西門子CPU416-2模組

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上海晉營自動化科技有限公司

 
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西門子S7-400CPU,CPU412,CPU414.CPU416,CPU417
SIMATIC S7-400 提供多種 CPU，以滿足不同的性能要求：
CPU 412-1 和 CPU 412-2:
用于中等性能范圍的小型設備。
CPU 414-2, CPU 414-3, CPU 414-3 PN/DP:
用于具有對編程、處理速度和通訊有額外要求的中型設備。
CPU 416-2, CPU 416-3, CPU 416-3 PN/DP:
滿足性能要求。
CPU 417-4 DP:
滿足zui的性能要求。
CPU 412-3H, CPU 414-4H 和 CPU 417-4H:
用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH
CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP:
用于建立故障安全自動化系統，滿足日益增長的安全需要。

西門子CPU416-2模組?

SIMOTION 面向機械工程應用中的所有任務提供了適宜功能。

實現這些功能的基礎是采用了符合 IEC 61131-3 標準中的機器自動化要求（如監控、順序控制、輸入/輸出處理、計算等）的 PLC。 電 話：（同號）

提供了用于運動控制的可擴展功能：從凸輪控制器到定位、齒輪傳動和凸輪傳動，直至各種搬運運動的 3D 路徑插補。生產機械中常用的工藝功能（如壓力調節器或溫度控制器）對該功能加以補充。

因此，SIMOTION 提供了一種全面而可擴展的功能，擁有生產機器所需的全部功能，PLC 性能從低到高，適用于基本單軸應用到復雜多軸應用。

SIMOTION 應用的軟件結構

SIMOTION Kernel – 基本功能

SIMOTION Kernel 中組合了 SIMOTION 設備的基本功能。

此外，SIMOTION Kernel 還提供了以下方面的高性能功能：

• PLC 功能（符合 IEC 61131-3）
• 程序控制
• 定時器、計數器
• I/O 運行
• 通信

此外，還提供一套支持以下任務的強大運行系統

• 周期性（同步的周期性）任務
• 順序任務
• 時間驅動式任務
• 件驅動式任務

語言范圍符合 IEC 61131?3 標準，并且包含 I/O 管理、過程和機器控制所需的所有 PLC 命令。用于編程的語言包括 LAD（Ladder Diagram，梯形圖）、FBD（Function Block Diagram，功能塊圖）、ST（Structured Text，結構化文本）、MCC（Motion Control Chart，運動控制圖）和傳動控制圖 (DCC)。

SIMOTION Kernel 基本功能可通過加載 SIMOTION 工藝功能包進行擴展。

SIMOTION 工藝功能包

SIMOTION 工藝功能包結合了眾多領域機械工程自動化所需要的軟件功能。它們在配置過程中加載到控制器中，并通過添加系統功能的方式擴展基本功能。在工程期間，可通過 SCOUT 命令庫訪問工藝功能包的功能。

借助工藝功能包可生成工藝對象（例如“定位軸”工藝對象），這些工藝對象以同樣的方式進行設置、配置和參數設定。

運動控制工藝功能包

此工藝功能包包含全面的運動控制功能，提供了開放而又靈活的應用編程方式，確保用戶能夠實施復雜的運動控制應用。

SIMOTION 運動控制工藝功能包具有以下功能：

• 基本運動控制
• 定位–POS
• 同步操作/電子齒輪 – GEAR
• 凸輪 – CAM
• 路徑插補 – PATH
• 輔助工藝功能

該技術功能包中的工藝對象功能可通過附加語言命令和系統變量以及符合 PLCopen 的函數塊來訪問。因此，運動順序的編程較為簡單且集成程度較高。

溫度控制工藝功能包 (TControl)

SIMOTION 溫度控制工藝功能包提供了功能豐富的溫度通道。這些功能同樣通過附加語言命令和系統變量進行訪問。

傳動控制圖 (DCC) 工藝功能包

SIMOTION 傳動控制圖 (DCC) 工藝功能包提供了一個“驅動控制塊”(DCB) 庫。借助這些控制塊，可以在選配的 DCC 編輯器中以圖形化的方式配置開環和閉環控制功能，該編輯器可集成到 SCOUT。SCOUT TIA（TIA Portal 中的 SIMOTION）沒有 DCC。

