西门子S7-1200CPU1212C中央控制单元

西门子S7-1200CPU1212C中央控制单元

西门子 S7-1200 I/O模块
信号模块和通讯模块具有大量可供选择的信号板,可量身定做控制器系统以满足需求,而不必增加其体积。
西门子 S7-1200 CPU
西门子 S7-1200 系统的CPU 有三种不同型号：CPU 1211C,CPU 1212C 和CPU1214C。
强大的工艺功能
西门子 S7-1200将强大的工艺功能集于一身。由于集成了计数和测量,闭环控制和运动控制的工艺,西门子S7-1200的功能面面俱到,可用于多种自动化任务。

SIEMENS可编程控制器西门子SIMATIC S7-1200 主要规格
CPU1215C CPU1214C CPU1212C CPU1211C SM1221 SM1222 SM1223 
SM1231 SM1232 SM1234 CSM1277 CM1241 CM1242 CM1243 
SB1223 SB1222 SB1221 SB1231 SB1232 SIM1274

上海晋营自动化科技有限公司

   ：乔 静
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硬件中断

通过硬件中断可以监控过程信号，并且，可以触发针对信号变化的响应。

• 数字量输入模块：
  根据参数设置的不同，针对每个通道组，当信号状态发生改变时，模块都可以发起硬件中断，触发沿可以选用上升沿、下降沿或者混合使用上升沿和下降沿。CPU会中断用户程序或较低优先级任务的执行，并接下来执行相关的诊断中断块（OB 40）。信号模块可以缓冲一次中断/通道。

• 西门子S7-1200CPU1212C中央控制单元

• 模拟量输入模块：
  通过上限值和下限值的参数值，可以设定其工作范围。模块将数字化测量值与这些极限值进行比较。当测量值违反了其中任何一个限定值时，就会触发硬件中断。CPU会中断用户程序或较低优先级任务的执行，并接下来执行相关的诊断中断块（OB 40）。如果极限高于/低于过量程/欠量程，则无法进行比较。
  运行模式

S7-300F的安全功能包含在CPU的F程序中，并且位于故障安全信号模块之内。

信号模块采用差异分析方法和测试信号注入技术实现输出和输入信号的监控。

借助周期性自检、指令检测、程序逻辑检测和程序顺序流检测等方法，CPU可以检测控制器是否工作正常。此外，通过“活跃标志（sign-of-life）”请求，还可以对I/O进行检测。

若判定系统中存在故障，则将该系统切换至安全状态。

编程  电 话：（同号）

CPU 315F与安全有关的程序采用STEP 7语言的梯形图（LAD）和功能图（FBD）编制。与运行有关的功能范围和数据类型均限于在此处设置。编译时使用特定的格式和参数，可以创建安全相关程序。在单个CPU中，标准程序可以同时与故障安全程序一起运行（共存），无任何限制。

该软件包的另一个组件是F库，配有TUV认可的安全相关功能的编程实例。这些编程实例可以更改，但更改必须再次认证。

S7 F分布式安全选项软件包

编制安全相关的程序段时，必须使用选项软件包“S7 F Distributed Safety”。该软件包含有创建F程序所需要的全部功能和块。运行S7 F Distributed Safety必须安装不低于V5.1SP3版的STEP 7

SIPLUS D4x5-2 是基于变频器的控制单元，适用于多轴系统。具体型号主要在 PLC 和运动控制性能、存储器级别以及接口方面有所不同。特性差异包括：

MD2 调制解调器也是作为 SINAUT ST7 系统的部件开发，但仍可用作正常租用调制解调器使用。 由于其结构与电气设计的特性， MD2调制解调器特别适用于工业应用。

SINAUT ST7 系统之外的使用举例：

• 关于 PROFIBUS 和 MPI 链路扩展；
  参见 FAQ 23671172（PB 时）或 23671640（MPI 时）
• 关于 S7-200 租用线路调制解调器；
  参见小型自动化解决方案 MAS 17

