西门子控制单元CPU416-3 量大从优
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关 键 词：西门子控制单元CPU416-3
行 业：电气 工控电器 DCS/PLC系统
发布时间：2021-08-04
CPU 用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH可在高可用性 S7-400H 系统中使用可结合故障安全 S7-400F/FH 系统中的 F-Runtime 授权和 F 兼容 CPU 使用带有集成 PROFIBUS DP 主站接口带有 2 个用于同步模块的插槽
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应用
CPU 417-5H 是用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH 的功能强大的 CPU， 可以用于实现 S7-400H 高可用性系统。也可结合 F 运行授权一起用于 S7-400F/FH 故障安全自动化系统。通过内置 PROFIBUS-DP 接口，还可使它作为主站，直接连接到 PROFIBUS-DP 现场总线。基于带交换机功能的内置 PROFINET 接口，提供 2 个可外部访问的 PROFINET 端口。这样，可实现总线性或环形结构。
设计
CPU 417-5H 拥有：功能强大的处理器： CPU 处理每条二进制指令的时间小于 7.5 ns。32 MB RAM（16 MB 用于程序，16 MB 用于数据）： 用于 S7-400H 自动化系统的用户程序和组态数据的装载存储器；高速主存储器，用于与过程相关的用户程序的子程序。存储卡： 用于扩展内置装载存储器。除程序本身之外，装载存储器中所含的信息还包括 S7-400H 的组态数据，这就是要在存储器中占据双倍空间的原因。 其结果是：内置的装载存储器不能满足大程序量的要求，因此需要存储卡。 提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在断开电源时保存数据）。灵活的扩展选件： 多达 262,144 点数字量和 16,384 点模拟量输入/输出。MPI 多点接口： MPI 可用来建立一个 32 个节点的简单网络，数据传输速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以与通信总线（C 总线）上的节点和 MPI 上的节点建立多 64 个连接。 注：当同时使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口时，只能将下列总线连接器连接到 MPI 接口：带插口： 6ES7 972-0BB42-0xA0不带插口： 6ES7 972-0BA42-0xA0PROFIBUS DP 接口： 通过 PROFIBUS DP 接口，可以实现冗余、分布式自动化组态，从而提高了速度，便于使用。对用户来说，分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理（相同的组态、编址和编程）。PROFINET 接口，带 2 个端口（交换机）： 支持系统冗余和 MRP（介质冗余协议）模式选择开关： 拨动开关设计。诊断缓冲区： 的 120 个报警和中断事件保存在一个环形缓冲区中，用于进行诊断。实时时钟： CPU 提供带日期和时间的诊断报告。PROFIBUS DP 接口： 通过带 PROFIBUS DP 主站接口的 CPU 417-4H，可迅速建立起操作方便的分布式自动化系统。对用户来说，分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理（相同的组态、编址和编程）。 注：当同时使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口时，只能将下列总线连接器连接到 MPI 接口：带插口： 6ES7 972-0BB42-0xA0不带插口： 6ES7 972-0BA42-0xA0
功能
