Design

IM154-8 PN/DP CPU 智能接口模块包含两个部件：

• IM154-8 PN/DP CPU (6ES7154-8ABxx-0AB0) 和
• CM IM PN DP M12 7/8” 连接模块 (6ES7194-4AN00-0AA0)

两个部件均可单独订购。

IM 154-8 PN/DP CPU 接口模块具有：

• 3 个 PROFINET 端口 (2 x M12, 1 x RJ45)
• 2 个 MPI/PROFIBUS 连接 (输入和输出, M12)
• 集成 CPU 具有 S7-300 CPU 315-2 PN/DP 的性能
• RUN/STOP 开关和 RJ45 PROFINET 端口，位于密封盖后
• SIMATIC 微存储卡, 位于连接模板下方

• 密码保护；
  通过密码，可保护用户程序免受未经授权的访问。
• 函数 (FC) 
  和功能块 (FB) 可以通过 S7 块加密功能加密存储于 CPU 以保护专有技术。
• 诊断缓冲区
  中可存储后 500 条错误和中断事件，其中的 100 条事件可以长期存储。
• 免维护数据备份；
  如果电源发生故障，CPU 会自动将保留的数据（多可达 128 KB），这样一旦电源再次接通，数据依然能被使用。

可组态的参数属性

STEP 7可用于对S7组态设置参数以及设置CPU的属性和响应参数：

• I/O 设定：型号和范围
• 概要：定义名称、工厂名称和位置名称
• 准备工作：定义 CPU 的调试特性和监视时间
• 同步循环中断；设置 DP 主站系统/IO 系统编号、过程映像分区编号和延时时间
• 循环/时钟存储器：定义大循环时间和负载以及自检测功能设置时钟存储器地址
• 保持性：定义具有保持功能的存储位、计数器、定时器和数据块的数量
• 日期时间中断：设定起始日期、起始时间和间隔周期。
• 循环中断：周期设定
• 系统诊断：定义诊断报文的处理和范围
• 时钟：设定 AS 内或 MPI 上的同步方式
• 保护等级：指定对程序和数据的访问权。
• 通信：预留连接资源
• Web：CPU 的 Web 器设置
• MPI/PROFIBUS DP接口设置接口类型。定义节点地址对操作模式进行参数化，并组态使用 PROFIBUS DP 时的传输区对时间同步进行参数化
• PROFIBUS DP 主站/从站接口：针对分布式 I/O 的用户自定义地址分配。对操作模式进行参数化，并组态使用 PROFIBUS DP 时的传输区。对时间同步进行参数化
• PROFINET接口：设置地址。对 PROFINET 属性、PROFINET 上的 I-Device 功能、使用 NTP 步骤的时间同步、介质冗余和 KeepAlive 功能进行参数化。
• 参数化端口 1、端口 2 和端口 3

显示功能与信息功能

状态和错误指示；
LED 指示,硬件、编程、时间、I/O 或 总线错误，以及工作状态，如运行、停止和重启。护报警导和 PROFINET 连接/动作

测试功能；
编程设备可用于显示在程序执行过程中的信号状态、独立地于用户程序之外修改过程变量并输出存储器堆栈的内容。

信息功能；
编程设备能使用户获得有关存储容量和 CPU 工作状态，以及工作内存和负载内存的当前负荷，当前的循环时间和诊断缓冲器内容等方面的信息（纯文本）。

集成通信功能

• 编程器/OP 通信
• 共享数据通讯
• S7 基本通信
• S7 通信
• S5 兼容通信
• 路由
• 数据集路径
• PROFIBUS DP 主站/从站
• 通过 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 进行开放式通信
• PROFINET IO 控制器
• PROFINET 智能设备
• PROFINET CBA
• Web 器

系统功能

CPU 可以提供大量的系统功能，用于诊断、参数化、同步、中断、时间测量等。请参考手册了解详情。

SINAMICSG130 变频器

SINAMICSG130 变频器是一种变频装置，可以非常灵活地与相关选件组合，集成到客户机柜中或直接集成到机器设备内。通过丰富的电气选件实现传动系统的，从而满足客户的特定要求。配置和调试工作也因预定义的接口和参数而被大大简化。 特点： ? 采用了新半导体技术的 IGBT 和革新的冷却方式，因而结构非常紧凑，运行异常安静。 ? 因所有可更换部件的设计均基于方便接近、快速更换的原则，模块和功率器件可实现快速轻松地更换，从而提高了装置的使用效率。另外，通过“SparesOnWeb”工具，可方便地查看所订购传动的可用备件。 ? 一个标准的 PROFIBUS 通讯接口以及各种模拟量和数字量接口，可方便地集成到自动化系统中。 ? 图形化 LCD 的 AOP30 操作面板或装有 STARTER 调试工具的 PC 可以轻松地进行调试和参数设定。 ? 丰富的软件功能使之能胜任客户的各种要求。 ? 所有部件，从单独的零件到完整的变频装置，整个生产过程中均经严格的测试。这就了它们在安装、调试和运行过程中具有极高的可靠性。

