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Overview

SIMOTION D 控制單元：D410?2，D4x5?2（4 個性能級別）

SIMOTION D 是 SIMOTION 的結構緊湊、基于 SINAMICS S120 變頻調速柜系列的版本。

SIMOTION D 控制單元有以下幾種型號：

• SIMOTION D410-2 是帶多軸選項的單軸應用的緊湊型控制單元。此控制單元有 D410-2 DP 和 D410-2 DP/PN 等型號，可卡裝到塊型 SINAMICS S120 PM340 功率模塊上。
• SIMOTION D4x5-2 是適用于 SINAMICS S120 書本型變頻調速柜多軸應用的控制單元，有以下幾種型號：
  • SIMOTION D425-2 DP 和 D425-2 DP/PN 控制單元（基本性能），用于多 16 個軸
  • SIMOTION D435-2 DP 和 D435-2 DP/PN 控制單元（標準性能），用于多 32 個軸
  • SIMOTION D445-2 DP/PN（高性能型）控制單元，用于多 64 個軸
  • SIMOTION D455-2 DP/PN 控制單元（超高性能），用于多 128 個軸，或者帶有非常短的控制時鐘周期的應用

這種可擴展性可確保對自動化方面不斷變化的要求快速做出響應，而無需對系統做出改變。

設備理念

通過 SIMOTION D，PLC、運動控制功能以及 SINAMICS S120 驅動軟件能在一個共享控制硬件上運行。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131?3 的 PLC，這意味著該系統不僅能夠控制運動序列，而且還可控制整臺機器。

根據所用的 SIMOTION D 平臺，HMI 設備可在內置的 PROFIBUS、Ethernet 或 PROFINET 接口上運行，以進行操作員控制與監視。遠程維護、診斷和遠程等功能也可通過這些接口來使用。

• 基于 SIMATIC CPU 315-2 DP
• 用于在具有增安要求的工廠中建立故障安全型自動化系統
• 安全等級可達 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1)
• 分布式故障安全 I/O 模塊可通過集成式 PROFIBUS DP 接口 (PROFIsafe) 進行連接
• 也可以集中式連接 ET200M 故障安全型 I/O 模塊
• 標準模塊可集中式和分布式使用，滿足非安全應用

CPU 運行需要 SIMATIC 微存儲卡(MMC)。

CPU 315F-2 DP支持建立一個故障安全自動化系統，以滿足不斷增長的安全需要，特別適用于生產工程。

包括故障安全I/O模塊的分布式I/O站可以通過內置的 PROFIBUS DP 接口連接。ET 200M故障安全型I/O模塊可以滿足安全相關的應用。

F CPU與故障安全I/O模塊之間的安全相關通訊通過PROFIsafe實現。

CPU 315F-2 DP 具有以下特點：

• 微處理器；
  處理器處理一條二進制指令的時間為 50 ns；處理每個浮點運算的時間為 0.45 μs。
• 存儲器：
  384 KB 高速 RAM，用于安全型程序段和標準程序段；如果執行安全型程序段，則必須考慮增加的存儲器空間要求（5 倍以上）。 在 384 KB RAM 中，128KB 數據存儲器可用于標準應用。SIMATIC 微型存儲卡（大 8 MB）作為程序的裝載存儲器，還允許將項目（包括符號和注釋）存儲在 CPU 中。
• 靈活的擴展能力：
  多可以多達 32 個模塊，（4 層配置）
• MPI 多點接口：
  集成 MPI 接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程器、PC、操作員面板的 16 路連接。在這些連接中，始終分別為 編程器和操作員面板各保留一個連接。通過“全局數據通信”，MPI 可以用來建立多 16 個 CPU 組成的簡單網絡。
• PROFIBUS DP 接口： 
  帶有 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU 315F-2 DP 可以用來建立高速、易用的分布式自動化系統。 從用戶的角度，以處理集中式 I/O 的相同方式（相同的組態、編址和編程）處理分布式 I/O。
  通過集成式 PROFIBUS DP 接口，可以連接帶有故障安全 I/O 模塊的分布式 I/O。ET 200M 的故障安全型 I/O 模塊還可以安裝在安全型中央組態中。 
  基于 PROFIsafe 行規執行 F-CPU 和故障安全型 I/O 模塊之間的安全通信。