块保护：用户程序使用密码保护，可防止非法访问。(也可通过钥匙开关设置)。集成的 HMI :用户只能规定HMI设备的源数据地址和目标数据地址。这些数据通过系统周期地以及自动地进行传输。集成的通讯功能：PG/OP通讯扩展通讯(简单、高可用性通讯)可组态的属性STEP 7“硬件配置”工具和安装的 S7-400H 选件包用来组态包括CPU在内的S7-400H的特性和响应，例如：多点接口MPI：定义节点地址启动/循环响应特性定义 的扫描时间和通讯负载。地址分配：I/O模板编址保持区域：定义具有保持特性的位存储器、计数器、定时器、数据块和时钟存储器的数量保护级：设置程序和数据的访问权限。系统诊断：定义诊断报文的范围，以及处理的范围 器中断：定义周期时间H站的配置安全相关功能F-运行授权用来编译故障安全F用户程序，并在CPU上运行程序。每个 S7-400F/FH 系统需要 1 个授权。 包括 2 张 TüV 贴纸。报告功能状态和故障指示灯： 用LED指示指示内部和外部故障，以及运行状态，如 RUN（运行）、STOP（停止）、“主站”模式、冗余故障和测试功能等测试功能：PG可用来显示程序执行过程中的信号状态，可以单修改过程变量，读取栈存储器的内容，单步执行程序以及禁止部分程序的运行。信息功能：编程器可向用户提供：有关存贮器容量，CPU 运行模式，以及工作存储器和装载存储器的信息。
技术规范
商品编号6ES7417-5HT06-0AB0CPU417-5H PN/DP，32MB，用于 S7-400H/F/FH一般信息 产品名称CPU 417-5H PN/DP硬件产品型号1固件版本V6.0工程组态方式 ● 编程软件包STEP 7 V5.5 SP2（带 HF1）及以上版本CiR - 在 RUN 模式下组态 CiR 同步时间，基本负载60 msCiR 同步时间,每个 I/O字节从站的时间0 μs电源电压 额定值 (DC)● 24 VDC-；通过系统电源供电输入电流 从背板总线 5 VDC，典型值1.6 A从背板总线 5 VDC， 值1.9 A从背板总线 24 VDC， 值150 mA；每个 DP 接口 150 mA从接口 5 V DC， 90 mA；在每个 DP 接口处功耗 功耗，典型值7.5 W存储器 存储器类型其它工作存储器 ● 集成32 MB● 集成（用于程序）16 MB● 集成（用于数据）16 MB● 可扩展-装载存储器 ● 可扩展 FEPROM√；带存储卡(FLASH)● 可扩展 FEPROM， 64 MB● 集成 RAM， 1 MB● 可扩展 RAM√● 可扩展 RAM， 64 MB后备 ● 提供√● 带电池√；所有数据● 无电池-电池 后备电池 ● 备份电流，典型值180 μA；在 40°C 温度下有效● 后备电流， 1,000 μA● 后备时间，长模块数据手册中提供了条件和影响因素● CPU 外部备份电压进给5 V DC 到 15 V DCPU 处理时间 位操作时，典型值7.5 ns字操作时，典型值7.5 ns定点数运算时，典型值7.5 ns浮点数运算时，典型值15 nsCPU 块 DB ● 数量16,000；数值范围：1 - 16000● 大小64 KBFB ● 数量8,000；数值范围：0 - 7999● 大小64 KBFC ● 数量8,000；数值范围：0 - 7999● 大小64 KBOB ● 数量见“指令表”● 大小64 KB● 空循环 OB 的数量1; OB 1● 时间报警 OB 的数量8; OB 10-17● 延时报警 OB 的数量4; OB 20-23● 循环中断 OB 数9; OB 30-38● 过程报警 OB 的数量8; OB 40-47● DPV1 报警 OB 的数量3; OB 55-57● 启动 OB 的数量2; OB 100, 102● 异步错误 OB 的数量9; OB 80-88● 同步错误 OB 的数量2; OB 121, 122嵌套深度 ● 每个优先级24● 在一个错误 OB 中附加2计数器、定时器及其保持性 S7 计数器 ● 数量2 048保持性 — 可调节√— 下限0— 上限2 047— 预置Z 0 - Z 7计数范围 — 下限0— 上限999IEC 计数器 ● 数量不限（只取决于 RAM 容量）S7 定时器 ● 数量2 048保持性 — 可调节√— 下限0— 上限2 047— 预置无保持定时器时间范围 — 下限10 ms— 上限9,990 sIEC 定时器 ● 提供√● 类型SFB● 数量不限（只取决于 RAM 容量）数据区及其保持性 保持数据区域总共总工作存储器和装入存储器（带有备用电池）标志 ● 数量16 384 字节● 可保持√● 预设保持性MB 0 - MB 15● 时钟存储器数量8; (1个存储字节)数据块 ● 数量16,000；数值范围：1 - 16000● 大小64 KB本地数据 ● 可调节， 64 KB● 预置32 KB地址区 I/O 地址区 ● 输入16 KB● 输出16 KB其中分布式 — MPI/DP 接口，输入2 kbyte— MPI/DP 接口，输出2 kbyte— DP 接口，输入8 KB— DP 接口，输出8 KB— PROFINET接口，输入8 KB— PROFINET 接口，输出8 KB过程映像 ● 输入，可调16 KB● 输出，可调16 KB● 默认输入1,024 字节● 默认输出1,024 字节● 一致性数据。
下列技术型CPU 可以提供：
