西門子CPU模塊6ES7414-3XM05-0AB0

上海翰粵公司在經營活動中精益求精，具備如下業(yè)務優(yōu)勢：
SIEMENS 可編程控制器
　　1、 SIMATIC S7 系列PLC、S7200、s71200、S7300、S7400、ET200
　　2、 邏輯控制模塊 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
　　3、 SITOP 系列直流電源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A
4、HMI 觸摸屏TD200 TD400C TP177,MP277 MP377
SIEMENS 交、直流傳動裝置
　　1、 交流變頻器 MICROMASTER系列：MM、MM420、MM430、MM440、ECO
　　　　　　　　　MIDASTER系列：MDV
　　　　　　　　　6SE70系列（FC、VC、SC）
　　2、全數字直流調速裝置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70 系列
SIEMENS 數控 伺服
1、840D、802S/C、802SL、828D 801D ：6FC5210,6FC6247,6FC5357,6FC5211,6FC5200,6FC5510,
2、伺服驅動 ： 6SN1123,6SN1145,6SN1146,6SN1118,6SN1110,6SN1124,6SN1125,6SN1128

上海翰粵自動化系統有限公司

 ：瞿曉明（  ）24小時 ：

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西門子CPU模塊6ES7414-3XM05-0AB0Overview

• 滿足中等規(guī)模要求中有較高要求的CPU
• 可應用在對程序和處理速度又額外要求的應用中．
• CPU 414-3 PN/DP 中集成了 PROFINET 功能

Area of application

CPU 414-2, CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 為中等性能要求中的高需求而設計． 他們可以滿足對程序容量和處理速度有較高要求的應用．

CPU 414-2 和 CPU 414-3　中內置 PROFIBUS DP 口，可以作為主站或從站直接連接到 PROFIBUS DP 現場總線。

使用 IF 964-DP 接口模板，還可將其他 DP 主站系統連接到 CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 上。

在使用 PROFINET-ASIC ERTEC 400 時，CPU 414-3 PN/DP 具有交換機功能。 它提供了可從外部接觸到的兩個 PROFINET 端口。 除分層網絡拓撲結構之外，還可以在新型 S7-400 控制器中創(chuàng)建總線形結構。

注意:
只有 6ES7 964-2AA04-0AB0 接口子模塊才能使用。

Design

CPU 裝配有：

• 功能強大的處理器： 
  CPU 執(zhí)行每條二進制指令時間僅為 0.045µs 。
• CPU 414-2: 1 MB RAM (其中，程序和數據各使用 512 KB); 
  CPU 414-3: 2.8 MB RAM (其中，程序和數據各使用 1.4 MB); 
  CPU 414-3 PN/DP: 2.8 MB RAM (其中，程序和數據各使用 1.4 MB); 
  快速 RAM 用于執(zhí)行部分用戶程序
• 靈活擴展： 
  zui高 131072 個數字量以及 81932 個模擬量輸入/輸出。
• MPI多點接口： 
  通過 MPI，可將zui多 32 個站連成簡單網絡，數據傳輸速率高達 12 Mbit/s。CPU 可與通訊總線（C 總線）和 MPI 的站之間建立zui多 32 個連接。
• 模式選擇開關： 
  波動開關設計。
• 診斷緩沖區(qū)： 
  zui后的故障和中斷事件保存在一個環(huán)形緩沖器中，用于進行診斷。 可以對輸入數目進行設定。
• 實時時鐘： 
  日期和時間附加在 CPU 的診斷消息后面
• 存儲卡: 
  用于擴展內置的裝載存儲器。 存儲在裝載存儲器中的信息包括S7-400參數數據以及程序，因此需要2倍的存儲空間。 其結果是：
  • 內置的裝載存儲器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲卡。 可使用 RAM 和 FEPROM 卡。
• PROFIBUS-DP 接口和組合的MPI/DP 接口： 
  通過 PROFIBUS DP 主站接口，可以實現分布式自動化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。 對用戶來說,分布式I/O單元可作為一個集中式單元來處理(相同的組態(tài)、編址和編程). 
  組合式配置： SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作為PROFIBUS主站符合EN 50 170規(guī)范。

CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 還包括：

• 附加模塊插槽： 
  可用IF 964-DP 接口子模板進行連接到PROFIBUS DP主站系統中。

CPU 414-3 PN/DP 另外包括：

• PROFINET 接口，帶 2 個端口（換機）：
  • PROFINET I/O，可連接 256 個 IO 設備
  • PROFINET CBA

Functions

• 塊保護： 
  用戶程序使用密碼保護，可防止非法訪問。
• 集成的 HMI 服務： 
  用戶只能用HMI設備數據源地址和數據目標地址，此后系統將自動地進行數據傳輸。
• 集成的通訊功能:
  • PG/OP 通訊
  • 共享數據通訊
  • S7 標準通訊
  • S7 通訊

