通过 PROFIBUS DP 现场总线,SIMATIC PCS 7 自动化系统(控制器)可以与 ET 200 系列(远程 I/O)的分布式 I/O 以及现场/过程设备、CPU/CP 和带 PROFIBUS DP 接口的操作员终端进行通信。通过现场总线隔离变压器(RS 485-iS 耦合器)和 RS 485-iS 传输系统,PROFIBUS DP 可以在 Ex 区域 1 或 21 的所有环境中用作本安现场总线。
通过 PROFIBUS DP,也可实现控制器与 PROFIBUS PA、基金会现场总线 H1 或 HART I/O 上智能分布式设备之间的通信。
在 SIMATIC PCS 7 自动化系统中,PROFIBUS DP 总线可通过 CPU 中的 PROFIBUS DP 接口或 CP 443-5 Extended 通信模块连接到分布式过程 I/O。在 PROFIBUS DP 线路上,可以运行多 125 个设备,一个总线段上多可以有 31 个带 PROFIBUS DP 接口的设备(32 个节点)。
电气和光纤传输技术为 PROFIBUS DP 网络提供了许多不同的组态选项。电气网络可横跨大约 10 km 范围。对于光纤传输系统,由于传输几乎没有损耗,网络的总规模主要由循环时间制约。
使用 SIMATIC PCS 7 时,PROFIBUS DP 拓扑结构总是通过自动化系统上的标准电气 PROFIBUS DP 接口、以电气或混合(电气/光纤)网络的形式实现。在混合网络情况下,两种介质间的转换由光纤链路模块 (OLM) 来实现。至于节点间的通信,电气两线制技术与光纤技术之间没有差别。
电气网络可组态为总线型或树型拓扑结构。用 OLM 作为路由器的混合电气/光纤网络可组态为线型、环型或星型拓扑结构。
PROFIBUS DP | |||
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数据传输 | RS 485 | RS 485-iS | 光纤 |
传输速率 | 9.6 Kbps ... 12 Mbps | 9.6 Kbps ... 1.5 Mbps | 9.6 Kbps ... 12 Mbps |
电缆 | 2 芯屏蔽 | 2 芯屏蔽 | 塑料以及多模和单模玻璃光纤 |
保护类型 | EEx(ib) | ||
拓扑结构 | 线形和树形 | 行 | 环形、星形和线形 |
每个网段的节点数 | 32 | 321) | – |
每个网络的节点数(包括中继器) | 126 | 126 | 126 |
一定传输速率下每段的电缆长度 | 93.75 Kbps 时,1200 m 1000 m,传输速度 187.5 Kbps | 187.5 Kbps 时,1000 m1) 500 Kbps 时,400 m1) 1.5 Mbps 时,200 m1) | 长为 80 m(塑料) 2 ... 3 km(多模玻璃光纤) 速率为 12 Mbps 时 > 15 km(单模玻璃纤维) |
RS 485 网络中增强信号的中继器 | 多 9 | 多 91) | 不适用 |
1) 符合 PROFIBUS 安装指南 2.262
SIMATIC S7-400 PLC
S7-400 PLC是用于中、性能范围的可编程序控制器。
S7-400 PLC采用模块化无风扇的设计,可靠耐用,同时可以选用多种级别(功能逐步升级)的CPU,并配有多种通用功能的模板,这使用户能根据需要组合成不同的系统。当控制系统规模扩大或升级时,只要适当地增加一些模板,便能使系统升级和充分满足需要。
4. 工业通讯网络
通讯网络是自动化系统的支柱,西门子的全集成自动化网络平台提供了从控制级一直到现场级的一致性通讯,“SIMATIC NET”是全部网络系列产品的总称,他们能在工厂的不同部门,在不同的自动化站以及通过不同的级交换数据,有标准的接口并且相互之间完全兼容。
5. 人机界面(HMI)硬件
HMI硬件配合PLC使用,为用户提供数据、图形和事件显示,主要有文本操作面板TD200(可显示中文),OP3,OP7,OP17等;图形/文本操作面板OP27,OP37等,触摸屏操作面板TP7,TP27/37,TP170A/B等;SIMATIC面板型PC670等。个人计算机(PC)也可以作为HMI硬件使用。HMI硬件需要经过软件(如ProTool)组态才能配合PLC使用。
6. SIMATIC S7工业软件
西门子的工业软件分为三个不同的种类:
(1)编程和工程工具 编程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于编程、组态、模拟和维护等控制所需的工具。STEP 7标准软件包SIMATIC S7是用于S7-300/400,C7 PLC和SIMATIC WinAC基于制产品的组态编程和维护的项目管理工具,STEP 7-Micro/WIN是在Windows平台上运行的S7-200系列PLC的编程、在线仿真软件。
(2)基于PC的控制软件 基于PC的控制系统WinAC允许使用个人计算机作为可编程序控制器(PLC)运行用户的程序,运行在安装了Windows NT4.0操作系统的SIMATIC工控机或其它任何商用机。WinAC提供两种PLC,一种是软件PLC,在用户计算机上作为视窗任务运行。另一种是插槽PLC(在用户计算机上安装一个PC卡),它具有硬件PLC的全部功能。WinAC与SIMATIC S7系列处理器完全兼容,其编程采用统一的SIMATIC编程工具(如STEP 7),编制的程序既可运行在WinAC上,也可运行在S7系列处理器上。
(3)人机界面软件 人机界面软件为用户自动化项目提供人机界面(HMI)或SA系统,支持大范围的平台。人机界面软件有两种,一种是应用于机器级的ProTool,另一种是应用于级的WinCC。
ProTool适用于大部分HMI硬件的组态,从操作员面板到标准PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成组态。ProTool/lite用于文本显示的组态,如:OP3,OP7,OP17,TD17等。ProTool/Pro用于组态标准PC和所有西门子HMI产品,ProTool/Pro不只是组态软件,其运行版也用于Windows平台的系统。
WinCC是一个真正开放的,面向与数据采集的SA(Supervisory Control and Data Acquisition)软件,可在任何标准PC上运行。WinCC操作简单,系统可靠性高,与STEP 7功能集成,可直接进入PLC的硬件故障系统,节省项目开发时间。它的设计适合于广泛的应用,可以连接到已存在的自动化环境中,有大量的通信接口和全面的过程信息和数据处理能力,其新的WinCC5.0支持在办公室通过IE浏览器动态生产过程。
