6ES7360-3AA01-0AA0

適用于 PROFIBUS DP 的硬件組件

在 PROFIBUS DP 上，SIMATIC Safety F 系統(tǒng)中可使用以下故障安全組件：

● 帶有 DP 接口的 F-CPU，例如 CPU 1516F-3 PN/DP

● 故障安全輸入和輸出 (F-I/O)，例如：

– ET 200M 中的 S7-300 故障安全信號(hào)模塊

– S7-1500/ET 200MP 故障安全模塊

– ET 200SP 故障安全模塊

– ET 200S 故障安全模塊

– ET 200pro 故障安全模塊

– ET 200iSP 故障安全模塊

– ET 200eco 故障安全 I/O 模塊（S7-300、S7-400）

– 基于 GSD 的故障安全 DP 從設(shè)備（光柵和激光掃描儀等）

可以使用標(biāo)準(zhǔn) I/O 擴(kuò)展組態(tài)。

在 PROFIBUS DP 上，SIMATIC Safety F 系統(tǒng)可使用以下 CP/CM 連接分布式 F-I/O：

● CP 443-5 Extended

● CM 1243-5 產(chǎn)品概述

1.2 硬件組件和軟件組件

24

編程和操作手冊(cè), 10/2019, A5E33215622-03

● CM 1542-5

● CP 1542-5

● SP CM DP

適用于 PROFINET IO 的硬件組件

在 PROFINET IO 上，SIMATIC Safety F 系統(tǒng)中可使用以下故障安全組件：

● 帶有 PN 接口的 F-CPU，例如 CPU 1214FC DC/DC/DC

● 故障安全輸入和輸出 (F-I/O)，例如：

– ET 200M 中的 S7-300 故障安全信號(hào)模塊

– S7-1500/ET 200MP 故障安全模塊

– ET 200SP 故障安全模塊

– ET 200S 故障安全模塊

– ET 200pro 故障安全模塊

– ET 200eco PN 故障安全 I/O 模塊

– 基于 GSD 的故障安全 I/O 設(shè)備（光柵、激光掃描儀等）

可以使用標(biāo)準(zhǔn) I/O 擴(kuò)展組態(tài)。

在 PROFINET IO 上，SIMATIC Safety F 系統(tǒng)可使用以下 CP/CM 連接分布式 F-I/O：

● CP 443-1

● CP 443-1 Advanced-IT

● CM 1542-1

● CP 1545-1

適用于中央組態(tài)的硬件組件

在 F-CPU 上，可將以下故障安全組件集中用于 SIMATIC Safety F 系統(tǒng)：

● S7-300 故障安全信號(hào)模塊

● S7-1200 故障安全模塊

● S7-1500 故障安全模塊

● ET 200SP 故障安全模塊

● ET 200S 故障安全模塊

● ET 200pro 故障安全模塊（也可用于 CPU 1516proF-2）

可以使用標(biāo)準(zhǔn) I/O 擴(kuò)展組態(tài)。

1 .   西門子模塊單相變壓器空載時(shí)的電流與主磁通不同相位，存在一個(gè)相位角度差aFe，因?yàn)榇嬖阼F耗電流。空載電流是尖頂波形，因?yàn)槠渲杏休^大的三次諧波。

2 .   直流電機(jī)電樞繞組中流動(dòng)的也是交流電流。但其勵(lì)磁繞組中流的是直流電流。直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式有他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)等。
3 .   直流電機(jī)的反電勢(shì)表達(dá)式為E =CE F n；而電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式則為Tem =CTFI。

4 .   西門子模塊直流電機(jī)的并聯(lián)支路數(shù)總是成對(duì)的。而交流繞組的并聯(lián)支路數(shù)則不一定。

5 .   在直流電機(jī)中，單疊繞組的元件是以一個(gè)疊在另外一個(gè)之上的方式，串聯(lián)而成的。無論是單波繞組、還是單疊繞組，換向片將所有元件串聯(lián)在一起、構(gòu)成了一個(gè)單一的閉合回路。

6 .   異步電機(jī)又稱感應(yīng)電機(jī)，因?yàn)楫惒诫姍C(jī)的轉(zhuǎn)子電流是通過電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的。

7 .   異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和繞組的起動(dòng)電流的平方成正比地減小。
8 .   一次側(cè)電壓的幅值、頻率不變時(shí)，變壓器的鐵心的飽和程度是基本不變的，勵(lì)磁電抗也基本不變。

9 .   同步發(fā)電機(jī)的短路特性是一條直線，三相對(duì)稱短路時(shí)磁路是不飽和的；三相對(duì)稱穩(wěn)態(tài)短路時(shí)，短路電路為純?nèi)ゴ诺闹陛S分量。

10 .  同步電機(jī)勵(lì)磁繞組中的電流是直流電流，勵(lì)磁方式主要有勵(lì)磁發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、靜止整流器勵(lì)磁、旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁等。