S7-300

提供有大量功能，支持用户的S7-300编程、调试和维护等工作。

• 高速执行指令：
  指令执行时间低可达0.01 μs，为中低端性能设备开创了全新的应用方案。
• 浮点数运算：
  可以高效率地使用浮点运算甚至复数运算功能。
• 用户友好的参数赋值：
  仅需一个带有统一操作界面的软件工具，就可以完成所有模块的参数化工作。这降低了入职门槛和培训费用。
• 人机界面（HMI）：
  S7-300的操作系统已经集成了用户友好的人机界面。这些功能不再需要成本高昂的编程工作：SIMATIC HMI系统向SIMATIC S7-300请求过程数据， S7-300在期望的更新时间完成这些数据的传输工作。SIMATIC S7-300的操作系统可以自主地完成传输过程。并且完全使用相同的符号和数据库。
• 诊断功能：
  CPU 的智能诊断系统持续不断地检测系统的功能、记录故障信息和特定的系统事件（例如，时间错误、模块故障等）。采用环境缓冲区记录事件信息，并带有时间截，以利于今后的故障排除。
• 口令保护:
  使用密码保护功能高效、可靠地保护用户信息，以防受到非授权复制与更改。

SIMATIC S7-300符合的标准和国际标准有：

• DIN
• UL 认证
• CSA 认证
• FM class 1 div. 2；组别：A、B、C 和 D （温度组别：T4（≤135°C））
• ATEX 认证
• 澳大利亚标志
• 以下船级社资格认证
  • 美国船级社
  • 法国船级社
  • 挪威船级社
  • 德国船级社
  • 英国劳氏船级社
  • 日本船级社（NK）
• 抗震

通讯

SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信类型：

• 过程通讯：
  对于通过总线（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）实现循环寻址的I/O模块（互换过程图像）。从循环执行层调用过程通讯。
• 数据通讯：
  用于自动化系统间或多个自动化系统与HMI之间的数据交换。数据通信循环地进行，也可以基于事件驱动通过块由用户程序发起。

STEP 7的操作界面极为友好，显著地简化了用户的通信功能组态工作。

数据通讯

SIMATIC S7-300拥有不同的数据通信机制：

• 使用MPI，通过全局数据通信，实现联网CPU之间的数据包循环交换。
• 借助通信功能，与其它伙伴完成事件驱动型通信。网络连接通过MPI、PROFIBUS或PROFINET实现。

全局数据

借助“全局数据通信”，联网CPU彼此之间可以循环地交换数据（多可达8 GD 数据包，每周期22个字节）。据此，可以实现，例如，某个CPU访问另一个CPU的数据、位存储单元和过程图像等信息。只能通过 MPI 进行全局数据交换。组态通过STEP 7的GD表完成。

通讯功能

使用系统已经集成的块，可以建立S7/C7伙伴之间的通信。

这些是：

• 通过 MPI 进行 S7 基本通讯。
• 通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网的 S7 通讯。
  S7-300 可以用于：
  • 用作器时，使用MPI、C总线和PROFIBUS
  • 用作器或客户端时，使用集成式PROFINET接口

使用reloadable块，可以建立与S5伙伴和非西门子设备之间的通信。

这些是：

• 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的 S5 兼容通讯。
• 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的标准通讯（非西门子系统）。

与全局数据不同的是，对于通信功能，必须为其建立通信连接。

集成到 IT 领域中

借助自动化工程组态，使用S7-300，可以更加方便地接入现代化的信息技术世界。使用CP 343-1 Advanced，可以实现以下信息技术功能：

• IP 路由；
  借助IP访问列表，将IP V4报文以不低于Gigabit的速度转发至受控PROFINET接口。
• WEB 器；
  使用标准浏览器，可以浏览大至30 MB可自由定义的HTML网页；通过FTP处理自己的文件系统中的数据
• 标准诊断页；
  无需额外工具，就可以在工厂内完成插装在安装机架上的所有模块的快速诊断工作。
• E-mail；
  直接从用户程序中发送认证电子邮件。电子邮件客户端设计有通知功能，可以在控制程序中直接通知用户。
• 通过 FTP 进行通讯；
  大多数操作系统平台都可以使用的开放协议
• 设计有30 MB RAM文件系统，可以用作动态数据的中间存储器。

