第一章 Unity V2 硬件特性

引言 为什么是Unity？ Unity为更好地服务不同的市场及客户需求而打造

引言 为什么是Unity？ Unity为更好地服务不同的市场及客户需求而打造

引言 为什么是Unity？ Unity为更好地服务不同的市场及客户需求而打造

引言 为什么是Unity？ Unity为更好地服务不同的市场及客户需求而打造

引言 为什么是Unity？ Unity 为实现施耐德电气的协同自动化架构而打造 Transparent Ready™ Unity平台 协同自动化是施耐德电气为未来发展定义的战略框架 施耐德电气的协同自动化方案完全遵循ARC的CMM模型 Transparent Ready™ Unity平台 Collaborative Automation

1. 市场信息 2. 新的Unity CPU产品目录 3. 更好的内存和性能 4. 升级信息 5. 通信服务 6. 结论

Modicon Quantum & Premium/Atrium Unity产品线成员 > 开发 自动化应用的 编程、调试和 操作软件 > 协同 VBA, VB, C++ 编程接口 编程软件 > 生成 过程设计和 应用程序的 生成 专业软件 > 操作 Modicon Quantum，Premium和Atrium > 协调 用于“协同控制 （Collaborative Control)” 应用的 项目管理

Modicon Quantum & Premium/Atrium Unity产品线成员 > 操作 Modicon Quantum，Premium和Atrium Modicon Quantum 为过程控制行业打造，高度可靠 Modicon Premium 为制造业和离散自动化行业打造，性能卓越

Modicon Quantum 关键数字 38 % 32 % 27 % 3 % 2003 年售出10,700个 Quantum CPU，迄今装机量逾9万台 德国 : 25% 俄罗斯 : 11% 法国 : 10% 西班牙 : 8% 英国 : 6% ... 38 % 32 % 美国 : 77% 加拿大 :20% 墨西哥 : 3% 27 % 3 % 10000 units sold per year; Installed base around 90000 uints; 中国 :70% 新加坡 :7% 澳大利亚 :6% 印度 :4% ... 委内瑞拉 : 30% 阿根廷 : 21% 智利 : 19% 巴西 : 13% ...

Modicon Premium 关键数字 Premium于1997正式发布 销售额大约为 20,000 CPUs/年，总计年销售额为 7.7千万 € Premium 在超过130个国家和地区销售并提供支持 在 欧洲 具有良好的信誉 世界各地都有强劲的销售增长, 特别在 中国, 东欧 和 南美表现更好

1. 市场信息 2. 新的Unity CPU产品目录 3. 更好的内存和性能 4. 升级信息 5. 通信服务 6. 结论

            Modicon Quantum 标准 CPU 向上兼容 更强大的处理能力 RS 232 Modbus/ASCII 端口 Modbus Plus 端口  RS 232 Modbus/ASCII 端口 向上兼容 Unity 固件可下载到 434 14A和 534 14A 处理器中 Concept的应用程序可以转换到Unity下使用    更强大的处理能力    增加的程序容量    增加的数据内存 硬件相同，但性能更加优越 31110 is 4 times faster than 11301 & 11302 311 10 434 12U 534 14U 新的入门级的Unity Quantum CPU 固件升级 增强“低端”CPU的性能 434 12A 534 14A

                 Modicon Quantum 高性能 CPU 出类拔萃的处理能力 RS 232/485 Modbus/ASCII端口 Modbus Plus 端口 USB 终端口 Ethernet TCP/IP 端口  Hot Standby 端口 出类拔萃的处理能力 比 534 14A快大约4～5倍 灵活的内存管理，增加的程序和数据的内存容量 多任务操作系统    一个USB端口，传输速率高达12Mbauds          一个内置的 Ethernet TCP/IP端口，带web-server 651 50 651 60 671 60 一款热备CPU ，带专用以太网光纤链路 (热备)

Modicon Quantum 高性能 CPU 机械结构 双槽模块 带保护盖， 遮盖钥匙开关和电池 LCD 显示屏/键盘 绿颜色背光LCD，带类似Magelis的键盘 提供对PLC状态、诊断信息和设置菜单的访问 修改通信参数 控制和监视热备功能

