西門子S7-400中央處理單元CPU414-2           西門子S7-400中央處理單元CPU414-2

 
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西門子S7-400CPU414-2         型號：6ES7414-2XK05-0AB0

6ES7414-2XK05-0AB0SIMATIC S7-400，CPU 414-2 中央處理單元，帶： 1 MB 工作內(nèi)存， （0.5 MB代碼，0.5 MB數(shù)據(jù)）， 1個接口 MPI/DP 12 MBIT/S， ，2個接口 PROFIBUS DP

6ES7414-3EM06-0AB0SIMATIC S7-400, CPU 414-3 PN/DP CENTRAL PROCESSING UNIT WITH: 4 MB WORKING MEMORY, (2 MB KB CODE, 2 MB DATA), INTERFACES: 1. IF MPI/DP 12 MBIT/S (X1), 2. IF ETHERNET/PROFINET (X5), 3. IF IF964-DP PLUGABLE (IF1)

6ES7414-3XM05-0AB0SIMATIC S7-400，CPU 414-3 中央處理單元，帶： 2.8 MB 工作內(nèi)存， （1.4 MB代碼，1.4 MB數(shù)據(jù)）， 1個接口 MPI/DP 12 MBIT/S， ，2個接口 PROFIBUS DP， 3. IF IFM模塊，可插拔

Overview

• 滿足中等規(guī)模要求中有較高要求的CPU
• 可應(yīng)用在對程序和處理速度又額外要求的應(yīng)用中．
• CPU 414-3 PN/DP 中集成了 PROFINET 功能

Area of application

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。

Design

CPU 裝配有：

• 功能強大的處理器： 
  CPU 執(zhí)行每條二進(jìn)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： 
  072 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(dá) 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(jìn)行診斷。 可以對輸入數(shù)目進(jìn)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(jìn)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

Functions

• 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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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。
•  

   

  PLC執(zhí)行程序的過程分為哪三個階段？

   PLC執(zhí)行程序的過程分為三個階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段，PLC的掃描工作過程:

      （1）輸入采樣階段。在這一階段中，PLC以掃描方式讀入所有輸入端子上的輸入信號，并將各輸入狀態(tài)存入對應(yīng)的輸入映像寄存器中。此時，輸入映像寄存器被刷斷。在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段中，輸入映像存儲器與外界隔離，其內(nèi)容保持不變，直至下一個掃描周期的輸入掃描階段，才被重新讀入的輸入信號刷新?？梢姡琍LC在執(zhí)行程序和處理數(shù)據(jù)時，不直接使用現(xiàn)場當(dāng)時的輸入信號，而使用本次采樣時輸入到映像區(qū)中的數(shù)據(jù)。一般來說，輸入信號的寬度要大于一個掃描周期，否則可能造成信號的丟失。

     （2）程序執(zhí)行階段。在執(zhí)行用戶程序過程中，PLC按照梯形圖程序掃描原則，一般來說，PLC按從左至右、從上到下的步驟逐個執(zhí)行程序。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序跳轉(zhuǎn)地址。程序執(zhí)行過程中，當(dāng)指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入”對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器“讀入”對應(yīng)元件（“軟繼電器”）的當(dāng)前狀態(tài)。然后進(jìn)行相應(yīng)的運算，運算結(jié)果再存入輸出映像寄存器中。對輸出映像寄存器來說，每一個元件（“軟繼電器”）的狀態(tài)會隨著程序執(zhí)行過程而變化。

      （3）輸出刷新階段。程序執(zhí)行階段的運算結(jié)果被存入輸出映像區(qū)，而不送到輸出端口上。在輸出刷新階段，PLC將輸出映像區(qū)中的輸出變量送入輸出鎖存器，然后由鎖存器通過輸出模塊產(chǎn)生本周期的控制輸出。如果內(nèi)部輸出繼電器的狀態(tài)為“1”，則輸出繼電器觸點閉合，經(jīng)過輸出端子驅(qū)動外部負(fù)載。全部輸出設(shè)備的狀態(tài)要保持一個掃描周期。

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  PLC步進(jìn)順控的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖畫法簡介

  1．步進(jìn)順控概述：

  一個控制過程可以分為若干個階段，這些階段稱為狀態(tài)或者步。狀態(tài)與狀態(tài)之間由轉(zhuǎn)換條件分隔。當(dāng)相鄰兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件得到滿足時，就實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換。狀態(tài)轉(zhuǎn)移只有一種流向的稱作單流程順控結(jié)構(gòu)。

  2．FX系列PLC的狀態(tài)元件

     每一個狀態(tài)或者步用一個狀態(tài)元件表示，S0為初始步，也稱為準(zhǔn)備步，表示初始準(zhǔn)備是否到位。其它為工作步。

  狀態(tài)元件是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本元素，是可編程控制器的軟元件之一。 FX2N 共有 1000個狀態(tài)元件，其分類、編號、數(shù)量及用途如表1所示。

  表1 FX2N的狀態(tài)元件