需要以紧凑室外结构提供单轴运动控制和 PLC 功能时，SIMOTION D410-2 是理想解决方案。不过，该解决方案也可用于块型小型多轴组（通常为 2 到 3 轴，大 8 轴）。实现这些应用时，SINAMICS 控制单元通过 PROFIBUS 或 PROFINET 与 SIMOTION D410-2 连接。

SIMOTION D410-2 应用示例包括：

• 自主控制单轴
• 横向切断机
• 缠绕机应用
• 送料装置/滚柱进给/印刷机送料机
• 同步加工设备
• 紧凑型机器模块，例如
  • 印后应用中的送料机
  • 收缩包装机。
• 模块型小型多轴组（通常为 2 至 3 轴）

含 3 个轴（1 × D410-2 DP/PN，2 × CU310-2 PN）的 SIMOTION D410-2 轴组

SIMOTION D410-2 支持“定位”(POS)、“同步运行/电子齿轮”(GEAR) 和“凸轮”(CAM) 这些工艺功能在内的运动控制。但 V4.4 不支持“轨迹插补”(PATH)。

接口

显示和诊断

• 使用 LED 指示灯来显示运行状态和错误
• 3 个测量插座
• 维修开关和模式选择开关
• 诊断按钮

内置 I/O

• 5 点数字量输入
• 8 点数字量输入/输出（多 8 点用作凸轮输出或者多 8 点用作测量输入）
• 3 点故障安全双通道输入 (F-DI)；也可用作 6 DI
• 1 点故障安全输出 (F-DO)；也可用作 1 DO
• 1 点模拟量输入（可以是 ± 10 V 或 ± 20 mA）

通信

• 1 x DRIVE-CLiQ
• 1 x PROFINET IO（1 个接口带两个 端口，仅限 D410-2 DP/PN）
• 1 x PROFIBUS DP（(D410-2 DP：2 × PROFIBUS DP）

数据备份

• 1 个 SIMOTION CF 卡插槽

其它接口

• 24 V 电路电源端子
• 1 点编码器输入，用于
  • HTL/TTL 增量编码器
  • SSI 值编码器（不带增量信号）
• 1 点温度传感器输入（KTY84-130 或 PTC）
• 背面的 PM IF 接口（功率模块接口），用于直接连接模块型 SINAMICS S120 PM240-2 或 PM340 功率模块

组装/安装

SIMOTION D410-2 可直接插到模块型 SINAMICS S120 功率模块中。

或者，可以将 SIMOTION D410-2 安装在安装板（需单独订购）上，然后通过 DRIVE-CLiQ 连接到电源模块。这种情况下，必须将 CUA31/CUA32 控制单元适配器连接到电源模块。SIMOTION D410-2 只能连接一个控制单元适配器。

注：

通过 CUA31/CUA32 连接电源模块时，不能通过内置端子（F-DI、F-DO）使用安全集成扩展功能。

AC/AC 装置型功率模块通过 DRIVE-CLiQ 接口连接到 SIMOTION D410-2。书本型逆变单元无法连接 SIMOTION D410-2。

安装在安装板上的 SIMOTION D410-2 也可在不使用功率模块的情况下运行，例如

• 在液压应用中，将 TM31 用于模拟量输入和模拟量输出
• 用于连接带模拟 ± 10 V 设定值接口 (IM 174/ADI 4) 的驱动器

数据存储/数据备份

SIMOTION D410-2 控制单元将以免维护的方式存储保持性过程数据（有关所需的存储器大小，请参见技术数据）。将通过 SuperCap 备份实时时钟数天时间。

运行系统软件、用户数据和用户程序均在 SIMOTION CF 卡上备份。控制单元的保持性过程数据也可以通过系统命令存储在此 CF 卡上，例如在需要备件时。

可连接的 I/O

PROFINET IO：（仅限 D410-2 DP/PN）

• 通过认证的 PROFINET 设备
• 分布式 SIMATIC ET 200S/SP/M/MP/eco PN/pro
• SIMATIC HMI

PROFIBUS DP：

• 通过认证的 PROFIBUS 标准从站（DP-V0、DP-V1 和 DP-V2）
• SIMATIC ET 200S/SP/M/MP/eco/pro 分布式 I/O 系统
• SIMATIC HMI