Modicon Quantum 高性能 CPU 通信 10/100M 以太网 140CPU67160的以太网链路专用于双机热备 12 MB/s USB编程端口 程序的上传和下载更为快速 Modbus Plus端口 RS-232/485串行口 无需232/485转换器

Modicon Quantum 高性能 CPU 处理器 双处理器 Pentium 166 或266 Phoenix处理器，作为Ethernet协处理器 PCMCIA扩展 2个 PCMCIA扩展插槽 1 type II 1 type III 内存扩展选项 SRAM Flash

Unity Quantum CPU一览表  53414 65150 67160 43412 65160 31110 6 128 KB 通信模块数量 内置的USB端口 6 内部存储器 State RAM 128 KB 896 KB 2,7 MB 768 KB Local I/O bits/module 本地机架 远程 IO 站点 31 53414 65150 67160 800 KB 43412 65160 2 400 KB 20 KB 无IO字数限制(*) 31110 扩展内存  1024/1024 内置的以太网端口 最大程序容量，带扩展卡 7 MB 最大的数据容量，带扩展卡 640 KB 最大的文件容量，带扩展卡 8 MB (*)不带RIO和DIO

Modicon Premium 低端CPU 新的32位架构，用于提高处理性能 低成本获得 Ethernet访问能力 57-0 57-1 Ethernet TCP/IP Fipio CANopen 0244 Cx0244 104 154 1634 新的32位架构，用于提高处理性能 低成本获得 Ethernet访问能力 A 57-1 CPU 带一个内置的 Ethernet 端口 最优的、经济的解决方案，针对机器制造业 A 57-0 CPU提供一个CANopen master内置端口 57-C CPU与一个六槽机架，一个交流或直流电源模板以及一个2通道40KHz的计数模块一起绑定发售

Modicon Premium 核心CPU 完全向上兼容 (*) 更强大的处理能力 Unity 固件可以下载到L3的CPU当中 57-0 57-1 57-2 57-3 Ethernet TCP/IP Fipio CANopen 0244 Cx0244 104 154 1634 204 254 2634 304 354 3634 可以通过下载OS升级 完全向上兼容 (*) Unity 固件可以下载到L3的CPU当中 The Unity range is totally compatible with the previous L3 processor range. This means that there are 4 power levels and that Fipio and/or Ethernet can be connected directly to the CPU. Once the OS has been updated (and the PCMCIA memory card for the program and data), UNITY can be used to operate all existing L3 and L3+ devices. The processor operates on the same level as UNITY. This is possible due to the 32-bit internal architecture of the L3 processors, which means that they are compatible with the Unity firmware. Performance levels are exactly the same as a “true" Unity processor. PL7应用程序可以转换到Unity下使用 更强大的处理能力 增强的性能 增强的数据和程序内存 (*): PCMCIA内存扩展卡必须更换

Modicon Premium 高性能CPU 57-0 57-1 57-2 57-3 57-4 57-5 0244 Cx0244 104 154 1634 204 254 2634 304 354 3634 454 4634 554 5634 出类拔萃的处理能力 Ethernet TCP/IP Fipio 减少循环处理时间 CANopen 更大的内存，可增加程序和数据的容量 USB 增强的模拟量和过程控制能力 The range is completed by 2 x 57-50 CPUs for applications requiring not only increased performance but also more memory. The architecture of the coprocessors is based on a Pentium 166, an Ethernet coprocessor and a USB port (12 Mbits). This means: - Increased performance and more memory. This is explained in more detail on the following slides. - Doubling of the analog capacity (512 channels) and integration, as well as user-defined control, of the Quantum advanced process control library On the Premium 57-5x, one of the two mini-DIN serial ports has been replaced with a USB port. This enables transfers (and on-site intervention) with a high-speed link. The integrated Ethernet TCP/IP port is a coprocessor, whereas the rest of the offer is a simple "mechanical" package. This means that, in addition to benefits provided by integration in terms of compact dimensions and cost-effectiveness, communication performance is significantly improved. 一个USB 端口，传输速率高达12 Mbds 一个Ethernet TCP/IP协处理器，提高通信处理性能 容纳更多的Profibus和Interbus 连接

