多层软件结构

通过 SIMOTION，带有众多不同机器的运动任务可轻松、统一地执行。

为了方便任务的执行，一个非常特别的多层软件结构被选择作为运行系统。所有 SIMOTION 设备都提供了 PLC 功能等基本功能，带有符合标准 IEC 61131-3 的一个指令集。用户可使用随附的工艺包和函数库来扩展基本功能。

可扩展的功能

工艺包、函数库和运行系统的多层结构相结合，可将 SIMOTION 的功能加以扩展。

可伸缩

• 具有功能级别
• 具有广泛功能的软件模块和技术功能包

使用灵活

• 由于使用集成、可自由编程的 PLC，因此符合 IEC 61131-3 标准
• 可无限使用的技术功能包
• 通过一个综合指令集和符合 PLCopen 标准的功能块而具有广泛功能
• 可运转伺服、矢量、步进和液压驱动器
• 能够将各种技术功能包和功能库组合在一起

可扩展

• 由于功能库中的标准功能

技术功能包

每个技术功能包都为相关技术提供了完整功能。例如，运动控制功能包提供了用于精确定位运动的所有功能（包括凸轮系统）。

它还负责处理与驱动器之间进行的设定点和实际值循环交换，包括位置控制、运动曲线的计算、运动的删除和超控、归位功能、编码器切换、轴的释放、状态信息，等等。

除运动控制工艺包（包括定位、同步操作、输出凸轮和路径插补）之外，还提供了用于其他技术的功能包，如温度控制。

功能库

功能库提供了标准功能

• 用于集成专用 I/O 模块（如计数器模块、通信模块、AS-Interface）
• 用于扩展系统功能（如闭环控制器）

模块化用户功能也可存储为库，以便在项目中以标准形式执行。

CPU 1512C-1 PN 是紧凑型 CPU，用于非连续生产技术中对处理速度和响应速度要求不高的应用。

CPU 1512C-1 PN 具有 5 点模拟量输入；通过这些输入，可以记录压力或温度等模拟过程信号。其中 4 点个输入可用于电流或电压测量，1 点输入可用于电阻测量。
CPU 上的集成模拟量输出将 16 位数字值转换为电流或电压并输出到过程。例如，它们适合控制比例阀。
借助于 32 点集成式数字量输入，可在控制器上直接记录来自设备的 24 V DC 信号。
32 点集成式数字量输出可以切换 24 V DC 电压，从而将内部信号从控制器传送到设备。
集成的计数器可记录速度高达 100 kHz 的信号并直接在控制器中分析计数器状态或当前速度，无需使用附加模块。速度可以频率或周期的形式输出，或以用户归一化速度的形式输出。
CPU 的运动控制功能可将计数器用作实际位置值，将模拟量输出用作速度设定值输出。另外，CPU 通过易组态的块提供全面控制功能，以及通过标准化 PLC-open 块 提供连接至驱动器的能力。

CPU 1512C-1 PN 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 接口设计为双端口交换机以便在系统中设立总线型拓扑。

CPU 1512C-1 PN 具有：

• 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 60 ns。
• 大容量工作存储器：
  250 KB 用于程序，1 MB 用于数据
• 集成输入/输出；
  32 点数字量输入和 32 点数字量输出以及 5 点模拟量输入和 2 点模拟量输出（用于电流/电压信号），并具有一个用于测量 CPU 温度的附加输入。
• SIMATIC 存储卡作为装载存储器：
  具有数据记录和归档等附加功能
• 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，例如：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。
• PROFINET IO IRT 接口：
  具有通过 PROFINET 连接分布式 I/O 的选件。

S7-200系列可编程控制器的特点分类及主要功能元件

西门子S7系列可编程控制器分为S7-400、S7-300、S7-200三个系列，分别为S7系列的大、中、小型可编程控制器系统。S7-200系列可编程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本型号，常见的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四种基本型号。