S7-300 PROFINET CPU集成有Web器。因此，标准Web浏览器可以读出S7-300站中的信息：

• CPU 一般信息
• 诊断缓冲区的内容
• 变量表
• 标签状态
• 模块的状态
• 报文
• 工业以太网的相关信息
• PROFINET 节点的拓扑结构

等时模式

使用系统功能“同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信号采集、
• PROFIBUS 信号传输和
• 程序执行

总线周期时间的程序运行。

创建了自动化解决方案，可以以固定间隔时间（常量总线周期时间）捕捉并处理输入和输出信号。同时创建了前后一致的部分过程图像。

借助常量总线周期时间和分布式I/O同步信号处理技术，S7-300确保可以精确地重现规定的过程响应时间。

为同步模式系统功能提供了极为丰富的支持组件，可以处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域的苛刻任务。

在分布式自动化解决方案中，目前的SIMATIC S7-300开始涉足重要的高速加工处理应用领域，并确保可以获得高的精度和可重现性。这意味着可以以稳定的优质产品不断地扩大生产数量。

模块的诊断和过程监视

SIMATIC S7-300的大量输入/输出模块都具有智能功能：

• 信号采用的监控（诊断）。
• 监控来自过程的信号（硬件中断）。

诊断

诊断功能可以用来判断模块的信号采集（针对数字量模块）或者模拟量处理（针对模拟模块）是否工作于无故障状态。在诊断分析中，必须区分可参数化和非参数化诊断消息：

• 可参数赋值的诊断报文：
  仅由合适的设定参数启用之后才会发出诊断消息。
• 不可参数赋值的诊断报文：
  这些消息的发出是一个常规事件，即该过程与参数化无关。

如果某个诊断消息处于激活状态（例如“无传感器输入”），则模块会发起一个诊断中断（若已经为该诊断消息设置了参数，则仅在相应的参数化过程之后才会产生中断）。CPU会中断用户程序或较低优先级任务的执行，并接下来执行相关的诊断中断块（OB 82）。

西门子6SN1146-1AB00-0BA1模块

CP 443-1 Advanced 是用于连接 SIMATIC S7-400 到工业以太网的通讯处理器。

由于其自身备有处理器，从而解除了 CPU 的通讯任务并有助于另加连接。

通过 CP 443-1 Advanced，SIMATIC S7-400 可与以下设备进行通讯：

• 编程器/PC
• 主机 PC
• HMI 设备
• SIMATIC S5/S7/C7 系统
• PROFINET CBA 部件
• PROFINET IO 设备

PROFINET CBA 用于创建可反复使用的技术功能模板。

注：
提供有经过升级的CP 443-1 Advanced（6GK7 443-1EX41-0XE0）。

并支持新型 SIMATIC S7 400 CPU 的增强型 PROFINET IO 接口。 已对此接口进行调整，以满足当前及将来对 PROFINET I/O 控制器的各种要求。

CP 443-1 Advanced订货号：6GK7443-1EX41-0XE0，其所有功能均可与固件版本 V5.0 内的 SIMATIC S7-400 CPU 结合使用。

为了充分利用标准、CBA 和 IT 功能，此 CP 可以用在固件版本 V4.x 以内的 SIMATIC S7-400 CPU 上，在此情况下，不能将其用作 PN IO 控制器。

详细信息可浏览网址：

CP 443-1 Advanced 提供了 SIMATIC S7-400 系统设计的全部优点：

• 坚固的塑料外壳前面板，包括：
  • 4 个 RJ45 接口，用于连接到工业以太网
  • 用于每个交换机端口的诊断 LED
• 通过 IE FC RJ45 插头 180°（带 180°电缆引出线）或通过标准插线电缆连接
• 安装简单；
  CP 443-1 Advanced 安装在 S7-400 子机架上，并经过背板总线连接到其它模板。
• CP 443-1 Advanced 可以不用风扇运行。
• 与 IM 460/461 一起，CP 443-1 Advanced 也可用于扩展机架（ER）内。
• 不需编程器即可更换模板。
• C-PLUG（组态插头）作为交换介质包含在供货范围内（不能无 C-PLUG 运行）。

