• SIMATIC S7-400

  
  

西門子S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。SIMATIC S7-400PLC的主要特色為：極高的處理速度、強大的通訊性能和卓越的CPU資源裕量。

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(SIEMENS)上海非俗工控自動化設備有限公司（西門子分銷商）

顏家釗（銷售工程師）

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西門子S7-400PLC通訊模塊CP443-1

西門子CP443-1以太網通訊模塊   產品簡介：

通信服務
CP 支持以下通信服務：PROFINET IO 控制器。PROFINET IO 允許通過工業以太網直接訪問 PROFINET IO 設備。
– 優先級啟動
CP 支持優先級啟動。對于每個 PROFINET IO 控制器，*多可組態 32
個支持優先級啟動的 PROFINET IO 設備。在這 32 個 IO 設備中，通過*多 8 個
IO 設備即可獲得低至 0.5 s 的同時啟動時間。
– 帶有 IRT“高性能”(high performance) 選項的 IRT 通信（等時實時）
PROFINET IO 可實現帶有 IRT“高性能”(high-performance) 選項的 IRT
通信。IRT“高性能”選項根據拓撲規劃的結果優化數據通信。
注意：
使用 IRT 通信時，也不支持介質冗余。
目前，僅在更換 CP EX20 時才支持帶有“高靈活性”(high flexibility) 選項的 IRT。
– 共享設備
作為 PROFINET IO 控制器，IO 設備的各個子模塊可分配給 CP。有關 PROFINET
IO 系統和共享 IO 設備的組態的信息，請參見 /16/ (頁 83)。
● 具有以下功能的 S7 通信：
– PG 功能
– 操作員監控功能
– 通過 S7 連接進行的數據交換
● 具有以下功能的開放式通信服務：
– ISO 傳輸連接上的 SEND/RECEIVE 接口
– TCP 連接、ISO-on-TCP 和 UDP 連接上的 SEND/RECEIVE 接口
利用通過 TCP 連接實現的 SEND/RECEIVE 接口，CP
支持到幾乎每個終端系統都提供的 TCP/IP 的套接接口。
可在組態期間禁用 CP 上的 UDP
幀緩沖。必要時，這可以獲得較短的響應時間，即 UDP 幀到達與在 CPU
中對其進行評估的時間間隔。
屬性和服務
1.4 CP 的其它服務與特性
CP 443-1 (EX30)
16 設備手冊, 12/2015, C79000-G8952-C255-04
– 基于 UDP 連接組播
組態連接時可通過選擇合適的 IP 地址來實現組播模式。
– 通過 ISO 傳輸連接、ISO-on-TCP 連接和 TCP 連接實現的 FETCH/WRITE
服務（服務器服務；對應于 S5 協議）；
此處，帶有 CP 的 SIMATIC S7400
始終為服務器（被動連接建立），而獲取或寫訪問（具有主動連接建立的客戶端功
能）始終由 SIMATIC S5 或來自其它范圍/PC 的設備啟動。
– 支持 FETCH/WRITE 服務的 LOCK/UNLOCK（CPU 相關；請參見使用要求
(頁 27)部分）
● 開放式 TCP/IP 通信
開放式 TCP/IP
通信為面向連接與無連接服務的轉換提供程序接口。此處僅通過“動態”程序接口啟動連
接的建立和終止。
STEP 7 為連接參數分配提供 UDT，并且為高速數據交換提供四個 FB。
CP 通過 ISO-on-TCP 連接為此接口提供通信支持。

