6ES7677-2VB42-0GB0

SIMATIC ET 200SP Open控制器，CPU 1515SP PC2 T， 8 GB RAM（基本设备 6ES76772DB400AA0），128 GB CFast带 Windows 10 IoT 企业版 64 位和 S7-1500 控制器软件 CPU 1505SP T 预安装， 接口：1 个CFast 插槽， 1 个 SD/MMC 插槽，1X 接口 用于 ET 200SP 总线适配器 PROFINET，1x10/100/1000 MBit/s 以太网，2 x USB 3.0； 2x USB 2.0，1x 显示屏端口， CFast上的文档， CFast 上的恢复图像

西门子PLC控制系统设计原则与步骤

任何一个控制系统都是为了实现对被控对象的工艺要求，并提高生产效率和保证产品质量。PLC自动化控制系统和其他控制系统一样，都必须遵循一定的设计原则、设计步骤和设计内容。

  PLC控制系统设计分为单机设计、群机(生产线)设计和过程控制设计。单机设计指PLC仅用于单台设备的控制系统，这是目前应用Zui广泛的控制系统设计，控制系统相对比较简单，大都为开关量逻辑控制。对初学PLC的人来说，单机设计是一个很好的PLC控制系统设计的切入口。群机设计涉及多台设备之间的互动关系，比单机要复杂一些。而过程控制则是一个生产系统过程的控制、控制系统大而复杂，涉及的PLC应用知识面相当广，一般来说，不是一个人所能单独完成的。下面对PLC 控制系统的设计讨论主要针对单机和群机设计而言。

  1.PLC控制系统设计原则

  PLC控制系统以实现控制对象的自动化要求为前提，以保证系统安全为准则，以提高生产效率和产品质量为宗旨，在设计中要遵循以下原则：

  (1)Zui大限度地满足被控对象的要求。

  充分发挥PLC的控制功能，Zui大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，也是设计中Zui重要的一条原则。

  (2)确保控制系统、操作人员及生产设备的安全。

  保证 PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计系统的重要原则。设计必须考虑正常情况下安全可靠，还必须考虑非正常情况下(如突然断电，突然断电再上电，人工操纵错误等)也能安全可靠。

  (3)力求简单、经济、实用、可靠且维护方便。

  投入产出比是衡量控制系统的一个重要指标。在满足控制要求的前提下，在保证安全、可靠和稳定运行的原则下，应注意系统设计尽可能降低工程成本、使用成本和维护成本，不要盲目地追求高指标和高度自动化。

  (4)留有适当的发展余地。

  由于技术不断地发展，控制系统要求也会发生改变。考虑生产的发展和工艺的更改，对所采用的PLC、I/O模块、内存容量都要适当留有余地。

  2.PLC控制系统设计步骤和内容

  PLC控制系统设计步骤如下所述。

  1)分析控制要求

  这一点是Zui重要的一步，是全部设计的基础。在设计控制系统时，要深入了解、详细分析、认真研究被控对象(设备、生产线或者生产过程)的工艺流程、工艺参数及控制任务。在许多情况下，客户提供的控制要求都比较简单、抽象，许多意外情况的紧急处理和一般情况下所要完成的操作处理可能没有提及。例如，应具备的操作方式(手动、自动、半自动、断续等)、各种保护(断电、过载、误操作等)、PLC与其他智能设备(变频器，温控仪等)之间的关系，各种显示方式(指示灯、文本显示、触摸屏等)等，这都需要PLC控制系统设计人员去补充。

  在分析控制要求时，PLC控制系统设计人员必须与工艺、机械等方面的工程技术人员和现场操作人员密切配合，共同解决设计中出现的问题。某些控制要求，如果单纯用PLC控制系统去解决，可能难度较大，成本较高，而结合机械机构及装置则可事半功倍。同样，也不要追求现场操作越简单越好，适当的操作手段同样会简化PLC控制系统的设计。

  如果改造旧设备，还要仔细阅读原使用说明书和电器原理图等技术资料，要详细了解被控对象的全部功能，如机械部件的动作顺序、动作条件和必要的保护。设备内部的机械、气动、液压、仪表及电气系统之间的关系，有哪些控制方式、需要显示哪些物理量和显示方式等。

  对控制要求进行详细了解分析是做好PLC控制系统的第一步，且是Zui重要的一步。做好这一步，下面的工作将变得比较容易且反复较少，能够做到一步到位。

  2)确定PLC控制系统的硬件结构组成

  在充分对控制要求分析的基础上，就要确定 PLC 控制系统的硬件组成及元器件的选择。

  是选择合适的 PLC，一般情况是根据 PLC 的输入量、输出量的点数和类型来确定PLC的型号和相应特殊模块。

  确定系统输入元件(按钮、行程开关、传感有源开关、传感器、变送器等)和输出元件(接触器、继电器、电磁阀、指示灯、电铃、各种控制板等)的品牌、型号。在选择这些元器件时，一定要以控制系统的可靠性、稳定性和安全性为主，在保证上述三性的前提下，能满足要求且价格较低就是zuihao的，具体的选择方法可以参考有关手册资料。

  3)PLC的用户程序设计

  用户程序设计又称PLC软件系统设计。上面的两个步骤基本上都是为用户程序设计准备的。关于用户程序设计的说明见5.5.2节PLC用户程序设计。

  4)PLC控制系统的调试

  当PLC控制系统程序设计完毕后，并不能马上投入运行，还需要经过模拟调试和现场调试，这是非常重要的一个环节。任何环节的设计很难说不经过调试就能使用，只要通过调试才能发现用户程序和外部控制回路的矛盾之处。只有通过调试才能Zui后确定用户程序和外部控制回路的正确性。关于PLC控制系统的调试详见5.5.3节。待调试中出现的问题解决后才能正式投入运行。

