CN 4100 冗余配置,不带通信模块
创新的通信节点 SIMATIC CN 4100 是一个灵活而强大的平台,适用于所有通信任务。凭其可扩展的模块化设计和连接三方系统的选项,SIMATIC CN 4100 可用于实施过程控制技术的高效系统解决方案。
冗余组件可提高系统可用性,并减少停机时间。通过选择单一或冗余运行,通信节点为每个应用提供了高度的灵活性。
可用性
24 V DC 冗余电源
支持运行过程中热插拔(带冗余站)
支持运行过程中扩展模块
无风扇设计
ECC 工作存储器
温度范围 -30 °C 至 +60 °C
功能强大的以太网数据通信
SIMATIC CN 4100 可通过集成以太网接口连接到工业以太网总线系统。
通过 CN 4100 的接口 X1 和 X2 上的工厂总线,建立与 SIMATIC PCS 7 AS-410 的连接。CN 4100 和 S7-410 之间的数据交换通过 S7 通信与 PUT/GET 服务进行。另外两个接口用于连接 OPC UA 服务器和/或 MODBUS/TCP 设备。
接口分配如下:
单个 SIMATIC CN 4100 站使用 X1.x 接口。在冗余配置中,X2.x 接口也可用于二个 CPU 模块。
SIMATIC CN 4100 由以下组件组成:
CN 4100 CPU
CPU 模块是 SIMATIC CN 4100 的*模块。所有操作和通信任务均由 CPU 执行。对于每个 CPU,有一个接口用于连接到工厂总线,两个单独的接口用于连接到终端设备(例如 OPC UA 服务器或 MODBUS/TCP 设备)
SIMATIC CN 4100 支持单一配置和冗余配置。
SIMATIC CN 4100 的冗余配置显著提高了可用性。根据“二取一”原则运行,即在发生错误时,运行中的 CPU 会无扰动地切换到备用 CPU。您还可以为每个子系统设置冗余电源。
单一配置/冗余配置支持以下协议:
单一配置 (1x CPU):
OPC UA DA 客户机
MODBUS/TCP
S7 通信 (PUT/GET)
冗余组态 (2x CPUs)
MODBUS/TCP
S7 通信 (PUT/GET)
注:
在冗余配置中,OPC UA 目前只能单独使用 CPU 1 或 CPU 2。OPC UA DA 客户机仅与 OPC UA 服务器建立连接。
SIMATIC CN 4100 机架提供有用于 2x CPU 模块和 2x 通信模块的连接选件。通过集成以太网接口实现连通性。通过将机架拧到控制柜中的安装板上来安装机架。
X1.x 接口分配给 CPU1,X2.x 接口分配给 CPU2。
OPC UA 和 MODBUS/TCP 单一配置:
MODBUS/TCP 冗余配置:
MODBUS/TCP 冗余配置和 OPC UA DA 单一配置:
SIMATIC PCS 7 系统连接
使用 CNET(CN 工程工具)进行用户友好的调试
可集成在带 CN 4100 块库的 SIMATIC PCS 7 中
由于集成了防火墙,工厂总线接口 X1 和 X2 以及通过其它接口连接的下层网络(如 OPC UA 服务器、MODBUS/TCP 设备)之间没有连接。
网络之间没有路由。
SIMATIC CN 4100 符合当前国家和标准
CE
UKCA
cULus
1)高可靠性
1)所有的I/O 接口电路均采用光电隔离,使工业现场的外电路与PLC 内部电路之间电气上隔离。
2)各输入端均采用R-C滤波器,其滤波时间常数一般为10~20ms。
3)各模块均采用屏蔽措施,以防止辐射干扰。
4)采用性能优良的开关电源。
5)对采用的器件进行严格的筛选。
6)良好的自诊断功能,一旦电源或其他软、硬件发生异常情况,CPU立即采用有效措施,以防止故障扩大。
7)大型PLC 还可以采用由双CPU 构成冗余系统或有三CPU 构成表决系统,使可靠性进一步提高。
(2)丰富的I/O 接口模块
PLC针对不同的工业现场信号,如:
• 交流或直流;
• 开关量或模拟量;
• 电压或电流;
• 脉冲或电位;
• 强电或弱电等。
有相应的I/O 模块与工业现场的器件或设备,如:
• 按钮
• 行程开关
• 接近开关
• 传感器及变送器
• 电磁线圈
• 控制阀
直接连接另外为了提高操作性能,它还有多种人-机对话的接口模块;为了组成工业局部网络,它还有多种通讯联网的接口模块,等等。
(3)采用模块化结构
为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型PLC 以外绝大多数PLC 均采用模块化结构PLC 的各个部件包括CPU 电源I/O 等均采用模块化设计由机架及电缆将各模块连接起来系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
(4)编程简单易学
PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式对使用者来说不需要具备计算机的专门知识因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。
(5)安装简单维修方便