不用放大器或中继器 MD2 覆盖距离可达 33 km（1200 bps）、27 km（2400 bps）和 11 km（9600 和 19,200 bps）（2 x 2 x 0.8 J-Y(St)Y 型非线圈加载报文线指导值）。 通过将两个 MD2 调制解调器连接到一个中继器，可使上述距离加倍。

使用内置 MD2 调制解调器，可建立点到点、星形或总线形网络拓扑结构以及这些基本结构的组合。 在“控制器”功能中，由两根双芯电缆组成的小型星形网络可连接到调制解调器输出。 通过 RS485 接口，可连接许多 MD2 (zui大 32) 调制解调器，并使用 2 根双芯电缆扩展星形网络。

调制解调器输出端可高阻切换，以便能沿线路对端子抽头。 由此可zui小化间隙损失，显著降低可桥接的zui大距离。 发射器的运行时间非常短，可加快专线网络中轮询运行模式的数据通讯。

除了私用专线以外， MD2 还可连接到由电信运营商提供的租用专线。 已通过相关认证。 对于模拟租用专线，传输速率可达 1200 和 2400 bps。 对于交换型模拟/数字租用专线，由于技术原因，传输速率通常限制为 1200 bps。

MD2 还可用于通过带有调制解调器输入的对讲机进行数据传输。 MD2 调制解调器具有一个内置浮置光电继电器，用于链接 RS232 接口的 RTS 信号，以通过其 PTT 输入开启无线装置。 在 RJ12 插座上有两个光电继电器接口。

由于对讲机通常只能传送频率范围介于 300 Hz 到 3000 Hz 之间的声音信号，MD2 调制解调器的传输速率zui大为 1200 bps。 如果传输速率为 2400 bps，则音频范围必须超过 3300 Hz。

MD2 具有 SIMATIC S7-300 系统设计的所有优点：

• 结构紧凑； 
  宽度仅有两个 SIMATIC S7-300 SM 标准模板宽。
• RJ12 接口，用于连接调制解调器和专线网络。
• 9 针 Sub-D 接头，带有 RS232 接口，用于连接调制解调器到 TIM 的 RS232/RS485 接口。
• 9 针 Sub-D 接头，带有 RS485 接口，用于连接调制解调器到 TIM 的 RS232/RS485 接口。
• 4 针端子板，用于连接 24 V DC 的外部电源电压
• 前面板上的 LED，带 TXD、RXD、DTR、RTS/ONL、CTS/RI 和 DCD 指示灯。
• 易于安装: 
  调制解调器安装在 S7-300 DIN 导轨上。 另外， 可安装在在 35 mm 的标准安装导轨上。
• 该调制解调器为无风扇设计。

下图所示为 MD2 调制解调器连接到 TIM 或其它 MD2 调制解调器以及专线的各种方式（通过 LTOP 过压保护模板）。

MD2 通过 RS232 接口连接到 TIM

一个MD2 调制解调器可通过 RS232 接口连接到 TIM。使用该技术可组建“点到点”和“总线型”网络以及小型星形网络（仅带 TIM 4），只需两个 2 线制导线。

通过 RS485 接口将多个 MD2 连接到 TIM

可以通过 RS485 接口将多个 MD2 调制解调器连接到 TIM 4。如果必须有许多专线连接到 TIM上的一个单独的广域网端口，即如果连接一个星形拓扑结构，则使用该类型连接，如下图所示。

根据传输速率和导线直径计算zui大范围（单位km）

下表用于根据传输速率和导线直径计算 MD2 调制解调器可覆盖的zui大距离，单位[km]。

表中数值为非线圈报文线路 2 x 2 x A J-Y(St)Y（A = 芯线直线）型指导值。

在计算zui大范围时噪声级为 4 dB。应保证电缆特性有偏差的情况下，也能可靠的进行数据传输，经验表明运行期间可能出现这种事故，但是其安全等级始终可确保数据的可靠传输。

