率選擇變頻器是合理的，避免選用的變頻器過大，使投資增大。
3）電機額定電流法變頻器。對于輕負載類，變頻器電流一般應按1.1N（N為電動機額定電流）來選擇，或按廠家在產品中標明的與變頻器的輸出功率額定值相配套的上海騰樺電氣設備有限公司電機功率來選擇[1]。5主電源1）電源電壓及波動

當變頻器與電動機功率不相同時，則必須相應調整節能程序的設置，以利達到較高的節能效果[1]。3變頻器箱體結構的選用變頻器的箱體結構要與環境條件相適應，即必須考慮溫度、濕度、粉塵、酸堿度、腐蝕性氣體等因素。
常見有下列幾種結構類型可供用戶選用：1）敞開型IPOO型本身無機箱，適用裝在電控箱內或電氣室內的屏、盤、架上，尤其是多臺變頻器集中使用時，選用這種型式較好，但環境條件要求較高；2）封閉型IP20型適用一般用途，可有少量粉塵或少許溫度、濕度的場合；3）密封型IP45型適用工業現場條件較差的環境；4）密。
4變頻器容量的確定合理的容量選擇本身就是一種節能降耗措施。根據現有資料和經驗，比較簡便的方法有三種：1）電機實際功率確定發。首先測定電機的實際功率，以此來選用變頻器的容量。2）公式法。當一臺變頻器用于多臺電機時，應滿足：至少要考慮一臺電動機啟動電流的影響，以避免變頻器過流跳閘。

變頻器容量選定過程，實際上是一個變頻器與電機的上海騰樺電氣設備有限公司匹配過程，常見、也較安全的是使變頻器的容量大于或等于電機的額定功率，但實際匹配中要考慮電機的實際功率與額定功率相差多少，通常都是設備所選能力偏大，而實際需要的能力小，因此按電機的實際功率選擇變頻器是合理的，避免選用的變頻器過大，使投資增大。
3）電機額定電流法變頻器。對于輕負載類，變頻器電流一般應按1.1N（N為電動機額定電流）來選擇，或按廠家在產品中標明的與變頻器的輸出功率額定值相配套的電機功率來選擇[1]。5主電源1）電源電壓及波動

西門子CPU模塊6ES7518-4UP00-0AB0詳細說明

S7-400 通信

SIMATIC S7-400 具有不同的通信選項:

• 組合了多點接口和 DP 主站,集成在所有CPU 中:
  用于同時連接編程器/PC、HMI 系統、S7-200 和 S7-300 系統以及其它 S7-400 系統。

• 附加 PROFIBUS DP 接口,集成在多個 CPU 中,用于經濟實用連接分布式 I/O 系統(例如,ET 200)。

• PROFINET CPU 上的集成式 PROFINET 接口,用于連接到分布式 I/O 系統或與其它控制器和 PC 系統通信。

• 通信處理器,用于連接到 PROFIBUS 總線系統和工業以太網。

• 通信處理器,用于功能強大的點到點連接。

通過 PROFIBUS DP 進行過程通信

通過 S7-400-CPU 的集成式 PROFIBUS DP接口(可選),可將 SIMATIC S7-400 作為主站連接到 PROFIBUS DP。

以下設備均可作為 PROFIBUS DP 上的主站進行連接:

• SIMATIC S7-400(CPU、CP 443-5)

• SIMATIC S7-300 (CPU、CP 342-5 DP 或 CP 343-5)

• SIMATIC C7(通過配有 PROFIBUS DP 接口的 C7,或通過 PROFIBUS DP CP)

雖然配有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站,但它們僅使用也部分通過PROFIBUS DP 運行的 PG 和 OP 功能。

以下設備可作為從站連接:

• 分布式 I/O 設備,例如ET 200

• 現場設備

• SIMATIC S7-200、S7-300

• C7-633/P DP、C7-633 DP、C7-634/P DP、C7-634 DP、C7-626 DP

• SIMATIC S7-400(僅通過 CP 443-5)

通過多點接口 (MPI) 實現數據通信

多點接口 (MPI) 是集成在 SIMATIC S7-400的 CPU 中的通信接口。

它用于:

• 編程和參數設置

• HMI

• 建立涉及對等通信伙伴的簡單網絡拓撲

• 可選擇的連接選項:
  MPI 可以實現最多 32 個節點的同時連接:

• 編程器/PC

• HMI 系統

• S7-200(作為從站)

• S7-300

• S7-400

• C7

• 內部通信總線(C 總線);
  通過 S7-400 的 C 總線以及 CPU 的 MPI 或 DP 接口,可以尋址帶有 C 總線接口的通信處理器和功能模塊。這樣就可以從編程器直接訪問 C 總線上連接的模塊。通過接口模塊,可將最多 6 個擴展單元連接到 C 總線。

• MPI 的性能數據:

• 最多 32 個 MPI 節點

• 數據傳輸速率高達 12 Mbps

• 靈活的安裝選件:
  使用性能可靠的組件建立 MPI 通信:PROFIBUS 和“分布式 I/O"產品系列中的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器 (12 Mbps)。
  可通過組件實現*調整以滿足具體要求。例如,任意兩個 MPI 節點之間最多可以串入 9 個中繼器以連接更大距離。

• DP 主站:
  也可將 S7-400 的 MPI 配置為 DP 主站。隨后可以連接最多 32 個*傳輸速率為 12 Mbps 的 DP 從站。從而保留編程功能和人機界面功能。

通過 CP 實現數據通信(點到點)

通過 CP 441 通信處理器,可以實現功能強大的點到點連接。

• 可連接各種設備,例如:

• PC

• SIMATIC S5/S7

• 工業 PC

• 其它廠商的 PLC

• 掃描儀、條形碼閱讀器、識別系統

• 機械手控制裝置

• 打印機

• 可變接口:
  通過可更換的接口模塊,可以使用不同傳輸介質進行通信:

• 20 mA (TTY)

• RS 232C (V.24)

• RS 422/485

通過 CP(PROFIBUS 或工業以太網)實現數據通信

通過 CP 443-x 通信處理器,可以將 SIMATIC S7-400 連接至 PROFIBUS 和工業以太網總線系統。

例如包括:

• SIMATIC S7-200(通過 PROFIBUS)

• SIMATIC S7-300

• SIMATIC S7-400

• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H

• 編程設備

• PC

• SIMATIC HMI 人機界面系統

• 數控裝置

• 機械手控制裝置

• 工業 PC

• 驅動控制裝置

• 其它廠商的設備

S7-400H

SIMATIC S7-400H 包括以下組件:

• 2 個中央控制器:
  2 個單獨的 UR1/UR2 中央控制器,或一個分隔式中央控制器 (UR2-H) 上的 2 個區域。

• 每個中央控制器有兩個同步模塊,用于通過光纜連接兩個設備。

• 每個中央控制器 1 個 CPU 412-5H、1 個 CPU 414-5H、1 個 CPU 416-5H 或 1 個 CPU 417-5H。

• 中央控制器中具有 S7-400 I/O 模塊。

• UR1/UR2/ER1/ER2 擴展單元和/或帶有 I/O 模塊的 ET 200M 分布式 I/O 設備。

中央功能采用冗余設計。可將 I/O 組態為常規可用性型和切換型。

通常可用的 I/O(單側配置)

在單側配置中,I/O 模塊具有單通道設計,僅由兩個中央控制器中的一個來尋址。單側 I/O 模塊可插到中央控制器和/或擴展單元/分布式 I/O 設備中。

在 I/O 尋址設備工作正常的情況下,從單側讀入的信息始終提供給兩個中央控制器。發生故障時,受影響的中央控制器的 I/O 模塊將停止工作。

單側配置用于:

• 不需要很高可用性的工廠部分。

• 連接基于用戶程序的冗余I/O。此時,必須對系統進行對稱設置。

高可用性(切換式配置)

在切換式配置中,I/O 模塊采用單通道設計,但它們將由兩個中央控制器通過冗余 PROFIBUS DP 來尋址。在切換式配置中運行的 I/O 模塊只能插到 ET 200M 分布式 I/O 設備中。