通过PC机的以太网卡连接到Ethernet上 Modicon Atrium 槽式PLC 57-0 57-1 57-2 57-3 57-4 57-5 0244 Cx0244 104 154 1634 204 254 2634 304 354 3634 454 4634 554 5634 Ethernet TCP/IP PCI总线连接方式 遵循PC标准，即插即用 Fipio CANopen 独立电源 确保可靠性 USB A number of changes have been made to Atrium: - The 57-4x has replaced the 57-3x for increased processing power - PCI has replaced ISA, which improves integration with PC standards and provides a plug&play installation - A separate power supply can be installed as an option - The gateway is a software program, which runs on the host PC. This means that the PCX Premium can be connected directly to Ethernet via the Ethernet card on the PC (previously you had to use an ETY module in the Bus X rack). Other notes : - A bundle offer is available PCI ~ TCP/IP软件网关 通过PC机的以太网卡连接到Ethernet上

Modicon Premium/Atrium CPU一览表 57-0 57-1 57-2 57-3 57-4 57-5 机架数量 1 4 16 16 16 16 离散I/O 256 512 1024 1024 2048 2048 模拟I/O 12 24 80 128 256 512 轴控、计数、称重 4 8 24 32 64 64 过程控制 : 可配置通道/ 过程控制库 10/- 15/- 20/Yes 30/Yes 以太网TCP/IP / 网络 1 1 1 * 3 * 4 4 CANopen Built-in 1 1 1 1 1 AS-i 1 2 4 8 8 8 Interbus, Profibus 1 3 4 5 内存 96 KB 96 KB 192 KB 208 KB 440 KB 896 KB 最大程序容量 ，带PCMCIA卡 128 KB 224 KB 768 KB 1.7 MB 2 MB 7 MB 最大数据存储，带PCMCIA卡 256 KB 256 KB 8 MB 8 MB 8 MB 8 MB (* ): 因包括 Atrium，故数量加1

1. 市场信息 2. 新的Unity CPU产品目录 3. 更好的内存和性能 4. 升级信息 5. 通信服务 6. 结论

Quantum内存：更好地满足您的需求 在高端的Quantum CPU上，“可执行”内存可通过PCMCIA卡进行扩展 巨大的存储能力 仅购买您所需要的存储容量 应用程序易于扩展和升级 311 10 434 12A 534 14A 651 50 651 60 671 60 巨大的存储能力 多达7.1 Mb的程序存储空间 768 Kb 数据存储空间和多达8M的文件存储卡(配方和生产数据)

Unity Quantum内存：更好地满足您的需求 984 Concept HE UNITY RAM 数据存储时不存在缝隙，某类数据不使用的内存空间可供其它数据使用，因此内存使用率可以得到优化 定位数据 定位数据 配置 定位数据 DFB实例 非定位数据 用户文档 配置 配置 用户逻辑 IEC 用户逻辑 非定位数据 LL 984 用户文档 所有项目（包括符号）可以压缩XML文件的方式存储在PLC当中 当使用PCMCIA扩展卡时，整个内置的存储器可用于数据存储，包括定位和非定位数据 PCMCIA 初始值 (常量) IEC可执行程序和源文件、符号 PCMCIA 卡可用于保护应用程序，避免意外修改 文件存储

Unity Quantum： 更好地响应高性能应用的需求 多任务 主任务 快速任务和事件任务 辅助任务 高性能级别 布尔指令 算术指令 浮点指令 0.0525/0.075 µs 0.045/0.06 µs 0.40/0.50 µs 10 K指令/ms 以65%的布尔量和35%的算术运算为例

Unity Quantum: 卓越的热备性能 两个PLC之间数据传送更加快速 两个控制器之间基于100M的以太网光纤链路 671 60 671 60 Ethernet 100 M 链路 比“Concept IEC”快 8 ～10倍 所有数据都交换，无需用户配置 一个扫描周期就足以完成所有数据交换 以太网光纤链路 两个PLC之间可以相隔2公里远

