西門子CPU1214C 6ES7214-1BG40-0XB0

現(xiàn)場(chǎng)控制單元

現(xiàn)場(chǎng)控制單元一般遠(yuǎn)離控制中心，安裝在靠近現(xiàn)場(chǎng)的地方，其高度模塊化結(jié)構(gòu)可以根據(jù)過程監(jiān)測(cè)和控制的需要配置成由幾個(gè)監(jiān)控點(diǎn)到數(shù)百個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的規(guī)模不等的過程控制單元。

現(xiàn)場(chǎng)控制單元的結(jié)構(gòu)是由許多功能分散的插板（或稱卡件）按照一定的邏輯或物理順序安裝在插板箱中，各現(xiàn)場(chǎng)控制單元及其與控制管理級(jí)之間采用總線連接，以實(shí)現(xiàn)信息交互。

現(xiàn)場(chǎng)控制單元的硬件配置需要完成以下內(nèi)容：

插件的配置 根據(jù)系統(tǒng)的要求和控制規(guī)模配置主機(jī)插件（CPU插件）、電源插件、I/O插件、通信插件等硬件設(shè)備；

硬件冗余配置 對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行冗余配置是提高DCS可靠性的一個(gè)重要手段，DCS通?？梢詫?duì)主機(jī)插件、電源插件、通信插件和網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵I/O插件都可以實(shí)現(xiàn)冗余配置。

硬件安裝 不同的DCS，對(duì)于各種插件在插件箱中的安裝，會(huì)在邏輯順序或物理順序上有相應(yīng)的規(guī)定。另外，現(xiàn)場(chǎng)控制單元通常分為基本型和擴(kuò)展型兩種，所謂基本型就是各種插件安裝在一個(gè)插件箱中，但更多的時(shí)候時(shí)需要可擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)形式，即一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制單元還包括若干數(shù)字輸入/輸出擴(kuò)展單元，相互間采用總線連成一體。

就本質(zhì)而言，現(xiàn)場(chǎng)控制單元的結(jié)構(gòu)形式和配置要求與模塊化PLC的硬件配置是一致的。

人機(jī)交互與人機(jī)界面是兩個(gè)有著緊密聯(lián)系而又不盡相同的概念。

人機(jī)交互與人機(jī)界面的關(guān)系 折疊

人機(jī)交互是指人與機(jī)器的交互，本質(zhì)上是人與計(jì)算機(jī)的交互?；蛘邚母鼜V泛的角度理解：人機(jī)交互是指人與含有計(jì)算機(jī)的機(jī)器的交互。具體來(lái)說(shuō)，人機(jī)交互用戶與含有計(jì)算機(jī)機(jī)器之間的雙向通信，以一定的符號(hào)和

液晶屏被用作人機(jī)界面顯示器

動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)，如擊鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)，顯示屏幕上的符號(hào)/圖形等。這個(gè)過程包括幾個(gè)子過程：識(shí)別交互對(duì)象-理解交互對(duì)象-把握對(duì)象情態(tài)-信息適應(yīng)與反饋等；而人機(jī)界面是指用戶與含有計(jì)算機(jī)的機(jī)器系統(tǒng)之間的通信媒體或手段，是人機(jī)雙向信息交互的支持軟件和硬件。這里界面定義為通信的媒體或手段，它的物化體現(xiàn)是有關(guān)的支持
軟件和硬件，如帶有鼠標(biāo)的圖形顯示終端等。

交互是人與機(jī)-環(huán)境作用關(guān)系/狀況的一種描述。界面是人與機(jī)-環(huán)境發(fā)生交互關(guān)系的具體表達(dá)形式。交互是實(shí)現(xiàn)信息傳達(dá)的情境刻畫，而界面是實(shí)現(xiàn)交互的手段。在交互設(shè)計(jì)子系統(tǒng)中，交互是內(nèi)容/靈魂，界面是形式/肉體；然而在大的產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，交互和界面，都只是解決人機(jī)關(guān)系的一種手段，不是終目的，其終目的是解決和滿足人的需求。

交互設(shè)計(jì)是從屬于產(chǎn)品系統(tǒng)的，是對(duì)成功的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一種強(qiáng)有力的支持與完善。

