西门子CPU414-2控制器安装及调试             西门子CPU414-2控制器安装及调试

浔之漫智控技术（上海）有限公司 上海诗慕自动化设备有限公司
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西门子S7-400CPU,CPU412,CPU414.CPU416,CPU417
SIMATIC S7-400 提供多种 CPU，以满足不同的性能要求：
CPU 412-1 和 CPU 412-2:
用于中等性能范围的小型设备。
CPU 414-2, CPU 414-3, CPU 414-3 PN/DP:
用于具有对编程、处理速度和通讯有额外要求的中型设备。
CPU要求。
CPU 412-3H, CPU 414-4H 和 CPU 417-4H:
用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH
CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP:
用于建立故障安全自动化系统，满足日益增长的安全需要。

西门子CPU414-2模块

SIMOTION 面向机械工程应用中的所有任务提供了适宜功能。

实现这些功能的基础是采用了符合 IEC 61131-3 标准中的机器自动化要求（如监控、顺序控制、输入/输出处理、计算等）的 PLC。

提供了用于运动控制的可扩展功能：从凸轮控制器到定位、齿轮传动和凸轮传动，直至各种搬运运动的 3D 路径插补。生产机械中常用的工艺功能（如压力调节器或温度控制器）对该功能加以补充。

因此，SIMOTION 提供了一种全面而可扩展的功能，拥有生产机器所需的全部功能，PLC 性能从低到高，适用于基本单轴应用到复杂多轴应用。

SIMOTION 应用的软件结构

SIMOTION Kernel – 基本功能

SIMOTION Kernel 中组合了 SIMOTION 设备的基本功能。

此外，SIMOTION Kernel 还提供了以下方面的高性能功能：

• PLC 功能（符合 IEC 61131-3）
• 程序控制
• 定时器、计数器
• I/O 运行
• 通信

此外，还提供一套支持以下任务的强大运行系统

• 周期性（同步的周期性）任务
• 顺序任务
• 时间驱动式任务
• 件驱动式任务

语言范围符合 IEC 61131‑3 标准，并且包含 I/O 管理、过程和机器控制所需的所有 PLC 命令。用于编程的语言包括 LAD（Ladder Diagram，梯形图）、FBD（Function Block Diagram，功能块图）、ST（Structured Text，结构化文本）、MCC（Motion Control Chart，运动控制图）和传动控制图 (DCC)。

SIMOTION Kernel 基本功能可通过加载 SIMOTION 工艺功能包进行扩展。

SIMOTION 工艺功能包

SIMOTION 工艺功能包结合了众多领域机械工程自动化所需要的软件功能。它们在配置过程中加载到控制器中，并通过添加系统功能的方式扩展基本功能。在工程期间，可通过 SCOUT 命令库访问工艺功能包的功能。

借助工艺功能包可生成工艺对象（例如“定位轴”工艺对象），这些工艺对象以同样的方式进行设置、配置和参数设定。

运动控制工艺功能包

此工艺功能包包含全面的运动控制功能，提供了开放而又灵活的应用编程方式，确保用户能够实施复杂的运动控制应用。

SIMOTION 运动控制工艺功能包具有以下功能：

• 基本运动控制
• 定位–POS
• 同步操作/电子齿轮 – GEAR
• 凸轮 – CAM
• 路径插补 – PATH
• 辅助工艺功能

该技术功能包中的工艺对象功能可通过附加语言命令和系统变量以及符合 PLCopen 的函数块来访问。因此，运动顺序的编程较为简单且集成程度较高。

温度控制工艺功能包 (TControl)

SIMOTION 温度控制工艺功能包提供了功能丰富的温度通道。这些功能同样通过附加语言命令和系统变量进行访问。

传动控制图 (DCC) 工艺功能包

SIMOTION 传动控制图 (DCC) 工艺功能包提供了一个“驱动控制块”(DCB) 库。借助这些控制块，可以在选配的 DCC 编辑器中以图形化的方式配置开环和闭环控制功能，该编辑器可集成到 SCOUT。SCOUT TIA（TIA Portal 中的 SIMOTION）没有 DCC。

多功能信息接口 (MIIF) 工艺功能包

SIMOTION MIIF 工艺功能包可充当服务器，支持以符号化方式访问 SIMOTION 数据并通过以太网将数据提供给客户端（例如，操作面板）。

SIMOTION I/O 交互功能库

这些功能库包含用于集成智能 I/O 和通信模块的标准功能。它们是 SCOUT 命令库的组成部分，可非常方便地将模块（如 FM 350-1/-2、FM 352、CP 340/341、SIWAREX FTA）或识别系统集成到 SIMOTION 用户程序中。SIMOTION Utilities & Applications 中也提供了编程示例和标准应用。The SIMOTION Utilities & Applications 随 SCOUT 免费提供。