多功能信息接口 (MIIF) 工藝功能包

SIMOTION MIIF 工藝功能包可充當服務器，支持以符號化方式訪問 SIMOTION 數據并通過以太網將數據提供給客戶端（例如，操作面板）。

SIMOTION I/O 交互功能庫

這些功能庫包含用于集成智能 I/O 和通信模塊的標準功能。它們是 SCOUT 命令庫的組成部分，可非常方便地將模塊（如 FM 350-1/-2、FM 352、CP 340/341、SIWAREX FTA）或識別系統集成到 SIMOTION 用戶程序中。SIMOTION Utilities & Applications 中也提供了編程示例和標準應用。The SIMOTION Utilities & Applications 隨 SCOUT 免費提供。

SIMOTION 用戶程序

在 SIMOTION 用戶程序中，工藝功能包功能、功能庫和 SIMOTION Kernel 的功能統一通過語言命令進行訪問。

因此，SIMOTION 應用程序的結構支持 PLC 功能與運動控制功能和工藝功能的合并。由于這種方式可以避免使用接口并消除停滯時間，因此簡化了運動順序的優化工作（無需 PLC/運動接口）、降低了工程成本并提高了產品質量和機器生產率（機器周期和輸出）。

SIMOTION 應用可通過不同方式編程：

• 使用圖形化編程語言 LAD（梯形圖）、FBD（功能塊圖）和 MCC（運動控制圖），可直觀方便地進行圖形化編程。
• 此外，也可通過文字化方式使用結構化文本 (ST) 進行編程。
• 使用可選傳動控制圖 (DCC) 工藝功能包，可方便地以圖形方式對基于傳動的開環和閉環控制功能進行組態（不適用于 TIA 博途中的 SIMOTION）。

SINAMICS 變頻器的深度集成允許：

• 方便地完成驅動（電源單元和編碼器）的符號分配
• 方便地完成驅動外設（I/O、凸輪、探針）的符號利用
• 自動地比較整個驅動總成相關的全部特性變量
• 提高直至傳動的*性（訪問控制/狀態字和傳動數據、轉矩限值、附加的轉矩設定點）
• 支持采用伺服傳動的高動態應用，基于 DSC（Dynamic Servo Control，動態伺服控制），可實現 125 µs 的位置控制周期
• 支持采用液壓傳動的高動態應用，可實現 250 µs 的位置控制周期和壓力/力控制周期
• 可與傳動和模塊化開環控制實現同步

除電氣傳動外，一個控制器內或者分布在多個控制器中的各液壓傳動都可實現彼此同步。這樣就可以實現集成自動化解決方案，例如在汽車工業中的輸送系統和沖壓生產線中，可在同一個系統中采用電氣傳動（卷繞機、橫向切割機、輥式進給裝置）和液壓傳動（如深拉壓力機）

通過項目 SIMOTION easyProject，可將基本及模塊化機器功能集成到 SCOUT 工程組態項目中。

SIMOTION 等時模式

在 SIMOTION 系統中，所有組件（一個或多個控制模塊、傳動、同步 I/O）都與機器的通信周期（PROFIBUS DP/PROFINET 周期）同步。應用還通過同步應用任務（在伺服與插補器周期中）與此周期同步。因此，等時模式遍布整個機器應用（對于分布式系統也是如此），這樣可帶來大量優勢：

• 終端到終端和終端到軸的響應時間較短
• 機器循環時間更短
• 可通過編程完成同步閉環控制任務
• 基于確定且可再現的機器響應，可實現較高的產品質量

模塊化概念 – 模塊化機器

SIMOTION 支持模塊化機器概念，進而可降低工程和調試成本，具體體現在：

• 通過庫和可重復使用的模塊進行模塊化軟件開發
• 劃分為各個機器模塊，例如，可通過分布式同步操作（通過 PROFIBUS DP 或帶同步實時功能的 PROFINET IO）來鏈接這些機器模塊。基于一個zui大項目，可對項目進行重新組態（例如，使用人機界面）。
• 在組態和運行期間，激活/禁用 DP 從站/PROFINET IO 設備（I/O 組件）和工藝對象（傳動、軸、外部編碼器、探頭和凸輪）。
• 使用項目 SIMOTION easyProject，方便地對項目進行模塊化組態

