SIMATIC S7 系统概述 S7-200 S7-300 S7-400 目录 页

Presentation on theme: "SIMATIC S7 系统概述 S7-200 S7-300 S7-400 目录 页"— Presentation transcript:

1 SIMATIC S7 系统概述 S7-200 S7-300 S7-400 目录 页
目录 页 SIMATIC 综述 ……………………………………… SIMATIC S7/C7/M7 和 WinAC 控制器 ……………………………… S7-200: 概述 ……………………………………… S7-200: 技术参数 ……………………………………… S7-200: 模块 ……………………………………… S7-200: CPU 设计 ……………………………………… S7-300: 概述 ……………………………………… S7-300: 技术参数 ……………………………………… S7-300: 模块 ……………………………………… S7-300: CPU 设计 ……………………………………… S7-400: 概述 ……………………………………… S7-400: CPU 技术参数（1） ……………………………………… S7-400: CPU 技术参数（2） ……………………………………… S7-400: 模块 ……………………………………… S7-400: CPU 设计 (1) ……………………………………… S7-400: CPU 设计 (2) ……………………………………… 编程设备 …………………………………………… 安装STEP 7对PG/PC的要求 …………………………………………… 安装 STEP 7 软件 …………………………………………… 安装结果 …………………………………………… S7-400

2 SIMATIC 综述 SIMATIC HMI SIMATIC PG SIMATIC PC SIMATIC NET SIMATIC 控制器
7 8 9 4 5 6 1 2 3 . D E F A B C I N S L H T P R K M O SIMATIC HMI SIMATIC PG SIMATIC PC SIMATIC NET PROFIBUS-DP 工业以太网 PROFIBUS MPI - 网络 SIMATIC 控制器 介绍 电子技术的引入导致了工业控制工程的巨大变化，电子控制不仅扩展了自动化机器的应用可能性，而且这些变化也带来了新的技术和分支。 控制器 在几乎所有的加工行业的机器和过程中都不仅需要电源，而且需要控制器件。必须尽可能对机器或工业过程的操作进行初始化、控制和监视。 在过去，利用传统的控制技术，根据控制任务利用接触器和继电器的连接来单独解决 。如今，广泛地使用可编程控制器来解决自动化任务。 全集成自动化 为了使企业保持竞争力，仅仅对单个的过程或机器进行自动化是不足的。只有当单个机器都集成到整个系统中，才能达到更灵活和更高生产率的要求。 为了保证整个系统的功能，所有机器之间的信息流动是必须的。 生产过程不再是分离的独立过程，而是一个整个生产过程中的一个集成部件。整个过程也不再是集中控制的结构，而是由分布式的和自主独立的部件组成的一种结构。 借助于如下的技术整个自动化环境的全集成如今是可能的： • 单个系统的通用组态和编程 • 通用数据管理 • 参与自动化的机器之间的通用通讯 ASI FM SV SIMATIC DP

3 SIMATIC S7/C7/M7 和 WinAC 控制器
模块化 SIMATIC S 模块化 SIMATIC M 高中性能系列 SIMATIC WinAC Pro 较低性能系列 一体化 SIMATIC C SIMATIC WinAC Basic 模块化 SIMATIC S 模块化 SIMATIC M SIMATIC S7 可编程控制器系列产品包括微型PLC (S7-200)系列、较低性能系列(S7-300) 和中/高性能系列(S7-400)。 SIMATIC M7 M7 PLC系统将 AT 兼容机的性能引入PLC，或相反，将PLC的功能加入计算机中并保持熟悉的编程环境。 M7-300和M7-400自动化计算机通过开放硬件和软件平台的方法扩展了PLC的功能。它们包括一个AT兼容机，并在实时多任务操作系统RMOS支持下工作。 M7 总是用于需要高的计算性能、数据管理和显示的场合。 SIMATIC C7 该系列的完整系统是由一个PLC (S7-300)、一个HMI操作面板和过程监视系统组成。 将PLC与操作面板集成在一起可使整个控制设备体积更小、价格更优。 WinAC WinAC是一个基于计算机的解决方案，它用于各种控制任务（控制、显示、数据处理）都由计算机完成的场合。 有3种产品： • WinAC Basic 是纯软件的解决方案(PLC作为Windows NT的任务) • WinAC Pro 是硬件解决方案 (PLC 作为PC卡) • WinAC FI Station Pro 是完全解决方案(SIMATIC PC FI25) 微型 PLC SIMATIC S 模块化