如果利用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，交互設(shè)計(jì)是從屬于產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)的子系統(tǒng)。

• 寬屏 TFT 顯示屏，對(duì)角尺寸為 4 英寸、7 英寸、9 英寸、12 英寸、15 英寸、19 英寸和22 英寸（全部 1600 萬(wàn)色），與此前的設(shè)備相比顯示面積增加高達(dá) 40%

• 集成功能，帶有歸檔、腳本、PDF/Word/Excel 查看器、Internet Explorer、Media Player 和 Web 服務(wù)器

• 可通過 PROFIenergy、HMI 項(xiàng)目或控制器在 0 - 100% 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)顯示屏亮度

• 現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)，7" 及以上型號(hào)采用鑄鋁前端

• 所有觸摸式設(shè)備都進(jìn)行垂直安裝

• 進(jìn)行選擇：提供了 7 個(gè)觸摸型號(hào)和 5 個(gè)按鍵型號(hào)

• 設(shè)備發(fā)生電源故障時(shí)的數(shù)據(jù)安全和 SIMATIC 人機(jī)界面存儲(chǔ)卡的數(shù)據(jù)安全

• 創(chuàng)新的維護(hù)和調(diào)試方式，可通過第二個(gè) SD 卡進(jìn)行（自動(dòng)備份）

• 畫面刷新時(shí)間短，性能*

• 通過了多種認(rèn)證（例如，ATEX 2/22 和船舶認(rèn)證），適用于條件極為惡劣的工業(yè)環(huán)境

具有眾多通信選件：內(nèi)置 PROFIBUS 和 PROFINET 接口；2 個(gè) PROFINET 接口，帶集成交換機(jī)，適用于 7 英寸或更大型號(hào)； 1 個(gè) PROFINET 接口，支持千兆傳輸，適用于 15 英寸或更大型號(hào)

所有型號(hào)都可用作 OPC UA 客戶機(jī)或用作 OPC DA 服務(wù)器

按鍵操作設(shè)備，每個(gè)功能鍵帶 LED，具有新的文本輸入方法，與手機(jī)鍵盤類似

所有按鍵都具有 200 萬(wàn)次使用壽命

使用 TIA 博途的 WinCC 工程組態(tài)軟件進(jìn)行組態(tài)