• 密碼保護；
  通過密碼，可保護用戶程序免受未經授權的訪問。
• 診斷緩沖區；
  后 500 個出錯和中斷事件保存在緩沖區中，供診斷用。
• 免維護數據備份；
  如果發生斷電，則可通過 CPU 將所有標準數據自動寫入 SIMATIC 微型存儲卡中，且將在再次通電時保持不變。

可參數化的特性

可以使用 STEP 7 對 S7 的組態、屬性以及 CPU 的響應進行參數設置：

• MPI 多點接口；
  確定站地址
• 重啟動/循環時間特性；
  大循環時間以及負載限制，以及自檢測功能
• 時鐘位存儲器；
  設定地址
• 保護等級；
  設置訪問程序和數據的權限
• 系統診斷；
  定義診斷報警的處理和范圍
• 監視器中斷；
  設定周期時間
• 時鐘中斷；
  設定起始日期、起始時間和間隔周期。
• PROFIBUS DP 主站/從站接口；
  用戶自定義的地址分配，用于分布式 I/O

信息和顯示功能

• 狀態和故障指示；
  LED 指示硬件、編程、時間或 I/O 故障以及操作狀態（如 RUN、STOP 和啟動）。
• 測試功能；
  使用編程器顯示程序執行過程中的信號狀態，可以不通過用戶程序修改過程變量，以及輸出堆棧內容。
• 信息功能；
  通過編程器以文本形式為用戶提供存儲能力信息、CPU 的運行模式，以及主存儲器和裝載存儲器當前的使用情況、當前的循環時間和診斷緩沖區的內容。

集成通信功能

• 編程器/OP 通信
• 全局數據通信
• S7 基本通信
• S7 通信（僅器）
• 路由
• 數據記錄路由

通信

通過 PROFIBUS DP 執行中央控制器與分布式站之間的安全型通信和標準通信。 專門開發的 PROFIBUS 行規PROFIsafe 支持在標準數據報文幀中傳送安全功能的用戶數據。無需其它硬件組件，例如特殊安全總線。所需的軟件既可以作為一個操作系統的擴展功能集成在硬件組件中，也可以作為一個軟件塊裝載到 CPU 中。

系統功能

CPU 為診斷、參數設置、同步、報警、時間測量等提供了多種系統功能。
更多詳情，參見手冊。

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號模塊中。

信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術來監視輸入和輸出信號。

CPU通過周期性自檢、命令測試以及基于邏輯和時間的程序執行檢測，檢查控制器運行的正確性。此外，通過“活躍標志（sign-of-life）”請求，還可以對 I/O 進行檢測。

當系統診斷出一個故障時，系統將進入安全狀態。

操作 S7-300F-2 DP 不需要 F 運行版授權。

編程

CPU 315F-2 DP 的編程方法與 SIMATIC S7 系統的編程方法相同。通過諸如 STEP 7 編程工具可創建非安全型用戶程序。

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

STEP 7 選件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于對與安全型程序段進行編程。選件包中包括所有用來創建 F 程序的所有功能和塊。

具有安全功能的 F 程序以 F-FBD 或 F-LAD 方式進行創建，或利用 F 庫中的特殊功能塊進行創建。使用 F FBD 或 F LAD 可簡化工廠的組態與編程，也因與特定工廠無關的統一表示形式而簡化了驗收測試。無須使用其它工具，程序員就可以對安全型應用進行組態。

PLC加法指令使用說明及指令要素

該指令的助記符、指令代碼、操作數、程序步如表 1 所示。表 1 加法指令的要素

ADD 加法指令是將指定的源元件中的二進制數相加，結果送到指定的目標元件中去。 ADD 加法指令的說明如圖 1表示。

圖圖1 加法指令使用說明

當執行條件 X0 由 OFF → ON 時， [D10]+[D12] → [D14] 。運算是代數運算，如 5+ （ -8 ） =-3 。

ADD 加法指令有 3 個常用標志。 M8020 為零標志， M8021 為借位標志， M8022 為進位標志。

如果運算結果為 0 ，則零標志 M8020 置 1 ；如果運算結果超過 32767 （ 16 位）或 2147483647 （ 32位），則進位標志 M8022 置 1 ；如果運算結果小于 -32767 （ 16 位）或 -2147483647 （ 32 位），則借位標志M8021 置 1 。

