西门子DP版控制器

时间：2018-05-09作者：湖南双银科技有限公司浏览：18

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SIMATIC S7-400，CPU 412-1 *处理器，带： 内存 288 KB， （144 KB 代码，144 KB 数据）， 接口 MPI/DP 12 MBIT/S

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SIMATIC S7-400，CPU 412-1 *处理器，带： 内存 512 KB， （256 KB 代码，256 KB 数据）， 接口 MPI/DP 12 MBIT/S

6ES7412-2XJ05-0AB0

SIMATIC S7-400，CPU 412-2 *处理器，带： 内存 512 KB， （256 KB 代码，256 KB 数据）， 1. 接口 MPI/DP 12 MBIT/S， * 2 个 PROFIBUS DP 接口




上海励辉自动化科技有限公司凭借雄厚的技术实力及多年从事 SIEMENS 产品的销售经验，本公司主要是通过电子商务经营大众消费品
，消费品行业所有**品牌产品等。本公司秉承“顾客至上，
锐意进取”的经营理念，坚持“客户**”的原则为广大客户提供优质的服务。欢迎广大客户惠顾！
本着树立公司形象和对用户认真负责的精神开展业务，赢得了 SIEMENS 公司与广大用户的**及大力支持。但公司并未仅仅满足与现状：随着 SIMATIC S7 系列中小型 PLC 产品 S7200 、 S7300 及变频器 MM420 、 MM440 系列的成功推出，
其优越的性能价格比受到众多配套生产厂商的关注，在纺织机械生产行业上海来栗公司先后采用 S7 PLC 及 MM 、 MDV 变频器产品的电气控制系统的设计与编程，并在北京国际纺机展览会上获得了全面的成功；在其他行业如、上海供水装置的合作中也取得了良好的业绩，并在售后服务方面赢得了用户的一致**。 
热情周到 为广大用户提供*的服务


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6ES74121XJ050AB0	CPU 412-1DP： 288KB（144KB代码，144KB数据)，位处理速度75ns，集成MPI/DP接口
6ES74121XJ070AB0	CPU 412-1DP： 512KB（256KB代码，256KB数据)，位处理速度31.25ns，集成MPI/DP接口
6ES74122XJ050AB0	CPU 412-2DP： 512KB（256KB代码，256KB数据)，位处理速度75ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP
6ES74142XK050AB0	CPU 414-2DP： 1MB（512KB代码，512KB数据)，位处理速度45ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP
6ES74142XL070AB0	CPU 414-2DP： 2MB（1MB代码，1MB数据)，位处理速度18.75ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP
6ES74143XM050AB0	CPU 414-3DP： 2.8MB（1.4MB代码，1.4MB数据)，位处理速度45ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP, 3. 可扩展的IF964-DP(IF1)接口
6ES74162XN050AB0	CPU 416-2DP： 5.6MB（2.8MB代码，2.8MB数据），位处理速度30ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP
6ES74163XR050AB0	CPU 416-3DP： 11.2MB（5.6MB代码，5.6MB数据），位处理速度30ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP, 3. 可扩展的IF964-DP(IF1)接口
6ES74174XT050AB0	CPU 417-4DP： 30MB（15MB代码，15MB数据），位处理速度18ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP, 3~4.可扩展的IF964-DP(IF1)接口
6ES74174XT070AB0	CPU 417-4DP： 32MB（16MB代码，16MB数据），位处理速度7.5ns，集成接口：1. MPI/DP, 2. PROFIBUS DP, 3~4.可扩展的IF964-DP(IF1)接口




概述

• 用于 S7-400H 和 S7-400F/FH 的 CPU
• 可在 S7-400H 容错自动化系统中使用
• 可通过 F 运行版授权作为具有 F 功能的 CPU 在 S7-400F/FH 安全相关系统中使用
• 组合了 MPI/PROFIBUS DP-主接口，
• 带有 2 个用于同步模块的连接插槽

应用

CPU 412–3H 可用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH。 它可建立故障容错 S7-400H 系统。 也可结合 F 运行授权一起用于 S7-400F/FH 故障安全自动化系统。 内置的PROFIBUS-DP接口使它能够作为主站直接连接到PROFIBUS-DP现场总线。

设计

CPU 412-5H 拥有：

• 功能强大的处理器：
  CPU 处理每条二进制指令的时间小于 31.25 ns。
• 1 MB RAM（512 KB 用于程序，512 KB 用于数据）；
  装载存储器用于存储 S7-400H F/FH 自动化系统的用户程序和参数设置数据；高速 RAM 用于用户程序的顺控相关部分
• 存储卡：
  用于扩展内置装载存储器。除程序本身之外，装载存储器中所含的信息还包括 S7-400H F/FH 的组态数据，这就是要在存储器中占据双倍空间的原因。其结果是：
  • 内置的装载存储器不能满足大程序量的要求，因此需要存储卡。
    提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在断开电源时保存数据）。
• 灵活的扩展选件：
  多达 131,072 点数字量和 81,932 点模拟量输入/输出。
• 组合 MPI/PROFIBUS DP 接口：
  MPI 可用来建立一个 32 个节点的简单网络，数据传输速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以与通信总线（C 总线）上的节点和 MPI 上的节点建立较多 64 个连接。 
  PROFIBUS-DP主站接口能够被用来建立一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。对用户来说，分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理（相同的组态、编址和编程）。
• PROFIBUS DP 接口：
  通过 PROFIBUS DP 接口，可以实现冗余、分布式自动化组态，从而提高了速度，便于使用。对用户来说，分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理（相同的组态、编址和编程）。
• PROFINET 接口，带 2 个端口（交换机）：
  支持系统冗余和 MRP（介质冗余协议）
• 模式选择开关：
  拨动开关设计。
• 诊断缓冲区：
  最后的 120 个报警和中断事件保存在一个环形缓冲区中，用于进行诊断。
• 实时时钟：
  CPU 提供带日期和时间的诊断报告。