CPU 315T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有中/高要求、同时需要对8个轴进行常规运动控制的工厂。
CPU 317T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有高要求、又必须同时能够处理运动控制任务的工厂
下列故障安全型CPU 可以提供：
CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 进行分布式组态、对程序量有中/高要求的故障安全型工厂
CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的故障安全工厂
CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的故障安全型工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
所有 CPU 均具有坚固、紧凑的塑料机壳。在前面板上的部件有：
状态和故障 LED
模式选择开关
MPI 端口
CPU 还具有以下配置：
SIMATIC 微型存储卡（MMC 卡）插槽；
MMC 卡替代集成的装载存储器，因此是操作必备品。
使用前连接器连接到集成的 I/O 端口（紧凑型 CPU）
连接 PROFIBUS 总线(于DP型CPU)
RS 422/485 的连接（仅 PtP CPU）
连接 PROFINET(于PN型CPU)
USS协议使用CPU的下列资源：1）USS协议占用PLC的通讯端口0或1，使用USS——INIT指令可以选择PLC的端口是使用USS协议还是PPI协议，选择USS协议后PLC的相应端口不能在做其它用途，包括与STEP7-WICRO/WIN32的通讯，只有通过执行另外一条USS指令或将PLC——CPU的模式开关拨到RUN或STOP状态，才能钟新在进行PPI通讯，当PLC和与变频器通讯中断时，变频器将停止运行，所以在本例中选择CPU226 因为它有两个通讯端口，当个口用于USS通讯时，第二个端口可以用于程序，USS指令要占用2300～3600字节的程序存储空间和400个字节的变量存储区间
这样可以更换信号模块而不用重新接线。超过了1650欧姆的动作阈值，或者常闭触点打开，而且延迟时间(p0606)已届满。用户使用的。西门子PLCS7-200系列SIMATICM7自动化计算机78路数字量I/O点或10路模拟量I/O点模拟量输入模块内部是不隔离的；4．在程序块的声明部分，TITLE行下面的一行中输入”KNOW_HOW_PROTECT”；OMS是OrderManagementSystem的缩写，即订单管理系统。具体方法如下:使用万用表检测整流部分的整流桥特性，使用万用表的欧姆挡X100，红表笔接变频器的“P”端，用黑表笔分别接输人“R”“S”“T”，表针摆动应在2/3处，超过2/3或低于l/2均视异常。
(SFB37AR_SEND)数量16调试功能测试组件状态是各个步骤是停止点数量4状态/控制变量状态/控制是变量输入/输出端、标记、DB、设备输入/输出端、计时器、计数器变量数量，大值70强制强制是强制，变量输入/输出、标记、输入/输出变量数量，大值256诊断缓冲器存在是条目数量，大值3200可调整是已预设120组态组态软件STEP7是编程操作备用装置参见操作列表箝位层8在过程映像中持续存取数据是系统功能(SFC)参见操作列表系统功能组件(SFB)参见操作列表编程语言KOP是FUP是AWL是SCL是CFC是GRAPH是HiGraph®是同时间活动的SFC数量RD_REC8WR_REC8WR_PARM8PARM_MOD1WR_DPARM2DPNRM_DG8RDSYSST8DP_TOPOL1同时间活动的SFB数量RD_REC8WR_REC8技术保护用户程序保护/密码保护是尺寸宽度50mm高度290mm深度219mm重量重量，约990g6ES7412-3HJ14-0AB0CPU412-3H;512KB程序内存/256KB数据内存6ES7414-4HM14-0AB0CPU414-4H;冗余热备CPU2.8MBRAM6ES7417-4HT14-0AB0CPU417-4H;冗余热备CPU30MBRAM6ES7400-0HR00-4AB0412H系统套件包括2个CPU、1个H型机架、2个电源、2个1M存储卡、4个同步模块、2根同步电缆，以及4个备用电池(PS40710A)6ES7400-0HR50-4AB0412H系统套件包括2个CPU、1个H型机架、2个电源、2个1M存储卡、4个同步模块、2根同步电缆，以及4个备用电池(PS40510A)6ES7412-1XJ05-0AB0CPU412-1,144