6ES7215-1AG40-0XB0詳細說明

應(yīng)用

CPU 414-2, CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 為中等性能要求中的高需求而設(shè)計． 他們可以滿足對程序容量和處理速度有較高要求的應(yīng)用．

CPU 414-2 和 CPU 414-3　中內(nèi)置 PROFIBUS DP 口，可以作為主站或從站直接連接到 PROFIBUS DP 現(xiàn)場總線。

使用 IF 964-DP 接口模板，還可將其他 DP 主站系統(tǒng)連接到 CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 上。

在使用 PROFINET-ASIC ERTEC 400 時，CPU 414-3 PN/DP 具有交換機功能。 它提供了可從外部接觸到的兩個 PROFINET 端口。 除分層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之外，還可以在新型 S7-400 控制器中創(chuàng)建總線形結(jié)構(gòu)。

注意:
只有 6ES7 964-2AA04-0AB0 接口子模塊才能使用。

設(shè)計

CPU 裝配有：

• 功能強大的處理器：
  CPU 執(zhí)行每條二進制指令時間僅為 0.045µs 。

• CPU 414-2: 1 MB RAM (其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 512 KB);
  CPU 414-3: 2.8 MB RAM (其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 1.4 MB);
  CPU 414-3 PN/DP: 2.8 MB RAM (其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 1.4 MB);
  快速 RAM 用于執(zhí)行部分用戶程序

• 靈活擴展：
  高 131072 個數(shù)字量以及 81932 個模擬量輸入/輸出。

• MPI多點接口：
  通過 MPI，可將多 32 個站連成簡單網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率高達 12 Mbit/s。CPU 可與通訊總線（C 總線）和 MPI 的站之間建立多 32 個連接。

• 模式選擇開關(guān)：
  波動開關(guān)設(shè)計。

• 診斷緩沖區(qū)：
  后的故障和中斷事件保存在一個環(huán)形緩沖器中，用于進行診斷。 可以對輸入數(shù)目進行設(shè)定。

• 實時時鐘：
  日期和時間附加在 CPU 的診斷消息后面

• 存儲卡:
  用于擴展內(nèi)置的裝載存儲器。 存儲在裝載存儲器中的信息包括S7-400參數(shù)數(shù)據(jù)以及程序，因此需要2倍的存儲空間。 其結(jié)果是：

• 內(nèi)置的裝載存儲器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲卡。 可使用 RAM 和 FEPROM 卡。

• PROFIBUS-DP 接口和組合的MPI/DP 接口：
  通過 PROFIBUS DP 主站接口，可以實現(xiàn)分布式自動化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。 對用戶來說,分布式I/O單元可作為一個集中式單元來處理(相同的組態(tài)、編址和編程).
  組合式配置： SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作為PROFIBUS主站符合EN 50 170規(guī)范。

CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 還包括：

• 附加模塊插槽：
  可用IF 964-DP 接口子模板進行連接到PROFIBUS DP主站系統(tǒng)中。

CPU 414-3 PN/DP 另外包括：

• PROFINET 接口，帶 2 個端口（交換機）：

• PROFINET I/O，可連接 256 個 IO 設(shè)備

• PROFINET CBA

功能

• 塊保護：
  用戶程序使用密碼保護，可防止非法訪問。

• 集成的 HMI 服務(wù)：
  用戶只能用HMI設(shè)備數(shù)據(jù)源地址和數(shù)據(jù)目標(biāo)地址，此后系統(tǒng)將自動地進行數(shù)據(jù)傳輸。

• 集成的通訊功能:

• PG/OP 通訊

• 共享數(shù)據(jù)通訊

• S7 標(biāo)準(zhǔn)通訊

• S7 通訊

CPU 414-3 PN/DP 其它：

• 在TCP/IP、UDP和ISO-on-TCP (RFC1006)上實現(xiàn)開放的通訊

• 在基于組件的自動化 (CBA) 中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng) (PROFINET)

• 通過集成的 Web 服務(wù)器而獲得附加診斷功能

• 通過網(wǎng)絡(luò)進行固件更新

可以參數(shù)化的屬性

可使用 STEP 7 工具“Hardware Configuration"對 S7-400（包括 CPU）的性能和響應(yīng)進行編程，如：

• MPI多點接口：

• 站地址定義

• 啟動/循環(huán)行為

• 大循環(huán)時間和通訊負(fù)荷的規(guī)定

• 地址分配：
  I/O 模塊的編址

• 保持范圍：
  定義保持性位存儲器、計數(shù)器、定時器和時鐘存儲器。

• 過程映像、局部數(shù)據(jù)的大小

• 診斷緩存區(qū)的長度

• 保護級：
  程序和數(shù)據(jù)訪問授權(quán)的定義

• 系統(tǒng)診斷：
  確定診斷信息的處理方法和范圍

• 實時中斷:
  設(shè)定周期

CPU 414-3 PN/DP 其它：

• PROFINET Interface

• 使用 NTP 規(guī)程對時間同步進行參數(shù)化

信息指示功能

• 狀態(tài)和錯誤指示燈：
  通過 LED 指示出內(nèi)部和外部錯誤及運行狀態(tài)，如運行 (RUN)、停止 (STOP)、重新啟動 (Restart)、測試功能 (Test function) 等。

