西門子CPU模塊6ES7412-2XJ05-0AB0

• 用于構(gòu)建故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)，提高工廠的安全性

• 高性能 CPU

• 安全等級(jí)可達(dá) SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1)

• 通過一個(gè) CPU 即可勝任標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)和安全任務(wù)

• 允許多處理器模式

• 經(jīng)由采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP，與分布式 I/O 設(shè)備進(jìn)行安全通信

• 故障安全 I/O 模塊可通過集成接口（CPU416F-3 PN/DP 的 DP 和 PN）和/或通過通信模塊（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）進(jìn)行分布式連接。

• 在非安全型應(yīng)用中，可集中式或分布式使用標(biāo)準(zhǔn)模塊

CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 是 SIMATIC S7-400 系列中的高性能 CPU。使用這些 CPU，可為具有較高安全要求的工廠構(gòu)建一個(gè)故障安全自動(dòng)化系統(tǒng)。

通過 CPU 416F-2 的集成 PROFIBUS DP 接口，可作為一個(gè)主站或從站，直接連接到 PROFIBUS DP 現(xiàn)場總線。

在通過 IF 964-DP 接口模塊連接 CPU 416F-3 PN/DP 的情況下，可以連接另外一個(gè) DP 主站系統(tǒng)。

通過使用 ERTEC 400-ASIC，CPU 416F-3 PN/DP 的集成 PROFINET 接口實(shí)現(xiàn)了交換機(jī)功能。它提供了可從外部接觸到的兩個(gè) PROFINET 端口。這意味著，除分層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之外，也可通過新型 S7-400 控制器實(shí)現(xiàn)總線型結(jié)構(gòu)。

注：
只能使用 6ES7964-2AA04-0AB0 接口模塊。

故障安全 I/O 模塊可連接到所有集成接口，連接到 IF 964-DP，和/或通過通信模塊（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）進(jìn)行連接。通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP，實(shí)現(xiàn)安全通信。

兩種 CPU 都具有：

• 高性能的處理器：
  CPU 對(duì)每個(gè)二進(jìn)制指令的執(zhí)行時(shí)間可短到 0.03 µs。

• CPU 416F-2： 5.6 MB 工作存儲(chǔ)器（程序或數(shù)據(jù)各占用 2.8 MB）；
  CPU 416F-3 PN/DP： 11.2 MB 工作存儲(chǔ)器（程序或數(shù)據(jù)各 5.6 MB）；
  快速工作存儲(chǔ)器用于對(duì)于執(zhí)行十分重要的用戶程序部分。

• 靈活擴(kuò)展能力：
  **多 262144 點(diǎn)數(shù)字量和 16384 點(diǎn)模擬量輸入/輸出。

• MPI 多點(diǎn)接口：
  MPI 可用來建立一個(gè)包括**多 32 個(gè)站、數(shù)據(jù)傳輸速率**高為 12 Kbit/s 的簡單網(wǎng)絡(luò)。CPU 可與通信總線和 MPI 上的站建立**多 44 個(gè)連接。

• 模式選擇開關(guān)：
  撥動(dòng)開關(guān)設(shè)計(jì)。

• 診斷緩沖區(qū)：
  **后的 120 個(gè)故障和中斷事件保存在一個(gè)環(huán)形緩沖區(qū)中，用于進(jìn)行診斷?？梢詫?duì)輸入數(shù)目進(jìn)行設(shè)定。

• 實(shí)時(shí)時(shí)鐘：
  CPU 的診斷報(bào)警帶有日期和時(shí)間標(biāo)記。

• 存儲(chǔ)卡：
  用于擴(kuò)展內(nèi)置裝載存儲(chǔ)器。RAM 卡和 FEPROM 卡（FEPROM 甚至在零電壓下也可保存數(shù)據(jù)）。

• MPI/DP 組合接口和內(nèi)置 PROFIBUS-DP 接口 (CPU 416F-2)：
  通過 PROFIBUS DP 主站接口，可以實(shí)現(xiàn)分布式自動(dòng)化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。從用戶的角度來看，分布式 I/O 的處理與集中式 I/O 的處理是相同的（相同的組態(tài)、編址和編程）。
  混合安裝：SIMATIC S5 和 SIMATIC S7 作為符合 EN 50170 的 PROFIBUS 主站。

CPU 416F-3 PN/DP 還具有：

• 子模塊接口：
  使用 IF 964-DP 接口模塊，可連接到一個(gè)另外的 PROFIBUS DP 主站系統(tǒng)。

• 帶 2 個(gè)端（交換機(jī)）的 PROFINET 接口

  • PROFINET I/O，可連接 256 個(gè) IO 設(shè)備

  • PROFINET CBA（基于組件的自動(dòng)化）

故障安全 I/O 模塊可連接到所有集成接口，連接到 IF 964-DP，和/或通過通信模塊（CP443-5 Extended 和 CP443-1 Advanced）進(jìn)行連接。 通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP，實(shí)現(xiàn)安全通信。

