西门子PLC通讯处理器模块CP441-1 质量保障
价格：面议
CPU通过PC/PPI电缆或插在计算机中CP55111或CP5611通信卡与计算机通信。通过PC/PPI电缆，可以在Windows下实现多主站通信方式。STEP7-Micro/WIN32的用户程序机构简单清晰，通过一个主程序调用子程序或中断程序，还可以通过数据块进行变量的初始化设置。
用户可以用语句表（STL）、梯形图（LAD）和功能块图（FBD）编程，不同的编程语言编制的程序可以相互转换，可以用符号表来定义程序中使用的变量地址对应的符号，是程序便于设计和理解。STEP7-Micro/WIN32为用户提供两套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和标准指令集（IEC方式。
SIMATIC S7-400 有多个型号：
MICROMASTER440变频器适用于多种变速驱动应用。其灵活性使之具有为广泛的应用范围S7-400：
中性能的功能强大的PLC，具有模块化结构和免风扇的设计。S7-400H：采用冗余设计的容错自动
化系统，故障安全型应用。S7-400F/FH;采用冗余设计的故障安全自动化系统，也具备高可用性。S7-40
0自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，这些模块可各种大组合。电源模块(PS)用于将SIMA
TICS7-400连接到120/230VAC或24VDC电源电压.CPU：配有集成PROFIBUSDP接口的不同CPU具不
同性能范围。根据具体型号，这些CPU带有集成PROFINET接口。使用PROFIBUS接口，多可以连接
125个PROFIBUSDP从站.可以将多256个PROFINETIO接到PROFINET 接口。SIMATICS7-400 的所
有CPU均可处理大型的配置。此外，在一个控制器中的多重计算模式下，多个CPU可以协同提
高性能。这些CPU处理速度快且具有确S7-400 的所有CPU均可处理大型的配置。此外，在一个
控制器中的多重计算模式下，多个CPU可以协同提高性能。这些 CPU处理速度很快且具有确定性响应
时间，可实现较短机器循环时间。用于数字量 (DI/DO) 和模拟量 (AI/AO) 输入/输出的信号模块 (SM)理器
(CP)，例如用于总线连接和两端到点连接功能模块 (FM)：用于完成计数、定位和凸轮控制等要求苛刻
的任务的模块。根据具体要求，用下列模块：接口模块(IM)：：用于连接控制器和扩展单元。
SIMATICS5模块：在相关SIMATICS5扩展单元中，可寻址SIMATICS5-115U/-135U/-155U有输入/输出
模块。（此外，在S5EU或者直接在C中（使用适配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 I P 和 WF 模块。
若用户需要在应用中使用一个以上控制器时，则可以对 SS7-400 进行扩展;多21个元可将多21
个扩展单元 (EU) 连接到控制器 (CC)。接口模块 (IM) 的连接：通过发送和接收 IM 来连接CC和EU
发送IM 插到 CC Z中，相关的接收下游EU中可将多6个发送IM插到CC中（其中多 2个带 有5-V电
源），并可将多1个IM插到 EU中。每个发送IM均有2个接口，每个接口用于连接1条线将多 4个
EU（不带 5-V 电源）或1个EU（带 5-V 电源）连接到发送IM的每个接口。电源模块的固定插槽：必须
始终将电源模块插在CC啊和EU中的通过总线进行的数据交换受限制：通过C总线进行数据交换只
能在CC和6个EUEU1至EU6）之间进行。建议用于小型配置和机器上的控制于柜。也可以提电源。C
C和一个EU之间的较大线路距离：1.5 m（带5V电源）、3 m（不带5V电源）
EU进行分布式扩展：建议在面积很大的工厂内采用，其中，EU位于各个位置。可以用S7-400E
U或SIMATIC5EU。CC和一个EU之间的较大线路距离：对S7EU，约100m；S5EU约600m。
SSIMATICS7-400CPU、CP443-5）SIMATICS7-300（CPU、CP342-5DP或CP343-5）SIMATICC7通
有 PROFIBUSDP接口C7，通过 PROFIBUSDPCP）虽然配有STEP7编程器/PC或OP是总线上的主
站，但它们仅部分通过PROFIBUSDP运行的 PG 和 OP功能。以下设备可作为从站连接：分布式I/
O设备，例如ET200现场设备SIMATICS7-200、S7-300,C7-633/P DP、C7-633 DP、C7-634/P DP、
C7-634 DP、C7-626DP,SIMATICS7400（通过CP43-5通点接口 (MPI) 现数据通信多点接口(MPI) 是
