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 I/O 擴展組態(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, 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 I/O 擴展組態(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 I/O 擴展組態(tài)。

1 .   西門子模塊單相變壓器空載時的電流與主磁通不同相位，存在一個相位角度差aFe，因為存在鐵耗電流。空載電流是尖頂波形，因為其中有較大的三次諧波。

2 .   直流電機電樞繞組中流動的也是交流電流。但其勵磁繞組中流的是直流電流。直流電動機的勵磁方式有他勵、并勵、串勵、復(fù)勵等。
3 .   直流電機的反電勢表達式為E =CE F n；而電磁轉(zhuǎn)矩表達式則為Tem =CTFI。

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

5 .   在直流電機中，單疊繞組的元件是以一個疊在另外一個之上的方式，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)成了一個單一的閉合回路。

6 .   異步電機又稱感應(yīng)電機，因為異步電機的轉(zhuǎn)子電流是通過電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的。

7 .   異步電動機降壓起動時，起動轉(zhuǎn)矩減小，起動轉(zhuǎn)矩和繞組的起動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，變壓器的鐵心的飽和程度是基本不變的，勵磁電抗也基本不變。

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

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

11 .  三相合成磁動勢中沒有偶次諧波；對稱三相繞組通對稱三相電流，其合成磁動勢中沒有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)中點接地。因為三相變壓器的繞組聯(lián)結(jié)都希望有三次諧波電流的通路。

13 .  對稱三相繞組通對稱三相電流時，其合成磁動勢中的5次諧波是反轉(zhuǎn)的；7次諧波是正轉(zhuǎn)的。

14 .  串勵直流電動機的機械特性比較軟。他勵直流電動機的機械特性比較硬。

15 .  變壓器短路試驗可以測量變壓器繞組的漏阻抗；而空載試驗則可以測量繞組的勵磁阻抗參數(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 .  正常勵磁時，同步發(fā)電機的功率因數(shù)等于1；保持輸出有功不變，使勵磁電流小于正常勵磁（欠勵）時，則直軸電樞反應(yīng)的性質(zhì)是助磁的；保持輸出有功不變，使勵磁電流大于正常勵磁（過勵）時，則直軸電樞反應(yīng)的性質(zhì)是去磁的。

18 .  在直流電機中，鐵耗主要存在于轉(zhuǎn)子鐵心(電樞鐵心)中，因為定子鐵心磁場基本不變。

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

21 .  在直流電動機中，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 .  在同步電機中，當(dāng)定子繞組交鏈的勵磁磁通F0為最大值時，反電勢E0達到最小值，當(dāng)F0達到零時，E0達到最大值，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)系表達式為：E0 = 4.44 f N kN1F0。

23 .    在電機中，漏磁通是指僅交鏈繞組自身的磁通，其產(chǎn)生的反電動勢往往可以用一個漏電抗壓降（或負電抗壓降）來等效。

24 .異步電機的轉(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)自動化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1. 現(xiàn)場設(shè)備層

現(xiàn)場設(shè)備層主要功能是連接現(xiàn)場設(shè)備，例如分布式I/O、傳感器、驅(qū)動器、執(zhí)行機構(gòu)和開關(guān)設(shè)備等，完成現(xiàn)場設(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)備故障報警及維護等。還有生產(chǎn)統(tǒng)計、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)的通信模塊以及點對點通信功能。通過PROFIBUS-DP或AS-i現(xiàn)場總線，CPU與分布式I/O模塊之間可以周期性地自動交換數(shù)據(jù)（過程映像數(shù)據(jù)交換），在自動化系統(tǒng)之間，PLC與計算機和HMI（人機接口）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進行，或基于事件驅(qū)動（由用戶程序塊調(diào)用）。

一、 S7-300/400的通信網(wǎng)絡(luò)

1. 通過多點接口（MPI）協(xié)議的數(shù)據(jù)通信

MPI是多點接口(Multi Point Interface)的簡稱。MPI的物理層是RS485，通過MPI能同時連接運行STEP 7的編程器、計算機、人機界面（HMI）以及其他SIMATIC S7、M7和C7。

通過MPI接口實現(xiàn)全局數(shù)據(jù)（GD）服務(wù)，周期性地相互進行數(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，可以采用的一種簡單經(jīng)濟的通訊方式。。MPI網(wǎng)絡(luò)的通信速率為19.2Kbps~12Mbps，多可以連接32個節(jié)點，大通訊距離為50m，但是可以通過中繼器來擴展長度。

1. PROFIBUS

PROFIBUS是程序總線網(wǎng)絡(luò)（PROcess FIeld BUS）的簡稱。用于車間監(jiān)控和現(xiàn)場層的通信系統(tǒng)和開放性。PROFIBUS-DP與分布式I/O，多可以與127個網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點進行數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)中多可以串接10個中繼器來延長通信距離。使用光纖作通信介質(zhì)，通信距離可達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，通過網(wǎng)關(guān)來連接遠程網(wǎng)絡(luò)。傳輸速率為10Mbit/s或100Mbit/s，多1024個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)的大范圍為150km。

采用交換機式局域網(wǎng)，每個網(wǎng)段都能達到網(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)劃分為若干個網(wǎng)段，在多個網(wǎng)段中可以同時傳輸多個報文。本地數(shù)據(jù)通信在本網(wǎng)段進行，只有的數(shù)據(jù)包可以超出本地網(wǎng)段的范圍。

全雙工模式使一個站能同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，不會發(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)時間為0.3秒。

自適應(yīng)功能自動檢測出信號傳輸速率（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)器對支持SNMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行遠程管理。

1. 點對點連接

點對點連接（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，可以實現(xiàn)計算機與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）的簡稱，位于zui底層。

AS-i中每個網(wǎng)段只能有一個主站。AS-i中所有分支的電路的大總長度為100m，可以用中繼器使其延長?？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個數(shù)字量或31個模擬量AS-i從站，多可以訪問248個DI和186個DO，可以處理模擬量值。