4 S7-200: 概述 特性 • 针对低性能要求的模块化小控制系统 , • 不同档次的CPU, • 可选择不同类型的扩展模块,
EM 221 DI 8 x DC24V I.0 I.1 I.2 I.3 I.4 I.5 I.6 I.7 特性 • 针对低性能要求的模块化小控制系统 , • 不同档次的CPU, • 可选择不同类型的扩展模块, • 7个模块的扩展能力, • 模块中集成背板总线, • 网络连接 - RS 485 通讯接口或 - PROFIBUS, • 通过编程器PG访问所有的模块, • 无插槽限制, • 公共软件, • 带有电源，CPU和I/O的一体化单元设备, • 带有集成功能的“微型PLC”.

5 S7-200: 技术参数 CPU CPU CPU CPU216 尺寸 x80x62 mm x80x62 mm x80x60mm x80x60mm 工作存储器 K字节 K 字节 K 字节 K 字节 指令 K K K 数据寄存器 字 字 K 字节 K 字节 基本单元I/O DI / 6 DO DI / 10 DO DI / 10 DO DI / 16 DO 扩展能力 个扩展模块 个扩展模块 中断 个输入中断 个输入中断 个计数中断 (7 kHz) 2 个计数中断(7 kHz) 个计数中断(20 kHz) 计数器/定时器 / / / /256 执行速度 ms ms ms ms (1k二进制指令) 通讯 PPI /自由口 PPI/自由口 PPI, Profibus XPPI/ 自由口 维护 免维护, 无电池 指令集 基本, 标准, 特殊操作,集成功能 PID, 接收 PID, 接收 算术功能（定点和浮点数运算） 基本设备 基本S7-200系统包括2种CPU型号，每种 CPU型号都有3个类型（区别: 供电电压/集成 I/O)

6 S7-200: 模块 EM CP EM CP242 - 2 扩展 • 数字量输入模块： 模块 (EM) - 24V DC
扩展 • 数字量输入模块： 模块 (EM) V DC - 120/230V AC • 数字量输出模块： - 24V DC - 继电器 • 模拟量输入模块： - 电压 - 电流 - 电阻 - 热电偶 • 模拟量输出模块： 通讯 CP 可以把S7-200作为主站连接到 AS-接口（传感器和执行器接口）， 处理器 (CP) 通过AS-接口的从站可以控制多达248个设备。这样可以显著地扩展S7-200 的输入和输出点数。 附件 总线连接器 EM

7 S7-200: CPU 设计 输出 存储器卡 模式选择器 电位器 PPI 连接 状态指示 本机DI/DO状态指示 输入
模式选择器 用于手动选择操作模式： STOP = 停机模式；不执行程序。 TERM = 运行程序，可以通过编程器进行读/写访问。 RUN = 运行程序，通过编程器仅能进行读操作。 状态指示器 SF = 系统错误；CPU内部错误 (LED) RUN = 运行模式；绿灯 STOP = 停机模式；黄灯 DP = 分布式I/O ( 仅对CPU 215) 存储器卡 存储器卡的插槽。存储器卡用来在没有供电的情况下不需要电池就可以保存用户程序。 PPI 连接 编程设备、文本显示器或其他的 CPU 通过这里连接。 状态指示 本机DI/DO状态指示 PPI 连接 输入

8 S7-300: 概述 特性 • 针对低性能要求的模块化中小控制系统 • 不同档次的CPU • 可选择不同类型的扩展模块
特性 • 针对低性能要求的模块化中小控制系统 • 不同档次的CPU • 可选择不同类型的扩展模块 • 可以扩展多达32个模块 • 模块内集成背板总线 • 网络连接 - 多点接口 (MPI), - PROFIBUS 或 - 工业以太网 • 通过编程器PG访问所有的模块 • 无插槽限制 • 借助于“HWConfig“ 工具可以进行组态和设置参数 ,