Quantum CPU “典型性能” Kinst/ms – 布尔运算 10,4 10,4 与原有CPU相比 Unity CPUs 14,3 Concept CPUs x 4.75 2,0 2,0 2,1 160 2,2 The statistics have been obtained by adding together the located and unlocated variables. Do not forget to mention that the DFB instances on the memory card lift all restrictions on the size of the DATA (the only limit imposed is the size of the memory card). 434 12A 311 10 534 14A 651 50 651 60 / 671 60

Quantum CPU “典型性能” Kinst/ms – 布尔运算/算术运算 9,9 10,0 与原有CPU相比 Unity CPUs Concept CPUs x 6.7 + 70% + 60% 2,5 2,6 1,5 1,3 The statistics have been obtained by adding together the located and unlocated variables. Do not forget to mention that the DFB instances on the memory card lift all restrictions on the size of the DATA (the only limit imposed is the size of the memory card). 434 12A 311 10 534 14A 651 50 651 60 / 671 60

Quantum CPU “典型性能” Kinst/ms – 布尔运算/算术运算/数组运算 Unity CPUs 3,5 3,4 Concept CPUs x 2.2 x 8.75 x 2.5 1,0 0,8 0,4 The statistics have been obtained by adding together the located and unlocated variables. Do not forget to mention that the DFB instances on the memory card lift all restrictions on the size of the DATA (the only limit imposed is the size of the memory card). 0,3 434 12A 311 10 534 14A 651 50 651 60 / 671 60

Quantum CPU “典型性能” Kinst/ms – 布尔运算/算术运算/数组运算/回路控制 Unity CPUs 6,8 Concept CPUs 6,4 x 5.7 + 50% + 60% 1,6 1,8 1,2 1,0 The statistics have been obtained by adding together the located and unlocated variables. Do not forget to mention that the DFB instances on the memory card lift all restrictions on the size of the DATA (the only limit imposed is the size of the memory card). 434 12A 311 10 534 14A 651 50 651 60 / 671 60

每个DFB实例64KB (对于 57-5x处理器没有限制.!) Unity Premium内存改进： 对于数据，内存可自由访问 PL7 UNITY 不浪费任何实际存储空间 内部 RAM 定位数据 定位数据 非定位数据 构成应用程序数据 每个DFB实例64KB (对于 57-5x处理器没有限制.!) DFB 实例 DFB 实例 PCMCIA 常量 程序 Unlocated DATA are variables that can be used without having to be allocated to a physical address. The high-end imposes no limit on the number of unlocated data items … the only limit is that imposed by the internal memory capacity, of course. With PL7, 64 KB are available for all DFBs. Currently, each DFB has 64 KB and the high-end is unlimited. This means that it is possible, on all processors, to use the entire internal memory via the DFBs. 符号 文件存储

可以指定某些信息不下载，由此减小应用程序的所占据的空间 Unity Premium内存改进： 对于程序，内存可自由访问 PL7 UNITY RAM 定位数据 定位数据 非定位数据 整个项目 (包括符号) 存储在PLC中 DFB 实例 DFB 实例 PCMCIA 常量 常量 可以指定某些信息不下载，由此减小应用程序的所占据的空间 程序 程序和符号 符号 不浪费任何实际存储空间 文件存储 The symbols are now part of the transferred project (previously, a special memory card was required). To reduce the size occupied, a menu can be used to exclude all or part of the upload data. As with PL7, memory cards can also be used to store data files (recipes, production data logs). Previously, the two zones were separate. From now on, the division will be flexible to enable the memory card to be adjusted exactly to each application. This means that all memory space can now be accessed and none is lost. 文件存储

Unity Premium CPU “典型性能” Kinst/ms – 典型机器行业应用控制 Unity CPUs +25% 14,0 L3 CPUs x 1.5 11,4 x 3.3 9,1 5,1 3,7 3,7 3,7 4,7 3,5 1,1 We are speaking here of performances when no memory PCMCIA is inside the CPU. When a memory PCMCIA is inside the CPU, the performance of 57-0 and 57-1 are 17% below the performance of 57-2. 57-0 57-1 57-2 57-3 57-4 57-5

Unity Premium CPU “典型性能” Kinst/ms – 典型制造行业应用控制 Unity CPUs x 3.5 7,6 L3 CPUs x 4.5 x 2 5,9 x 2.5 x 7 2,7 2,0 1,7 1,7 1,6 1,2 0,8 0,25 57-0 57-1 57-2 57-3 57-4 57-5