PLC不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行使用时只需将现场的各种设备与PLC 相应的I/O 端相连接即可投入运行各种模块上均有运行和故障指示装置便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构因此一旦某模块发生故障用户可以通过换模块的方法使系统迅速恢复运行 。
在发达的工业国家,PLC已经广泛地应用在所有的工业部门,随着其性能价格比的不断提高,应用范围不断扩大,主要有以下几个方面:
1.开关量逻辑控制
PLC具有“与”、“或”、“非”等逻辑指令,可以实现触点和电路的串、并联,代替继电器进行组合逻辑控制、定时控制与顺序逻辑控制。开关量逻辑控制可以用于单台设备,也可以用于自动生产线,其应用领域已遍及各行各业,甚至深入到家庭。
2.运动控制
PLC使用**的指令或运动控制模块,对直线运动或圆周运动的位置、速度和加速度进行控制,可实现单轴、双轴、3轴和多轴位置控制,使运动控制与顺序控制功能**地结合在一起。PLC的运动控制功能广泛地用于各种机械,如金属切削机床、金属成形机械、装配机械、机器人、电梯等场合。
3.闭环过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等连续变化的模拟量的闭环控制。PLC通过模拟量I/O模块,实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换与D/A转换,并对模拟量实行闭环PID(比例-积分-微分)控制。现代的大中型PLC一般都有PID闭环控制功能,这一功能可以用PID子程序或**的PID模块来实现。其PID闭环控制功能已经广泛地应用于塑料挤压成形机、加热炉、热处理炉、锅炉等设备,以及轻工、、机械、冶金、电力、建材等行业。
4.数据处理
现代的PLC具有数学运算(包括四则运算、矩阵运算、函数运算、字逻辑运算、求反、循环、移位和浮点数运算等)、数据传送、转换、排序和查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析和处理。这些数据可以与储存在存储器中的参考值比较,也可以用通信功能传送到别的智能装置,或者将它们打印制表。
5.通信联网
PLC的通信包括主机与远程I/O之间的通信、多台PLC之间的通信、PLC与其他智能控制设备(如计算机、变频器、数控装置)之间的通信。PLC与其他智能控制设备一起,可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。
必须指出,并不是所有的PLC都有上述全部功能,有些小型PLC只有上述的部分功能,但是价格较低。
6ES7288-1SR20-0AA1 | S7-200 SMART,CPU SR20,标准型 CPU 模块,继电器输出,220 V AC 或110 DC供电,12 输入/8 输出 |
6ES7288-1ST20-0AA1 | S7-200 SMART,CPU ST20,标准型 CPU 模块,晶体管输出,24 V DC 供电,12 输入/8 输出 |
6ES7288-1SR30-0AA1 | S7-200 SMART,CPU SR30,标准型 CPU 模块,继电器输出,220 V AC 或110 DC供电,18 输入/12 输出 |
6ES7288-1ST30-0AA1 | S7-200 SMART,CPU ST30,标准型 CPU 模块,晶体管输出,24 V DC 供电,18 输入/12 输出 |
6ES7288-1SR40-0AA1 | S7-200 SMART,CPU SR40,标准型 CPU 模块,继电器输出,220 V AC或110 DC 供电,24 输入/16 输出 |
6ES7288-1ST40-0AA1 | S7-200 SMART,CPU ST40,标准型 CPU 模块,晶体管输出,24 V DC 供电,24 输入/16 输出 |
6ES7288-1SR60-0AA1 | S7-200 SMART,CPU SR60,标准型 CPU 模块,继电器输出,220 V AC 或110 DC供电,36 输入/24 输出 |
6ES7288-1ST60-0AA1 | S7-200 SMART,CPU ST60,标准型 CPU 模块,晶体管输出,24 V DC 供电,36 输入/24 输出 |
6ES7288-1CR20s-0AA1 | S7-200 SMART,CPU CR20s,经济型 CPU 模块,继电器输出,220 V AC或110 DC 供电,12 输入/8 输出 |
6ES7288-1CR30s-0AA1 | S7-200 SMART,CPU CR30s,经济型 CPU 模块,继电器输出,220 V AC或110 DC 供电,18 输入/12 输出 |
6ES7288-1CR40s-0AA1 | S7-200 SMART,CPU CR40s,经济型 CPU 模块,继电器输出,220 V AC或110 DC 供电,24 输入/16输出 |
6ES7288-1CR60s-0AA1 | S7-200 SMART,CPU CR60s,经济型 CPU 模块,继电器输出,220 V AC或110 DC 供电,36 输入/24 输出 |