SINAMICS S120 驱动系统使用说明书（一）

S120 V/f控制模式介绍

• 用于向 Ex 区输出数字量信号
• 用于在防爆区域中连接本质安全数字量设备
• 4 DI NAMUR
• 4 通道模块中的 4 点数字量输入（单通道隔离）
• 符合 DIN EN 60947-5-6 和 NAMUR 的可连接编码器，可带有已接线或未接线机械触点
• 诊断和诊断报警可编程

下列本安型设备可以连接到 EX 数字量输入模板：

Ex 数字量输入模块具有以下机械特点：

• 设计紧凑;
  坚固的塑料机壳里包括：
  • 绿色 LED ，用于指示“1”信号 （触点闭合或 I>2,1mA 带符合DIN 19234 的NAMUR 编码器）
  • 红色 LED 用于指示断线或短路
  • 前连接器插槽和电缆槽，通过前盖板保护
  • 前盖上的标签区。
• 安装方便：
  模块安装在 DIN 导轨上并通过总线连接器连接到相邻模块。
  没有插槽规则；输入地址由插槽决定。
• 用户友好的接线：
  通过插入式前连接器来对模块接线。 第一次插入时，有一个编码元件与之啮合，这样，该连接器只能插入同类型的模块。 前连接器里有专门的保护装置，用于保护模块的 24V 电源。 更换模块时，对于新的同类型模块，可原封不动保持前连接器的接线状态。

  以下 SIPLUS S7-300 防爆数字量模块可在恶劣环境条件下使用：

  • SIPLUS S7-300 SM321 4DI NAMUR；
    数字量输入

  SIPLUS S7-300 防爆数字量模块可在以下恶劣环境条件下使用：

  • 环境温度范围宽：0 °C 到 +60 °C
  • 在需要较高抗化学腐蚀性以及需能够承受较高机械和生物负荷和盐雾的场合
  • 相对湿度

结构紧凑，功能强大

SIMATIC ET 200SP 开放式控制器时此类控制器当中将 ET 200SP 控制器的功能与可视化和 PC 应用程序合并在一个坚固耐用的紧凑型控制系统（带有集中 I/O）的控制器。

• 成套多功能一体化解决方案，预装 SIMATIC S7-1500 软件控制器，也可预装 WinCC Runtime Advanced V13 SP1
• 通过 ET 200SP 模块进行集中式扩展（站的大宽度为 1 m，或者多 64 个模块）
• SIMATIC 虚拟机监控程序：
  用于将 Windows 系统与控制功能分离
• 通过双核处理器来佳利用虚拟机监控程序
• 可交换闪存盘（CFast 卡）用于存储操作系统、运行系统和项目数据
• 集成 DVI-I 图形接口；3x USB 2.0 接口
• 2 个 PROFINET 接口：X1通过 PN-IO 总线适配器来连接（RJ45 或 FC），带有 2 个端口；X2：千兆以太网接口 (RJ45)
• PROFINET IRT
• 开放式以太网通信（TCP/IP、UDP、Iso-on-TCP）
• Web 器功能可用于显示信息、状态、诊断以及用户定义的 Web 页面
• 可将 CM DP 作为 DP 主站进行 PROFIBUS DP 通信
• 组态控制（选项处理）
• 提高了专有技术和复制保护程度；具有 Security Integrated 功能
• 集成式系统诊断
• 集成运动控制功能用于控制速度控制轴和定位轴，支持外部编码器
• 跟踪功能
• 尤其适用于数量量很大且与用户特定相关的开放式应用程序
• 集成控制功能并用 C/C++ 语言实现应用程序（使用 SIMATIC ODK-1500S 开放式开发工具包）

ET 200SP 开放式控制器 CPU 1515SP PC 是一种坚固耐用的紧凑型系统，它将 ET 200SP 控制器的功能与基于 PC 的平台组合在一起。该 CPU 提供了 ET 200SP 系统、S7-1500 控制器系列以及 TIA 环境的完整功能。该控制器可用于控制特殊及系列机器设备，或用于控制分布式配置中的设备。该控制器尤其适用于数量较高的机器设备，例如，可用于摄像头检查以及图像传输或打印机连接的质量。在必须使用编程语言 C 或 C++ 来集成特殊自动化功能时、将 Windows 软件紧密连接到软件控制器时或必须存储较大量的数据时，CPU 1515SP PC 尤其显示出自身的优点。

预装有 WinCC Runtime Advanced V13 SP1 的 CPU 1515SP PC + HMI 提供了额外 HMI 功能。可以在一台设备上集成控制和可视化功能。

S7-200的工作过程和CPU的工作模式

1) S7-200在扫描循环中完成一系列任务。任务循环执行一次称为一个扫描周期。S7-200的工作过程如图4所示。在一个扫描周期中，S7-200主要执行下列五个部分的操作：