Unity Premium CPU “典型性能” 57-5 : 最强大的 PLC 达到全新的性能高度 PL7 UNITY 57-4 57-4 57-5 Speed 布尔运算指令 60 ns 48 ns 37 ns + 40 % 算术运算指令 80 ns 54 ns 45 ns + 40 % 浮点运算指令 1,5 µs 0,55 µs 0,48 µs + 70%

Unity CPUs “典型性能” Kinst/ms – 布尔运算 Premium, even the new 57-10, is better than most Siemens S7-300 Rockwell has really good performances. 57-30 or 40 are necessary to beat them. Note that they almost announce same performances for CompactLogix 57-40/50 are ahead.

Unity CPUs “典型性能” Kinst/ms – 布尔运算/算术运算 Announced S7-317 Siemens S7-300 is not optimized for numerical instructions but S7-400 requires a 57-40 or a HE CPU (Premium/Quantum) to compete Rockwell has no competitive solution for numerical projects 311 671 60

Unity CPUs “典型性能” Kinst/ms – 布尔运算/算术运算/数组运算 Announced Except new S7-400, Siemens CPU are not optimized for complex numerical and arrays. Rockwell CPU are not optimized for complex numerical and array instructions. With the Unity firmware, Premium and Quantum CPUs are both far ahead S7-317 311 671 60

Unity CPUs “典型性能” Kinst/ms – 布尔运算/算术运算/数组运算/浮点运算 Announced For loop control, the power of P266 Quantum 65160 brings a consistent advantage. HE CPUs are ahead current Siemens S7-400 and seems equal to their new CPUs Even Quantum entry level 311 is far ahead Rockwell 311 671 60

1. 市场信息 2. 新的Unity CPU产品目录 3. 更好的内存和性能 4. 升级信息 5. 通信服务 6. 结论

Quantum：技术升级方式 通过下载OS进行升级 端口: MB, MB+ 仍可以通过下载OS返回Concept 两个升级步骤 - Load an intermediary binary to make the PLC processor compatible with Unity Pro. Loading can be done using either the Modbus Plus or the Modbus Comm ports. - load the Unity Pro operating system in the PLC processor. Loading can be done using either the Modbus Plus or the Modbus Comm ports.

Quantum：技术升级方式 140 CPU 434 12A 140 CPU 434 12U 特性 434 12A  434 12U Concept UNITY 486/66 -- CPU 2 Modbus 1 MB+ -- 内置通信端口 896 Kb -11 % 800 Kb IEC内存 57 K +18% 64 K State RAM 64I/64O 更灵活 无限制 本地机架I/O字数 64I/64O -- RIO字数/每站 15% 更高性能 32 Kb Indep. 用于在线修改的内存区 -- LCD显示屏

Quantum：技术升级方式 140 CPU 534 14A 140 CPU 534 14U Concept UNITY 534 14A  特性 CPU 586/133 586/133 -- 内置通信端口 2 Modbus 1 MB+ 2 Modbus 1 MB+ -- IEC内存 2500 Kb 2700 Kb +8% State RAM 57 K 64 K +18% 本地机架I/O字数 64I/64O 无限制 更灵活 RIO字数/每站 64I/64O 64I/64O -- 用于在线修改的内存区 15% 32 Kb Indep. 更高性能 LCD显示屏 -- -- --

Premium：技术升级方式 通过下载OS进行升级 端口: Unitelway终端口 仍可以通过下载OS返回PL7 2个或3个升级步骤

Premium：技术升级方式 Premium(PL7) Premium(Unity) TSX 57 203 TSX P57 204M

1. 市场信息 2. 新的Unity CPU产品目录 3. 更好的内存和性能 4. 升级信息 5. 通信服务 6. 结论

Transparent Ready Ethernet，全面开放的解决方案 Ethernet TCP/IP Ethernet TCP/IP Ethernet TCP/IP