- 不可用

1) 通过 CBE30-2（4 个端口）提供可选的第二 PROFINET 接口
2) 关于周期时间、存储器级别等详细信息，请参见技术数据

根据需要，SIPLUS D435-2 和 D455-2 控制单元可处理zui多 32 轴或 128 轴 PLC 和运动控制性能（开环控制和运动控制）。

通过集成式传动控制，每个 D4x5-2 控制单元可操作zui多 6 个伺服轴、6 个矢量轴或 12 个 V/f 轴。

这种集成式传动控制基于 SINAMICS S120 CU320-2 控制单元（固件版本 V4.x）的传动控制，可实现伺服控制（用于获得高动态响应）、矢量控制（用于获得zui高转矩精度）和 V/f 控制。

变频器计算性能扩展

通过以两种不同方式扩展变频器的计算性能，可以充分利用 SIPLUS D4x5-2 的运动控制性能：

• 通过 PROFIBUS 或 PROFINET，可以连接带有其它 SINAMICS S120 变频器模块的 SINAMICS S120 控制单元（例如，CU320-2）。
• SIMOTION CX32-2 Controller Extension 可通过 DRIVE-CLiQ 来连接。该模块极为紧凑，可控制zui多 6 个伺服轴、6 个矢量轴或 12 个 V/f 轴。

• 一般客户优点

• 通过 PROFIBUS DP、PROFINET、Modbus RTU 或 OPC UA 将整个电机起动器集成到过程控制中，从而降低了电机起动器和 PLC 之间的接线费用。
• 通过起动器中可组态的控制和监控功能，分布式控制自动化过程，节省了自动化系统中的资源，即使在 I&C 或总线系统发生故障的情况下，也能保证起动器的全面功能性和保护。
• 通过采集与监控起动器和过程控制系统中的运行、维修和诊断数据，提高了设备的可用性以及维护和检修的友好性。
• 高度模块化使用户可以对每台电机起动器完善地实现针对设备的特殊要求。
• SIMOCODE pro 为每一类客户应用提供功能上分级、节省空间的解决方案。
• 用集成控制功能替换控制电路硬件，减少所需的硬件零件和接线数量，因此降低了库存管理的费用以及可能的接线错误。
• 使用全面的固态电机保护，能够更好地利用电机并保证脱扣特性的长期稳定性，即使工作多年以后也能保证可靠的脱扣。

• 多功能、固态全面电机保护用于额定电流820 A及以下电机

  SIMOCODE pro 通过结合不同的多步和可延时保护以及监控功能提供电机起动器综合保护：

• 反时限延时固态过载保护（5E - 40E 级）
• 电机的热敏电阻保护
• 相故障/相不平衡保护
• 电机堵转保护
• 监视所设定的电机电流限值
• 监视电压和功率
• 监控功率因数 φ（电机怠速/甩负载）
• 监视接地故障
• 温度监视，如通过 Pt100/Pt1000
• 监视电机运转时间、停机时间和起动次数

• 测量值曲线的记录

  SIMOCODE pro 可以记录测量值曲线，例如，能够提供电机起动过程中的电流变化曲线。

  通过集成控制功能实现灵活电机控制（取代了大量硬件联锁）

  许多预定义的电机控制功能早已集成到SIMOCODE pro中，包括所有必要的逻辑操作和联锁：

• 过载继电器
• 直接起动器和可逆起动器
• 星-三角起动器（也适用于可逆起动）
• 双速、配有单独绕组的电机（变极开关）；也有反向
• 有单独 Dahlander 绕组的双速电机(也有反向）
• 定位器启动
• 电磁阀启动
• 断路器操作
• 软起动器起动（也适用于可逆起动）

• 这些控制功能预定义在 SIMOCODE pro，并可以自由分配到设备的 PROFIBUS/PROFINET 输入和输出（包括过程映像）。

  这些预定义的控制功能也可以通过可自由组态的逻辑模块（真值表、计数器、定时器、脉冲边沿分析等），借助于标准功能（电源故障监控、紧急起动、外部故障功能等），灵活地适应电机起动器各种客户特定的组态，控制电路中无须任何辅助继电器。