辑运算、算术运算、数据处理,以及数控机床所需要的许制功能,修改控制逻辑需要增减控制元器件和重新布线,安装和调整周期长,工作量大;继电器、接触器等器件体积较大,每个器件工作触点有限。当机床受控对象较多,或控制动作顺序较复杂时,需要采用大量的器件,因而整个RLC体积庞大,功耗高,可靠性差等。由于RLC存在上述缺点,因此只能用于一般的工业设备和数控车床、数控钻床、数控镗床等控制逻辑较为简单的数控机床。
与RLC比较,PLC是一种工作原理完全不同的顺序控制装置。PLC具有如下基本功能:
1)PLC是由计算机简化而来的。为适应顺序控制的要求,PLC省去了计算机的一些数字运算功能,而强化了逻辑运算控制功能,是一种功能介于继电器控制和计算机控制之间的自动控制装置。
PLC具有与计算机类似的一些功能器件和单元,它们包括:CPU、用于存储系统控制程序和用户程序的存储器、与外部设备进行数据通信的接口及工作电源等。为与外部机器和过程实现信号传送,PLC还具有输入、输出信号接口。PLC有了这些功能器件和单元,即可用于完成各种的控制任务。PLC系统的基本功能结构框图如图1所示。
PLC系统的基本功能结构
2)具有面向用户的指令和于存储用户程序的存储器。用户控制逻辑用软件实现。适用于控制对象动作复杂,控制逻辑需要灵活变的场合。
3)用户程序多采用图形符号和逻辑顺序关系与继电器电路十分近似的“梯形图”编辑。梯形图形象直观,工作原理易于理解和掌握。
4)PLC可与编程机、编程器、个人计算机等设备联接,可以很方便地实现程序的显示、编辑、诊断、存储和传送等操作。
5)PLC没有继电器那种接触不良、触点熔焊、磨损和线圈烧断等故障。运行中无振动、无噪音,且具有较强的抗干扰能力,可以在环境较差(如:粉尘、高温、潮湿等)的条件下稳定、可靠地工作。
6)PLC结构紧凑、体积小、容易装入机床内部或电气箱内,便于实现数控机床的机电一体化。
PLC的开发利用,为数控机床提供了一种新型的顺序控制装置,并很快在实际应用中显示了强大的生命力。现在PLC已成为数控机床的一种基本的控制装置。与RLC比较,采用PLC的数控机床结构紧凑,功能丰富,工作可靠。对于车削中心、加工中心、FMC、FMS等机械运动复杂,自动化程度高的加工设备和生产制造系统,PLC则是不可缺少的控制装置。
西门子S7-1200系列订货数据
6ES7211-1BE31-0XB0 CPU 1211C AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
6ES7211-1AE31-0XB0 CPU 1211C DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI
6ES7211-1HE31-0XB0 CPU 1211C DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
6ES7212-1BE31-0XB0 CPU 1212C AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES7212-1AE31-0XB0 CPU 1212C DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI
6ES7212-1HE31-0XB0 CPU 1212C DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES7214-1BG31-0XB0 CPU 1214C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES7214-1AG31-0XB0 CPU 1214C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI
6ES7214-1HG31-0XB0 CPU 1214C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES7215-1BG31-0XB0 CPU 1215C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7215-1AG31-0XB0 CPU 1215C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7215-1HG31-0XB0 CPU 1215C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7211-1BE40-0XB0 CPU 1211C AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
6ES7211-1AE40-0XB0 CPU 1211C DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI
6ES7211-1HE40-0XB0 CPU 1211C DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
6ES7212-1BE40-0XB0 CPU 1212C DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI
6ES7212-1HE40-0XB0 CPU 1212C DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES7214-1BG40-0XB0 CPU 1214C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES7214-1AG40-0XB0 CPU 1214C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI
6ES7214-1HG40-0XB0 CPU 1214C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES7215-1BG40-0XB0 CPU 1215C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7215-1AG40-0XB0 CPU 1215C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7215-1HG40-0XB0 CPU 1215C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7217-1AG40-0XB0 CPU 1217C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO