• 数字量输入/输出作为 SIMATIC S7-1200 CPU 的集成 I/O 的补充
• 信号模块作为独立的模块；
  可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用（CPU 1211C 除外）
• 信号板将作为模块插到 CPU 上，在空间有限的情况下使用；
  可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用
• 用于使控制器灵活地适应相关任务的要求
• 用于使用附加输入端和输出端对系统进行后续扩展

除了现有的集成数字量输入/输出之外，数字扩展模块还可以提供更多的数字量输入/输出使用选项s。

这为用户提供了下列优势：

• 佳适应性：
  • 使用可以根据需要混合的信号模块，用户可以使其控制器准确地满足相关任务的要求。这可以避免产生不必要的。可以使用带有 8 个、16 个和 32 个输入/输出通道的模块
  • 在空间有限的情况下，或只需要少数附加输入/输出的情况下，可以使用信号板。通过信号板可以对 S7-1200 CPU 进行模块化扩展。这不会增加控制器所需的安装空间
• 灵活性：
  如果任务后续有所扩展，可以升级控制器。更新用户程序非常简单。

信号模板

信号模块具有与基本设备相同的设计特点：

• 安装在 DIN 导轨上：
  模块安装在右侧 CPU 旁边的导轨上，相互电气、机械地连接，并且通过滑块机构连接到 CPU
• 直接安装：
  水平或垂直安装在 DIN 导轨上或使用集成的钻孔直接安装在控制柜中
• 由于所有数字模块均配备可拆卸的连接端子（“独立接线”），所以更换方便。

信号板

信号板直接插到每个 S7-1200 CPU 前面的插座中。

• 安装：
  信号板直接插到 SIMATIC S7-1200 CPU 中，因此可以电气、机械地连接到 CPU
• CPU 的安装尺寸保持不变
• 由于所有信号板均配备可拆卸的连接端子（“独立接线”），所以更换方便。

说明

信号模块不能与 CPU 1211C 一起使用。
信号板可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用。

S7-200系列PLC的基本硬件组成

S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。

1．基本单元

S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用，其输入输出点数的分配见表4-11：

表4-11  S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元

2．扩展单元

S7-200系列PLC主要有6种扩展单元，它本身没有CPU，只能与基本单元相连接使用，用于扩展I/O点数，S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数的分配如表4-12所示。

表4-12  S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数

3．编程器

PLC在正式运行时，不需要编程器。编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等，并将用户程序送入PLC中，在调试过程中，进行监控和故障检测。S7-200系列PLC可采用多种编程器，一般可分为简易型和智能型。

简易型编程器是袖珍型的，简单实用，价格低廉，是一种很好的现场编程及监测工具，但显示功能较差，只能用指令表方式输入，使用不够方便。智能型编程器采用计算机进行编程操作，将专用的编程软件装入计算机内，可直接采用梯形图语言编程，实现在线监测，非常直观，且功能强大，S7-200系列PLC的专用编程软件为STEP7-Micro/WIN。

4．程序存储卡

为了程序及重要参数的安全，一般小型PLC设有外接EEPROM卡盒接口，通过该接口可以将卡盒的内容写入PLC，也可将PLC内的程序及重要参数传到外接EEPROM卡盒内作为备份。程序存储卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0两种，程序容量分别为8K和16K程序步。

5．写入器

写入器的功能是实现PLC和EPROM之间的程序传送，是将PLC中RAM区的程序通过写入器固化到程序存储卡中，或将PLC中程序存储卡中的程序通过写入器传送到RAM区。

6．文本显示器

文本显示器TD200不仅是一个用于显示系统信息的显示设备，还可以作为控制单元对某个量的数值进行修改，或直接设置输入/输出量。文本信息的显示用选择/确认的方法，多可显示80条信息，每条信息多4个变量的状态。过程参数可在显示器上显示，并可以随时修改。TD200面板上的8个可编程序的功能键，每个都分配了一个存储器位，这些功能键在启动和测试系统时，可以进行参数设置和诊断。

SINAMICS S120 驱动器概述

西门子S7系列PLC的主要种类及应用软件

德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，工业软件等。

西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

1．SIMATIC S7-200 PLC

S7-200 PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。

    S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。

2．SIMATIC S7-300 PLC

    S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：超时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300 PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。

3． 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专用系统。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PC控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SCADA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，另一种是应用于监控级的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平台的监控系统。

WinCC是一个真正开放的，面向监控与数据采集的SCADA（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浏览器动态监控生产过程。

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

• 可通过 PROFIBUS FMS 方便地将 SIMATIC S7 集成到多供应商自动化集团中
• 采用冗余 S7 通讯，可在容错系统中应用
• 简便组态和通讯处理器上的独立数据转换大大降低了 PROFIBUS FMS 规范用户的工作负荷
• 时钟同步提供了工厂范围内的时钟时间
• 通过开放式通讯将 SIMATIC S7-400 集成到现有系统中
• 通过在一个通讯处理器上同时使用不同通讯来实现通讯处理器的通用

CP443-5 基本型通信处理器是用于 PROFIBUS 总线系统的 SIMATIC S7-400 所需要的模块。

它减轻了 CPU 的通信任务。

通过通信模块实现的 S7-400 通信选项：

• 通过 PROFIBUS 的与 PROFIBUS 站的 FMS 通信
• 与编程部件、操作器接口系统的通信
• 与其他 SIMATIC S7 系统进行通信。
• 与 SIMATIC S5 可编程控制器的通信；

可运行的的 CP 数目取决于所使用的 CPU 的性能范围和通信。

CP 443-5 通讯处理器具有 SIMATIC S7-400 设计的所有优点：

• 结构紧凑;
  9 针 Sub-D 接口，用于连接至 PROFIBUS
• 单宽度模板
• 安装简单；
  CP 443-5 安装在 S7-400 机架上，并经过背板总线连接到 S7-400 的其它模块。这种情况下没有槽位规则。
• 用户友好的接线；
  Sub-D 插座易于接触，操作方便。
• CP 443-5 基本型无须风扇就可操作。不需要备用电池或存储器模块
• 在使用 SEND/RECEIVE 时，可操作模块的数目取决于所用的 S7-400 CPU。

CP 443-5 基本型 在 PROFIBUS 总线系统上利用一些不同的通信：

• 编程器/OP 通讯
• S7 通信（S7 控制器）。
• 开放式通讯 (SEND/RECEIVE)
• PROFIBUS FMS (符合 IEC 61158/61784)
• 时间同步

编程器/OP 通讯

编程器/OP通讯，连接到网络的所有S7站都可以远距编程。

• S7路由
  借助于路由，可以跨网络使用编程设备通讯。

S7 通讯

S7 通信用于以下的耦合连接：

• SIMATIC S7自动化系统之间
• 联结到编程设备上（编程器/OP 通讯）
• 至 PC，
  例如，带有 CP 5512、CP 5611 A2、CP 5621 和 SOFTNET-S7 或 CP 5613 A2、CP 5613 FO、CP 5614 A2 和 S7-5613
• 到操作员接口系统（OP）。
• CP 443-5 基本型 可在 SIMATIC H 系统中实现以用于冗余 S7 通讯。

开放式通讯 (SEND/RECEIVE)

基于 PROFIBUS 的第 2 层（FDL），CP 443-5 提供简单的、的数据通信接口。使用该接口，可在 SIMATIC S5、SIMATIC S7 与 PC 之间实现集成的高性能通讯。它提供 SDA（PLC/PLC 连接）和 SDN（广播/多播）。

可能与下列自动化系统进行通信：

• SIMATIC S7
  带 CP 342-5、CP 343-5、CP 443-5 扩展型和基本型
• SIMATIC S5
  具有 S5-95U，带 PROFIBUS 接口，、而 S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H 带 CP 5431 FMS/DP
• SIMATIC 505
  带 CP 5434-FMS
• PCs
  带有 CP 5512、CP 5611 A2、CP 5621、CP 5613 A2、CP 5613 FO、CP 5614 A2 的 PC
• 配有一个 FDL 接口的其他类型系统。

功能呼叫必须与 SEND/RECEIVE（PLC-SEND/PLC-RECEIVE）一起使用，并且必须集成到 STEP7 应用程序。

PROFIBUS-FMS

根据 IEC 61158/61784，PROFIBUS FMS 允许通过各种 FMS 来传输消息。

• READ，WRITE；
  用来读取或写入来自于用户程序（通过变量索引或变量名）的通讯方变量，用于将自身变量值传输到通讯方。
  支持对变量值的部分访问。通讯通过非循环连接（主站/主站，主站/从站）、通过带从站激活的非循环连接以及循环连接（主站/从站）进行处理。
• INFORMATION REPORT（信息报告）；
  （报告）允许通过一台 FMS 器进行变量的未确认传输。尤其是，对于广播 FMS 连接的传输，常采用这种任务类型。
• IDENTIFY（识别）；
  用来询问通讯方的识别特征
• STATUS（状态）；
  用来询问对方的状态。

时间同步

CP 443-5 Basic 通信处理器能够从 S7-400 CPU 将时间传送到 PROFIBUS。相反，S7-400 CPU 的 CP 443-5 Basic 可提供 PROFIBUS 上的当前时间。

诊断数据

通过 STEP S7，可提供丰富的诊断选项，包括：

• CP 的状态
• 一般诊断与统计功能
• 连接诊断
• 总线统计
• 报文缓冲区

组态

组态 CP 443-5 基本型的完整功能需要 STEP 7 V5.1 SP2 或更高版本。在 V5 或更高版本的 STEP 7 中，也可将 CP 的组态数据存储在 CPU 上，即使电源出现故障，数据也能保留。因此，在更换模板时无需从编程器中重新装载组态数据。在启动时 CPU 会将组态数据传送到通讯处理器中。CP 的组态数据可保存在 CPU 中。模块可以不通过编程设备进行交换。

可以对所有连接到网络的 SIMATIC S7 控制器进行组态和编程。

安装 STEP 7 后，用于使用开放式通讯（SEND/RECEIVE）的功能块放置在 SIMATIC NET 库内。

• 数字量输出作为 CPU 的集成 I/O 的补充
• 集成到整体自动化系统中以满足安全方面的要求
• 具有集成安全功能
• 通过 PROFIsafe 机制与故障安全 CPU 通信
• 用于根据相应任务的要求灵活调整控制器
• 用于使用附加输出对系统进行后续扩展
• 可以仅在集中式系统中运行

通过 SIMATIC S7-1200 的故障安全模块，可集成到整体自动化系统中以满足安全方面的应用要求。模块中中集成有故障安全运行所需的安全功能。通过 PROFIsafe 机制与故障安全 SIMATIC S7 CPU 通信。

这些模块只能在集中式系统中运行。

• 4 点输出，源/汇电流
• 经认证，达到 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849)
• 输出电流 2 A
• 额定负载电压 24 V DC
• 适用于电磁阀、直流接触器和指示灯
• 模块故障指示灯（DIAG；绿色和红色指示灯）
• 每个输出的状态指示灯（绿色 LED）
• 每个输出的故障指示灯（红色 LED）
• 模块类型和功能类别用普通文本标识
  • 二维矩阵码（产品编号和序列号）
  • 模块类型 DI 的彩色编码：白色
  • 硬件和固件版本
  • 完整订货号

通过 SIMATIC S7-1200 的故障安全模块，可集成到整体自动化系统中以满足安全方面的应用要求。模块中中集成有故障安全运行所需的安全功能。通过 PROFIsafe 机制与故障安全 SIMATIC S7 CPU 通信。

这些模块只能在集中式系统中运行。

6SN1162-0BA02-0AA2风扇模块

6ES7972-0BB12-0XA0总线连接器