 S7-1500自動(dòng)化系統(tǒng)具有模塊化的結(jié)構(gòu)，可包含最多 32個(gè)模塊。 它擁有豐富的模塊，且這些模塊
均可以獨(dú)立地組合使用。S7-1500自動(dòng)化系統(tǒng)支持單層配置，其中的所有模塊均安裝在一個(gè)安裝導(dǎo)
軌上（請(qǐng)參見手冊(cè)以了解前提條件）。一個(gè)系統(tǒng)包含下列組件：控制器：CPU 具有不同性能等級(jí)，
并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET和PROFIBUS 接口，用于連接分布式 I/O 或用于編程
設(shè)備、操作裝置、其它 SIMATIC 控制器或第三方設(shè)備間的通信。用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的
信號(hào)模塊。工藝模塊用于高速計(jì)數(shù)、位置檢測(cè)或測(cè)量等功能。通信模塊和通信處理器可通過通信接
口將控制器進(jìn)行擴(kuò)展根據(jù)要求，也可使用下列模塊：在CPU 向背板總線的輸出對(duì)于所有連接的模塊
來(lái)說(shuō)不夠充分的情況下，電源模塊 (PS) 通過背板總線為 S7-1500 模塊的內(nèi)部電路供電。用于將 
SIMATICS7-1500連接到120/230VAC電源的負(fù)載電源模塊 (PM)。接口模塊用于連接基于S7-
1500 的分布式 I/O。簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)使得 SIMATIC S7-1500 十分靈活，便于維護(hù)。集成背板總線集
成的背板總線；背板總線集成在模塊上。 模塊通過 U 形連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。 
  可以節(jié)省安裝時(shí)間。 不久將會(huì)提供具有“無(wú)響應(yīng)熱插拔"功能的有源背板。模塊組裝在S7-1500 安
裝導(dǎo)軌上：具有各種長(zhǎng)度，包括切割至定長(zhǎng)的型號(hào)。 由于具有集成式 DIN 導(dǎo)軌，可以卡裝廣泛的標(biāo)
準(zhǔn)部件，如附加端子、小型斷路器或小型繼電器。性能可靠，接線方便：I/O 信號(hào)是通過統(tǒng)一的40 
針前連接器來(lái)連接的。 信號(hào)模塊和前連接器之間具有機(jī)械編碼，可防止因意外的錯(cuò)誤插入而對(duì)電路
造成破壞。為了對(duì)前連接器進(jìn)行簡(jiǎn)單接線，可將該連接器置于“預(yù)接線位置"。 在此位置上，插頭尚
未與模塊電路接觸。 此位置還可用于在運(yùn)行過程中進(jìn)行改動(dòng)。 用戶可借助于前蓋內(nèi)側(cè)的一個(gè)印制電
纜連接圖進(jìn)行連接。前連接器作為帶螺釘型端子或推入式端子的型號(hào)提供。 兩個(gè)型號(hào)都可以連接線
芯截面積為 0.252~ 1.5 mm2（AWG 24 ~ AWG 16）的導(dǎo)線。另外，數(shù)字量信號(hào)模塊可通過 
TOP Connect 進(jìn)行系統(tǒng)接線。 通過 TOP Connect，可以快速而清晰地連接到現(xiàn)場(chǎng)的傳感器和執(zhí)
行器，并可在控制柜中進(jìn)行簡(jiǎn)便接線。對(duì)于模擬量模塊，可以直接在模塊上進(jìn)行屏蔽；隨模塊提供
了一個(gè)屏蔽連接套件，無(wú)需工具即可進(jìn)行安裝。針對(duì) S7-1500 的信號(hào)模塊提供了標(biāo)簽條。可使用
一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)激光打印機(jī)來(lái)打印這些 DIN A4 標(biāo)簽紙上的標(biāo)簽。 可以從 TIA Portal 進(jìn)行自動(dòng)打印，而
無(wú)需重新輸入符號(hào)或地址。 通過這些標(biāo)簽條的設(shè)計(jì)形式，可為通道或診斷顯示 1:1 分配標(biāo)簽。 如
果前蓋打開，則診斷顯示到端子的這種 1:1 分配會(huì)保留?？勺兒涂蓴U(kuò)展的站配置：信號(hào)模塊和通信
處理器可以不受限制地以任何方式連接。 系統(tǒng)可自行組態(tài)。較大配置包括帶有31個(gè)模塊（30 個(gè)
模塊 + 1 個(gè)電源）的 CPU。 在CPU 向背板總線的輸出對(duì)于所有連接的模塊來(lái)說(shuō)不夠充分的情況
下，需要由電源 (PS) 通過背板總線為 S7-

1500 模塊的內(nèi)部電路供電。

SIMATIC S7-1500 的尺寸使其能夠順利安裝到 SIMATIC S7-300或ET200M的可用安裝空間中。

移動(dòng)敷設(shè)：

SIMATIC S7-1500 及其模塊可以垂直和水平安裝，從而可以方式安裝到可用空間內(nèi)。

I/O 模塊

以下模塊類型可用于 SIMATIC S7-1500/ET 200MP：

數(shù)字量輸入模塊

數(shù)字量輸出模塊

數(shù)字量輸入/輸出模塊

模擬量輸入模塊

模擬 I/O 模塊

模擬量輸出模塊

包括高速 (HS) 模擬量模塊，無(wú)論通道數(shù)如何，基本執(zhí)行時(shí)間都是 62.5 µs

用于計(jì)數(shù)和定位的工藝模塊

用于點(diǎn)到點(diǎn)通信和總線連接的通信模塊

不久將可供貨 用于面向安全的應(yīng)用的故障安全模塊

提供了各種模塊等級(jí)，可使用戶在其應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。 模塊本身通過標(biāo)簽進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)記：

BA（基本型）： 簡(jiǎn)易低成本模塊，無(wú)診斷功能，沒有參數(shù)

ST（標(biāo)準(zhǔn)型）： 具有與模塊或負(fù)載組相關(guān)的診斷的模塊，如果適用，帶有參數(shù)；模擬量模塊： 
準(zhǔn)確度等級(jí) 0.3%