9 S7-300: 技术参数 CPU 314 CPU312 IFM 313 315 CPU314IFM
工作存储器: 6 K 字节 12 K 字节 24 K 字节 24 K 字节 48 K 字节 装载存储器 (内部集成 RAM.): 20 K 字节 20 K 字节 40 K 字节 40 K 字节 80 K 字节 装载存储器 (Flash EPROM) K 字节 512 K 字节 K 字节 (最多可接) DI / DQ: AI / AQ: 本机 I/O点 DI / DQ 10 / / 16 - AI/ AQ / 1 程序执行时间 0.6ms 0.6 ms 0.3 ms 0.3 ms 0.3 ms （1K二进制指令） 存储器标志位 计数器 /定时器 32 / /128 64/128 64/128 64/128 集成功能 有 无 无 有 无 例如：计数器/频率测量 同时通过MPI通讯的节点 313 315 CPU314IFM 技术数据 S7-300 CPU 家族支持一个通用的指令集和寻址方法。上面的幻灯片向你展示了S7-300 CPU CPU315最重要的技术规范。 程序块的数目 程序块数目的差别是：(FB, FC, DB). CPU 312 CPU 313/314/ FB FB 32 FC FC 63 DB DB - FB 功能块 - FC 功能调用 - DB 数据块 输入/输出 对CPU 312/313，只能有1层组态。 机架组态 对CPU 314/315，可以支持4层组态。 DP 连接 S7-315-DP 有一个附加的接口，可以支持 PROFIBUS 分布式外设（DP）

10 S7-300: 模块 CPU IM (可选) SM: DI SM: DO SM: AI SM: AO FM: - 计数 - 定位
- 闭环控制 CP: - 点-到-点 - PROFIBUS - 工业以太网 PS (可选) 信号模块 (SM) • 数字量输入模块： 24V DC， 120/230V AC • 数字量输出模块： 24V DC，继电器 • 模拟量输入模块： 电压，电流， 电阻，热电偶 • 模拟量输出模块： 电压，电流 接口模块 (IM) IM360/IM361 和 IM365 可以用来进行多层组态，它们把总线从一层传到另一层。 占位模块 (DM) DM 370占位模块为没有设置参数的信号模块保留一个插槽。它也可以用来为以后安 装的接口模块保留一个插槽。 功能模块 (FM) 执行“特殊功能”： - 计数 - 定位 - 闭环控制 通讯处理器 (CP) 提供以下的连网能力： - 点到点连接 - PROFIBUS - 工业以太网 附件 总线连接器和前连接器

11 S7-300: CPU 设计 SIMATIC S7-300 SIMATIC S7-300 SIEMENS SIEMENS CPU314
SF BATF DC5V FRCE RUN STOP RUN-P M RES SIMATIC S7-300 Batterie MPI SIEMENS CPU315-2 DP SF BATF DC5V FRCE RUN STOP SF DP BUSF RUN-P RUN STOP M RES SIMATIC S7-300 Batterie MPI DP 模式选择器 MRES = 模块复位功能 STOP = 停止模式：程序不执行 RUN = 程序执行，编程器只读操作 RUN-P = 程序执行，编程器读写操作 状态指示器 SF = 组错误：CPU内部错误或带诊断功能模块错误 (LED) BATF = 电池故障：电池不足或不存在 DC5V = 内部 5 V DC 电压指示 FRCE = FORCE：指示至少有一个输入或输出被强制 RUN = 当CPU启动时闪烁，在运行模式下常亮 STOP = 在停止模式下常亮 有存储器复位请求时慢速闪烁 正在执行存储器复位时快速闪烁 由于存储器卡插入需要存储器复位时慢速闪烁 存储器卡 为存储器卡提供一个插槽。当发生断电时利用存储器卡可以不需要电池就可以保存程序。 电池盒 在前盖下有一个装锂电池的空间，当出现断电时锂电池用来保存RAM中的内容。 MPI连接 用MPI接口连接到编程设备或其它设备 DP 接口 分布式 I/O 直接连接到CPU的接口。