DRIVE-CLiQ：

SINAMICS 系列中的模块：

• 终端模块（多 8 个），其中
  • 多 3 个为 TM15、TM17 高性能型或 TM41
  • 多 8 个为 TM15 DI/DO 或 TM31
  • 多 1 个为 TM54F
  • SMC/SME 编码器单元（通过 DRIVE-CLiQ 多连接 5 个编码器系统）
  • DMC20/DME20 DRIVE?CLiQ 集线器模块（多 1 个）
  • 带 DRIVE-CLiQ 接口的电机

• 软控制器用于在 SIMATIC IPC 上执行 SIMATIC S7-1500 控制器的功能
• 针对使用 IPC427 小型箱式 PC 和 IPC477D 面板式 PC 完成的基于 PC 的控制任务进行了。
• 也可在 IPC627D 和 IPC827D 箱式 PC、IPC677D 面板式 PC 以及 IPC647D 和 IPC847D 机架式 PC 上使用

CPU 1507S 软控制器具有以下组件：

• 独立于 Windows 的控制内核：
  • 通过实时 Hypervisor 技术并行运行控制和 Windows
  • 可在控制运行时重启 Windows
  • 不依赖于 Windows 而访问大容量存储器（CFast、固态硬盘、硬盘），以便独立存储组态和数据
• 屏幕应用程序具有以下功能：
  • 显示概览信息，如集成接口的 IP 地址、站名称、设备名称、位置标识符等。
  • 显示诊断信息
  • 模块信息显示
  • 显示可由用户定义的徽标
  • 显示显示屏设置
  • 设置 IP 地址
  • 设置日期和时间
  • 选择运行模式
  • 将 CPU 复位为出厂设置
  • 禁用/启用显示
  • 启用保护级别。
• 通过 PC 的以太网和 PROFIBUS 接口进行 IO 通信的集成驱动程序
• 通过 Windows 接口进行通信的集成驱动程序
• 与 WinCC RT Advanced 的 PC 内部通信
• 与 Windows 应用程序的 PC 内部通信

S7-1500 标准 CPU (CPU 1507S) 执行 S7-1500 控制器的功能，作为软件在 PC 上的 Windows 系统中运行。这样，PC 就能用于控制机器设备。