小型PLC中，CPU221价格低廉能满足多种集成功能的需要。CPU 222是S7-200家族中低成本的单元，通过可连接的扩展模块即可处理模拟量。CPU 224具有更多的输入输出点及更大的存储器。CPU 226和226XM是功能强的单元，可完全满足一些中小型复杂控制系统的要求。四种型号的PLC具有下列特点：

（1）集成的24V电源

可直接连接到传感器和变送器执行器，CPU 221和CPU222具有180mA 输出。CPU224输出280mA，CPU 226、CPU 226XM输出400mA 可用作负载电源。

（2）高速脉冲输出

具有2 路高速脉冲输出端，输出脉冲频率可达20KHz，用于控制步进电机或伺服电机，实现定位任务。

（3）通信口

CPU 221、CPU222和CPU224具有1个RS-485通信口。CPU 226、CPU 226XM具有2个RS-485通信口。支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力。

（4）模拟电位器

CPU221/222有1个模拟电位器，CPU224/226/226XM有2个模拟电位器。模拟电位器用来改变特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的数值，以改变程序运行时的参数。如定时器、计数器的预置值，过程量的控制参数。

（5）中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。

（6）EEPROM 存储器模块（选件）

可作为修改与拷贝程序的快速工具，无需编程器并可进行辅助软件归档工作。

（7）电池模块

用户数据（如标志位状态、数据块、定时器、计数器）可通过内部的超级电容存储大约5 天。选用电池模块能延长存储时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。

（8）不同的设备类型

CPU 221~226 各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。

（9）数字量输入/输出点

CPU 221具有6个输入点和4个输出点；CPU 222具有8个输入点和6个输出点；CPU 224 具有14个输入点和10个输出点；CPU226/226XM 具有24个输入点和16个输出点。CPU22X主机的输入点为24V直流双向光电耦合输入电路，输出有继电器和直流（MOS型）两种类型。

（10）高速计数器

CPU 221/222有4个30KHz高速计数器，CPU224/226/226XM有6个30KHz的高速计数器，用于捕捉比CPU扫描频率更快的脉冲信号。

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

• 用于简便、快捷地对S7-400模板进行接线

可提供下列内容：

• 前连接器： 
  更换模板时无需重新接线
• TOP 连接： 
  用于快速、无故障地连接传感器和执行器，连接距离可达30m
• Flexible(柔性)连接： 
  可以快速、直接地将SIMATIC S7-400连接到控制柜中的每个控制单元上

SINAMICS S120 驱动系统使用说明书（一）

S120 V/f控制模式介绍

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。

• 用于将两个 CPU 41xH 安装到 S7-400H 子单元中。
• 可直接插入到 CPU

同步模块直接插入 CPU 41xH 的预留插槽中。每个 CPU 需要两个同步模块。通过光缆连接子单元中的模块。

• 同步模块 6ES7960-1AA06-0XA0，用于长 10m 的光纤电缆（转接电缆）。
• 同步模块 6ES7960-1AB06-0XA0，用于长 10 km 的光纤电缆（转接电缆或安装电缆）。

Y-型链接

• 包括：

 - 2 IM 157 接口模块

 - 1 个 Y-型联结器

 - 1 个 RS 485 转发器 

• ET 200M 总线模块上的模块化配置

Y-型联结器

• G从属 DP 主站与电源之间通过 RS 485 转发器实现电隔离
• 防护等级：IP 20

配置选项与约束

冗余 PROFIBUS-DP 主站可通过下述方式由 Y-型链接进行扩展：

• 冗余 DP 主站上的 Y-型链接数仅受限于大节点数
• 从属 DP 主站的节点不超过 31 个
• 从属 DP 主站的插槽不超过 223 个
• 配置信息与 Y-型链接的实用数据信息帧包括从属从站的信息帧内容。因此，每一种情况下的大信息帧长度为 244 字节
• 不通过 Y-型链接但通过 IM 153 将 ET 200M 连接到冗余 PROFIBUS-DP 上
• 不允许 Y-型链接级联
• 在从属主站中不可能实现节点间通信与等距离

MicroMaster420变频器

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。