实时诊断、报警管理和用户自定义的HMI页面 Transparent Ready Ethernet，全面开放的解决方案 完整的服务，满足自动化工程的需求 Modbus TCP 一个标准协议，用于传递报文 Global data Pub-Subscribe ，无需编程 I/O scanning 连接任何一个 Modbus TCP设备 DHCP service 动态IP地址分配 Faulty Device replacement 自动配置故障设备 实时诊断、报警管理和用户自定义的HMI页面 Web server inside E-mail/SMS 保持对现场的监控 Network Time Protocol 时间同步 Database connectivity 直接记录

Transparent Ready Global Data : 现成的数据同步方式 Producer/consumer机制 64站 每站可发布1个Global Data ，并订阅64个Global Data区域 1个Global Data区域= 多达1 KB变量 Global Data A Data group Global Data B Global Data C Publication Subscription

Transparent Ready IO scanning : 在以太网上连接设备 64 or 128站/每站120个字 Modbus TCP/IP 不需要编程 提供 FDR服务 内置端口可提高性能 读 写 读 写 读 写 Momentum Advantys STB Altivar TeSys

Transparent Ready 新服务 内置Ethernet 链路 时间同步服务 电子邮件通知服务 直接访问，无需预先指定IP地址（内置的缺省IP） 和NOE模块具有相同的特性，带嵌入式web-server 时间同步服务 同步PLC时钟，与一个精确的外部时间服务器同步 可用于定位时间敏感的自动化应用市场 在最新的NOE77111/ETY 5103模块中提供 电子邮件通知服务 一个电子邮件客户端，嵌入到NOE 771x1/ ETY x103模块或CPU的 Ethernet协处理器当中 应用程序可以通过一个本地的SMTP服务器向用户发送邮件  对于客户的意外事件通知需求而言是一个适当的解决方案 改进的 I/O scanning 服务 PLC scanner和被扫描的 I/O设备可以由一个以太网路由器分隔开来 被扫描的I/O 设备可以从扫描设备列表中允许/禁止 连接、断开连接、超时和重试等操作的性能得到提高

Transparent Ready Factory Cast : 内置的 web server 现成的PLC和I/O诊断功能 PLC及I/O模块诊断信息 PLC错误显示 现成的应用程序诊断 显示和修改PLC变量 现成的报警管理功能 系统和应用程序报警，报警缓冲区位于PLC当中 部分和全部确认 图形化、可定制的诊断功能 存储在模块本身，多达8M内存 图形对象库可实时访问PLC数据 面向HTML 和Java的开放性，支持图片及Flash动画效果 对其它站点和文档的超链接 密码保护功能

Transparent Ready Factory Cast HMI : 独一无二的嵌入式HMI！ 自我管理行为：独立于PLC 本质移动的能力：仅插入一个瘦客户端接口 内部计算能力 (模拟量范围转换、数学和逻辑运算 …) 内置的E-mail 和短信服务 直接连接数据库的能力 跟踪能力 数据直接存入关系数据库中

面向其它标准的现场总线开放 Ethernet TCP/IP Ethernet TCP/IP Ethernet TCP/IP Other open buses

面向其它标准的现场总线开放 提供市场上最宽泛的选择 与已安装系统相兼容 +

Modicon Premium CANopen, 机器行业的最优选择 127从站 – 最大推荐距离100m (30 m at 1Mb) 安全的、高优先级的报文传送 良好的鲁棒性和电磁抗干扰能力 Altivar 复杂的 I/O、传感器和执行器产品目录 热更换能力 TegoPower 热更换后设备的自动重配置 本地或远程诊断功能 低成本的 CANopen master 卡，带电缆和连接器，集成于入门级 Premium 57-0当中 Advantys FTM Advantys FTB TwinLine Advantys STB Lexium

Modicon Premium Fipio, 提供最优集成 128个设备，分布距离远至15 km 波特率： 1 Mbaud 菊花链或光纤环网的拓扑结构 配置、定址和诊断的集成服务 Advantys STB Momentum TBX IP67 Magelis Altivar Lexium

1. 市场信息 2. 新的Unity CPU产品目录 3. 更好的内存和性能 4. 升级信息 5. 通信服务 6. 结论

4个主要信息 Unity 是对Concept/PL7的无缝集成 Unity扩展了PLC产品线中高/低端产品的处理能力 Unity 提供了更多的Transparent Ready的服务