• 两个独立的接口（集成的网络分离）：
  • 千兆以太网接口，带有一个 RJ45 端口，10/100/1000 Mbps 全双工/半双工，具有自动检测功能
  • PROFINET 接口，带有 4 个 10/100 Mbps 全双工/半双工 RJ45 端口，带自动检测和自动交叉功能（通过集成式 4 端口交换机）
• 通过两个接口提供通信：
  • 开放式通信（TCP/IP 和 UDP）：
    使用 UDP 实现多点传送，包括两个接口之间的路由
  • 编程器/OP 通信：通过 S7 路由实现网络间通信
  • S7 通讯（客户端、器、多路复用），包括两个接口之间的路由
  • S7-400 H 系统的 S7 H 通信，现在还可以跨越网络边界 (ISO-on-TCP)
  • IT 通信：
    HTTP 通讯允许通过用户自己的 web 页面访问过程数据；采用 CP 443-1 Advanced 也可以进行 HTTPS 通信¹⁾。
    采用电子邮件客户端功能，可以直接从用户程序发送电子邮件。
    FTP 通讯支持程序控制的 FTP 客户端通信。
    通过 FTP 器访问数据块。
• 通过 PROFINET 接口进行通讯：
  • 经认证的 PROFINET IO 控制器，具有实时性能（RT 和 IRT）
  • PROFINET CBA
  • 通过 DHCP、简单 PC 工具或通过用户程序（如用于 HMI）进行 IP 地址分配
• 介质冗余 (MRP)：
  • 在采用环形拓扑结构的以太网网内，CP 支持 MRP 介质冗余程序。它用作 MRP 管理器和 MRP 客户端。
• 诊断和网络管理：
  • 丰富的诊断功能，可用于机架中的所有模板（包括图形诊断，例如，拓扑结构）
  • 支持 SNMP V1/V3，可集成到网络管理系统中
• 安全机制：
  • 通过可组态的 IP 访问列表进行访问保护
  • 防火墙用于基于其 IP/端口地址来过滤连接
  • 通过限制带宽，可避免通信过载
  • VPN 器和 VPN 客户端，用于以防的方式访问控制器
  • 通过 SSL (HTTPS) 加密 HTML 页
  • 安全文件传输（FTPs）
  • 可以防的方式将网络分析信息传输到网络管理系统 (SNMP)
  • 专用和公共 IP 地址间的转换 (NAT/NAPT)
  • 时间的安全传输 (NTP V3)
  • 安全固件更新
  • 剽窃检测

标准 CPU

• 用于 SIMATIC S7-1500 的标准 CPU：
  CPU 1511-1 PN、CPU 1513-1 PN、CPU 1515-2 PN、CPU 1516-3 PN/DP、CPU 1517-3 PN/DP、CPU 1518-4 PN/DP
• 用于 SIMATIC S7-1500 的故障安全 CPU：
  CPU 1511F-1 PN、CPU 1513F-1 PN、CPU 1515F-2 PN、CPU 1516F-3 PN/DP、CPU 1517F-3 PN/DP、CPU 1518-4 PN/DP

• 具有不同的性能等级，满足不同的应用领域
• 

  标准 CPU

  功能	CPU 1511-1 PN	CPU 1513-1 PN	CPU 1515-2 PN	CPU 1516-3 PN/DP	CPU 1517-3 PN/DP	CPU 1518-4 PN/DP
  程序用工作存储器，集成	150 KB	300 KB	500 KB	1 MB	2 MB	4 MB
  数据用工作存储器，集成	1 MB	1.5 MB	3 MB	5 MB	8 MB	20 MB
  装载存储器	通过 SIMATIC 存储卡插入	通过 SIMATIC 存储卡插入	通过 SIMATIC 存储卡插入	通过 SIMATIC 存储卡插入	通过 SIMATIC 存储卡插入	通过 SIMATIC 存储卡插入
  显示屏对角尺寸	3.45 cm	3.45 cm	6.1 cm	6.1 cm	6.1 cm	6.1 cm
  命令执行时间
  位运算	0.06 μs	0.04 μs	0.03 μs	0.01 μs	0.002 μs	0.001 μs
  字运算	0.072 μs	0.048 μs	0.036 μs	0.012 μs	0.003 μs	0.002 μs
  定点运算	0.096 μs	0.064 μs	0.048 μs	0.016 μs	0.003 μs	0.002 μs
  浮点运算	0.384 μs	0.256 μs	0.192 μs	0.064 μs	0.012 μs	0.006 μs
  位存储器、定时器、计数器
  S7 计数器/定时器	各 2048	各 2048	各 2048	各 2048	各 2048	各 2048
  IEC 计数器	无限制（仅受工作存储器限制）
  IEC 定时器	无限制（仅受工作存储器限制）
  位存储器	16 KB	16 KB	16 KB	16 KB	16 KB	16 KB
  I/O 地址范围
  输入	32 kB；（所有输入都在过程映像中）
  输出	32 kB；（所有输入都在过程映像中）
  运动
  轴数	多 6 台	多 6 台	多 30 台	多 30 台	多 96 台	多 128 台
  通信
  PtP	√（通过 CM）	√（通过 CM）	√（通过 CM）	√（通过 CM）	√（通过 CM）	√（通过 CM）
  PROFINET	√（通过 CM）	√（通过 CM）	1x PN（并通过 CM）	1x PN（并通过 CM）	1x PN（并通过 CM）	2 x PN（并通过 CM）
  PROFINET IO IRT	1 x PN IO IRT （2 端口交换机）	1 x PN IO IRT （2 端口交换机）	1 x PN IO IRT（2 端口交换机）	1 x PN IO IRT （2 端口交换机）	1 x PN IO IRT （2 端口交换机）	1 x PN IO IRT（2 端口交换机）
  PROFIBUS	√（通过 CM）	√（通过 CM）	√（通过 CM）	1 x DP（并通过 CM）	1 x DP（并通过 CM）	1 x DP（并通过 CM）
  Web 器	√	√	√	√	√	√

