SINAMICS S120 驱动器概述

• 用于开发 S7-1500 软件控制器的可动态加载的函数库：
  • 借助于 C/C++ 编程语言实现函数库。
  • 在 Windows 中或在软件控制器的实时运行环境中执行库函数。
  • 从 PLC 程序直接调用函数。
• 供货范围内包括实时库函数的开发环境：
• 使用 MS Visual Studio 开发 Windows 库函数。
• 自动创建用于调用库函数的函数块。
• 通过导入将函数块简便集成在 STEP 7 中。
• 无需专门的语言知识，即可在控制器中方便地使用库函数。

SIMATIC ODK 1500S 可为开发 Windows 以及 S7-1500 软件控制器的实时库函数提供支持。典型应用包括：

• Windows 库应用程序
  • 与数据库接口
  • 与 Office 应用程序等 Windows 程序通信
  • 连接到与应用相关的可视化软件
  • 实现特定领域的协议转换器，如 PV02、IEC 61850 等
  • 访问 Windows 文件系统，例如，用特定文件格式进行访问
• 实时库应用程序
  • 将现有 C/C++ 算法集成到控制任务中。
  • 实现闭环控制器或算法

西门子已经为基于 PC 的自动化开发了丰富的相关硬件和软件组件。

重点：可通过 SIMATIC WinAC 实现基于 SIMATIC PC 的控制，而 SIMATIC WinAC 是一种开放、灵活和可靠的控制器，可用于实现基于 PC 的自动化解决方案。

在 PC 上的单一平台上，可以执行所有自动化任务，如开环/闭环控制、HMI 和运动控制。除了典型的 PLC 任务之外，无论在哪必须处理 PC 应用程序，基于 PC 的自动化都是您的。

SIMATIC 基于 PC 的控制

• 扩展了基于 PC 控制器的 SIMATIC S7 控制器家族
• 当数据处理，通讯，可视化，工艺和控制必须在单个 PC 上实现以节省空间和提高性能时

型号

• SIMATIC WinAC 软件 PLC 
  用于需要高灵活性和集成能力的任务
• SIMATIC WinAC ODK 
  可实现工艺任务 PC 解决方案与 PLC 灵活高性能地结合。

特性：

• 在安装有 Windows XP Professional SP2 的标准 PC 上运行。
• 编码和 SIMATIC S7 兼容
  使用 SIMATIC 工业软件编程，创建的程序还可用于 SIMATIC S7。
• 使用与办公应用集成的标准接口
• 用于解决方案指定的工艺硬件和软件集成的开放式接口

MicroMaster420变频器

S7-300

• 模块化微型 PLC 系统，满足中、小规模的性能要求
• 各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务
• 简单实用的分布式结构和多界面网络能力，应用十分灵活
• 操作方便，设计简单，不含风扇
• 任务增加时可顺利扩展
• 大量的集成功能，使它功能非常强劲

S7-300F

• 故障安全型自动化系统，可满足工厂日益增加的安全需求
• 基于 S7-300
• 可连接配有安全型模块的附加 ET 200S 和 ET 200M 分布式 I/O 站
• 通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 进行安全相关通信
• 标准模块另外也可用于非安全相关应用

• S7-300

  SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统，可满足中、低端的性能要求。

  模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。

  SIMATIC S7-300 的应用领域包括：

  • 特殊机械，
  • 纺织机械，
  • 包装机械，
  • 一般机械设备制造，
  • 控制器制造，
  • 机床制造，
  • 安装系统，
  • 电气与电子工业及相关产业。

  多种性能等级的 CPU，具有用户友好功能的全系列模块，可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时，可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。

  SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器：

  • 具有高电磁兼容性和抗震性，可大限度地用于工业领域。
    

  S7-300F

  SIMATIC S7-300F 故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。其可对立即停车过程进行控制，因此不会对人身、环境造成损害。

  S7-300F 满足下列安全要求：

  • 要求等级 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
  • 安全要求等级 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
  • 类别 1 - 4 符合 EN 954-1

  另外，标准模块还可用在 S7-300F 及故障安全模块中。因此它可以创建一个全集成的控制系统，在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。

  S7-300

  一般步骤

  S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，且这些模块均可以独立地组合使用。

  一个系统包含下列组件：

  • CPU：
    不同的 CPU 可用于不同的性能范围，包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
  • 用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
  • 用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
  • 用于高速计数、定位（开环/闭环）及 PID 控制的功能模块（FM）。

  根据要求，也可使用下列模块：

  • 用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。
  • 接口模块 (IM)，用于多层配置时连接中央控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。
    通过分布式中央控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行，并且无需风扇。
  • SIPLUS 模块可用于扩展的环境条件：
    适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅，在防护等级为 IP20 机柜内使用时，可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。