• 塊保護(hù)：
  通過密碼保護(hù)用戶程序，未經(jīng)授權(quán)無法訪問。

• 集成 HMI 服務(wù):
  對(duì)于 HMI 設(shè)備，用戶只需數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目標(biāo)。這些數(shù)據(jù)將由系統(tǒng)自動(dòng)循環(huán)傳輸。

• 集成通信功能：

  • 編程器/OP 通信

  • 全局?jǐn)?shù)據(jù)通信

  • S7 基本通信

  • S7 通信

  • 通過網(wǎng)絡(luò)更新固件

  CPU 416F-3 PN/DP：

  • 通過 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 進(jìn)行開放式通信

  • 在基于組件的自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng) (PROFINET)

  • 通過集成的 web 服務(wù)器獲得附加診斷功能

  可參數(shù)化的特性

  使用 STEP 7 硬件組態(tài)工具，可對(duì) S7-400（包括 CPU）的特性和響應(yīng)進(jìn)行參數(shù)化，例如：

  • MPI 多點(diǎn)接口：

    • 定義站地址。

    • 啟動(dòng)/循環(huán)響應(yīng)

    • 定義**循環(huán)時(shí)間和通信負(fù)荷。

    • 地址分配：
      I/O 模塊編址。

    • 保持區(qū)域：
      定義具有保持特性的位存儲(chǔ)器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、數(shù)據(jù)塊和時(shí)鐘位存儲(chǔ)器的數(shù)量

    • 過程映像，局部數(shù)據(jù)的大小。

    • 診斷緩存區(qū)的長度。

    • 保護(hù)等級(jí)：
      程序和數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限。

    • 系統(tǒng)診斷：
      定義診斷報(bào)警的處理和范圍。

    • 循環(huán)中斷：
      定義周期時(shí)間

    CPU 416F-3 PN/DP：

    • PROFINET 接口

    • 通過 NTP 協(xié)議對(duì)時(shí)間同步進(jìn)行參數(shù)化

    信息和顯示功能

    • 狀態(tài)和故障 LED：
      LED 可指示出內(nèi)部和外部故障和運(yùn)行狀態(tài)，如 RUN（運(yùn)行）、STOP（停止）、調(diào)試和測試功能等。

    • 測試功能：
      編程器用于在程序執(zhí)行過程中指示信號(hào)狀態(tài)，獨(dú)立于用戶程序修改過程變量，輸出堆棧存儲(chǔ)器的內(nèi)容，執(zhí)行各步程序，并禁用某些程序部分。

    • 信息功能：
      編程器可用于獲取有關(guān) CPU 的存儲(chǔ)器容量和運(yùn)行模式以及工作和裝載存儲(chǔ)器的當(dāng)前負(fù)荷的信息。

    通信

    中央控制器與故障安全 ET 200 模塊之間的安全通信和標(biāo)準(zhǔn)通信是通過 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 完成的。 專門開發(fā)的 PROFIBUS 行規(guī) PROFIsafe 支持在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報(bào)文幀中傳送安全功能的用戶數(shù)據(jù)。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(gè)操作系統(tǒng)的擴(kuò)展功能集成在硬件組件中，也可以作為一個(gè)軟件塊裝載到 CPU 中。

    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(hào)模塊中。

    信號(hào)模塊采用差異分析方法和測試信號(hào)注入技術(shù)來監(jiān)視輸入和輸出信號(hào)。

    CPU通過周期性自檢、命令測試以及基于邏輯和時(shí)間的程序執(zhí)行檢測，檢查控制器運(yùn)行的正確性。此外，通過“活躍標(biāo)志（sign-of-life）”請(qǐng)求，還可以對(duì) I/O 進(jìn)行檢測。

    當(dāng)系統(tǒng)診斷出一個(gè)故障時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)入安全狀態(tài)。

    CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP 的運(yùn)行無需使用一份 F 運(yùn)行版授權(quán)

  •  西門子CPU模塊6ES7412-2XJ05-0AB0

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     詳細(xì)介紹編輯

    1．SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動(dòng)檢測、監(jiān)測及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU可供選擇使用。

    2．SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時(shí)，模塊更換，等等）；多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強(qiáng)大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

    3． SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。

     S7-400 

    PLC采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，可靠耐用，同時(shí)可以選用多種級(jí)別（功能逐步升級(jí)）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級(jí)時(shí)，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級(jí)和充分滿足需要。工作原理編輯當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。輸入采樣在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。用戶程序執(zhí)行在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。輸出刷新當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。

    保養(yǎng)編輯設(shè)備定期測試、調(diào)整

    （1） 每半年或季度檢查PLC柜中接線端子的連接情況，若發(fā)現(xiàn)松動(dòng)的地方及時(shí)重新堅(jiān)固連接；

    （2） 對(duì)柜中給主機(jī)供電的電源每月重新測量工作電壓；

    設(shè)備定期清掃

    （1） 每六個(gè)月或季度對(duì)PLC進(jìn)行清掃，切斷給PLC供電的電源把電源機(jī)架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下，進(jìn)行吹掃、清掃后再依次原位安裝好，將全部連接恢復(fù)后送電并啟動(dòng)PLC主機(jī)。認(rèn)真清掃PLC箱內(nèi)衛(wèi)生；