（Ⅰ）读输入：S7-200从输入单元读取输入状态，并存入输入映像寄存器中。

（Ⅱ）执行程序：CPU根据这些输入信号控制相应逻辑，当程序执行时刷新相关数据。程序执行后，S7-200将程序逻辑结果写到输出映像寄存器中。

（Ⅲ）处理通讯请求：S7-200执行通讯处理。

（Ⅳ）执行CPU自诊断：S7-200检查固件、程序存储

器和扩展模块是否工作正常

（Ⅴ）写输出：在程序结束时，S7-200将数据从输出映像寄存器中写入把输出锁存器，后复制到物理输出点，驱动外部负载。

（2）、S7-200 CPU的工作模式

   S7-200有两种操作模式：停止模式和运行模式。CPU面板上的LED状态灯可以显示当前的操作模式。

   在停止模式下，S7--200不执行程序，您可以下载程序和CPU组态。在运行模式下，S7-200将运行程序。

   S7-200提供一个方式开关来改变操作模式。您可以用方式开关（位于S7-200前盖下面）手动选择操作模式：当方式开关拨在停止模式，停止程序执行；当方式开关拨在运行模式，启动程序的执行；也可以将方式开关拨在TERM（终端）（暂态）模式，允许通过编程软件来切换CPU的工作模式，即停止模式或运行模式。

    如果方式开关打在STOP或者TERM模式，且电源状态发生变化，则当电源恢复时，CPU会自动进入STOP模式。如果方式开关打在RUN模式，且电源状态发生变化，则当电源恢复时，CPU会进入RUN模式。

CU310 DP

Overview

SIMOTION D 控制单元：D410?2，D4x5?2（4 个性能级别）

SIMOTION D 是 SIMOTION 的结构紧凑、基于 SINAMICS S120 变频调速柜系列的版本。

SIMOTION D 控制单元有以下几种型号：

• SIMOTION D410-2 是带多轴选项的单轴应用的紧凑型控制单元。此控制单元有 D410-2 DP 和 D410-2 DP/PN 等型号，可卡装到块型 SINAMICS S120 PM340 功率模块上。
• SIMOTION D4x5-2 是适用于 SINAMICS S120 书本型变频调速柜多轴应用的控制单元，有以下几种型号：
  • SIMOTION D425-2 DP 和 D425-2 DP/PN 控制单元（基本性能），用于多 16 个轴
  • SIMOTION D435-2 DP 和 D435-2 DP/PN 控制单元（标准性能），用于多 32 个轴
  • SIMOTION D445-2 DP/PN（高性能型）控制单元，用于多 64 个轴
  • SIMOTION D455-2 DP/PN 控制单元（超高性能），用于多 128 个轴，或者带有非常短的控制时钟周期的应用

这种可扩展性可确保对自动化方面不断变化的要求快速做出响应，而无需对系统做出改变。

设备理念

通过 SIMOTION D，PLC、运动控制功能以及 SINAMICS S120 驱动软件能在一个共享控制硬件上运行。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131?3 的 PLC，这意味着该系统不仅能够控制运动序列，而且还可控制整台机器。

根据所用的 SIMOTION D 平台，HMI 设备可在内置的 PROFIBUS、Ethernet 或 PROFINET 接口上运行，以进行操作员控制与监视。远程维护、诊断和远程等功能也可通过这些接口来使用。

• 基于 SIMATIC CPU 315-2 DP
• 用于在具有增安要求的工厂中建立故障安全型自动化系统
• 安全等级可达 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1)
• 分布式故障安全 I/O 模块可通过集成式 PROFIBUS DP 接口 (PROFIsafe) 进行连接
• 也可以集中式连接 ET200M 故障安全型 I/O 模块
• 标准模块可集中式和分布式使用，满足非安全应用

CPU 运行需要 SIMATIC 微存储卡(MMC)。

CPU 315F-2 DP支持建立一个故障安全自动化系统，以满足不断增长的安全需要，特别适用于生产工程。

包括故障安全I/O模块的分布式I/O站可以通过内置的 PROFIBUS DP 接口连接。ET 200M故障安全型I/O模块可以满足安全相关的应用。

F CPU与故障安全I/O模块之间的安全相关通讯通过PROFIsafe实现。

CPU 315F-2 DP 具有以下特点：

• 微处理器；
  处理器处理一条二进制指令的时间为 50 ns；处理每个浮点运算的时间为 0.45 μs。
• 存储器：
  384 KB 高速 RAM，用于安全型程序段和标准程序段；如果执行安全型程序段，则必须考虑增加的存储器空间要求（5 倍以上）。 在 384 KB RAM 中，128KB 数据存储器可用于标准应用。SIMATIC 微型存储卡（大 8 MB）作为程序的装载存储器，还允许将项目（包括符号和注释）存储在 CPU 中。
• 灵活的扩展能力：
  多可以多达 32 个模块，（4 层配置）
• MPI 多点接口：
  集成 MPI 接口多可以同时建立与 S7-300/400 或编程器、PC、操作员面板的 16 路连接。在这些连接中，始终分别为 编程器和操作员面板各保留一个连接。通过“全局数据通信”，MPI 可以用来建立多 16 个 CPU 组成的简单网络。
• PROFIBUS DP 接口： 
  带有 PROFIBUS DP 主/从接口的 CPU 315F-2 DP 可以用来建立高速、易用的分布式自动化系统。 从用户的角度，以处理集中式 I/O 的相同方式（相同的组态、编址和编程）处理分布式 I/O。
  通过集成式 PROFIBUS DP 接口，可以连接带有故障安全 I/O 模块的分布式 I/O。ET 200M 的故障安全型 I/O 模块还可以安装在安全型中央组态中。 
  基于 PROFIsafe 行规执行 F-CPU 和故障安全型 I/O 模块之间的安全通信。