CPU 414-3 PN/DP 其它：

• 在TCP/IP、UDP和ISO-on-TCP (RFC1006)上實現開放的通訊
• 在基于組件的自動化 (CBA) 中實現分布式智能系統 (PROFINET)
• 通過集成的 Web 服務器而獲得附加診斷功能
• 通過網絡進行固件更新

可以參數化的屬性

可使用 STEP 7 工具“Hardware Configuration”對 S7-400（包括 CPU）的性能和響應進行編程，如：

• MPI多點接口：
  • 站地址定義
  • 啟動/循環(huán)行為
  • zui大循環(huán)時間和通訊負荷的規(guī)定
• 地址分配： 
  I/O 模塊的編址
• 保持范圍： 
  定義保持性位存儲器、計數器、定時器和時鐘存儲器。
• 過程映像、局部數據的大小
• 診斷緩存區(qū)的長度
• 保護級： 
  程序和數據訪問*的定義
• 系統診斷： 
  確定診斷信息的處理方法和范圍
• 實時中斷: 
  設定周期

CPU 414-3 PN/DP 其它：

• PROFINET Interface
• 使用 NTP 規(guī)程對時間同步進行參數化

信息指示功能

• 狀態(tài)和錯誤指示燈： 
  通過 LED 指示出內部和外部錯誤及運行狀態(tài)，如運行 (RUN)、停止 (STOP)、重新啟動 (Restart)、測試功能 (Test function) 等。
• 測試功能： 
  可使用編程設備顯示程序執(zhí)行中的信號狀態(tài)，不考慮用戶程序而修改過程變量，讀取堆棧存儲器的內容，運行單獨程序步驟，并禁用程序組件。
• 信息功能： 
  可使用編程設備為用戶提供有關存儲器容量和 CPU 的工作模式，以及工作和負載存儲器的當前使用率等方面的信息。

Technical Specifications

在工業(yè)生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據采集。傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是*代可編程序控制器，稱Programmable Controller（PC）。
個人計算機（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC），現在，仍常常將PLC簡稱PC。
PLC的定義有許多種。電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于與工業(yè)控制系統形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。
上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展zui快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統治地位的DCS系統。
PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗*力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。

二、PLC的構成西門子CPU模塊6ES7412-2XJ05-0AB0
從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。

三、CPU的構成
 
CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數據，用掃描的方式采集由現場輸入裝置送來的狀態(tài)或數據，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析后再按指令規(guī)定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。
CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間的數據、控制及狀態(tài)總線構成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內存主要用于存儲程序及數據，是PLC*的組成單元。
在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。
CPU速度和內存容量是PLC的重要參數，它們決定著PLC的工作速度，IO數量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。
 
四、I/O模塊西門子CPU模塊6ES7412-2XJ05-0AB0
 
PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數字信號進入PLC系統，輸出模塊相反。I/O分為開關量輸入（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。
開關量是指只有開和關（或1和0）兩種狀態(tài)的信號，模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的I/O分類如下：
開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。
模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。
按I/O點數確定模塊規(guī)格及數量，I/O模塊可多可少，但其zui大數受CPU所能管理的基本配置的能力，即受zui大的底板或機架槽數限制。

五、電源模塊
 
PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）。

六、底板或機架
 
大多數模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模塊間的，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。

七、PLC系統的其它設備
 
1、編程設備：編程器是PLC開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護*的器件，用于編程、對系統作一些設定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統的工作狀況，但它不直接參與現場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。
2、人機界面：zui簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由計算機（運行組態(tài)軟件）充當人機界面非常普及。
3、輸入輸出設備：用于*性地存儲用戶數據，如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機等。

八、PLC的通信聯網
 
依靠*的工業(yè)網絡技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。因此，網絡在自動化系統集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出"網絡就是控制器"的觀點說法。
PLC具有通信聯網的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統一的整體，實現分散集中控制。多數PLC具有RS-232接口，還有一些內置有支持各自通信協議的接口。
PLC的通信，還未實現互操作性，IEC規(guī)定了多種現場總線標準，PLC各廠家均有采用。
對于一個自動化工程(特別是中大規(guī)?？刂葡到y)來講，選擇網絡非常重要的。首先，網絡必須是開放的，以方便不同設備的集成及未來系統規(guī)模的擴展；其次，針對不同網絡層次的傳輸性能要求，選擇網絡的形式，這必須在較深入地了解該網絡標準的協議、機制的前提下進行；再次，綜合考慮系統成本、設備兼容性、現場環(huán)境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網絡標準