12 S7-400: 概述 特性 • 用于中等到高级性能要求的强大的PLC， • 不同档次的CPU， • 可以选择不同的模块，
• 可以选择不同的模块， • 可以扩展多达300个模块， • 背板总线集成在模块内， • 可以联网 - 多点接口 (MPI)， - PROFIBUS 或 - 工业以太网， • 通过中央编程器连接到所有的模块， • 没有插槽限制， • 借助于“HWConfig”工具可以进行组态和设置参数， • 多处理器计算(在中央机架上可以使用多达 4个 CPU)。

13 S7-400: CPU 技术参数（1） 每条二进制指令的 执行时间 装入/传递 (字) 16位定点数 (+/-)
IEEE 浮点数 (+/-) 用户存储器 工作存储器 装载存储器 (内部集成) 装载存储器 (外部) 操作资源 存储器标志(位) 时钟存储器 定时器 计数器 块类型/数目 FB 块 FC 块 DB 块 过程映象区大小 (输入/输出) 最大的 I/O 地址区 集成接口 CPU 412-1 200 nsec 1200 nsec 48 KB 8 KB 16 MB 4096 8 256 512 p. 128 Byte p. 2 KByte*) MPI CPU 413-1 200 nsec 1200 nsec 72 KB 8 KB 16 MB 4096 8 256 512 p. 128 Byte p. 2 KByte*) MPI, CPU DP 200 nsec 1200 nsec 72 KB 8 KB 16 MB 4096 8 256 512 p. 128 Byte p. 2 KByte*) MPI, DP CPU 414-1 100 nsec 600 nsec 128 KB 8 KB 16 MB 8192 8 256 512 1024 p. 256 Byte p. 8 KByte*) MPI CPU DP 100 nsec 600 nsec 128 KB/ 384KB 8 KB 16 MB 8192 8 256 512 1024 p. 256 Byte p. 8 KByte*) MPI, DP CPU 416-1/-2DP/-2DP 80 nsec 480 nsec 512 KB/ 0.8MB/ 1.6MB 16 KB 16 MB 16384 8 512 2048 4096 p. 512 Byte p. 16 KByte*) MPI CPU 型号 众多可选的CPU型号可以满足用户系统对执行时间、工作存储器大小和程序块 的数目的不同要求。另外，CPU 413-2/414-2 CPU具有系统集成的PROFIBUS - DP 接口(主机)，它满足以下的技术规范。 使用DP进行通讯 CPU / CPU 416-2 - 波特率： 9.6K位/秒 M位/秒 - 波特率： 9.6K位/秒 M位/秒 - 最大节点数： 64 - 最大节点数： 96 - 多主机能力 - 多主机能力 - 4K字节用户数据 - 8K字节用户数据 每个S7-400 CPU 带有一个并行的 I/O 总线，其处理速度为 1.5 微秒/字节 (P-总 线) 可以对 I/O 进行高速存取，CPU还带有一个串行通讯总线，其速度为 10.5 M 波特率，用于通过MPI接口和支持MPI协议的设备（如CPU，OP，FM等）进行 数据交换。 另外， CPU、FM、和 CP之间的数据传递也可以采用特殊的系统功能块 （SFB）和通讯功能块（CFB）实现。 *) 1 Byte = 8 数字量输入/输出 2 Byte = 1 模拟量输入/输出