通過 PROFIBUS DP 連接到中央控制器。

I/O 冗余

冗余 I/O 模塊以冗余方式成對配置。使用冗余 I/O 可以實現*程度的可用性,因為通過這種方式,可以承受 CPU、PROFIBUS 或信號模塊出現故障。

可進行實現以下配置:

• 單側 DP 從站采中采用冗余 I/O

• 切換式 DP 從站采用冗余 I/O

適宜的 I/O 模塊

相互冗余的模塊必須為同一類型和設計形式(例如,均為集中式或均為分布式)。不對插槽進行規定。不過,出于可用性原因,建議在不同的站中使用。關于可以使用的模塊,請咨詢系門子客戶支持部門或參閱相關手冊。

FM 和 CP 冗余

功能模塊 (FM) 和通信處理器 (CP) 可在兩種不同配置中使用:

• 切換式冗余配置:
  可以雙重連接 FM/CP 以將 ET 200M 或一個交換式 ET 200M 分離。

• 雙通道冗余配置:
  可將 FM/CP 插到兩個子單元中或插到與子單元相連的擴展單元中(參見單側配置)。

此時可以不同方式實現模塊冗余:

• 由用戶編程:
  在功能模塊和 SIMATIC 通信處理器上,通常可由用戶對冗余功能進行編程。將會確定主動模塊并檢測可能的故障以執行切換。所需的程序與配有冗余 FM/CP 的單個 CPU 的程序一致。

• 由操作系統直接提供支持。
  對于 SIMATIC NET-CP 443-1,操作系統直接支持冗余。有關詳細信息,請參見“通信"下面的內容。

S7-400F/FH

故障安全型 S7-400F/FH 自動化系統可根據需求進行不同配置:

單通道、單側 I/O,用于 S7-400F

工廠需要使用故障安全型控制器。無需容錯。需要下列部件:

• 1 個 CPU 414-4H/417-4H,含 F-Runtime 許可證。

• 1 條 PROFIBUS DP 總線。

• 帶有 IM 153-2 的 ET 200M。

• 故障安全信號模塊,采用非冗余設計。

發生故障時,I/O 不再可用。故障安全信號模塊被禁用。

單通道、切換式 I/O,用于 S7-400FH

工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側需要有容錯功能。需要下列部件:

• 2 個 CPU 414-4H/417-4H,含 F-Runtime 許可證。

• 2 條 PROFIBUS DP 總線。

• 1 個 ET 200M ,帶 2 個 IM 153-2(冗余)。

• 故障安全信號模塊,采用非冗余設計。

若 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線出現故障,控制器仍保持可用。在故障安全信號模塊或 ET 200M 出現故障時,I/O 不再可用。故障安全信號模塊被禁用。

冗余、切換式 I/O,用于 S7-400FH

工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側和 I/O 側需要容錯功能。需要下列部件:

• 2 個 CPU 414-4H/417-4H,含 F-Runtime 許可證。

• 2 條 PROFIBUS DP 總線。

• 2 個 ET 200M,帶 2 個 IM 153-2(冗余)。

• 故障安全信號模塊,冗余設計。

在 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線、故障安全信號模塊或 ET 200M 出現故障時,控制器仍保持可用。

在 S7-400F/FH 自動化系統中,也可以使用標準模塊。這些設備不能與故障安全模塊在同一個 ET 200M 中一起使用。

通信

中央控制器和 ET 200M 之間的安全相關通信和標準通信是通過 PROFIBUS DP 實現的。通過專門開發的 PROFIBUS 行規 PROFIsafe,可在標準數據報文中傳輸與安全功能相關的用戶數據。無需附加的硬件組件,如專用安全總線。所需的軟件既可以作為操作系統的擴展功能集成在硬件組件中,也可作為經過認證的軟件塊裝載到 CPU 中。

帶有隔離模塊的安全等級

在 ET 200M 中隔離模塊具有以下優點:

• 可以使用銅質總線電纜來建立 PROFIBUS DP 總線。沒有必要使用光纖電纜。

• 每個 IM 153-x 都可以使用。

• 在一個 ET 200M 中,可以混合使用安全模式下的故障安全信號模塊和 S7-300 標準模塊。

若需要取得安全等級 SIL 2,則無需使用隔離模