SIMOTION 用户程序

在 SIMOTION 用户程序中，工艺功能包功能、功能库和 SIMOTION Kernel 的功能统一通过语言命令进行访问。

因此，SIMOTION 应用程序的结构支持 PLC 功能与运动控制功能和工艺功能的合并。由于这种方式可以避免使用接口并消除停滞时间，因此简化了运动顺序的优化工作（无需 PLC/运动接口）、降低了工程成本并提高了产品质量和机器生产率（机器周期和输出）。

SIMOTION 应用可通过不同方式编程：

• 使用图形化编程语言 LAD（梯形图）、FBD（功能块图）和 MCC（运动控制图），可直观方便地进行图形化编程。
• 此外，也可通过文字化方式使用结构化文本 (ST) 进行编程。
• 使用可选传动控制图 (DCC) 工艺功能包，可方便地以图形方式对基于传动的开环和闭环控制功能进行组态（不适用于 TIA 博途中的 SIMOTION）。

SINAMICS 变频器的深度集成允许：

• 方便地完成驱动（电源单元和编码器）的符号分配
• 方便地完成驱动外设（I/O、凸轮、探针）的符号利用
• 自动地比较整个驱动总成相关的全部特性变量
• 提高直至传动的*性（访问控制/状态字和传动数据、转矩限值、附加的转矩设定点）
• 支持采用伺服传动的高动态应用，基于 DSC（Dynamic Servo Control，动态伺服控制），可实现 125 µs 的位置控制周期
• 支持采用液压传动的高动态应用，可实现 250 µs 的位置控制周期和压力/力控制周期
• 可与传动和模块化开环控制实现同步

除电气传动外，一个控制器内或者分布在多个控制器中的各液压传动都可实现彼此同步。这样就可以实现集成自动化解决方案，例如在汽车工业中的输送系统和冲压生产线中，可在同一个系统中采用电气传动（卷绕机、横向切割机、辊式进给装置）和液压传动（如深拉压力机）

通过项目 SIMOTION easyProject，可将基本及模块化机器功能集成到 SCOUT 工程组态项目中。

SIMOTION 等时模式

在 SIMOTION 系统中，所有组件（一个或多个控制模块、传动、同步 I/O）都与机器的通信周期（PROFIBUS DP/PROFINET 周期）同步。应用还通过同步应用任务（在伺服与插补器周期中）与此周期同步。因此，等时模式遍布整个机器应用（对于分布式系统也是如此），这样可带来大量优势：

• 终端到终端和终端到轴的响应时间较短
• 机器循环时间更短
• 可通过编程完成同步闭环控制任务
• 基于确定且可再现的机器响应，可实现较高的产品质量

模块化概念 – 模块化机器

SIMOTION 支持模块化机器概念，进而可降低工程和调试成本，具体体现在：

• 通过库和可重复使用的模块进行模块化软件开发
• 划分为各个机器模块，例如，可通过分布式同步操作（通过 PROFIBUS DP 或带同步实时功能的 PROFINET IO）来链接这些机器模块。基于一个大项目，可对项目进行重新组态（例如，使用人机界面）。
• 在组态和运行期间，激活/禁用 DP 从站/PROFINET IO 设备（I/O 组件）和工艺对象（传动、轴、外部编码器、探头和凸轮）。
• 使用项目 SIMOTION easyProject，方便地对项目进行模块化组态

模块化的机器设计意味着可取得可扩展的解决方案和大型轴布置。标准化的模块可轻松适应特定的要求，并可分别进行测试。然后，这些模块可以方便地组合成不同类型的机器。

通过 PROFIBUS 进行通信

在所有平台上，可通过 PROFIBUS 获得通信功能：

• SIMOTION 和/或 SIMATIC 控制器之间的 I/O 通信
• 与编程设备（编程设备功能）的通信
• SIMATIC HMI 设备通信
• 与安装有 SIMATIC NET OPC 的 PC 进行通信。
  作为前提条件，PC 上应安装 SIMATIC NET SOFTNET S7 软件。

基于以太网/PROFINET 的通信

所有平台均提供以下基于以太网的通信功能：

• SIMOTION 和/或 SIMATIC 控制器之间的 I/O 通信
• 通过 UDP 和 TCP/IP 与 SIMOTION 设备、SIMATIC CPU 和非 Siemens 设备进行通信
• 与编程设备（编程设备功能）的通信
• SIMATIC HMI 设备通信
• 基于 SCADA 系统 WinCC 的通信。
• 与安装有 SIMATIC NET OPC 的 PC 进行通信。
  作为前提条件，PC 上应安装 SIMATIC NET SOFTNET S7 软件。

SIMOTION IT

使用 SIMOTION IT，可通过工业以太网（标准 Internet 浏览器上的 HTML）获得附加通信功能：

• 无需项目和工程组态系统，通过标准 SIMOTION IT web 页面，即可提供丰富、强大的诊断功能
• 通过用户定义 SIMOTION IT web 页面，实现相关诊断和操作功能 
• 通过 SIMOTION IT OPC XML-DA 实现通信和过程值访问型应用
• SIMOTION IT 虚拟机：除了自动化功能后，还可创建 SIMOTON JAVA 运行环境的 Java 应用。

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