14 S7-400: CPU 技术参数（2） 组织块 主循环扫描 日期时间中断 时间延时中断 看门狗中断 硬件中断 多处理器中断 启动
故障, 异步 故障, 同步 局部数据区 块的最大长度 块的最大嵌套深度 MPI和 K总线上 在线激活的最大节点数 MPI和 K总线上最大节点数 每个GD组的数据大小 CPU 412-1 OB 1 OB 10,11 OB 20,21 OB 32,35 OB 40,41 OB 60 OB 100,101 OB 80-87 OB 121,122 4 KB 64 KB 16 Byte CPU 413-1 OB 1 OB 10,11 OB 20,21 OB 32,35 OB 40,41 OB 60 OB 100,101 OB 80-87 OB 121,122 4 KB 64 KB 16 Byte CPU 413-2 OB 1 OB 10,11 OB 20,21 OB 32,35 OB 40,41 OB 60 OB 100,101 OB 80-87 OB 121,122 4 KB 64 KB 16 Byte CPU 414-1 OB 1 OB 10-13 OB 20-23 OB 32-35 OB 40-43 OB 60 OB 100,101 OB 80-87 OB 121,122 8 KB 64 KB 16 Byte CPU 414-2 OB 1 OB 10-13 OB 20-23 OB 32-35 OB 40-43 OB 60 OB 100,101 OB 80-87 OB 121,122 8 KB 64 KB 16 Byte CPU 416-1/ -2DP/ -2DP OB 1 OB 10-17 OB 20-23 OB 30-38 OB 40-47 OB 60 OB 100,101 OB 80-87 OB 121,122 16 KB 64 KB 16 Byte 硬件中断 如果有来自支持硬件中断的 I/O 模块的中断发生，系统就执行相应的硬件中断 OB块。对于S7-400是OB40 ~ OB47。 同步故障中断 一旦操作系统检查到执行程序存在错误，例如, 非正确的操作，操作系统把此错误保 存到 I 堆栈，然后启动 同步故障OB块 ：OB 121 和 OB 122 (和中断组织块具有相同 的优先级)。用户在此OB级可以操作累加器（ACCU）和寄存器，可以修改和访问它 们。一旦OB121（编程错误）和OB122（寻址错误）处理结束，用户程序接着从中 断位置处执行。 异步故障中断 (OB80, OB81, OB82, OB83, OB84, OB85, OB86, OB87) 如果操作系统检查到不是由 用户程序造成的运行时间错误，就执行相应的OB块。 例如，一旦循环扫描超时，就执行OB80。 局部数据 局部数据是S7-CPU操作系统可以使用的存储器区。此区的大小依赖于CPU的型号。 对于S7-400 CPU可以对每个执行级（OB级）可以规定局部数据区的大小。 局部数据 = 所谓的暂时存储器。它们应该通过符号进行访问，由操作系统来组织局部 数据。 例如，装入暂态变量=局部变量，局部变量保存在局部数据存储器中。 L #局部变量 如果一级的局部变量区使用完，操作系统转换到停机状态。在诊断缓冲区中，可以查看局部堆栈溢出信息。 块长度 用户应保证所有块的最大长度为 64 K字节。在整个块范围内允许跳转。

15 S7-400: 模块 CPU SM: DI SM: DO SM: AI SM: AO CP FM SM IM PS
信号模块(SM) • 数字量输入模块： 24V DC， 120/230V AC • 数字量输出模块： 24V DC，继电器 • 模拟量输入模块： 电压、电流、电阻、热电偶 • 模拟量输出模块： 电压、电流 接口模块(IM) IM460、IM461、IM463和IM467 接口模块提供不同机架之间的连接： • UR1 (通用机架) 插18个模块 • UR2 (通用机架) 插9个模块 • ER1 (扩展机架) 插18个模块 • ER2 (扩展机架) 插9模块. 功能模块(FM) 执行“特殊功能” • 计数 • 定位 • 闭环控制 通讯处理器(CP) 提供如下的联网能力： • 点到点连接 • PROFIBUS • 工业以太网 PS

16 S7-400: CPU 设计（1） 启动模式开关 模式选择器 例如：CPU412-1 例如：CPU416-2DP
模式选择器 MRES = 模块复位 STOP = 停止模式，不执行程序且输出禁止 ( “OD”模式= 输出禁止) RUN = 程序执行，编程器只读访问 RUN-P = 程序执行，编程器读写访问 启动类型开关 CRST = 当利用模式选择器STOP / RUN 启动 CPU时，执行一个全启动（冷 启动） WRST = 当利用模式选择器STOP / RUN 启动 CPU时，执行一个启动（热 启动） 通过状态指示灯LED，CPU要求一个启动类型 (用 CRST/WRST开关 选择) 例如：CPU412-1 例如：CPU416-2DP * 其他的 CPU请参见样本目录