• 密码保护；
  通过密码，可保护用户程序免受未经授权的访问。
• 诊断缓冲区；
  后 500 个出错和中断事件保存在缓冲区中，供诊断用。
• 免维护数据备份；
  如果发生断电，则可通过 CPU 将所有标准数据自动写入 SIMATIC 微型存储卡中，且将在再次通电时保持不变。

可参数化的特性

可以使用 STEP 7 对 S7 的组态、属性以及 CPU 的响应进行参数设置：

• MPI 多点接口；
  确定站地址
• 重启动/循环时间特性；
  大循环时间以及负载限制，以及自检测功能
• 时钟位存储器；
  设定地址
• 保护等级；
  设置访问程序和数据的权限
• 系统诊断；
  定义诊断报警的处理和范围
• 监视器中断；
  设定周期时间
• 时钟中断；
  设定起始日期、起始时间和间隔周期。
• PROFIBUS DP 主站/从站接口；
  用户自定义的地址分配，用于分布式 I/O

信息和显示功能

• 状态和故障指示；
  LED 指示硬件、编程、时间或 I/O 故障以及操作状态（如 RUN、STOP 和启动）。
• 测试功能；
  使用编程器显示程序执行过程中的信号状态，可以不通过用户程序修改过程变量，以及输出堆栈内容。
• 信息功能；
  通过编程器以文本形式为用户提供存储能力信息、CPU 的运行模式，以及主存储器和装载存储器当前的使用情况、当前的循环时间和诊断缓冲区的内容。

集成通信功能

• 编程器/OP 通信
• 全局数据通信
• S7 基本通信
• S7 通信（仅器）
• 路由
• 数据记录路由

通信

通过 PROFIBUS DP 执行中央控制器与分布式站之间的安全型通信和标准通信。 专门开发的 PROFIBUS 行规PROFIsafe 支持在标准数据报文帧中传送安全功能的用户数据。无需其它硬件组件，例如特殊安全总线。所需的软件既可以作为一个操作系统的扩展功能集成在硬件组件中，也可以作为一个软件块装载到 CPU 中。

系统功能

CPU 为诊断、参数设置、同步、报警、时间测量等提供了多种系统功能。
更多详情，参见手册。

操作模式

F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信号模块中。

信号模块采用差异分析方法和测试信号注入技术来监视输入和输出信号。

CPU通过周期性自检、命令测试以及基于逻辑和时间的程序执行检测，检查控制器运行的正确性。此外，通过“活跃标志（sign-of-life）”请求，还可以对 I/O 进行检测。

当系统诊断出一个故障时，系统将进入安全状态。

操作 S7-300F-2 DP 不需要 F 运行版授权。

编程

CPU 315F-2 DP 的编程方法与 SIMATIC S7 系统的编程方法相同。通过诸如 STEP 7 编程工具可创建非安全型用户程序。

选件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)

STEP 7 选件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于对与安全型程序段进行编程。选件包中包括所有用来创建 F 程序的所有功能和块。

具有安全功能的 F 程序以 F-FBD 或 F-LAD 方式进行创建，或利用 F 库中的特殊功能块进行创建。使用 F FBD 或 F LAD 可简化工厂的组态与编程，也因与特定工厂无关的统一表示形式而简化了验收测试。无须使用其它工具，程序员就可以对安全型应用进行组态。

PLC加法指令使用说明及指令要素

该指令的助记符、指令代码、操作数、程序步如表 1 所示。表 1 加法指令的要素

ADD 加法指令是将指定的源元件中的二进制数相加，结果送到指定的目标元件中去。 ADD 加法指令的说明如图 1表示。

图图1 加法指令使用说明

当执行条件 X0 由 OFF → ON 时， [D10]+[D12] → [D14] 。运算是代数运算，如 5+ （ -8 ） =-3 。

ADD 加法指令有 3 个常用标志。 M8020 为零标志， M8021 为借位标志， M8022 为进位标志。

如果运算结果为 0 ，则零标志 M8020 置 1 ；如果运算结果超过 32767 （ 16 位）或 2147483647 （ 32位），则进位标志 M8022 置 1 ；如果运算结果小于 -32767 （ 16 位）或 -2147483647 （ 32 位），则借位标志M8021 置 1 。

在 32 为运算中，被指定的字元件是低 16 位元件，而下一个元件为高 16 位元件。

源和目标可以用相同的元件号。若源和目标元件号相同而采用连续执行的 ADD 、（ D ） ADD 指令时，加法的结果在每个扫描周期都会改变。