  设计

  简单的结构使得 S7-300 使用灵活且易于维护：

  • 安装模块：
    只需简单地将模块挂在安装导轨上，转动到位然后锁紧螺钉。
  • 集成的背板总线： 
    背板总线集成到模块里。模块通过总线连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。
  • 模块采用机械编码，更换极为容易：
    更换模块时，必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构，可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。
  • 现场证明可靠的连接：
    对于信号模块，可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。
  • TOP 连接：
    为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。
  • 规定的安装深度：
    所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内，并有前盖保护。因此，所有模块应有明确的安装深度。
  • 无插槽规则:
    信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。

  扩展

  若用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时，则可对 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）进行扩展：

  • 中央控制器和3个扩展机架多可连接32个模块：
    总共可将 3 个扩展装置（EU）连接到中央控制器（CC）。每个 CC/EU 可以连接八个模块。
  • 通过接口模板连接：
    每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在中央控制器上它总是被插在 CPU 旁边的插槽中，并自动处理与扩展装置的通信。
    • 通过 IM 365 扩展：
      1 个扩展装置远扩展距离为 1 米；电源电压也通过扩展装置提供。
    • 通过 IM 360/361 扩展：
      3 个扩展装置， CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的远距离为 10m。
  • 单独安装：
    对于单独的 CC/EU，也能够以更远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离：长达 10m。
  • 灵活的安装选项：
    CC/EU 既可以水平安装，也可以垂直安装。这样可以大限度满足空间要求。

  通信

  S7-300 具有不同的通信接口：

  • 连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线系统的通信处理器。
  • 用于点到点连接的通信处理器
  • 多点接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
    是一种经济有效的方案，可以同时连接编程器/PC、人机界面系统和其它的 SIMATIC S7/C7 自动化系统。

  PROFIBUS DP进行过程通信

  SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 主站/从站接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。

  从用户的角度来看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。

  以下设备可作为主站连接：

  • SIMATIC S7-300
    （通过带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
  • SIMATIC S7-400
    （通过带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
  • SIMATIC C7 
    （通过带 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP）
  • SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，带IM 308
  • SIMATIC 505

  出于性能原因，每条线路上连接的主站不得超过 2 个。

  以下设备可作为从站连接：

  • ET 200 分布式 I/O 设备
  • S7-300，通过 CP 342-5
  • CPU 313C-2 DP, CPU 314C-2 DP, CPU 314C-2 PN/DP, CPU 315-2 DP, CPU 315-2 PN/DP, CPU 317-2 DP, CPU 317-2 PN/DP and CPU 319-3 PN/DP
  • C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-635, C7-636
  • 现场设备

  虽然带有 STEP 7 的编程器/PC 或 OP 是总线上的主站，但是只使用 MPI 功能，另外通过 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。

  通过 PROFINET IO 进行过程通信

  SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFINET 接口的 CPU 连接到 PROFINET IO 总线系统。通过带有 PROFIBUS 接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。

  从用户的角度来看，PROFINET IO 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。

  可将下列设备作为 IO 控制器进行连接：

  • SIMATIC S7-300
    （使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
  • SIMATIC ET 200
    （使用配备 PROFINET 接口的 CPU）
  • SIMATIC S7-400
    （使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

  可将下列设备作为 IO 设备进行连接：

  • ET 200 分布式 I/O 设备
  • ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
  • SIMATIC S7-300
    （使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
  • 现场设备

  通过 AS-Interface 进行过程通信

  S7-300 所配备的通信处理器 (CP 342-2) 适用于通过 AS-Interface 总线连接现场设备（AS-Interface 从站）。

  更多信息，请参见通信处理器。

  通过 CP 或集成接口（点对点）进行数据通信

  通过 CP 340/CP 341 通信处理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可经济有效地建立点到点连接。有三种物理传输介质支持不同的通信协议：