  使用 SIMOCODE pro，可以避免控制电路中的大量额外硬件和接线，使电机起动器在设计和电路图方面达到高水平的标准化。

  详细的运行、维修和诊断数据

  使用SIMOCODE pro，可利用不同的运行、维修和诊断数据，帮助及时检测可能的故障，通过预防性措施预防故障的发生。在故障情况下，可以非常快速地诊断、定位和纠正故障，几乎没有停机时间或者停机时间非常短。

  运行数据

• 从主回路电流的检测反馈电机开关状态
• 所有相电流
• 所有相和相间电压
• 有功功率、视在功率和功率因数
• 相不平衡和相序
• 接地故障电流
• 脱扣时间
• 电机温度
• 剩余冷却时间等

• 维护数据

• 电机运转时间
• 电机停机次数
• 电机起动次数
• 过载脱扣次数
• 使能电路的强制测试间隔
• 消耗的能量
• 装置中存储的内部注释等

• 诊断数据

• 无数详细的预警和故障信息
• 带有时间戳的装置内部故障记录
• 任何可选择的状态、报警和故障信息都可带时间戳记等

• 便于操作和诊断

  操作员面板

  操作员面板用于控制电机起动器，可取代所有常规按钮和指示灯以节省空间。使您可以在控制柜内直接操作 SIMOCODE pro 和馈电装置。该面板具有基本单元上的所有 LED 指示灯，外部具有用于在 PC/PG 上进行简易参数化或诊断的系统接口。

  带显示屏的操作员面板

  还可以使用一种带显示屏的操作面板替代 SIMOCODE pro V 的 3UF720 标准操作面板：3UF721 能够在控制柜上另外指示电机起动器的电流测量值、运行和诊断数据或状态信息。可使用操作面板上的按钮来控制电机。另外，在使用 SIMOCODE pro V PROFINET 时，还可直接通过带显示屏的操作面板来设置电机额定电流等参数。

  通信

  SIMOCODE pro 具有一个集成 PROFIBUS DP 或 Modbus RTU 接口（SUB-D 或端子接头）或一个 PROFINET 接口 (2 x RJ45)。

  与故障安全控制器 (F-CPU) 和 DM-F PROFIsafe 故障安全数字量模块结合使用时，也可通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS 或 PROFINET 实现故障安全断开。

  适用于 PROFIBUS 的 SIMOCODE pro

  例如，适用于 PROFIBUS 的 SIMOCODE pro 支持：

• 循环服务 (DPV0) 和非循环服务 (DPV1)
• 丰富的诊断和过程报警
• 高时间精度时间戳 (SIMATICS7)，适用于 SIMOCODE pro V
• Y-Link 后面的 DPV1 通讯

• 适用于 PROFINET 的 SIMOCODE pro

  例如，适用于 PROFINET 的 SIMOCODE pro 支持：

• 具有集成式交换机，可实现线型和环型总线拓扑
• 通过 MRP 协议实现介质冗余
• 借助于标准 Web 浏览器进行操作、维护和诊断
• 通过 OPC UA 服务器与可视化和控制系统进行开放式通讯
• NTP 同步时间
• 通过 PROFIenergy 能源管理的间隔功能和测量值
• 通过临近检测功能，在不使用 PC 存储模块的情况下进行模块更换
• 丰富的诊断和维护报警

• 适用于 PROFINET 的 SIMOCODE pro 的系统冗余

  该设备支持 PROFINET IO 系统冗余机制，从而能够直接在高可用性系统（如 SIMATIC S7-400 H）上运行。这意味着 SIMOCODE pro 也可提供具有决定意义的附加值，甚至在重点关注系统可用性和冗余性的现场级系统中也如此。

  适用于 Modbus RTU 的 SIMOCODE pro

  例如，适用于 Modbus RTU 的 SIMOCODE pro 支持：

• 以 1200/2400/4800/9600/19200/57600 波特率进行通信
• 通过 Modbus RTU 访问可任意设置参数的过程映像
• 通过 Modbus RTU 访问所有操作、维护和诊断数据