  5)编写技术文件

  PLC控制系统交付使用并稳定运行一段时间后，可以根据Zui终结果整理出完整的技术文件，并提供给客户，以便在今后使用。一般来说，技术文件包括以下内容。

  控制系统的使用说明书。

  控制系统电气原理图(含系统所使用的所有电气元器件的随机文件)。

  完整的梯形图文件(I/O地址分配表、PLC配线图、带注释的梯形图程序)。

  其他说明文件。

CPU 416

概述

• 高端性能范围内的高性能 CPU

• 适用于对性能要求很高的工厂

• CPU 416-3 PN/DP 中集成了 PROFINET 功能

应用

CPU 416-2, CPU 416-3 and CPU 416-3 PN/DP are powerful SIMATICS7-400 CPUs.

The integrated PROFIBUS DP interfaces in the CPU 416-2 and CPU416-3 make it possible to connect directly to the PROFIBUS DPfieldbus as a master or slave.

An additional DP master system can be connected to the CPU 416-3and CPU 416-3 PN/DP using the IF 964-DP interface module.

The integrated PROFINET interface of the CPU 416-3 PN/DP includesswitch functionality when the ERTEC 400-ASIC is used. This formsthe basis for providing two externally accessible PROFINET ports.In addition to hierarchical network topologies, this also enablesthe creation of line structures in the new S7-400 controllers.

Note:
Only the 6ES7 964-2AA04-0AB0interface submodule may be used.

设计

Both CPUs are equipped with the following:

• Powerful processor:
  The CPUs achieve instruction execution times as low as 0.03 µs perbinary instruction.

• CPU 416-2: 5.6 MB RAM (ofwhich 2.8 MB each for program and data);
  CPU 416-3: 11.2 MB RAM (ofwhich 5.6 MB each for program and data);
  CPU 416-3 PN/DP: 11.2 MBRAM (of which 5.6 MB each for program and data);
  fast RAM for parts of the user program relevant to execution.

• Flexible expansion:
  Up to 262144 digital and 16384 analog inputs/outputs.

• Multi-point interface MPI:
  With the MPI it is possible to establish simple networking of max.32 stations at a data transmission rate of up to 12 Mbit/s. TheCPUs can establish up to 44 connections to stations of thecommunications bus (C bus) and the MPI.

• Mode selector switch:
  Designed as toggle switch.

• Diagnostics buffer:
  The last 120 fault and interrupt events are retained in a ringbuffer for diagnostic purposes. The number of entries can beparameterized.

• Real-time clock:
  The date and time are appended to diagnostic messages of theCPU.

• Memory card:
  For expansion of the integrated load memory. RAM and FEPROM cards(FEPROM for retentive storage) are available

• Combined MPI/DP interface and integrated PROFIBUS DP interface(CPU 416-2 and CPU 416-3):
  The PROFIBUS DP master interface allows a distributed automationconfiguration offering high speed and ease of use. From the user'spoint of view, the distributed I/O is treated as central I/O (sameconfiguring, addressing and programming).
  Mixed configuration: SIMATIC S5 and SIMATIC S7 as PROFIBUS masteraccording to EN 50170.

CPU 416-3 and CPU 416-3 PN/DP also include:

• A module slot:
  An additional PROFIBUS DP master system can be connected viathe IF 964-DP interface module.

CPU 416-3 PN/DP additionally includes:

• PROFINET interface with 2 ports (switch):

• PROFINET I/O, 256 IO devices connectable

• PROFINET CBA

功能

• Block protection:
  A password concept protects the user program from unauthorizedaccess.

• Integral HMI services:
  The user only has to specify the source and destination of the datawith HMI devices. The data are then transported cyclically andautomatically by the system.

• Integrated communications functions:

• PG/OP communication

• Shared data communication

• S7 standard communication

• S7 communication

• Firmware update using network

CPU 416-3 PN/DP additional:

• Open communication over TCP/IP, UDP and ISO-on-TCP (RFC1006)

• Distributed intelligence in Component Based Automation (CBA) onPROFINET

• Additional diagnostic options with integrated web server

The STEP 7 tool "Hardware Configuration" can be used to program theproperties and response of the S7-400 including the CPUs, e.g.

• Multi-point interface MPI:

• Definition of station addresses.

• Startup/cycle behavior

• Stipulation of the maximum cycle time and communicationsload

• Address assignment:
  Addressing of I/O modules.

• Retentive ranges:
  Definition of the number of retentive bit memories, counters,timers, data blocks and clock memories.

• Size of the process image, local data.

• Length of the diagnostics buffer

• Protection level:
  Definition of access authorization for program and data

• System diagnostics:
  Definition of the handling and scope of diagnostic messages

• Timed interrupts:
  Setting of periodicity

CPU 416-3 PN/DP additional:

• PROFINET interface

• Parameterization of time synchronization using NTP procedure

• Status and error indicators:
  LEDs indicate internal and external errors and operating statessuch as RUN, STOP, Restart, Test function, for example

• Test functions:
  The programming device can be used to display signal states inprogram execution, modify process tags irrespective of the userprogram, read out the contents of stack memories, run separateprogram steps and inhibit program components

• Information functions:
  The programming device can be used to provide the user withinformation on the memory capacity and operating mode of the CPUand the current utilization of the working and load memories

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