  
  

西门子MASTERDRIVES系列驱动器

• SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块
• CBE30-2 通信板
• TB30 端子模板

SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块是一个 SINAMICS S120 书本型变频调速柜模块。通过此模块，可将 SIMOTION D4x5-2 控制单元的驱动端计算性能加以扩展。

通过集成驱动器计算性能，SIMOTION D4x5-2 控制单元可以操作多 6 个伺服轴、6 个矢量轴或 12 个 V/f 轴。

利用 SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块，通过多 6 个附加伺服轴、6 个矢量轴或 12 个 V/f 轴将驱动器计算性能进行扩展。这样就可以根据应用要求来增加多轴系统的轴数。

如果需要，还可在一个 SIMOTION D4x5-2 控制单元上操作多个 CX32-2 控制器扩展模块。

• CX32-2 控制器扩展模块的宽度为 25 mm，只需要很小的空间，因此非常适合在结构紧凑的机器上使用。
• CX32-2 控制器扩展模块通过 DRIVE-CliQ 连接到 SIMOTION D4x5-2，所以无需附加模块，便可实现驱动器的高性能、等时同步闭环控制。SIMOTION D4x5-2 模块上的通讯接口可用于其它连接。
• 控制器扩展模块的寻址与 PROFIBUS/PROFINET 上的寻址无关。这对于模块化机器概念十分有利。
• 简便的布线与组态
• 来自与 SIMOTION D4x5-2 相连的馈入部分的“控制运行”信号可极为方便地与 CX32-2 控制器扩展模块的驱动器互连。
• CX32-2 控制器扩展模块不需要有自己的 CF 卡。数据是在 SIMOTION D4x5-2 控制单元的 CF 卡上集中管理的。这样做有以下优势：
  • 模块更换简便（无需在 CX32-2 上进行操作，例如，更换存储卡）
  • 在固件升级期间，CX32-2 控制器扩展模块会自动通过 SIMOTION D4x5-2 控制单元的集成驱动器进行升级。
  • 通过 SIMOTION D4x5-2 进行集中许可证处理

Design

实例:12 轴系统，配有 SIMOTION D4x5-2 和 SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块

SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块通过 DRIVE-CLiQ 连接到 SIMOTION D4x5-2。

这样就可实现非常紧凑的多轴系统，例如，带有 12 个伺服轴。

如果需要，还可在一个 SIMOTION D4x5-2 控制单元上操作多个 SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块。

• 一个 SIMOTION D425-2 上多可操作 3 个 CX32-2
• 一个 SIMOTION D435-2、D445-2 或 D455-2 上多可操作 5 个 CX32-2

原则上，也可连接第 4 个或第 6 个 CX32-2 控制器扩展模块。在此情况下，不能再将变频器/变频器组件连接至 SIMOTION D4x5-2 的集成驱动控制。所有变频器随后必须通过所连接的 控制器扩展模块来运行。例如，这在实现分布式、模块化机器概念时十分有用。

通过 SINAMICS S110/S120 控制单元以及 PROFIBUS 或 PROFINET，可执行附加驱动控制。

注意

SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块只能与 SIMOTION D4x5-2 控制单元配套使用。不能与 SIMOTION D4x5 控制单元一起使用。

SIMOTION CX32 控制器扩展模块应用于 SIMOTION D435 和 D445-1 控制单元（订货号 6SL3040-0NA00-0AA0）。