在 32 為運算中，被指定的字元件是低 16 位元件，而下一個元件為高 16 位元件。

源和目標可以用相同的元件號。若源和目標元件號相同而采用連續執行的 ADD 、（ D ） ADD 指令時，加法的結果在每個掃描周期都會改變。

通過熱電偶信號板 SB 1231，可使用連接的熱電偶進行高精度溫度記錄。另外，也可記錄低電平模擬信號 ±80 mV�？蓪犭娕夹盘柊� SB 1231 直接插到所有 SIMATIC S7-1200 CPU 中。

這為用戶提供了下列優勢：

• 佳適應性：
  使用號板，用戶可以使其控制器佳地滿足更加復雜的任務要求
• 靈活性：
  如果任務后續有所擴展，可以升級控制器。更新用戶程序非常簡單。
• 在空間有限的場合使用：
  可將信號板直接插到 CPU 中，從而在不占用額外空間的情況下對控制器進行擴展。

SM 1231 RTD 模塊的結構特點和其他 S7-1200 系列模塊的相同：

• 安裝在 DIN 導軌上：
  將模塊卡裝到 CPU 右側的導軌上，互相連接以后再通過集成背板總線連接到 CPU 12xx。
• 直接安裝：
  通過鉆孔，可將模塊直接螺栓安裝到墻壁上。在易受劇烈振動的場合建議采用這種安裝方式。
• 電阻傳感器：
  可使用為常用的電阻溫度監測器：Pt 100、Pt 200、Pt 500、Pt 1000、Pt 10000、Ni 100、Ni 120、Ni 1000、Cu 10、FS 150、FS 30、FS 600。可以無需使用放大器直接連接到模塊上，并且所有 RTD 的類型必須相同。探測器可以采用 2、3 或 4 線制連接。
• 安裝位置：
  為了實現大的測量和重復精度，應將 RTD 模塊安裝在溫度變化較小的位置。
• DIP 開關：
  所需設置（如所連 RTD 的選擇）應通過模塊上的 DIP 開關進行。

通過 RTD 信號板 SB 1231，可使用電阻式溫度檢測器進行高精度溫度記錄�？蓪� RTD 信號板 SB 1231 用于 SIMATIC S7-1200 CPU�？蓪� RTD 信號板 SB 1231 直接插到所有 SIMATIC S7-1200 CPU 中。

這為用戶提供了下列優勢：

• 佳適應性：
  使用號板，用戶可以使其控制器佳地滿足更加復雜的任務要求
• 靈活性：
  如果任務后續有所擴展，可以升級控制器。更新用戶程序非常簡單。
• 在空間有限的場合使用：
  可將信號板直接插到 CPU 中，從而在不占用額外空間的情況下對控制器進行擴展。

SIMODRIVE 611-西門子伺服驅動器

• 用于故障安全SIMATIC S7系統的數字量輸出
• 兩種型號(1 x 源/源輸出，1 x 源/漏輸出)
• 用于連接電磁閥、DC 接觸器和指示燈
• 具有安全集成功能，用于安全運行
• 用于故障安全模式
  • 集中式：帶 S7-31xF DP、S7-31xF PN/DP
  • ET200M 分布式：帶 SIMATIC IM 151-7 F-CPU、S7-31xF-2 DP、S7-41xF-2 及 S7-400F/FH

故障安全型數字量輸出模塊具有以下機械特性：

• 設計緊湊：
  • 每個輸出有兩個連接器，用于單通道或冗余執行器控制
  • 綠色 LED，用于指示輸出的信號狀態
  • 一個綠色 LED 指示安全模式
  • 1個紅色組故障指示燈
  • 插入式設備，用于前連接器，通過前蓋保護
  • 前蓋上的標簽區
• 安裝方便：
  安裝方法與ET 200M的其它 I/O 模塊相同
• 通過前連接器進行用戶友好接線

這些模塊以集中形式被用于 SIMATIC S7-31xF-2 DP，或與 SIMATIC IM151-7 F-CPU、S7-31xF-2 DP、S7-416F-2 和 S7-400F/FH 一起在 ET 200M 分布式 I/O 設備中使用。

0 - 20 mA 和 4 - 20 mA 電流變送器（也包括 HART）可作為編碼器連接。