HF（高性能型）： 具有與通道相關(guān)的診斷和參數(shù)設(shè)置的模塊；對(duì)于模擬量模塊： 準(zhǔn)確度等級(jí) 
0.1%，抗擾度和電流隔離程度提高

HS（高速型）：具有濾波和轉(zhuǎn)換時(shí)間的模塊適用于超高速應(yīng)用；例如 8 通道模擬量模塊，
無(wú)論的通道數(shù)如何，基本執(zhí)行時(shí)間都是 62.5 µs。

I/O 模塊的附件：

標(biāo)簽紙：

可插入到 I/O 模塊中（10 張 DIN A4 標(biāo)簽紙，每張標(biāo)簽紙帶有 10 個(gè)標(biāo)簽，預(yù)穿孔，可使用
標(biāo)準(zhǔn)激光打印機(jī)進(jìn)行打??；可用顏色： Al 灰）

屏蔽連接：

SIMATIC S7-1500 系統(tǒng)（模擬量模塊和工藝模塊）提供了一個(gè)簡(jiǎn)易屏蔽連接套件，無(wú)需使用
工具即可安裝。 此套件包含一個(gè) 24 V DC 饋電元件、一個(gè)屏蔽

夾和一個(gè)通用屏蔽端子。 該屏蔽端子可用于單根細(xì)干線電纜、多根細(xì)干線電纜或一根粗干線電纜。 
由于對(duì) 24 V DC 電源和測(cè)量信號(hào)進(jìn)行分離，并且在屏蔽

和信號(hào)電纜之間具有低阻抗連接，因此可確保較高的 EMC 穩(wěn)定性和抗干擾性。

統(tǒng)一的 40 針前連接器

I/O 模塊的前門或自組裝背板總線的 U 型連接器等其它附件

S7-1500 具有不同的通信接口：

PROFINET IO IRT 接口（2 端換機(jī)），集成在 CPU 中；

用于獲得確定的響應(yīng)時(shí)間和高設(shè)備精度。

用于連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)的通信模塊（不久提供 PROFINET）

用于點(diǎn)到點(diǎn)連接的通訊模塊。

CPU 1515 PN 具有一個(gè)附加的集成 PROFINET 接口，其具有單獨(dú)的 IP 地址，例如，用于網(wǎng)絡(luò)
分離。 對(duì)于 CPU 1516-3 PN/DP，可通過該集成 PROFIBUS

接口來(lái)連接 PROFIBUS 節(jié)點(diǎn)。 通過一個(gè) PROFIBUS CM，可方便地對(duì)不帶集成PROFIBUS接口
的 CPU 進(jìn)行擴(kuò)展。

通過 PROFINET IO 進(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-1500 通過集成的 PROFINET 接口連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)具有
確定響應(yīng)時(shí)間和高精度設(shè)備性能的分布式自動(dòng)化配置。

從用戶的角度來(lái)看，PROFINET IO 上的分布式 I/O 處理與集中式 I/O 處理沒有區(qū)別（相同的組
態(tài)，編址及編程）。

2、Destination host Unreachable（目標(biāo)主機(jī)不可達(dá)）

圖 26 Destination host Unreachable（目標(biāo)主機(jī)不可達(dá)）

3.2可能原因

1、Request timed out（請(qǐng)求超時(shí)）

1)對(duì)方已關(guān)機(jī)，或者網(wǎng)絡(luò)上根本沒有這個(gè)地址
2)對(duì)方確實(shí)存在，但與自己不在同一網(wǎng)段內(nèi)，通過路由也無(wú)法找到對(duì)方
3)對(duì)方確實(shí)存在，但設(shè)置了ICMP數(shù)據(jù)包過濾（如防火墻設(shè)置）
4)執(zhí)行Ping指令的PC可能有多個(gè)設(shè)置成同一網(wǎng)段IP地址的網(wǎng)卡

2、Destination host Unreachable（目標(biāo)主機(jī)不可達(dá)）

1)對(duì)方與自己不在同一網(wǎng)段內(nèi)，而自己又未設(shè)置默認(rèn)路由
2)網(wǎng)線故障
3)網(wǎng)卡故障