模塊化的機器設計意味著可取得可擴展的解決方案和大型軸布置。標準化的模塊可輕松適應特定的要求，并可分別進行測試。然后，這些模塊可以方便地組合成不同類型的機器。

通過 PROFIBUS 進行通信

在所有平臺上，可通過 PROFIBUS 獲得通信功能：

• SIMOTION 和/或 SIMATIC 控制器之間的 I/O 通信
• 與編程設備（編程設備功能）的通信
• SIMATIC HMI 設備通信
• 與安裝有 SIMATIC NET OPC 的 PC 進行通信。
  作為前提條件，PC 上應安裝 SIMATIC NET SOFTNET S7 軟件。

基于以太網/PROFINET 的通信

所有平臺均提供以下基于以太網的通信功能：

• SIMOTION 和/或 SIMATIC 控制器之間的 I/O 通信
• 通過 UDP 和 TCP/IP 與 SIMOTION 設備、SIMATIC CPU 和非 Siemens 設備進行通信
• 與編程設備（編程設備功能）的通信
• SIMATIC HMI 設備通信
• 基于 SCADA 系統 WinCC 的通信。
• 與安裝有 SIMATIC NET OPC 的 PC 進行通信。
  作為前提條件，PC 上應安裝 SIMATIC NET SOFTNET S7 軟件。
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SIMOTION IT：用于輕松訪問控制數據和機器數據的三種技術

SIMOTION IT：通過 Internet 實現服務和診斷

通過采用標準 IT 協議（如 HTTP），SIMOTION 控制器可以使用集成的以太網或 PROFINET 接口與其他設備進行通信。借助 SIMOTION IT 中集成的網絡功能，機器制造商和用戶無需使用額外的工程工具即可輕松對生產機器進行調試、診斷和維修。

SIMOTION IT提供了三種不同技術：

SIMOTION IT DIAG 和 SIMOTION IT OPC XML-DA 均在 SIMOTION 控制器上建立一個通信服務器。通過工業以太網/PROFINET，客戶端 PC 可訪問 SIMOTION 控制器中的數據，以便實現診斷或維修目的或者進行可視化。電 話：（同號）

SIMOTION IT 虛擬機在 SIMOTION 控制器上建立一個 Java 運行環境。這意味著可以在 SIMOTION 控制器中執行 Java 應用程序。因此，您可以開發自定義程序，以執行調試、維修和預防性維護。

SIMOTION IT 許可

對于 V4.2 和更高版本的 SIMOTION Kernel，僅需要購買一個許可證來支持 SIMOTION IT 虛擬機。在此情況下，SIMOTION IT 功能 IT DIAG 和 OPC XML-DA 都包含在 SIMOTION 控制器的標準固件中，因此不需要使用許可證。

注：
對于版本早于 V4.2 的 SIMOTION Kernel 版本，仍需要購買 SIMOTION IT 功能 DIAG 和 OPC XML-DA 的許可證。必須根據相關軟件選件來獲得許可證。對于 SIMOTION Kernel V4.2 或更低版本，SIMOTION IT 虛擬機許可證可繼續充當 SIMOTION IT DIAG、OPC XML-DA 和虛擬機的組合許可證。

SIMOTION IT DIAG (web server)

SIMOTION控制器帶有一個集成于其運行系統內的網絡服務器。使用 SIMOTION IT DIAG 執行各種應用時，SIMOTION 控制器中存儲的一系列預定義網頁，提供了以下信息和功能：

• 設備信息
  有關設備的固件版本、硬件組件和工藝對象的詳細信息
• 診斷
  有關設備資源的信息，例如：CPU 負載、內存使用率、任務持續時間和運行狀態、診斷緩沖區、擴展診斷緩沖區和工藝對象報警、軸概覽、監控表和運行狀態跟蹤
  SIMOTION D 的診斷頁面還顯示集成 SINAMICS 驅動系統的驅動報警、驅動診斷緩沖和參數。
• 運行狀態跟蹤
  單擊鼠標即可將記錄的數據加載到 PC。用于的 Web 跟蹤查看器 (Web Trace Viewer) 提供了用于評估所記錄數據的廣泛選項：圖形顯示，具有縮放和兩用測量光標。
  SIMOTION D 以直接下載的形式來提供 Web 跟蹤查看器。Web 跟蹤查看器與 Windows XP 和 Windows 7 32/64 位 Professional 或 Ultimate 兼容。
• 系統跟蹤
  同 SCOUT 一樣，可對系統中的不同控制器啟動分布式跟蹤。
• 訪問設備文件系統
  可使用 Internet 瀏覽器存儲和訪問 SIMOTION 控制器文件系統中特定目錄中任意數量的文件。因此，可以將文檔和維修說明直接存儲在控制器中。
• 項目更新和固件更新
  可使用專門的網頁來更新 SIMOTION 項目以及 SIMOTION 控制器的固件。
• 訪問保護
  SIMOTION IT 具備豐富的安全功能，例如，安全等級、用戶管理和訪問保護等。可單獨采用所有協議 (HTTP/HTTPS/FTP/net)。
• 特定用戶的網頁
  用戶可創建自定義網頁并將其保存在 SIMOTION 控制器中。“Server side includes”用于訪問這些網頁中的 SIMOTION 變量。這是一個的 HTML 語法擴展，用于將所選變量的值插入到網頁中。