• 使用 TIA Portal 中的 STEP 7 工程组态工具进行组态和编程（V13 SP1 及更高版本）：
• 根据标准 IEC 61131-3 进行编程
• 支持的编程语言：
  • SCL (IL)
  • LAD
  • FBD
  • STL
  • GRAPH7 (SFC)
• 基于虚拟化技术的创新实时系统；
  借助于集成式 S7-1500 软控制器的实时系统，可并行、独立运行 Windows：
  • 大实时和确定性属性
  • 独立于 Windows 运行 –可在控制器正在运行时重启 Windows
  • 独立于 Windows 快速重启控制
• 高速程序执行，带几个优先级控制的执行层级（循环，时间控制，PROFINET 或 PROFIBUS 等时同步，过程和诊断报警事件驱动）
• 保存保持性数据；
  即使在电源出现故障时，软控制器也能确保设备数据安全：
  • 在 PC 硬盘上存储保持性数据（需要 UPS）
  • 电压下降时可将保持性数据保存在 CPU 的 NVRAM
• 通信
  软控制器使用 PC 的接口进行 PROFINET 和 PROFIBUS 通信：
  • 独立于 Windows，使用 PROFINET 或 PROFIBUS 来运行分布式 I/O。根据所使用的接口硬件，可提供以下功能：
    PROFINET IO RT、PROFIenergy、PROFIBUS DP 主站、介质冗余、I 设备、等时同步模式
  • 通过 PC 的 Windows 接口与 Windows 应用程序通信（SIMATIC 通信、开放式用户通信）或与外部设备通信
• 集成 web 器；
  所有 S7-1500 自动化系统的 CPU 都支持通过 Web 器扫描 CPU。CPU Web 器提供以下诊断选项：
  • 通过 LED 指示灯显示 CPU 状况和当前运行状态
  • 读出诊断缓冲区条目
  • 查询模块状态
  • 查询当前消息
  • 拓扑 / PROFINET 设备的状态信息
  • 将用户数据传送到 CPU 并进行管理
  • 用户可编程的 Web 页面，支持具体机器功能的维护和调试
• 跟踪功能
  S7-1500 自动化系统的所有 CPU 都支持跟踪功能。支持记录每个循环的模拟和数字变量，将使用 STEP 7 以曲线表示。这对于运动控制或闭环控制应用来说尤其有用。
• 集成工艺功能：
  • S7-1500 运动控制；
    PLCopen 块用于通过 PROFINET IO IRT 接口来编程运动控制功能。
    此功能支持转速轴、定位轴和外部传感器
  • 集成控制功能；
    通用 PID 或三级控制器（带有集成功能）和集成温度控制器。
• 集成系统诊断：
  自动生成系统诊断，并通过编程器/PC、HMI 设备、Web 器或集成式显示屏加以显示。当 CPU 处于 STOP 模式时，也可以系统诊断功能。
• 集成安全功能：
  • 专有技术保护；
    为算法提供可靠保护，防止未许可证的访问和修改。
  • 访问保护；
    扩展访问保护功能提供全面保护，防止未经授权的组态更改。各种授权级别可用于向不同的用户组分配不同的权限。
  • 完整性保护；
    系统可以防止传输到 CPU 的数据受到未授权的操纵。CPU 可安全检测并能防止修改工程数据或第三方传送。

CPU 417-4 具有：

• 功能强大的处理器： 
  CPU 执行每条二进制指令时间仅为 0.018μs 。
• 30 MB RAM（其中程序和数据各使用 15 MB）；
  用于执行用户程序的快速 RAM。
• 灵活扩展： 
  多达 262144 点数字量和 16384 点模拟量输入/输出。
• MPI 多点接口： 
  通过 MPI，可在高达 12 Mbit/s 的数据传输速率下，建立包含多 32 个站的简单网络。CPU 可与通信总线（C 总线）和 MPI 的站建立多 44 个连接。
  注意：
  如果同时使用 PROFIBUS DP 接口和 MPI 接口，则只能将以下总线连接器与 MPI 接口相连：
  
  • 带插口： 6ES7 972-0BB42-0XA0
  • 不带插口：6ES7 972-0BA42-0XA0
• 模式选择开关： 
  拨动开关设计。
• 诊断缓冲区： 
  后的 120 个故障和中断事件保存在一个环形缓冲区中，用于进行诊断（可扩展）。
• 实时时钟： 
  在 CPU 的诊断消息后面附加日期和时间。
• 存储卡： 
  用于对集成的装载存储器进行扩展。存储在装载存储器中的信息包括 S7-400 参数数据以及程序，因此需要 2 倍的存储空间。 其结果是：
  
  • 内置的装载存储器不能满足大程序量的要求，因此需要存储卡。 
    可使用 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 卡用于保持性存储）。
• PROFIBUS DP 接口： 
  通过 PROFIBUS DP 主站接口，可以实现分布式自动化组态，从而提高了速度，便于使用。对用户来说,分布式 I/O 单元可作为一个集中式单元来处理（相同的组态、编址和编程）。 
  混合组态： SIMATIC S5 和 SIMATIC S7 作为符合 EN 50170 的 PROFIBUS 主站。
  注意：
  如果同时使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口，则只能将以下总线连接器连接至 MPI 接口：
  