  • 20 mA (TTY)（仅 CP 340/CP 341）
  • RS 232C/V.24（仅 CP 340/CP 341）
  • RS 422/RS 485

  可以连接以下设备：

  • SIMATIC S7、SIMATIC S5 自动化系统和其他公司的系统
  • 打印机
  • 机器人控制
  • 扫描器，条码阅读器，等

  特殊功能块包括在通信功能手册的供货范围之内。

  使用多点接口 (MPI) 进行数据通信

  MPI（多点接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于简单的网络任务。

  • MPI 可以同时连接多个配有 STEP 7 的编程器/PC、HMI 系统（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
  • 全局数据：
    “全局数据通信”可以在联网的 CPU 间周期性地进行数据交换。 一个 S7-300 CPU 可与多达 4 个数据包交换数据，每个数据包含有 22 字节数据，可同时有 16 个 CPU 参与数据交换（使用 STEP 7 V4.x）。 
    例如，可以允许一个 CPU 访问另一个 CPU 的输入/输出。只可通过 MPI 接口进行全局数据通信。
  • 内部通信总线(C-bus)：
    CPU 的 MPI 直接连接到 S7-300 的 C 总线。因此，可以通过 MPI 从编程器直接找到与 C 总线连接的 FM/CP 模块的地址。
  • 功能强大的通信技术：
    • 多达 32 个 MPI 节点。
    • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每个 CPU 有多个通信接口。
    • 使用编程器/PC、SIMATIC HMI 系统和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每个 CPU 有多个通信接口。
    • 数据传输速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
  • 灵活的组态选项：
    可靠的组件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的总线电缆、总线连接器和 RS 485 中继器。使用这些组件，可以根据需求实现设计的调整。例如，任意两个MPI节点之间多可以开启10个中继器，以桥接更大的距离。

  通过 CP 进行数据通信

  SIMATIC S7-300 通过 CP 342 和 CP 343 通信处理器可以连接到 PROFIBUS 和工业以太网总线系统。

  可以连接以下设备：

  • SIMATIC S7-300
  • SIMATIC S7-400
  • SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
  • 编程器
  • PC 机
  • SIMATIC HMI 人机界面系统
  • 数控装置
  • 机器人控制
  • 工业PC
  • 驱动控制器
  • 其它厂商设备

  S7-300F

  S7-300F 能够以两种 I/O 设计的方式运行：

  • ET 200M 中的 I/O 设计：
    故障安全数字量/模拟量输入和输出模块用于集中式或分布式应用（Cat.4/SIL3 只能与隔离模块一起使用）
  • ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 设计：
    故障安全数字量输入和输出模块可用于分布式应用

  
  
  
  

6SN1162-0BA02-0AA2风扇模块

Overview

• 将 SIMATIC S7-400 连接到工业以太网
  • 多协议运行，用于 ISO、TCP/IP、UDP 与 PROFINET IO 协议
  • 可调节的 Keep Alive 功能
• 两个独立的接口（集成的网络分离）：
  • 千兆以太网接口，带有 RJ45 端口，10/100/1000 Mbit/s 全双工/半双工，具有自动侦测功能
  • PROFINET 接口，带有四个 RJ45 端口，10/100 Mbit/s 全双工/半双工，通过 4 端口交换机执行自动感测和自动交叉功能
• 通过两个接口进行通讯
  • 开放式通讯（ISO、TCP/IP 和 UDP），使用 UDP 多点传送，包括两个接口之间的路由
  • 编程器/OP通讯：
    通过 S7 路由的交叉网络
  • S7 通讯（客户端、器、多路复用），包括两个接口之间的路由
  • IT 通讯：
    HTTP 通讯支持通过自己的 web 页访问过程数据；
    电子邮件客户端功能，直接从用户程序发送包含身份验证信息的电子邮件；
    FTP 通讯支持程序控制的 FTP 客户端通讯；
    通过 FTP 器访问数据块
• 通过 PROFINET 接口进行通讯
  • PROFINET IO 控制器，具有实时属性（RT 和 IRT）
  • PROFINET CBA
  • 通过 DHCP、简单的 PC 工具或通过用户程序（例如 HMI）进行 IP 地址分配
  • 支持 PROFINET IO 设备的优先启动
  • 使用 STEP 7 组态
• 介质冗余 (MRP)；
  在采用环形拓扑结构的以太网网络内，CP 支持介质冗余程序 MRP。
• 通过可组态的 IP 访问列表进行访问保护
• 无需编程器即可进行模板更换；
  所有信息都保存在 C-PLUG 中（即使是用于 IT 功能的文件系统）。
• 丰富的诊断功能，可用于机架中的所有模板
• 通过 SNMP V1 MIB-II，集成在网络管理系统中
• 运行于冗余 S7 通讯或 DP 主站通讯的 SIMATIC H 系统。
• 在与 SIMATIC S7-400 CPU 416F 一起使用的故障安全型应用程序 (PROFIsafe) 中操作

S7 控制器中的控制器

控制器尤其适用于具有中等和较高复杂程度的应用。SIMATIC S7-1500 ActiveX Control 是 SIMATIC S7-300 和 SIMATIC 的长期后续产品

S7-400 控制器，未来工厂的标准控制器 – 的性能和创新的设计与操作方式产生令人信服的结果。具有模块化扩展能力的 SIMATIC S7 控制器具有长期兼容性，免维护且可以扩展，当然也能在 TIA 博途中进行组态。它们是任何自动化任务的理想解决方案。

• 模块化、可扩展通用系统，IP20 防护等级
• 适用于离散自动化领域中各种自动化应用的系统解决方案
• 具有极高性能和可用性
• 可专门通过 Totally Integrated Automation Portal 平台中的 STEP 7 Professional V12 及更高的型号进行组态