• 測試功能：
  可使用編程設(shè)備顯示程序執(zhí)行中的信號狀態(tài)，不考慮用戶程序而修改過程變量，讀取堆棧存儲器的內(nèi)容，運行單獨程序步驟，并禁用程序組件。

• 信息功能：
  可使用編程設(shè)備為用戶提供有關(guān)存儲器容量和 CPU 的工作模式，以及工作和負(fù)載存儲器的當(dāng)前使用率等方面的信息

SIMATIC HMI 多面板作為一鍵式產(chǎn)品
示例包括多面板，裝在定制的壓鑄鋁外殼中：OEM MP 270-10“和 15"；安裝有應(yīng)用軟件，可隨時連接，“即裝即用"。

高度的工業(yè)功能，是由于、堅固、久經(jīng)測試與驗證的設(shè)計：

• 符合人體工程學(xué)，經(jīng)技術(shù)證明和驗證的解決方案，可隨時操作

• 即使在非常惡劣的環(huán)境條件下也能安全操作

• 經(jīng)過溫度測試和溫度監(jiān)控

• 甚至適用于特殊行業(yè)，例如不銹鋼型可用于食品、飲料以及煙草工業(yè)

• 高可用性，確保能快速收回投資

• 西門子質(zhì)量支持，服務(wù)和維修

使用 HMI 操作員工作站時須考慮以下因素：

• 優(yōu)化的 HMI 產(chǎn)品安裝技術(shù)，可消除外殼的熱點和熱窩

• 整個操作員工作站在使用 Data 的地方持續(xù)作業(yè)情況下，計算實際zui大允許的環(huán)境溫度時，須考慮散熱值。

• 運行時保證低于旋轉(zhuǎn)海量存儲器系統(tǒng)的負(fù)載極限,及經(jīng)過對整個操作員站振動和沖擊測試的大尺寸顯示

• 符合法規(guī)要求(認(rèn)證)

• 確定和測試所需的防護等級和電磁兼容性措施

• 耐磨、耐化學(xué)腐蝕，保證了表面質(zhì)量

• 在zui大程度上，無源技術(shù)提供了所有措施的基礎(chǔ)，使得在特殊環(huán)境下（如無有源環(huán)境下）使用操作員站時的適用性得到了改善。目的是保證其耐用，*運行及zui小維護量。

HMI 設(shè)備不能安裝在控制柜或直接安裝在機器上時，可使用成套 HMI 操作員站。操作員站適用于：

• 工業(yè)應(yīng)用

• 接近工業(yè)應(yīng)用

• 輔助應(yīng)用于食品、飲料以及煙草工業(yè)

• 不銹鋼型主要應(yīng)用領(lǐng)域為食品、飲料以及煙草工業(yè)

HMI 成套交付產(chǎn)品可用于預(yù)安裝，隨時運行硬件和軟件產(chǎn)品的地方。

HMI 操作員站的概念基于模塊化系統(tǒng)，在該模塊化系統(tǒng)中，HMI 設(shè)備內(nèi)置在選擇的外殼中以滿足功能要求。

• 具有全面防護 (IP65) 的 HMI 設(shè)備外殼

• 可以安裝在支撐腳、500 mm 支撐臂或 750 mm 支撐臂上

• 可通過調(diào)節(jié)元件旋轉(zhuǎn)

• 外部鍵盤和鼠標(biāo)的連接選件

• 特定硬件組件的安裝選件

成套產(chǎn)品的環(huán)境溫度

環(huán)境溫度總低于安裝在操作員站外殼內(nèi)的 HMI 產(chǎn)品（溫度值在手冊中）的zui大允許溫度。根據(jù)組件和版本（例如，按照散熱設(shè)計），操作員站周圍允許的環(huán)境溫度將在 5°C 和 40 °C 之間變化
通過應(yīng)用附加冷卻措施，可以達到較高的操作員站環(huán)境溫度。

• 輕松，快速運行

• 操作員站可快速適應(yīng)不同的操作員

• 操作原理連貫，易于學(xué)習(xí)