  • 带插口： 6ES7 972-0BB42-0XA0
  • 不带插口：6ES7 972-0BA42-0XA0
• 两个附加插槽： 
  可用 IF 964-DP 接口子模块连接两个附加的 PROFIBUS DP 主站系统。

• 3 个故障安全 CPU（CPU 414F-3 PN/DP、CPU 416F-2、CPU 416F-3 PN/DP）
• 具有不同性能等级，满足不同的应用要求。

基本型控制器

基本型控制器是适合中低端应用的智能控制器。包括标准型和安全型。通过其集成输入和输出以及工艺功能，可实现高性价比的紧凑解决方案。使用基本型控制器，可通过集成和可选通信接口，实现联网简便的灵活解决方案。

基本型控制器可在 TIA 博途平台中进行组态和编程。工程组态效率高，而且，随着应用复杂性的增加，还可方便地转为使用型控制器。

• 中低端紧凑型控制器
• 大规模集成，节省空间，功能强大
• 具有出色的实时性能和功能强大的通信选件：
  • 带有集成 PROFINET IO 接口的控制器，可与 SIMATIC 控制器、HMI、编程设备和其它自动化组件进行通信
• 所有 CPU 都可用于单机模式、网络以及分布式结构
• 安装、编程和操作极为简便
• 集成式 Web 器，带有标准和用户特定 Web 页面
• 数据记录功能，用于归档用户程序的运行数据
• 强大的集成工艺功能，如计数、测量、闭环控制和运动控制
• 集成数字量和模拟量输入/输出
• 灵活的扩展设备
  • 可直接用于控制器的信号板卡
  • 可通过 I/O 通道对控制器进行扩展的信号模块
  • 附件，如电源、开关模块或 SIMATIC 存储卡等

SIMATIC S7-1200 控制器用于处理机械设备制造和工厂建造中的开环和闭环控制任务。

由于具有模块化的紧凑型设计，同时又具有高性能，SIMATIC S7-1200 适用于广泛的自动化应用。其应用范围从取代继电器和接触器，一直延伸到网络中以及分布式结构内的复杂自动化任务。

S7-1200 在先前出于经济原因而开发专用电子装置的领域中日益得到应用。

例如，应用的例子包括：

• 贴片系统
• 传送带系统
• 电梯和自动扶梯
• 物料输送设备
• 金属加工机械
• 包装机械
• 印刷机械
• 纺织机械
• 混合系统
• 淡水处理厂
• 污水处理厂
• 外置显示器
• 配电站
• 室温控制
• 加热/冷却系统控制
• 能源管理
• 消防系统
• 空调
• 照明控制
• 泵控制
• 安防/门禁系统

SIMATIC S7-1200 系列包括以下模块：

• 性能分级的不同型号紧凑型控制器，以及丰富的交/直流控制器。
• 各种信号板卡（模拟量和数字量），用于在 CPU 上进行经济的模块化控制器扩展，同时节省安装空间。
• 各种数字量和模拟量信号模块。
• 各种通信模块和处理器。
• 带 4 个端口的以太网交换机，用于实现各种网络拓扑
• SIWAREX 称重系统终端模块
• PS 1207 稳压电源装置，电源电压 115/230 V AC，额定电压 24 VDC

机械特性

• 坚固、紧凑的塑料机壳
• 连接和控制部件易于接触，并由前盖板提供保护
• 模拟量或数字量扩展模块也具有可拆卸的连接端子

设备特性

• 国际标准：
  SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM（I 类，类别 2；危险区组别 A、B、C 和 D，T4A）。生产质量管理体系已按照 ISO 9001 进行认证。

通信

SIMATIC S7-1200 支持各种通信机制：

• 集成 PROFINET IO 控制器接口
• 带 PROFIBUS DP 主站接口的通信模块
• 带 PROFIBUS DP 从站接口的通信模块
• GPRS 模块，用于连接到 GSM/G 移动电话网络
• LTE 模块，用于在第四代 LTE（长期演进）移动电话网络中进行通信。
• 通信处理器，可通过以太网接口连接到 TeleControl Server Basic 控制中心软件，并借助于基于 IP 的网络进行安全通信。
• 通信处理器，可连接到应用的控制中心。
• RF120C，可连接到 SIMATIC Ident 系统。
• 模块 SM1278，用于连接 IO-Link 传感器和执行器。
• 通过通信模块实现点到点连接。