KB程序内存/144KB数据内存6ES7412-2XJ05-0AB0CPU412-2,256KB程序内存/256KB数据内存6ES7414-2XK05-0AB0CPU414-2,512KB程序内存/512KB数据内存6ES7414-3XM05-0AB0CPU414-3,1.4M程序内存/1.4M数据内存1个IF模板插槽6ES7414-3EM05-0AB0CPU414-3PN/DP1.4M程序内存/1.4M数据内存1个IF模板插槽6ES7416-2XN05-0AB0CPU416-2,2.8M程序内存/2.8M数据内存6ES7416-3XR05-0AB0CPU416-3,5.6M程序内存/5.6M数据内存1个IF模板插槽6ES7416-3ER05-0AB0CPU416-3PN/DP5.6M程序内存/5.6M数据内存1个IF模板插槽6ES7416-2FN05-0AB0CPU416F-2,2.8M程序内存/2.8M数据内存6ES7416-3FR05-0AB0CPU416F-3PN/DP,5.6M程序内存/5.6M数据内存6ES7417-4XT05-0AB0CPU417-4,15M程序内存/15M数据内存内存卡6ES7955-2AL00-0AA02X2M字节RAM6ES7955-2AM00-0AA02X4M字节RAM6ES7952-0AF00-0AA064K字节RAM6ES7952-1AH00-0AA0256K字节RAM6ES7952-1AK00-0AA01M字节RAM6ES7952-1AL00-0AA02M字节RAM6ES7952-1AM00-0AA04M字节RAM6ES7952-1AP00-0AA08M字节RAM6ES7952-1AS00-0AA016M字节RAM6ES7952-1AY00-0AA064M字节RAM6ES7952-0KF00-0AA064K字节FLASHEPROM6ES7952-0KH00-0AA0256K字节FLASHEPROM6ES7952-1KK00-0AA01M字节FLASHEPROM6ES7952-1KL00-0AA02M字节FLASHEPROM6ES7952-1KM00-0AA04M字节FLASHEPROM6ES7952-1KP00-0AA08M字节FLASHEPROM6ES7952-1KS00-0AA016M字节FLASHEPROM6ES7952-1KT00-0AA032M字节FLASHEPROM6ES7952-1KY00-0AA064M字节FLASHEPROM开关量输入模板6ES7421-7BH01-0AB0开关量输入模块(16点,24VDC)中断6ES7421-1BL01-0AA0开关量输入模块(32点,24VDC)6ES7421-1EL00-0AA0开关量输入模块(32点,120VUC)6ES7421-1FH20-0AA0开关量输入模块。
S7-400
功能强大的PLC，满足中、高性能要求。
要求苛刻的任务的解决方案。
品种齐全的模块和性能分级的 CPU，佳适应自动化任务。
通过简单实施分布式结构可实现灵活的使用；操作简单的连接方法。
佳的通讯和网络连接选件。
方便用户和简易的无风扇设计。
当控制任务增加时，可自由扩展。
多CPU运行：
多个 CPU 在一个 S7-400 控制器中同时运行。
通过多处理器计算扩大 S7-400 的整体性能。例如，复杂的任务可以分解为各种技术，如开环控制、计算或通讯，并分配给不同的 CPU。每个 CPU 可赋与其本地的 I/O。
模块化：
功能强大的 S7-400 背板总线和可以直接连接到 CPU 的通讯接口可以实现许多通讯线路的高性能操作。例如，这允许把一条通讯线路用于 HMI 和编程任务，一条通讯线路用于高性能和等距运动控制组件，一条通讯线路用于普通 I/O 现场总线。还可以执行额外需要的与 MES/ERP 系统或 Internet 的连接。
工程和诊断：
尤其是在使用采用高性能工程组件的大量自动化解决方案时，使用 SIMATIC 工程工具可以极为有效地组态和编程 S7-400。为此，提供有可语言（如 SCL）、用于顺序控制的图形工程工具、状态图和技术功能图。
S7-400H
采用冗余设计的容错自动化系统。
适合对故障安全要求很高的应用。
满足重启动费用高、昂贵的停机、极少的以及很少的维护的过程应用。
冗余的集功能。
提高 I/O 的可用性：网管型 I/O 配置。
也可作为标准 I/O 使用：单边配置。
热后备：发生故障时，可自动切换到备用设备。
采用 2 个立机架或一个分开的机架进行配置
经过冗余 PROFIBUS-DP 来连接切换的 I/O。
S7-400F/FH
故障安全型自动化系统，大大提高了工厂生产过程的安全性
符合 IEC 61508 SIL3、DIN V 19250 AK6 和 EN 954-1 Cat.4 等安全要求。