• 運行時耐沖擊，抗振

• 適于設(shè)備選型（SIMATIC HMI 設(shè)備, 10“ 顯示）

• 保證了數(shù)據(jù)傳送和對驅(qū)動和接口的訪問

• 機器的直接運行（傳統(tǒng)操作部件，用于直接連接至機器單元）

• 簡單的字母輸入

• 考慮到了清潔劑

• 人機交換界面負(fù)責(zé)NC數(shù)據(jù)的輸入和顯示,它由MMC和OP組成 MMC(Man Machine Communication)包括：OP(Operation panel)單元，MMC,MCP(Machine Control Panel)三部分。MMC實際上就是一臺計算機，有自己獨立的CPU,還可以帶硬盤，帶軟驅(qū)；OP單元正是這臺計算機的顯示器，而西門子MMC的控制軟件也在這臺計算機中。
  （1）、MMC(Man Machine communication)
  zui常用的MMC有兩種：MMCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU為486,不能帶硬盤；而MMC103的CPU為奔騰，可以帶硬盤，一般的，用戶為SINUMERIK810D配MMC100.2,而為SINUMERIK840D配MMC103.PCU(PC UNIT)是專門為配合西門子的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而開發(fā)的MMC模塊，目前有三種PCU模塊——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20對應(yīng)于MMC100.2，不帶硬盤，但可以帶軟驅(qū)；PCU50、PCU70對應(yīng)于MMC103,可以帶硬盤，與MMC不同的是：PCU50的軟件是基于WINDOWS NT的。PCU的軟件被稱作HMI,
  HMI有分為兩種：嵌入式HMI和HMI。一般標(biāo)準(zhǔn)供貨時，PCU20裝載的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70則裝載HMI.

  

  （2）、OP(Operation pannel)
  OP單元一般包括一個10.4〞TFT顯示屏和一個NC鍵盤。根據(jù)用戶不同的要求，西門子為用戶選配不同的OP單元，如： OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031zui為常用。
  （3）、MCP(Machine control pannel)
  MCP是專門為數(shù)控機床而配置的，它也是OPI上的一個節(jié)點，根據(jù)應(yīng)用場合不同，其布局也不同，目前，有車床版MCP和銑床版MCP兩種。對810D和840D，MCP的MPI地址分別為14和6，用MCP后面的S3開關(guān)設(shè)定。
  對于SINUMERIK840D應(yīng)用了MPI（Multiple Point Interface）總線技術(shù)，傳輸速率為187.5k/秒，OP單元為這個總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點。為提高人機交互的效率，又有OPI（Operator PanelInterface）總線，它的傳輸速率為1.5M/秒。
  2.2 NCU(Numerical control unit)數(shù)控單元
  SINUMERIK840D的數(shù)控單元被稱為NCU（Numenrical Controlunit）單元（在810D中稱為CCU（compact control unit））：*控制單元,負(fù)責(zé)NC所有的功能,機床的邏輯控制,還有和MMC的通訊 它由一個COM CPU板. 一個PLC CPU板和一個DRIVE板組成.

  根據(jù)選用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同，NCU分為NCU561.2,NCU571.2,NCU572.2,NCU573.2(12軸)，NCU573.2(31軸)等若干種，同樣，NCU單元中也集成SINUMERIK840D數(shù)控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相應(yīng)的數(shù)控軟件和PLC控制軟件，并且?guī)в蠱PI或Profibus借口，RS232借口，手輪及測量接口，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU單元很薄，所有的驅(qū)動模塊均排列在其右側(cè)。
  2.3 數(shù)字驅(qū)動  
  數(shù)字伺服：運動控制的執(zhí)行部分,由611D伺服驅(qū)動和1FT6(1FK6)電機組成。
  SINUMERIK840D配置的驅(qū)動一般都采用SIMODRIVE611D.它包括兩部分：電源模塊+驅(qū)動模塊（功率模塊）。

  電源模塊：主要為NC和給驅(qū)動裝置提供控制和動力電源，產(chǎn)生母線電壓，同時監(jiān)測電源和模塊狀態(tài)。根據(jù)容量不同，凡小于15KW均不帶饋入裝置，極為U/E電源模塊；凡大于15KW均需帶饋入裝置，記為I/RF電源模塊，通過模塊上的訂貨號或標(biāo)記可識別。
  611D數(shù)字驅(qū)動:是新一代數(shù)字控制總線驅(qū)動的交流驅(qū)動，它分為雙軸模塊和單軸模塊兩種，相應(yīng)的進給伺服電機可采用1FT6或者1FK6系列，編碼器信號為1Vpp正弦波，可實現(xiàn)全閉環(huán)控制。主軸伺服電機為1PH7系列。

  2.4 PLC模塊
  SINUMERIK810D/840D系統(tǒng)的PLC部分使用的是西門子SIMATIC S7-300的軟件及模塊，在同一條導(dǎo)軌上從左到右依次為電源模塊（Power Supply），接口模塊（Interface Module）機信號模塊（Signal Module）。的CPU與NC的CPU是集成在CCU或NCU中的。
  電源模塊（PS）是為PLC和NC提供電源的+24V和+5V。
  接口模塊（IM）是用于級之間互連的。
  信號模塊（SM）使用與機床PLC輸入/輸出的模塊，有輸入型和輸出型兩種。