• 針對過程優化的能源利用

  節能型現代化系統所消耗的能源通常僅相當于液壓機在相關階段所需的能量。在“空閑時間”內，將會取得zui大節能效果：伺服傳動泵幾乎處于靜止狀態，僅消耗極低的能量，而常規解決方案中的泵需要以較低輸出 (15 - 20 %) 繼續運轉。

  我們的解決方案可滿足液壓應用的具體要求。同時，該產品線還包括額定功率為 10、20、30 和 60 kW 的交鑰匙系統。安裝連好線并接通電源 – 就這樣簡單!使用方便，價格合理。伺服泵的一個吸引人的輔助效果是，它可顯著降低噪音。

  

  基于標準組件實現靈活性

  該伺服泵解決方案包含以下標準組件：

• SINAMICS S120
• SIMOTICS Servomotoren
• SD 卡，含“DCC”控制軟件

• 借助于這些組件，可在zui細微之處滿足液壓應用的具體要求。我們的產品線中包含預組態的“交鑰匙”解決方案，交付后可隨時連接使用，適合 10、20、30 和 60 kW 額定功率。

  

  伺服泵示意圖

   

可以對 SIMOTION 變量進行讀寫訪問。Java 腳本或程序和 AJAX 可用于執行 web 頁面中的當前運行和顯示功能，使用 Internet 瀏覽器可在客戶 PC 上執行該 web 頁面。該功能受到現在 Java 腳本庫支持。

SIMOTION IT DIAG 的標準頁面與 SIMATIC 控制器頁面采用相同的設計。維修概覽和監控表可同時在單獨的窗口中打開。

可使用當前所有的 Web 技術工具 (HTML4/HTML5) 來創建用戶頁面。

SIMOTION IT OPC XML-DA

SIMOTION 控制器在運行系統中集成了一個 OPC XML-DA 服務器。OPC XML-DA 是 OPC 基金會定義的接口，它基于標準的 IT 協議 HTTP。客戶端發出的數據請求以 XML 格式編碼，然后通過 HTTP 協議傳送給 SIMOTION。這些數據由集成的 OPC XML DA 服務器加以分析，然后按照相同路徑將應答傳送給客戶端。

因此，在不限操作系統的任何客戶端系統上，可以采用不同的編程語言（C#、Visual Basic、Java、JavaScript）創建 HMI 應用程序。

該應用程序使用 SIMOTION 變量的符號名稱，因此與 SIMOTION SCOUT 數據庫僅存在松散的符號相關性。無需進行符號導出，類似于在 SIMATIC NET OPC DA 服務器上執行的基于 Windows 的流程。這可確保客戶端應用程序版本和 SIMOTION 項目版本不會出現*性問題。

OPC XML-DA 服務器提供下列功能，以訪問 SIMOTION 控制器的數據：

• 對 SIMOTION 變量進行讀寫訪問
• 訪問診斷緩沖區、擴展的診斷緩沖區和工藝報警對象
• 通過 SIMOTION 變量實現的符號瀏覽功能
• 使用“訂閱”功能智能化輪詢變量
• 必要時可以設置訪問保護（采用密碼）。

SIMOTION IT OPC XML DA 直接集成在 SIMOTION Kernel 中。功能的響應方式符合 OPC 基金會“OPC XML-DA 規范版本 1.01”的規定。

注：
SIMOTION 提供了兩種通過 OPC 實現的不同訪問方法。一種是上文介紹的通過 OPC XML-DA 訪問，一種是通過 OPC DA 進行訪問。OPC DA 要求客戶端 PC 上裝有 SIMATIC NET 軟件包，詳細信息，請參見“OPC 服務器”部分。