11 .  三相合成磁動(dòng)勢(shì)中沒有偶次諧波；對(duì)稱三相繞組通對(duì)稱三相電流，其合成磁動(dòng)勢(shì)中沒有3的倍數(shù)磁諧波。

12 .  三相變壓器一般都希望有某一側(cè)是三角形連接或者有某一側(cè)中點(diǎn)接地。因?yàn)槿嘧儔浩鞯睦@組聯(lián)結(jié)都希望有三次諧波電流的通路。

13 .  對(duì)稱三相繞組通對(duì)稱三相電流時(shí)，其合成磁動(dòng)勢(shì)中的5次諧波是反轉(zhuǎn)的；7次諧波是正轉(zhuǎn)的。

14 .  串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性比較軟。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性比較硬。

15 .  變壓器短路試驗(yàn)可以測(cè)量變壓器繞組的漏阻抗；而空載試驗(yàn)則可以測(cè)量繞組的勵(lì)磁阻抗參數(shù)。

16 .  變壓器的變比等于一次側(cè)繞組與二次側(cè)繞組的匝數(shù)比。而單相變壓器的變比則還可以表示成一、二次側(cè)的額定電壓之比。
17 .  正常勵(lì)磁時(shí)，同步發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)等于1；保持輸出有功不變，使勵(lì)磁電流小于正常勵(lì)磁（欠勵(lì)）時(shí)，則直軸電樞反應(yīng)的性質(zhì)是助磁的；保持輸出有功不變，使勵(lì)磁電流大于正常勵(lì)磁（過勵(lì)）時(shí)，則直軸電樞反應(yīng)的性質(zhì)是去磁的。

18 .  在直流電機(jī)中，鐵耗主要存在于轉(zhuǎn)子鐵心(電樞鐵心)中，因?yàn)槎ㄗ予F心磁場(chǎng)基本不變。

19 .  在直流電機(jī)中，第一節(jié)距y1等于元件第1邊與第2邊之間相差的槽數(shù)。合成節(jié)距y等于相串聯(lián)的兩元件的上元件邊之間相差的槽數(shù)。

20 .  在直流電機(jī)中，當(dāng)不考慮飽和時(shí)，交軸電樞反應(yīng)的特點(diǎn)是使磁場(chǎng)為零的位置偏移，但每極磁通不變。當(dāng)電刷位于幾何中性線上時(shí)，電樞反應(yīng)是交磁性質(zhì)的。

21 .  在直流電動(dòng)機(jī)中，將外部的直流電變換成內(nèi)部的交流電的部件是換向器。換向器的作用是將直流轉(zhuǎn)換成交流（或相反）。

22 .  在同步電機(jī)中，當(dāng)定子繞組交鏈的勵(lì)磁磁通F0為最大值時(shí)，反電勢(shì)E0達(dá)到最小值，當(dāng)F0達(dá)到零時(shí)，E0達(dá)到最大值，F(xiàn)0和E0這兩者之間的相位關(guān)系為     F0超前E0 90o。且E0和F0之間的關(guān)系表達(dá)式為：E0 = 4.44 f N kN1F0。

23 .    在電機(jī)中，漏磁通是指僅交鏈繞組自身的磁通，其產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)往往可以用一個(gè)漏電抗壓降（或負(fù)電抗壓降）來等效。

24 .異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子有：-鼠籠式、繞線式等兩種。

深入淺出西門子PLC連載一：西門子S7-300/400通信功能

SIMATIC S7-300/400系列可編程控制器是西門子全集成自動(dòng)化系統(tǒng)中的控制核心，是其集成與開放特性的重要體現(xiàn)。該系列PLC繼承了西門子上一代PLC SIMATIC S5系列的穩(wěn)定、可靠和故障率低的精髓，將*控制思想、現(xiàn)代通信技術(shù)和IT技術(shù)的發(fā)展集于一身。今天我們就來好好學(xué)習(xí)一下SIMATIC S7-300/400系列可編程控制器的精髓——通信功能，本篇文章為連載*篇，我們來看看SIMATIC S7-300/400系列可編程控制器有哪些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以及通信網(wǎng)絡(luò)。

一、 工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1. 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層主要功能是連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，例如分布式I/O、傳感器、驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和開關(guān)設(shè)備等，完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制及設(shè)備間連鎖控制。

2. 車間監(jiān)控層

車間監(jiān)控層又稱為單元層，用來完成車間主生產(chǎn)設(shè)備之間的連接，包括生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)的在線監(jiān)控、設(shè)備故障報(bào)警及維護(hù)等。還有生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、生產(chǎn)調(diào)度等功能。傳輸速度不是重要的，但是應(yīng)能傳送大容量的信息。

3. 工廠管理層

車間操作員工作站通過集線器與車間辦公管理網(wǎng)絡(luò)連接，將車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)送到車間管理層。車間管理網(wǎng)作為工廠主網(wǎng)的一個(gè)子網(wǎng)，連接到工廠骨干網(wǎng)，將車間數(shù)據(jù)集成到工廠管理層。