集成在SIMATICS7-400的 CPU 中的通信接口。
PLC的发展趋势
1、功能向增强化和化的方向发展，针对不同行业的应用特点，开发出化的PLC产品。以此来提高产品的性能和降低产品的成本，提高产品的易用性和化水平。
2、规模向小型化和大型化的方向发展，小型化是指提高系统可靠性基础上，产品的体积越来越小，功能越来越强；大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场，应用的规模从几十点扩展到上千点，应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。
3、系统向标准化和开放化方向发展，以个人计算机为基础，在WINOOWs平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。
通过提供标准化和开放化的接口，可以很方便地将PLC接入其它系统[2]。
PLC的功能特点
PLC的功能 随着自动化技术、计算机技术及网络通信技术的迅速发展，PLC的功能日益增多。它不仅能实现单机控制，而且能实现多机制；不仅能实现逻辑控制，还能实现过程控制、运动控制和数据处理等，其主要功能如下：
1、开关量逻辑控制
这是PLC的基本的功能。PLC具有强大的逻辑运算能力，它提供了与、或、非等各种逻辑指令，可实现继电器触点的串联、并联和串并联等各种连接的开关控制，常用于取代传统的继电器控制系统。使用PLC提供的定时、计数指令，可实现定时、计数功能，其定时值和计数值既可由用户在编程时设定，也可用数字拨码开关来设定，其值可进行在线修改，操作十分灵活方便。
2、模拟量控制
在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。PLC提供了各种智能模块，如模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块、热电阻用模拟量输入模块、热电阻用模拟量输出模块等，通过使用这些模块，把现场输入的模拟量经A/D转换后送CPU处理；而CPU处理的数字结果，经D/A转换成模拟量去控制被控设备，以完成对连续量的控制。
3、闭环过程控制
使用PLC不仅可以对模拟量进行开环控制，而且还可以进行闭环控制。配置PID控制单元或模块，对控制过程中某一变量（如速度、温度、电流、电压等）进行PID控制。
4、定时、定位、计数控制
PLC具有定时控制的功能，它为用户提供了若干个定时器，定时器的时间可以由用户在编写程序时设定，也可以用拨盘开关在外部设定，实现定时或延时控制。定位控制是PLC不可缺少的控制功能之一。PLC提供了定位模块、脉冲输出模块等智能模块，以实现各种需求的定位控制。PLC具有计数控制的功能，它为用户提供了若干个计数器或高速计数模块。计数器的计数值可以由用户在编写程序时设定，也可以用拨盘开关在外部设定，实现计数控制。、 5、顺序（步进）控制
在工业控制中，选用PLC实现顺序控制，可以采用IEC规定的用于顺序控制的标准化语言——顺序功能图进行设计，可以用移位寄存器和顺序控制指令编写程序。
6、网络通信
现代PLC具有网络通信的功能，它既可以对远程I/O进行控制，又能实现PLC与计算机之间的通信，从而构成“集中管理，分散控制”的分布式控制系统，实现工厂自动化。PLC通过RS232接口可与各种RS232设备进行通信。PLC还可与其它智能控制设备（如变频器、数控装置）实现通信。PLC与变频器组成联合控制系统，可提高交流电动机的自动化控制水平。
7、数据处理
现代PLC具有数算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表[2]。
插入的一个CPU315-2DP，作为主站；一个CUP317-2作为从站，并且使用317-2的*个端口MPI/DP端口配置成DP口来实现和315-2DP的通讯。然后分别对每个站进行硬件组态：先对从站CPU317-2进行组态：将317的*个端口MPI/DP端口组态为PROFIBUS类型，并且创建一个不同于CPU自带DP口的PROFIBUS网络，设定地址。在操作模式页面中，将其设置为DPSLAVE模式，并且选择“Test,commissioning,routing”，是将此端口设置为可以通过PG/PC在这个端口上对CPU进行，以便于我们在通讯链路上进行程序。下面的地址用默认值即可。