• 安全说明

  为了保护设备、系统、机器和网络以防受到网络威胁，必须实施并持续保持全面、的工业安全概念。西门子的产品和解决方案只是这种概念的一个组成部分。

  有关工业信息安全的详细信息

  自主运行​

  SIMOCODE pro 的一个基本功能是可自主执行所有保护和控制功能，即使与上位系统的通信中断时也是如此。这意味着即使总线系统或自动化系统发生故障，也可确保电机起动器的全面功能性，或者对发生这种故障时的特定行为进行参数设置，例如，有针对性地关断馈电装置或执行已设置的特定控制机制（如改变旋转方向）。

  高能效带来的优势

  

  能源管理过程概览

  西门子可以提供工业能效管理的*产品线，以优化能源需求。西门子将能源管理分成三个阶段：识别、评估和实施，并在能源管理流程的每一阶段都提供有相应的硬件和软件解决方案。

  创新的 SIRIUS 工业控制产品还大大有助于提高工厂的能效。

  SIMOCODE pro 3UF7 电机管理系统可在以下方面帮助从整体上提高工厂的能效：

• 能量消耗：
  通过采集和传输所有运行和消耗数据（如电流、电压、有功和无功功率、电能消耗、电机温度等），清晰显示电机起动器或过程单元的能量消耗
• 能量管理：
  通过导出本地和集中的数据（传送至上位系统），对能量测量值进行分析（例如，限值监控）
• PROFIenergy：
  SIMOCODE pro V PROFINET 支持 PROFIenergy 功能。在间隔期间自动断开并将测量值传送至上位能源管理系统，从而降低了能量消耗

• 综合能量管理的优势

  

  作为 TIA Portal 的集成选项，SIMATIC Energy Suite 能够有效地将能量管理与自动化进行结合，从而使您的生产设备的能耗透明。

  由于简化了能量测量组件的组态，例如：SIMOCODE pro V，因此，组态工作量也会明显减少。

  由于与更高级别的能量管理系统或基于云的服务进行端到端连接，因此，您可以无缝扩展记录的能量数据，以创建跨站点的能量管理系统。

  优点一览：

• 自动生成能量管理数据
• 集成到 TIA Portal 和自动化中
• 组态简单

• SIMOCODE pro 经常用于装置停产的代价十分高昂的自动化过程（如化工、石油与天然气、水/污水处理、钢铁或水泥领域）以及必须通过详细的运行、维护和诊断数据来防止装置停产或必须非常迅速地找到故障的场合。

  SIMOCODE pro 为模块化设计，节省空间，特别适用于过程工业中的电机控制中心以及电厂技术。

  应用

  对 ATEX 规范 94/9/EC中规定的 EEx e/d 保护类型危险区域中的电机进行保护和控制

• 重载起动（造纸、水泥、冶金和水处理工业）
• 高可用性工厂（化工、石油、原材料加工工业、电厂）

• 将 SIMOCODE pro 3UF7 与 IE3/IE4 配合使用

  注：

  在将 SIMOCODE pro 3UF7 与高能效 IE3/IE4 电机配合使用时，请注意尺寸与配置方面的信息，

  SIMOCODE pro 的安全技术

  由于安全技术领域中存在各种新的和经过修订的标准与要求，过程工业中电机的安全断开正变得日益重要。

  使用 DM-F 本地和 DM-F PROFIsafe 故障安全型扩展模块，可以轻松地将故障安全断开功能集成在 SIMOCODE pro V 电机管理系统中，同时保留服务证明的概念。将安全功能和操作功能严格分开经证明特别有利于规划、组态和生产制造。通过无缝集成到电机管理系统中，可在诊断时以及系统运行期间获得更高透明度。

  符合这一用途的适宜组件为 DM-F Local 和 DM-F PROFIsafe 故障安全扩展模块，需根据具体要求加以选择：

• DM-F 本地故障安全型数字量模块适用于在故障安全硬件断开信号和电机馈线之间需要直接分配的情况，或者
• DM-F PROFIsafe 故障安全型数字量模块适用于故障安全控制器 (F-CPU) 创建断开信号，并通过 PROFIBUS/PROFIsafe 或 PROFINET/PROFIsafe 将其故障安全地传输到电机管理系统的情况
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