性能

• 提高性能
  • 高速指令执行:
  • 语言扩展
  • 新数据类型
  • 更快速的背板总线
  • 经过的代码生成
• 功能强大的通信：
  • PROFINET IO（2 端口交换机）标准接口；
    从 CPU 1515-2 PN 起，具有一个更多额外的集成 PROFINET 接口，例如，用于网络分离
  • 可针对总线系统和点到点连接，通过通信模块进行扩展

集成技术

• 无需附加模块就可集成运动控制功能：
  • 通过标准化的块 (PLCopen) 来连接模拟驱动器和 PROFIdrive 驱动器
  • 运动控制功能支持转速控制轴和定位轴以及外部编码器
  • 轴之间实现位置精确的齿轮传动
• 全面跟踪所有 CPU 标签，以进行实时诊断和间歇错误检测；
  拥有有效调试和快速驱动器和控制装置
• 广泛的控制功能：
  例如，可轻松组态的块可进行控制参数的自动以实现优控制质量
• 通过提供的工艺模块获得附加功能：
  例如，高速计数、位置检测或高达 1 MHz 信号的测量

安全集成

人身安全和机器安全 – 在集成式完整系统框架内

• 故障安全 SIMATIC S7-1500F 控制器可在同一控制器上处理标准程序和安全程序。
  在 TIA 博途中，使用相同的编辑器生成故障安全和标准用户程序；例如，这样就能向标准用户程序中的标准数据那样，故障安全数据。由于这种软件集成，故障安全应用也可利用 SIMATIC 的系统有点和全面功能。

集成安全功能

• 通过密码进行知识保护，防止未经授权读取和修改程序块
• 通过复制保护来提高保护程度，防止未经授权而复制程序块：
  通过复制保护，可将 SIMATIC 存储卡上的程序块与其序列号绑定，以便只有在将配置的存储卡插到 CPU 中时，该程序块才可运行。
• 具有四个不同授权级别的权限：
  可向各个用户组分配不同访问权限。通过新的保护级别 4，还可以限制与 HMI 设备之间的通信。
• 改进了操作保护：
  控制器将会检测到组态数据的更改或未授权传输。
• 用于以太网通信处理器 (CP 1543-1)：
  • 通过防火墙提供附加访问保护
  • 建立安全 VPN 连接（V12 SP1 或更高版本）

设计与操作

• CPU 带有用于显示普通文本信息的显示屏：
  • 可显示所有连接模块的订货号、固件版本和序列号信息
  • 直接在现场设置 CPU 的 IP 地址以及进行其它网络设置，无需使用编程设备
  • 直接以普通文本形式显示错误消息，可缩短停机时间
• 所有模块采用统一的前连接器，并具有用于灵活形成电压组的集成式电压桥接件，从而简化了库存，降低了接线成本
• S7-1500 安装导轨上集成有 DIN 导轨：
  快速、方便地安装小型断路器、继电器等附加组件
• 通过信号模块进行集中扩展：
  可根据任何应用的要求进行灵活调整
• 数字量信号模块的系统电缆连接：
  可快速、清晰地进行安排，以连接至现场的传感器和执行器并在控制柜中进行简便接线
• 电源：
  • 负载电源模块（电源模块）为模块提供 24 V 电源
  • 电源模块可通过背板总线向模块内部电路供电
• 分布式扩展：
  • 通过 PROFINET 接口模块 IM 155-5，可针对 ET 200MP I/O 系统使用多 30 个信号模块、通信模块和工艺模块
  • 在集中和分布式运行的操作和系统功能方面没有差别

集成系统诊断

• CPU 的集成系统诊断，默认情况下已激活：
  • 在显示屏上以及 TIA Portal、HMI 和 Web 器中以普通文本形式一致地显示系统诊断信息，甚至可显示变频器消息。即使 CPU 处于停止状态，也会更新消息。
  • 系统诊断功能集成在 CPU 固件中。无需由用户进行组态。组态发生改变时，会自动对诊断信息进行更新。

数据记录（归档）和配方

• SIMATIC 存储卡：
  • 插入式装载存储器
  • 可进行固件更新
  • STEP 7 项目（包括注释和符号）、附加文档或 csv 文件（用于配方和归档）的存储选项
  • 通过 SD 读卡器并使用 Office 工具，可方便地访问与设备相关的运行数据和组态数据（与控制器之间的双向数据交换）
• 集成 wed 器：
  - 通过 Web 浏览器，可方便地访问与设备相关的运行数据和组态数据

认证

SIMATIC S7-1500 符合以下和国际标准：

• cULus 认证
• cULus HazLoc 认证
• FM 认证
• ATEX 认证仅限于 24 V，不适用于 230 V
• CE
• C-TICK
• KCC
• IECEx（仅限 24 V；不适用于 230 V）
• EN 61000-6-4
• EN 60068-2-1/ -2/ -6/ -14/ -27/ -30/ -32
• EN 61131-2