然后选择Configuration页面，创建数据交换映射区。这里我们创建了2个映射区，图中的红色框选区域在创建时是灰色的，包括上面的图中的Partner部分创建时也是空的，在主站组态完毕并编译后，才会出现图中所示的状态。由于我们这里只是演示程序，所以创建的交换区域较小。组态从站之后，再组态主站。插入CPU时，不需要创建新的PROFIBUS网络，选择从站建立的第二条（也就是准备用来进行通讯的MPI/DP端口创建的那条）PROFIBUS网络即可。组态好其它硬件，确认CPU的DP口处于主站模式，从窗口右侧的硬件列表中的已组态的站点中选择CPU31X，拖放到主站的PROFIBUS总线上，
这时会弹出链接窗口，选择以组态的从站，点击Connect按钮，然后进入Configuration页面，可以看到前面在从站中设定的映射区域，逐条进行编辑（Edit…），确认主从站之间的对应关系。主站的输入对应从站的输出，主站的输出对应从站的输入。至此，硬件的组态完成，将各个站的组态信息下载到各自的CPU中
在程序中插入数据区DB1，前面我们只建立了2个字（2Word）的映射区，于是我们建立如下内容的DB1，为了查看的方便，DB1的前半部分作为接收数据的存储区，后半部分用作发送数据的存储区。在317和315中我们插入同样的DB1，然后分别在OB1中编写通讯程序。其中，程序的LADDR地址，对应的是硬件的映射区组态时本站的LocalAddr中的地址，从站的LocalAddr我们组态的是0，对应的PartnerAddr也就是主站的地址是4。需要注意的是这里的地址是需要用16进制的格式来表示的，我们组态时是用10进制表示的。
完成之后，我们在各站中插入OB82、OB86、OB122等程序块，这些是为了保证当通讯的一方掉电时，不会导致另一方的停机。完成之后，将所有的程序分别下载到各自的CPU中，个站切换到运行状态，通过PLC功能，设定数据之后，我们的结果如下：上面的表格内容为主站315的数据，下面的是从站317的数据。可以看到，两个站都分别将各自的DBB4—DBB7数据发送出去并被另一方成功接收后存储在各自的DBB0—DBB3中。验证中，我们将一个站的CPU切换到STOP状态，可以看到，另一个站的CPU硬件SF指示灯报警，但PLC正常运行不停机。待该站恢复之后，报警自动消失。
SNMP（简单网络管理协议）是用于以太网网络基础结构诊断的标准化协议。 在办公设置和自动化工程中，许多不同制造商的设备均支持以太网上的 SNMP。 基于 SNMP 的应用程序和使用 PROFINET 的应用程序可同时在同一网络上运行。
SNMP OPC 服务器的组态集成在 STEP 7 硬件组态应用程序中。 可以直接传输 STEP 7 项目中已完成组态的 S7 模块。 作为 STEP 7 的替代，也可使用 NCM PC（包含在 SIMATIC NET CD 上）来执行组态。 所有以太网设备均可通过它们的 IP 地址和/或 SNMP 协议 (SNMP V1) 进行检测并传送到组态。
使用配置文件 MIB_II_V10。
基于 SNMP 的应用程序与使用 PROFINET 的应用程序可同时在同一网络上运行。
提示
MAC 地址
在 SNMP 诊断期间，从 FW V5.1 开始 ifPhysAddress 参数将显示下列 MAC 地址：
接口 1（PN 接口）= MAC 地址（在 CPU 的前面板上）
接口 2（端口 1）= MAC 地址 + 1
接口 3（端口 2）= MAC 地址 + 2
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。
在启动(暖启动)中，程序处理以“基本设置”内系统数据和用户地址范围为程序启动点来重启。
· 过程映像区，非保持存储器，定时器和计数器都重新设置。保持的存储器，定时器，计数器各自都保留其后的有效数值。所有以“未保留”的属性参数化的数据块被复位为初始值。其他数据块各自保留其后的有效数值。
· 程序处理从头开始再次重新启动 (启动 OB 或 OB1) 。
· 如果供电中断，暖启动只可用于缓冲模式。如若运行的 CPU 没有后备电池，当开关接通或 POWER OFF 后重新上电时，CPU 将自动复位并重新启动(暖启动)。
如果系统不要求完全复位，那么启动(暖启动)一直是可行的。在如下情况发生后，只有启动(暖启动)可行：
· 完全复位。
· 在CPU 的 STOP 模式下载入用户程序。
· USTACK/BSTACK 溢出。
· 通过 POWER OFF 或模式开关使启动(热启动)被中断。
· 重新启动超出参数化中断的时间限制。
启动(暖启动)的操作命令：
用户可以触发手动启动(暖启动)：
· 通过模式选择开关
· (如果可以，CRST/WRST 开关必须设置为 CRST)
· 通过PG的命令菜单或通讯功能
· (模式选择开关需设置在 RUN 或 RUN-P 位置).
在 POWER ON 时，下面的状态会触发自动启动(暖启动)：
· POWER OFF 时 CPU 不在 STOP .
· 模式选择开关设置到 RUN 或者 RUN-P.