PROFINET 接口

通过集成 PROFINET 接口，可与以下设备通信：

• 编程设备
• HMI 设备
• 其它 SIMATIC 控制器
• PROFINET IO 自动化组件

支持以下协议：

• TCP/IP
• ISO-on-TCP
• S7 通信

可连接以下设备：

• 通过标准 5 类电缆连接现场编程器和 PC。
  

在编程器和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之间建立连接

• SIMATIC HMI 精简面板

在精简面板和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之间建立连接

• 其它 SIMATIC S7-1200 控制器

通过 CSM 1277 以太网交换机连接多台设备

点到点接口，可自由编程的接口模式

通信模块可通过点到点连接进行通信。采用 RS232 和 RS485 物理传输介质。在 CPU 的“自由口 (Freeport)”模式下进行数据传输。采用面向位的用户特定通信协议（例如，ASCII 协议、USS 或 Modbus）。

可以连接任何具有串行接口的终端设备，如驱动、打印机、条码读码器、调制解调器等。

在可编程接口模式下，通过 CM 1241 实现点到点连接

重点放在用户友好性上

随着系统性能的提高，对系统的用户友好性的要求也相应提高。这是确保系统可用性的方法。对于用于 SIMOTION 的工程组态系统 SCOUT，重点尤其被放在了用户友好性上面：

• 运动控制、PLC 和技术功能的组态以及驱动器的组态与调试都是在相同的组态环境中以相同的方式进行的。
• 所有任务都基本上以图形方式来完成：组态、编程、测试和调试。
• 直观的操作、内容相关帮助功能以及自动一致性检查使工程组态更加容易，尤其是对于新接触运动控制编程的人更是如此。
• 与 SCOUT 工程组态系统相关的所有工具被集成在一起，具有统一的外观。

SCOUT 工程组态系统可帮助用户轻松、高效的逐步完成组态工作。

SCOUT 可在 SIMATIC STEP 7 中使用（具有标准化的数据管理和组态程序），或作为一个独立工程组态工具使用 (SCOUT Stand-Alone)。

SIMOTION SCOUT TIA（TIA Portal 中的 SIMOTION）以 TIA Portal V13（或更高版本）的选件包供货。该选件包包括在 SCOUT 的供货范围中。

适合每个人编程

使用 SCOUT 工程组态系统，可选择下面所列的任一选项对 SIMOTION 进行编程。

• 使用运动控制图 (MCC) 的图形化编程
• 使用驱动控制图 (DCC) 进行图形化编程（不适用于 SCOUT TIA）
• 经常用作 PLC 编程语言的梯形图逻辑 (LAD)/函数块图 (FBD)
• 语言结构化文本 (ST)

除运动控制命令（如轴的参考）之外，还提供了用于 I/O 访问、逻辑和计算、子程序调用以及程序控制的命令。

使用图形化凸轮编辑器，也可方便地建立复杂运动关系。

通过集成工具实现集中管理

用于整个机器的所有数据可在一个项目中进行管理： 包括工程组态数据、程序、运动曲线和驱动器数据。

随后可从集中项目管理中调用合适的工具，例如，用于输入一个凸轮或调试一台驱动器。

测试与诊断

SCOUT 支持通过一系列工具对 SIMOTION 应用进行测试、调试和错误诊断，例如，可提供程序状态、控制变量、轨迹以及轴控制面板的工具。

什么是编址 S7-200的编址方法

该指令的助记符、指令代码、操作数、程序步如表 1 所示。

表 1 乘法指令的要素

MUL 乘法指令是将指定的源元件中的二进制数相乘，结果送到指定的目标元件中去。 MUL 乘法指令使用说明如图1 所示。它分 16 位和 32 位两种情况。

图 1 乘法指令使用说明

当为 16 位运算，执行条件 X0 由 OFF → ON 时， [D0]x[D2] → [D5 ， D4] 。源操作数是 16 位，目标操作数是 32 位。当 [D0]=8 ， [D2]=9 时， [D5 ， D4]=72 。高位为符号位， 0 为正， 1 为负。