如果需要，也可通过冗余设计而实现容错
安全相关的 I/O 不增加接线:
通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 进行安全通讯
基于带有故障安全模块的 S7-400H 和 ET 200M
标准模块可以使用在自动化系统的非故障安全型应用场合
隔离模块，用于在一个 ET 200M 的安全模式中组合使用故障安全型模块和标准模块。
PLC的安装PLC适用于大多数工业现场，但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制PLC的工作环境，可以有效地提高它的工作效率和寿命。在安装PLC时，要避开下列场所：
（1）环境温度超过0~50℃的范围；
（2）相对湿度超过85%或者存在露水凝聚（由温度突变或其他因素所引起的）；
（3）太阳光直接照射；
（4）有腐蚀和易燃的气体，例如、硫化氢等；
（5）有打量铁屑及灰尘；
（6）频繁或连续的振动，振动频率为10~55Hz、幅度为0.5mm（峰-峰）；
（7）超过10g（重力加速度）的冲击。
小型可编程控制器外壳的4个角上，均有安装孔。有两种安装方法，一是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸；另一种是DIN（德国共和标准）轨道固定。DIN轨道配套使用的安装夹板，左右各一对。在轨道上，先装好左右夹板，装上PLC，然后拧紧螺钉。为了使控制系统工作可*，通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中，以防止灰尘、油污、水溅。为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内，安装机器应有足够的通风空间，基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。如果周围环境超过55C，要安装电风扇，强迫通风。
PLC的功能及应用领域
PLC是综合继电器接触器控制的优点及计算机灵活、方便的优点而设计制造和发展的，这就使PLC具有许多其他控制器所无法相比的特点。
1.PLC的功能
PLC是以微处理器为核心，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，具有可靠性高、体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用及维护方便等一系列的优点，因而在冶金、能源、化工、交通、电力等领域中有着广泛的应用，成为现代工业控制的支柱（PLC、机器人和CAD/CAM）之一。根据PLC的特点，可以将其功能形式归纳为以下几种类型。
（1）开关量逻辑控制
PLC具有强大的逻辑运算能力，可以实现各种简单和复杂的逻辑控制。这是PLC的较基本也较广泛的应用领域，它取代了传统的继电器接触器的控制。
（2）模拟量控制
PLC中配置有A/D和D/A转换模块。A/D模块能将现场的温度、压力、流量、速度等模拟量转换变为数字量，再经PLC中的微处理器进行处理（微处理器处理的只能是是数字量），然后进行控制；或者经D/A模块转换后变成模拟量，然后控制被控对象，这样就可实现PLC对模拟量的控制。
（3）过程控制
现代大中型的PLC一般都配备了PID控制模块，可进行闭环过程控制。当控制过程中某一个变量出现偏差时，PLC能按照PID算法计算出正确的输出，进而控制调整生产过程，把变量保持在整定值上。目前，许多小型PLC也具有PID控制功能。
（4）定时和计数控制
PLC具有很强的定时和计数功能，它可以为用户提供几十甚至上百、上千个定时器和计数器。其计时的时间和计数值可以由用户在编写用户程序时任意设定，也可以由操作人员在工业现场通过编程器进行设定，进而实现定时和计数的控制。如果用户需要对频率较高的信号进行计数，可以选择高速计数模块。
（5）顺序控制
在工业控制中，可采用PLC步进指令编程或用移位寄存器编程来实现顺序控制。
（6）数据处理
现代的PLC不仅能进行算术运算、数据传送、排序及查表等操作，而且还能进行数据比较、数据转换、数据通信、数据显示和打印等，它具有很强的数据处理能力。
（7）通信和联网
现代PLC大多数都采用了通信、网络技术，有RS-232或RS-485接口，可进行远程I/O控制。多台PLC彼此间可以联网、通信，外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间可以实现程序和数据交换，如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。通信接口或通信处理器按标准的硬件接口或的通信协议完成程序和数据的转移。
