西門子S7-400中央處理器6ES7414-3EM05-0AB0
S7- 400尤其適合于加工工業(yè)中的數(shù)據(jù)密集型任務(wù)。高處理速度和確定性的響應(yīng)時(shí)間，縮短高速機(jī)械制造業(yè)設(shè)備控制的循環(huán)周期。

S7 - 400用于整體協(xié)調(diào)各種設(shè)備，控制低級(jí)別的系統(tǒng)。這是由高速通訊能力和集成接口來(lái)保證的。

在S7- 400的許多器件也可用于極端環(huán)境條件下的SIPLUS版本。

由于采用各種級(jí)別的CPU，S7-400可以靈活擴(kuò)展升級(jí)；I/O能力幾乎是無(wú)限的。

強(qiáng)大的CPU允許集成新的功能，無(wú)需額外硬件投資，例如處理質(zhì)量數(shù)據(jù)，用戶友好的診斷，到更高層次的MES解決方案或通過(guò)總線系統(tǒng)的高速通訊。

可以以模塊化的方式構(gòu)建S7 - 400，有各種用于集中配置和分布式結(jié)構(gòu)的模塊，以實(shí)現(xiàn)處理備件方面的低成本。

在操作過(guò)程中可以修改S7- 400 的分布式I/O配置（在運(yùn)行中配置）。另外在工作時(shí)還可以刪除和插入信號(hào)模塊（熱插拔）。這使得很容易擴(kuò)展系統(tǒng)或出現(xiàn)故障時(shí)替換模塊。

項(xiàng)目的完整數(shù)據(jù)存儲(chǔ)包括CPU上的符號(hào)和注釋，簡(jiǎn)化了服務(wù)和維護(hù)過(guò)程。

可以將安全技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化集成到一個(gè)單一的S7- 400控制器，可以通過(guò)S7- 400的冗余結(jié)構(gòu)增加設(shè)備的可用性。

S7- 400的許多器件也可用于外部環(huán)境條件SIPLUS版本，例如：擴(kuò)展溫度范圍（-25 60?C）和在惡劣環(huán)境/冷凝條件下使用。

S7- 400的高速背板總線確保集中式I/O模塊的高速通訊。

設(shè)計(jì)和功能

模塊化

S7 - 400的一個(gè)重要特點(diǎn)是它的模塊化。S7- 400的高速通訊背板總線和允許直接插入CPU集成的DP接口，允許多條通訊線路的高性能運(yùn)行。例如，把一根總線用于HMI通訊和編程任務(wù)，一根總線用于高性能運(yùn)動(dòng)控制，一根總線用于普通I / O現(xiàn)場(chǎng)總線通訊。
此外，也可以實(shí)現(xiàn)另外連接到MES-/ERP系統(tǒng)或通過(guò)SIMATIC IT連接到互聯(lián)網(wǎng)的需要。根據(jù)任務(wù)情況，可對(duì)S7 – 400進(jìn)行集中擴(kuò)展或分布式配置。附加設(shè)備和接口模塊也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可實(shí)現(xiàn)分布式擴(kuò)展。如果需要，也可以使用通訊處理器（CP）。

設(shè)計(jì)一個(gè)S7 - 400系統(tǒng)基本上包括機(jī)架，電源，和中央處理單元。它可以以一個(gè)模塊化的方式安裝和擴(kuò)展。所有的模塊都可以自由地放置在左側(cè)插入的電源旁邊。S7- 400具有無(wú)風(fēng)扇的堅(jiān)固設(shè)計(jì)。信號(hào)模塊可以熱插拔。一個(gè)多層面的模塊范圍可用于中央擴(kuò)展以及具有ET200的分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單配置。設(shè)計(jì)

在集中式擴(kuò)展中，額外安裝機(jī)架直接連接到中央控制器。

除了標(biāo)準(zhǔn)的安裝機(jī)架，也提供9槽和18槽鋁合金安裝機(jī)架。這些鋁機(jī)架可以很高地耐受不利環(huán)境條件，緊固耐用，重量輕25％左右。

多值計(jì)算

多值計(jì)算，也就是在一個(gè)S7- 400中央控制器中的幾個(gè)CPU的同時(shí)操作，為用戶提供不同的益處：

可通過(guò)多值計(jì)算共享的S7 - 400的整體性能。例如，在技術(shù)復(fù)雜的任務(wù)中，如開(kāi)環(huán)控制，可以將計(jì)算機(jī)或通訊分割和分配給不同的CPU每個(gè)CPU分配給自己的，用于此目的本地輸入/輸出。

有些任務(wù)也可以從每個(gè)多值計(jì)算方式中斷開(kāi)，一個(gè)CPU處理關(guān)鍵時(shí)間的處理任務(wù)，另一個(gè)處理非關(guān)鍵時(shí)間的任務(wù)。

在多值計(jì)算操作中，所有的CPU的運(yùn)行行為像一個(gè)CPU，也就是說(shuō)，當(dāng)一個(gè)CPU進(jìn)入STOP狀態(tài)，其他的也停止。幾個(gè)CPU的動(dòng)作可以通過(guò)同步指令選擇性地協(xié)調(diào)調(diào)用。此外，CPU之間的數(shù)據(jù)交換通過(guò)高速的全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊機(jī)制。

數(shù)據(jù)/程序存儲(chǔ)器

從精細(xì)分級(jí)的各種CPU中選擇合適的CPU取決于集成工作存儲(chǔ)區(qū)的大小。集成裝載存儲(chǔ)器（RAM）足以滿足中小型企業(yè)方案。對(duì)于大型程序，通過(guò)插入RAM或FEPROM存儲(chǔ)卡增大裝載內(nèi)存（64 KB到64 MB）。

特殊功能

S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能：

從工程工作站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)更新固件實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單和快速的升級(jí)

通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)額外的寫保護(hù)（例如沒(méi)有從PC器件下載到CPU）

通過(guò)讀取存儲(chǔ)卡的序列號(hào)獲得保護(hù)，因此，保證了程序只與特定的存儲(chǔ)卡一起運(yùn)行
集成的路由功能允許在不同總線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)問(wèn)數(shù)據(jù)記錄，例如控制級(jí)PC可以通過(guò)S7 -400控制器與連接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通訊。

西門子S7-400中央處理器6ES7414-3EM05-0AB0

德國(guó)的西門子( SIEMENS)公司是歐洲的電子和電氣設(shè)備制造商之一，生產(chǎn)的SIMATIC可編程序控制器在歐洲處于地位。其代可編程序控制器是1975年投放市場(chǎng)的SIMATIC S3系列控制系統(tǒng)。之后在1979年，西門子公司將微處理器技術(shù)應(yīng)用到可編程序控制器中，研制出了SIMATIC S5系列，取代了S3系列，目前S5系列產(chǎn)品仍然在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用，在20世紀(jì)末，西門子又在S5系列的基礎(chǔ)上推出了S7系列產(chǎn)品。的SIMATIC產(chǎn)品為SIMATIC S7和C7等幾大系列。C7是基于S7-300 PLC性能，同時(shí)集成了HMI。

SIMATIC S7系列產(chǎn)品分為：通用邏輯模塊(LOGO!)、S7-200 PLC、S7-1200 PLC、S7-300 PLC和S7-400 PLC 5個(gè)產(chǎn)品系列。S7-200 PLC是在德州儀器公司的小型PLC的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，因此其指令系統(tǒng)、程序結(jié)構(gòu)、編程軟件，這些和S7-300/400 PLC有較大的區(qū)別。S7-1200 PLC是在2009年才推出的新型小型PLC，定位于S7-200 PLC和S7-300 PCL產(chǎn)品之間。S7-300/400 PLC是由西門子的S5系列發(fā)展而來(lái)。西門子的PLC產(chǎn)品系列的定位見(jiàn)表2-1。

表2-1    SIMATIC控制器的定位

序號(hào)

控制器

定位

主要任務(wù)和性能特征

1

LOGO!

低端獨(dú)立自動(dòng)化系統(tǒng)中簡(jiǎn)

單的開(kāi)關(guān)量解決方案和智能

邏輯控制器

簡(jiǎn)單自動(dòng)化

作為時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器和輔助接觸器的替代開(kāi)關(guān)設(shè)備

模塊化設(shè)計(jì)，柔性應(yīng)用

有數(shù)字量、模擬量和通信模塊

用戶界面友好，配置簡(jiǎn)單

使用拖放功能的智能電路圖開(kāi)發(fā)

串行模塊結(jié)構(gòu)、模塊化擴(kuò)展

2

S7-200

低端的離散自動(dòng)化系統(tǒng)和

獨(dú)立自動(dòng)化系統(tǒng)中使用的緊

湊型邏輯控制器模塊

緊湊設(shè)計(jì)，CPU集成I/O

實(shí)時(shí)處理能力，高速計(jì)數(shù)器、報(bào)警輸入、中斷

易學(xué)易用的軟件

多種通信選項(xiàng)

3

S7-1200

低端的離散自動(dòng)化系統(tǒng)和

獨(dú)立自動(dòng)化系統(tǒng)中使用的小

型控制器模塊

可升級(jí)及靈活的設(shè)計(jì)

集成了PROFINET接U

集成了強(qiáng)大的計(jì)數(shù)、測(cè)量、閉環(huán)控制及運(yùn)動(dòng)控制功能

直觀高效的STEP 7 Basic工程系統(tǒng)可以直接組態(tài)控制器和HMI

4

S7-300

中端的離散自動(dòng)化系統(tǒng)中

使用的控制器模塊

通用型應(yīng)用和豐富的CPU模塊種類

高性能

模塊化設(shè)計(jì)，緊湊設(shè)計(jì)

由于使用MMC存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，系統(tǒng)免維護(hù)

5

S7-400

高端的離散和過(guò)程自動(dòng)化

系統(tǒng)中使用的控制器模塊

特別高的通信和處理能力

定點(diǎn)加法或乘法的指令執(zhí)行速度快為0.03μs

大型I/O框架和20MB的主內(nèi)存

快速響應(yīng)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，垂直集成

支持熱插拔和在線I/O配置，避免重啟

具備等時(shí)模式，可以通過(guò)PROFIBUS控制高速機(jī)器

西門子S7-200 小型可編程控制器：

西門子S7-200針對(duì)低性能要求的摸塊化小控制系統(tǒng)，它多可有7個(gè)模塊的擴(kuò)展能力，在模塊中集成背板總線，它的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接有rs-485通訊接口和profibus兩種，可通過(guò)編程器pg訪問(wèn)所有模塊，帶有電源、cpu和i/o的一體化單元設(shè)備。其中的擴(kuò)展模塊(em)有以下幾種：數(shù)字量輸入模塊(di)——24vdc和120/230vac;數(shù)字量輸出(do)——24vdc和繼電器;模擬量輸入模塊(ai)——電壓、電流、電阻和熱電偶;模擬量輸出模塊——電壓和電流。還有一個(gè)比較特殊的模塊-通訊處理器(cp)——該塊的功能是可以把s7-200作為主站連接到as-接口(傳感器和執(zhí)行器接口)，通過(guò)as-接口的從站可以控制多達(dá)248個(gè)設(shè)備，這樣就可以顯著的擴(kuò)展s7-200的輸入和輸出點(diǎn)數(shù)。

西門子S7-300 中型可編程控制器:

西門子S7-300相比較s7-200，s7-300針對(duì)的是中小系統(tǒng)，他的模塊可以擴(kuò)展多達(dá)32個(gè)模塊，背板總線也在模塊內(nèi)集成，它的網(wǎng)絡(luò)連接已比較成熟和流行，有mpi、工業(yè)以太網(wǎng)，使通訊和編程變得簡(jiǎn)單，選擇性也比較多，并可借助工具進(jìn)行組態(tài)和設(shè)置參數(shù)。s7-300的模塊稍微多一點(diǎn)，除了信號(hào)模塊(sm)和200的em模塊同類型之外，它還有接口模塊(im)——用來(lái)進(jìn)行多層組態(tài)，把總線從一層傳到另一層;占位模塊(dm)——為沒(méi)有設(shè)置參數(shù)的信號(hào)模塊保留一個(gè)插槽或?yàn)橐院蟀惭b的接口模塊保留一個(gè)插槽;功能模塊(fm)——執(zhí)行特殊功能，如計(jì)數(shù)、定位、閉環(huán)控制相當(dāng)于對(duì)cpu功能的一個(gè)擴(kuò)展或補(bǔ)充;通訊處理器(cp)——提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接、profibus和工業(yè)以太網(wǎng)。針對(duì)cpu設(shè)計(jì)模式選擇器有：mres=模塊復(fù)位功能;stop=停止模式，程序不執(zhí)行;run=程序執(zhí)行，編程器只讀操作;run-p=程序執(zhí)行，編程器可讀寫操作。狀態(tài)指示器：sf，batf=電池故障;dc5v=內(nèi)部5vdc電壓指示;frce=表示至少有一個(gè)輸入或輸出被強(qiáng)制;run=當(dāng)cpu啟動(dòng)時(shí)閃爍，在運(yùn)行模式下常亮;stop=在停止模式下常亮，有存儲(chǔ)器復(fù)位請(qǐng)求時(shí)慢速閃爍，正在執(zhí)行復(fù)位時(shí)快速閃爍。mpi接口用來(lái)連接到編程設(shè)備或其它設(shè)備，dp接口用來(lái)直接連接到分布式i/o。

西門子S7-400系列可編程控制器：

西門子S7-400同300的區(qū)別主要在于熱啟動(dòng)(wrst)這一部分，其他基本一樣。它還有一個(gè)外部的電池電源接口，當(dāng)在線更換電池時(shí)可以向ram提供后備電源。編程設(shè)備主要有pg720pg740pg760——可以理解成裝有編程軟件的手提電腦;也可以直接用安裝有step7(siemens的編程軟件)的pc來(lái)完成。而實(shí)現(xiàn)通訊(要編程首先要和plc的cpu通訊上)的要求主要在于接口：1.可以在pc上裝cp5611卡——上面有mpi口，可用電纜直接連接。2.加個(gè)pc適配器，把mpi口轉(zhuǎn)換成rs-232口后接到pc上。3.plc加cp343卡，使它具有以太網(wǎng)口。

西門子S7-1200 小型可編程控制器:

西門子SIMATIC S7-1200是一款緊湊型、模塊化的PLC，可完成簡(jiǎn)單邏輯控制、高級(jí)邏輯控制、HMI 和網(wǎng)絡(luò)通信等任務(wù) 。 單機(jī)小型自動(dòng)化系統(tǒng)的*解決方案。 對(duì)于需要網(wǎng)絡(luò)通信功能和單屏或多屏HMI的自動(dòng)化系統(tǒng)，易于設(shè)計(jì)和實(shí)施。 具有支持小型運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、過(guò)程控制系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用功能 新的模塊化SIMATIC S7-1200控制器是我們新推出產(chǎn)品的核心，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單卻高度精確的自動(dòng)化任務(wù)。SIMATIC S7-1200 控制器實(shí)現(xiàn)了模塊化和緊湊型設(shè)計(jì)，功能強(qiáng)大、投資安全并且*適合各種應(yīng)用。 可擴(kuò)展性強(qiáng)、靈活度高的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通信的通信接口以及一整套強(qiáng)大的集成技術(shù)功能，使該控制器成為完整、全面的自動(dòng)化解決方案的重要組成部分。

西門子SIMATIC S7-1200是一款緊湊型、模塊化的PLC，可完成簡(jiǎn)單邏輯控制、高級(jí)邏輯控制、HMI 和網(wǎng)絡(luò)通信等任務(wù) 。

單機(jī)小型自動(dòng)化系統(tǒng)的*解決方案。 對(duì)于需要網(wǎng)絡(luò)通信功能和單屏或多屏HMI的自動(dòng)化系統(tǒng)，易于設(shè)計(jì)和實(shí)施。