· 没有将 POWER ON 的参数设置为自动热启动或自动冷启动。
· CPU 的启动(暖启动)没有因电源故障而引起中断(不依赖于启动的参数设置)
计数器常开触点C1闭合，控制输出继电器Q0.0线圈得电。 ③增减计数器（CTUD）的标注。增减计数器（CTUD）有两个脉冲信号输入端，其在计数过程中，可进行计数加1，也可进行计数减1。 在西门子S7-200系列PLC梯形图中，增减计数器的图形符号及文字标识含义如图3-21所示，其中方框上方的“???”为增减计数器编号输入位置，CU为增计数脉冲输入端，CD为减计数脉冲输入端，R为复位信号输入端，PV为脉冲设定值输入端。 当CU端输入一个计数脉冲时，计数器当前值加1，当计数器当前值等于或大于预设值时，计数器由OFF转换为ON，其相应触点动作；当CD端输入一个计数脉冲时，计数器当前值减1，当计数器当前值小于预设值时，计数器由OFF转换为ON，其相应触点动作。 可以看到，当输入继电器常开触点I0.0闭合一次，为计数器CU输入一个脉冲，计数器当前值加1，当累加至4时，计数器C48动作，其常开触点C48闭合，输出继电器Q0.0线圈得电；当输入继电器常开触点I0.1闭合一次，为计数器CD输入一个脉冲，计数器当前值减1，当减至4时，计数器C48动作，其常开触点C48闭合，输出继电器Q0.0线圈得电。
西门子PLC的用户装载存储区、用户工作存储区和用户系统存储区 装载存储区可能是CPU模块中的部分RAM、内置的E2PROM或选用的可拆卸FlashEPROM( FEPROM)卡，用于保存不包含符号地址和注释的用户程序和系统数据（组态、连接和模块参数等）。 有的CPU有集成的装载存储器，有的可以使用微存储器卡(MMC)来进行扩展，CPU31XC的用户程序只能装入插入式的MMC。 断电时数据保存在MMC存储器中，因此，数据块的内容基本上被*保留。 下载程序时，用户程序（逻辑块和数据块）被下载到CPU的装载存储器，CPU把可执行部分复制到工作存储器，而符号表和注释则保存在编程设备中。 工作存储区占用CPU模块中的部分RAM，它是集成的高速存取的RAM存储器，用于存放CPU运行时所执行的用户程序和数据。
CPU 412-1满足中等控制规模的低成本解决方案。 可用于具有少量I/O配置的较小型系统中。 具有组合的MPI/DP接口，可在PROFIBUS DP网络中运行。
CPU 412-2 适用于中等性能范围的应用，它具有两个PROFIBUS DP主站系统。
CPU 412-1 和 CPU 412-2 的特点:
功能强大的处理器：
CPU 对每个二进制指令的执行时间可短到 0.75 μs。
CPU 412-1:288 KB RAM (其中，程序和数据各使用 144 KB);
CPU 412-2:512 KB RAM (其中，程序和数据各使用 256 KB);
快速 RAM 用于执行部分用户程序
灵活扩展：
*高 65536 个数字量以及 4096 个模拟量输入/输出。
MPI多点接口：
通过 MPI，可将*多 32 个站连成简单网络，数据传输速率高达 12 Mbit/s。CPU 可与通讯总线（C 总线）和 MPI 的站之间建立*多 16 个连接。
模式选择开关：
波动开关设计。
诊断缓冲区：
*后的120个故障和中断事件保存在一个环形缓冲器中，用于进行诊断。可以对输入数目进行设定。
实时时钟：
日期和时间附加在 CPU 的诊断消息后面。
存储卡：
用于扩展内置的装载存储器。存储在装载存储器中的信息包括S7-400参数数据以及程序，因此需要2倍的存储空间。其结果是：
内置装载存储器的容量显著提高，因此，基本上不需要存储器卡。
CPU 412-2 还具有：
PROFIBUS-DP 接口和组合的MPI/DP 接口：
通过 PROFIBUS DP 主站接口，可以实现分布式自动化组态，从而提高了速度，便于使用。对用户来说,分布式I/O单元可作为一个集中式单元来处理(相同的组态、编址和编程).
组合式配置：
SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作为PROFIBUS主站符合EN 50 170规范。
块保护：
通过密码来防止非法访问用户程序
集成的 HMI 服务:
用户只需为HMI设备定义数据源和目的地。 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
全局数据通讯
S7 标准通讯
S7 通讯
可编程属性
多点MPI接口：
定义节点地址
启动/循环行为
*大循环时间和通讯负荷的规定
地址分配：
I/O 模块的编址
保持区域：
定义保持性位存储器、计数器、定时器和时钟存储器。
过程映像、局部数据的大小
诊断缓存区的长度
保护级：
设置访问程序和数据的权限
系统诊断：
确定诊断信息的处理方法和范围
实时中断:
设定周期
显示功能与信息功能
状态和故障指示灯：
LED 指示内部和外部故障和运行模式（如 RUN、STOP、重启、测试功能等）
测试功能：
编程器可用于显示程序执行过程中的信号状态，立于用户程序而修改过程变量，读取堆栈存储器的内容，运行各个程序步，并禁止程序组件。
信息功能：
编程器可为用户提供存储器容量、CPU 的运行模式以及工作存储器及装载存储器的当前利用率等信息。