    （2） 每三個(gè)月更換電源機(jī)架下方過濾網(wǎng)

    ；檢修前準(zhǔn)備

    （1） 檢修前準(zhǔn)備好工具；

    （2） 為保障元件的功能不出故障及模板不損壞，必須用保護(hù)裝置及認(rèn)真作防靜電準(zhǔn)備工作；

    個(gè)人以上監(jiān)護(hù)操作；

    （2） 把CPU前面板上的方式選擇開關(guān)從“運(yùn)行”轉(zhuǎn)到“停”位置；

    （3） 關(guān)閉PLC供電的總電源，然后關(guān)閉其它給模坂供電的電源；

    （4） 把與電源架相連的電源線記清線號(hào)及連接位置后拆下，然后拆下電源機(jī)架與機(jī)柜相連的螺絲，電源機(jī)架就可拆下；

    （5） CPU主板及I/0板可在旋轉(zhuǎn)模板下方的螺絲后拆下；

    （6） 安裝時(shí)以相反順序進(jìn)行；

    檢修工藝及技術(shù)要求

    （1） 測量電壓時(shí)，要用數(shù)字電壓表或精度為1%的萬能表測量

    （2）電源機(jī)架，CPU主板都只能在主電源切斷時(shí)取下；

    （3） 在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開PC的電源，這樣才能保證數(shù)據(jù)不混亂；

    （4） 在取下RAM模塊之前，檢查一下模塊電池是否正常工作，如果電池故障燈亮?xí)r取下模塊RAM內(nèi)容將丟失；（5） 輸入/輸出板取下前也應(yīng)先關(guān)掉總電源，但如果生產(chǎn)需要時(shí)I/0板也可在可編程控制器運(yùn)行時(shí)取下，但CPU板上的QVZ（超時(shí)）燈亮；

    （6） 撥插模板時(shí)，要格外小心，輕拿輕放，并運(yùn)離產(chǎn)生靜電的物品；

    （7） 更換元件不得帶電操作；

    （8） 檢修后模板安裝一定要安插到位

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    連接

    操作規(guī)則和規(guī)定

    簡介

    根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，ET 200AL 分布式 I/O 系統(tǒng)作為設(shè)備和系統(tǒng)的一個(gè)組件，要求用戶遵

    守特定的規(guī)則和規(guī)定。

    本部分概要說明了在設(shè)備或系統(tǒng)中集成 ET 200AL 分布式 I/O 系統(tǒng)時(shí)要遵循的一些重要

    的規(guī)則。

    具體應(yīng)用

    請(qǐng)遵守適用于具體應(yīng)用的安全和事故預(yù)防規(guī)定（如，機(jī)器指令）。

    緊急停止設(shè)備

    符合 IEC 60204 標(biāo)準(zhǔn)（對(duì)應(yīng)于 DIN VDE 113）的緊急停止設(shè)備必須在設(shè)備或系統(tǒng)的所有操

    作模式下都保持有效。

    排除系統(tǒng)危險(xiǎn)狀況

    不允許出現(xiàn)危險(xiǎn)工廠狀態(tài)。

    即使在以下情況中，也需確保不出現(xiàn)危險(xiǎn)系統(tǒng)狀態(tài)：

    

    • 發(fā)生電壓驟降或斷電時(shí)

    • 電壓驟降或斷電后工廠重新啟動(dòng)時(shí)

    • 與 PROFINET 的通信中斷后 ET 200AL 分布式 I/O 系統(tǒng)重新啟動(dòng)時(shí)

    必要時(shí)，可強(qiáng)制執(zhí)行急停。

    在“急停”解鎖后，不允許執(zhí)行不受控或未定義的啟動(dòng)操作。

    電纜和電線

    確保使用的電纜（包括連接器）經(jīng)批準(zhǔn)可以在至少 70 °C 的溫度下連續(xù)工作。連接

    外部熔斷器 / 開關(guān)

    要滿足具體應(yīng)用中的電纜和設(shè)備保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求，必需安裝外部熔斷器和開關(guān)。

    SELV/PELV 電源的線路電壓

    下面描述了對(duì)于線路電壓必須關(guān)注的方面（有關(guān)更多信息，請(qǐng)參見“有關(guān)絕緣、保護(hù)等

    級(jí)、防護(hù)等級(jí)和額定電壓的信息 (頁 103)”部分）：

    • 對(duì)于不帶多極斷路器的固定設(shè)備或系統(tǒng)，在建筑物安裝中必須使用斷路器裝置（多

    極）。

    • 對(duì)于負(fù)載電流電源，組態(tài)的額定電壓范圍必須與當(dāng)?shù)氐木€路電壓相匹配。

    • 對(duì)于 ET 200AL 分布式 I/O 系統(tǒng)的所有電源電路，線路電壓與額定值的波動(dòng)/偏離值必

    須在允許的容差范圍內(nèi)。