S7-300/400有很強(qiáng)的通信功能，CPU模塊集成有MPI和DP通信接口、PROFIBUS-DP、工業(yè)以太網(wǎng)的通信模塊以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信功能。通過PROFIBUS-DP或AS-i現(xiàn)場(chǎng)總線，CPU與分布式I/O模塊之間可以周期性地自動(dòng)交換數(shù)據(jù)（過程映像數(shù)據(jù)交換），在自動(dòng)化系統(tǒng)之間，PLC與計(jì)算機(jī)和HMI（人機(jī)接口）站之間，均可以交換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信可以周期性地自動(dòng)進(jìn)行，或基于事件驅(qū)動(dòng)（由用戶程序塊調(diào)用）。

一、 S7-300/400的通信網(wǎng)絡(luò)

1. 通過多點(diǎn)接口（MPI）協(xié)議的數(shù)據(jù)通信

MPI是多點(diǎn)接口(Multi Point Interface)的簡(jiǎn)稱。MPI的物理層是RS485，通過MPI能同時(shí)連接運(yùn)行STEP 7的編程器、計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面（HMI）以及其他SIMATIC S7、M7和C7。

通過MPI接口實(shí)現(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù)（GD）服務(wù)，周期性地相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

MPI通訊是當(dāng)通信速率要求不高、通信數(shù)據(jù)量不大時(shí)，可以采用的一種簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的通訊方式。。MPI網(wǎng)絡(luò)的通信速率為19.2Kbps~12Mbps，多可以連接32個(gè)節(jié)點(diǎn)，大通訊距離為50m，但是可以通過中繼器來擴(kuò)展長(zhǎng)度。

1. PROFIBUS

PROFIBUS是程序總線網(wǎng)絡(luò)（PROcess FIeld BUS）的簡(jiǎn)稱。用于車間監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)層的通信系統(tǒng)和開放性。PROFIBUS-DP與分布式I/O，多可以與127個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)中多可以串接10個(gè)中繼器來延長(zhǎng)通信距離。使用光纖作通信介質(zhì)，通信距離可達(dá)90km。

2. 工業(yè)以太網(wǎng)

西門子的工業(yè)以太網(wǎng)符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，通過網(wǎng)關(guān)來連接遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。傳輸速率為10Mbit/s或100Mbit/s，多1024個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)的大范圍為150km。

采用交換機(jī)式局域網(wǎng)，每個(gè)網(wǎng)段都能達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的整體性能和數(shù)據(jù)傳輸速率，電氣交換模塊與光纖交換模塊將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)網(wǎng)段，在多個(gè)網(wǎng)段中可以同時(shí)傳輸多個(gè)報(bào)文。本地?cái)?shù)據(jù)通信在本網(wǎng)段進(jìn)行，只有的數(shù)據(jù)包可以超出本地網(wǎng)段的范圍。

全雙工模式使一個(gè)站能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，不會(huì)發(fā)生沖突。其傳輸速度到20Mbit/s和200Mbit/s。可以構(gòu)建環(huán)形冗余工業(yè)以太網(wǎng)。大的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)間為0.3秒。

自適應(yīng)功能自動(dòng)檢測(cè)出信號(hào)傳輸速率（10Mbit/s或100Mbit/s）。

自協(xié)商是高速以太網(wǎng)的配置協(xié)議，通過協(xié)議確定數(shù)據(jù)傳輸速率和工作方式。

使用SNMP-OPC服務(wù)器對(duì)支持SNMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。

1. 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接（Point-to-Point Connections）可以連接S7 PLC和其他串口設(shè)備。使用CP340、CP341、CP440、CP441通信處理模塊，或CPU31xC-2PtP集成的通信接口。

接口有20mA（TTA），RS232C和RS422A/RS485。通信協(xié)議有ASCII驅(qū)動(dòng)器、3964(R)和RK512（只適用于部分CPU）。

使用通信軟件PRODAVE和編程用的PC/MPI適配器，通過PLC的MPI編程接口，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與S7-300/400的通信。

2. 通過AS-i網(wǎng)絡(luò)的過程通信

AS-i是執(zhí)行器-傳感器接口（Actuator Sensor Interface）的簡(jiǎn)稱，位于zui底層。

AS-i中每個(gè)網(wǎng)段只能有一個(gè)主站。AS-i中所有分支的電路的大總長(zhǎng)度為100m，可以用中繼器使其延長(zhǎng)?？梢杂闷帘蔚幕蚍瞧帘蔚膬尚倦娎|，支持總線供電。

DP/AS-i網(wǎng)關(guān)（Gateway）用來連接PROFIBUS-DP和AS-i網(wǎng)絡(luò)。

CP 342-2多可以連接32個(gè)數(shù)字量或31個(gè)模擬量AS-i從站，多可以訪問248個(gè)DI和186個(gè)DO，可以處理模擬量值。