当为 32 位运算，执行条件 X0 由 OFF → ON 时， [D1 、 D0]x[D3 、 D2] → [D7 、 D6 、 D5 、D4] 。源操作数是 32 位，目标操作数是 64 位。当 [D1 、 D0]=238 ， [D3 、 D2]=189 时， [D7 、 D6 、 D5 、D4]=44982 ，高位为符号位， 0 为正， 1 为负。

如将位组合元件用于目标操作数时，限于 K 的取值，只能得到低位 32 位的结果，不能得到高位 32 位的结果。这时，应将数据移入字元件再进行计算。

用字元件时，也不可能监视 64 位数据，只能通过监视高位 32 位和低 32 位。 V 、 Z 不能用于 [D] 目标元件。

CPU 1517-3 PN/DP 是具有极大容量程序及数据存储器的 CPU，适用于除集中式 I/O 外还包含分布式自动化结构的应用中要求十分苛刻的任务。

可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系统（PROFINET 智能设备）。集成式 PROFINET IO IRT 接口设计为 2-端口交换机以便在系统中设立总线型拓扑。

附加的集成 PROFINET 接口，具有单独的 IP 地址，可用于网络分离等。

分布式 I/O 可通过 PROFIBUS 以及集成 PROFIBUS 接口进行连接。

另外，CPU 还提供全面的控制功能，并能够通过标准化的 PLC-open 块连接变频器。

• S7-1500 控制器产品系列中具有较大容量程序及数据存储器的 CPU，适用于具有较高程序范围和联网要求的应用。
• 具有较高处理速度，适用于二进制和浮点运算
• 用于系列机器、专用机器以及工厂中的跨领域自动化任务
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生产线上作为集中式控制器使用
• PROFINET IO IRT 接口，带 2 端口交换机
• 带独立 IP 地址的附加 PROFINET 接口
• PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上运行分布式 I/O
• 用于连接 CPU 作为 SIMATIC 或非西门子 PROFINET IO 控制器下的 PROFINET 设备的 PRIFINET I-Device
• PROFIBUS DP 主站接口
• 在 PROFIBUS 和 PROFINET 上实现等时同步模式
• 集成运动控制功能，可以控制速度控制轴和定位轴，支持外部编码器，轴间精密传动
• 集成 Web 器，带有创建用户定义的 Web 站点的选项

注：

运行 CPU 所需的 SIMATIC 存储卡

CPU 1517-3 PN/DP 的配置如下：

• 功能强大的处理器：
  该 CPU 的单条二进制命令的命令执行时间可低至 2 ns。
• 大容量工作存储器：
  2 MB，用于程序；8 MB，用于数据
• 采用 SIMATIC 存储卡作为加装存储器；
  允许实现例如数据日志和归档等其它功能
• 灵活的扩展功能：
  单层组态多可支持 32 个模块（CPU + 31 个模块）
• 具有以下功能的屏幕画面：
  • 显示概览信息，如集成接口的 IP 地址、站名称、设备名称、位置标识符等。
  • 显示诊断信息
  • 显示模块信息
  • 显示显示屏设置
  • 显示可由用户定义的徽标
  • 设置 IP 地址
  • 设置日期和时间
  • 选择运行模式
  • 将 CPU 复位为出厂设置
  • 禁用/启用显示
  • 启用保护等级。
• PROFINET IO IRT 接口用于通过 PROFINET 进行分布式 I/O 连接
• PROFINET 接口用于网络分离
• PROFIBUS DP 接口用于通过 PROFIBUS 进行分布式 I/O 连接