CP 443-1 是用于工業以太網總線系統的 SIMATIC S7-400 的通訊模板。 由于其自身備有處理器，從而解除了 CPU 的通訊任務并有助于另加連接。
CP 443-1 允許 S7-400 和以下設備通訊：
編程設備、計算機、HMI 設備
主機 PC
其它 SIMATIC S7 系統
SIMATIC S5 PLC
現場設備（PROFINET IO 設備）
第三方設備
注:
CP 443-1已經過認證，可與帶有 FW 5.1（或更高版本）的 SIMATIC S7-400 CPU 或帶有 FW V4.5 （或更高版本）的 H-CPU 的結合使用。與 CPU V4.x 或 V5.x 或 H-CPU V 4.0 結合使用時，CP 443-1 (EX20) 可使用其先前型號 CP 443-1 (EX11) 的功能。有關兼容性問題，請參見手冊。
CP 443-1 提供了 SIMATIC S7-400 系統設計的全部優點：
緊湊型設計;
堅固的塑料外殼，正面有：
用于連接到 100 MBit/s 工業以太網的兩個 RJ45 接口，可通過“自動檢測/自動協商”功能來自動檢測數據傳輸速率；
RJ45 接口具有工業兼容性，帶有附加套管，用于連接到 IE FC RJ45 插頭 180 或標準插接線
用于指示出每個交換機端口的運行與通訊狀態診斷的 LED
安裝容易：
CP 443-1 安裝在 S7-400 子機架上，并經過背板總線連接到其它模板 S7-400。
CP 443-1可以不用風扇運行
與 IM 460/461 一起，CP 443-1 也可用于擴展機架內
模塊的更換無需使用編程設備 (PG)
用于指示出運行與通訊狀態的通用 LED 和端口專用 LED
兩個 RJ45 端口，10/100 Mbps 全雙工/半雙工，通過集成式 2 端口換機進行自動檢測和自動交叉
接口的通信服務：
開放式通信（TCP/IP 和 UDP）：使用 UDP 實現多點傳送，包括兩個接口之間的路由
編程器/OP 通信：通過 S7 路由實現網絡間通信
S7 通訊（客戶端、服務器、多路復用），包括兩個接口之間的路由
S7-400 H 系統的 S7 H 通信，現在還可以跨越網絡邊界 (ISO-on-TCP)
經認證的 PROFINET IO 控制器，具有實時性能（RT 和 IRT）
通過 DHCP、簡易 PC 工具或通過程序塊（例如 HMI）進行 IP 地址分配
介質冗余 (MRP)：
在采用環形拓撲結構的以太網網內，CP 支持介質冗余程序 MRP。MRP 用作 MRP 管理器和 MRP 客戶端。
診斷和網絡管理：
豐富的診斷功能，可用于機架中的所有模板（包括圖形診斷，例如，拓撲結構）
支持 SNMP V1/V3，可集成到網絡管理系統中
安全機制：
通過可組態的 IP 訪問列表進行訪問保護
安全固件更新
剽竊檢測
按照 Achilles II 級標準進行認證

西門子PLC更換后備電池/充電電池：
注意：為了避免丟失內部用戶存儲器的數據和保持CPU運行的時鐘，只能在電源接通時更換后備電池或充電電池。推*每年更換一次后備電池。
更換后備電池/充電電池的步驟如下：
1.打開CPU的前蓋。
2.用螺絲刀將后備電池/充電電池從電池盒中撬出來。
3.將新電池的連接器插入CPU電池盒中對應的插座，電池連接器上的凹口必須指向左面。
4.將新的后備電池/充電電池放到CPU的電池盒中。
5.關上CPU的前蓋。
西門子PLC插入更換存儲器卡
注意：如不是在STOP模式插入存儲卡，則CPU會自動進入STOP模式，同時STOP—LED以1秒間隔閃爍以請求儲器復位！
1.設置CPU為STOP（停機）模式。
2.是否已插入儲器卡，如果是，拔掉它。
3.將新儲器卡插入到CPU的插座中，請注意存儲器卡上的插入標記應對準的CPU上的標記。
4.復位CPU。
六.將操作系統后備到存儲器卡：
CPU313,314,315IMB以上的存儲器卡
用LED指示燈進行診斷:
LED說明
SF點亮情況:○1硬件故障;○2編程錯誤;○3參數賦值錯誤;○4計算錯誤;○5定時器錯誤;○6存儲器錯誤○7電池故障或無后備電池;○8I/O故障/錯誤（僅*于外部I/O）;○9通訊故障
BATF點亮情況:當無后備電池,后備電池故障或沒有充電時點亮.
注意:當連接充電電池時該燈點亮,其原因是充電電池不能對用戶程序進行后備.
STOP當CPU不處理用戶程序時點亮當CPU申請存儲器復位時閃爍.
西門子PLCCPU復位
注意:CPU復位進行的活動:
1.CPU刪除RAM中和負載存儲器中的整個用戶程序（不包括EPROM負載存儲器）。
2.CPU刪除保持數據。
3.CPU測試本身的硬件。
4.如已插入存儲器卡.則CPU將存儲器中有關的內容復制到RAM。
步驟復位CPU存儲器
1將開關拔至STOP位置

2將開關拔至MRES位置，直至STOP指示燈亮幾秒并保持點亮（持續3秒）
3在3秒鐘內，必須將開關撥回MRES位置并保持住，直至STOP指示燈閃爍（2HZ）。
當CPU完全復位，STOP指示燈停止閃爍并保持點亮。此時，CPU已對存儲器復位。

西門子PLC工作原理：

當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段。

輸入采樣

在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能*保*在任何情況下，該輸入均能被讀入。

用戶程序執行

在用戶程序執行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。

即，在用戶程序執行過程中，只有輸入點在I/O映象區內的狀態和數據不會發生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態和數據都有可能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。

輸出刷新

當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。

同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執行的結果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結果有所區別。當然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區別了。

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