17 S7-400: CPU 设计（2） DP接口故障指示LED CPU故障指示 LED DP 接口 存储器卡插槽 MPI 接口 外部电池
EXT-BATT 外部的电池电源 (当更换电源时，该DC 5 ~ 15V电池电源给RAM提供备用电源) MPI 连接 通过MPI接口连接到编程器或其它设备 DP 接口 413-2DP、414-2DP、416-2DP和 417-2DP CPU带有直接连接分布式I/O的集成 DP 接口。 存储器卡插槽 在S7-400 CPU上，根据需要可以插入一个RAM 或快闪EPROM 卡作为外部装载存储器： • RAM 卡的容量有： 64K字节，256K字节，1M字节，2M字节 RAM卡的内容利用CPU模块上的电池保持 • 快闪 EPROM 卡的容量有： 64K字节，256K字节，1M字节， 2M字节， 4M字节， 8M字节， 16M字节 这些内容备份到集成的EEPROM 外部电池

18 编程设备 PG760 PG740 PG 720 是工业级的编程设备，功能强大且易于使用，不仅可以用于维护和服务，而且可以用于编程和组态设备，是工业现场应用的理想工具。 特性： • 笔记本电脑的尺寸， • 独立电源， • AT-兼容， • 完善的硬件， • 配备所有必须的SIMATIC 接口。 PG 740 是一款便携编程设备，自动化项目应用的理想选择和强大功能的工业PC机。 特性： • 高级系统性能， • 优良的扩展能力， • TFT- 显示， • 防滑设计， • 配备所有必须的SIMATIC 接口。. PG 760 是多功能的桌面编程设备，可以用于在办公室进行组态和编程。其良好的系统性能、灵活的扩展能力和完善的功能使其成为所有自动化项目的理想办公工具。 注 S7-200的语句表手持编程设备是PG702 (PG702 = 大约230克，144 x 72 x 27mm， 2 x 20字符液晶显示)。 PG720

19 安装STEP 7对PG/PC的要求 硬件/软件 要求 • 处理器 80 486 或更高，推荐Pentium
硬件/软件 要求 • 处理器 或更高，推荐Pentium • 硬盘 (自由空间) 最小300 MB (对 Windows、交换文件、STEP7、 项目) • RAM >= 32 MB, 推荐64 MB • 接口 CP 5611 或 MPI 卡 或 PC-适配器 存储器卡编程适配器 • 鼠标 要 • 操作系统 Windows 95/98/NT 要求 SIMATIC S7 系列的新编程器为STEP 7安装提供最佳条件。 在PC中插入一个 MPI 卡也可以满足上面提出的要求，或者用一个PC适配器连到COM 接口。 MPI 多点接口。

20 安装 STEP 7 软件 or 介绍 1. 在“Win95->Control Panel”中，通过选择“Add/Remove Programs”启动 “Setup.exe”。 2. 选择有关安装选项。 3. 选择语言。 4. 根据提示安装授权盘。 5. 根据提示重新启动系统。 注：1. 对于STEP 7 V4.0，软件只能通过CD-ROM安装。 软件服务包可以从互联网下载。 软件保护 STEP 7 软件是拷贝保护的，每次只能在一台机器上使用。当安装该软件时，只有把授权从授权软盘传到硬盘，才能使用该软件。 注意 对于STEP 7 V5.0，不进行授权也可以启动运行该软件。每过一段时间，就会要求安装授权。 请阅读授权盘中的README.TXT文件，如果你不遵守这些原则，就可能会丢失授权。 免费服务包 软件服务包可以通过 下载。

21 安装结果 介绍 STEP 7中的主要工具是 SIMATIC 管理器，有两个方法启动它： 1. 通过 Task bar -> Start -> SIMATIC -> STEP7 -> SIMATIC Manager 2. 通过“SIMATIC Manager”图标。