功能

• 块保护： 
  除使用钥匙锁定开关之外，还可通过密码来防止非法访问用户程序。
• 集成的 HMI 服务: 
  对于 HMI 设备，用户只需*数据源和数据目标。 数据将由程序自动循环传输。
• 集成的通讯功能：
  • PG/OP 通讯
  • 扩展通讯（简单和容错）
可参数化的特性
通过 STEP 7 的工具“Hardware Configuration”以及安装的选件包 S7-400H，可对包括 CPU 在内的 S7-400H 的特性与行为进行参数化，例如：
• 多点接口 (MPI)：
  • 定义节点地址。
  • 启动/循环行为。
  • 定义较大循环时间和通讯负荷。
• 地址分配： 
  I/O 模块的编址。
• 保持区域： 
  定义保持性位存储器、计数器、定时器和时钟存储器。
• 保护级： 
  定义程序和数据访问授权。
• 系统诊断： 
  定义诊断报文的处理及范围。
• 监控器中断: 
  设定周期。
• 组态 H 站。
安全相关功能
通过 F 运行版授权，可对安全相关 F 用户程序进行编译，并在 CPU 上运行。 每个 S7-400F/FH 系统需要 1 个授权。 供货范围包括 2 个 2 TüV（德国技术监督协议）标签。
显示功能与信息功能
• 状态和故障指示灯： 
  LED 可指示出内部和外部故障和运行状态，如 RUN（运行）、STOP（停止）、调试、“主站”运行模式、冗余故障和测试功能等。
• 测试功能： 
  可使用编程设备显示程序执行中的信号状态，不考虑用户程序而修改过程变量，输出堆栈存储器的内容，运行各个程序步骤，并禁用程序组件。
• 信息功能： 
  用户可获取有关 CPU 的存储器容量和运行模式以及 RAM 和装载存储器的当前利用率方面的信息。



由于采用革新电路设计（直流环节减少的双向输入整流器），因此可将一个负载的能量回馈到电源系统。这种回馈能力提供了巨大的节约，因为不再需要将所产生的能量在一个制动电阻器中转换为热量。*使用制动电阻器和电抗器 - 这是一个特别的优点，因为可以节省空间，并降低实现 IP65 高防护等级的安装成本。
电子模块的表面漆层提高了耐用性，延长了使用寿命
面向未来的分布式驱动设计的模块化结构提高了灵活性，并具有 IP65 防护等级
可在系统运行过程中更换模块（热插拔）
模块可轻松更换，从而使系统的维护十分方便。
可通过采用 PROFIdrive Profile 4.0 行规的 PROFINET 或 PROFIBUS 进行通讯
接口数量减少
工厂范围内的工程与组态
安装简单
能够将较多 6 个传感器和较多 2 个执行器直接连接到控制单元，这意味着可对几乎所有驱动信息能够直接管理；信号的本地处理在较高和可重复性响应时间上减轻了现场总线上的负荷。
集成 A 类 EMC 滤波器（符合 EN 55011），集成制动控制（400 V 1 AC 整流，相当于 180 VDC），基于电机热模型和 PTC 或 KTY 84 温度传感器分析实施集成电机保护
可通过软件参数方便地适应 50 Hz 或 60 Hz 电机（IEC 或 NEMA 电机）
通过可选的 MMC 存储卡方便地更换设备，省时地复制参数
通过 SIZER（V2.9 及更高版本）、STARTER（V4.1、SP1 及更高版本）和 Drive ES 等统一工程工具进行组态与调试：确保快速组态和方便地调试 – STARTER 集成在带有 Drive ES Basic 的 STEP 7 中，具有集中数据存储和全集成通讯的所有优点。
**范围的认证：符合 CE、UL、cUL、c-tick，安全集成系统符合 EN 954-1，Cat.3 和 IEC 61508 SIL 2

Area of application

SINAMICS G120D 非常适用于工业环境中具有苛刻要求的输送系统应用，在这些应用中，需要使用具有通讯功能的分布式驱动系统。它尤其适用于汽车工业，例如，在装配线上使用。

SINAMICS G120D 还适用于其他高性能应用，例如，在飞机场、食品与饮料工业（无表面活性剂）和物流分配过程中（如架空单轨系统）中使用。


Design

SINAMICS G120D 分布式变频器是一种用于标准驱动器的模块化变频器。每台 SINAMICS G120D 都包含两个运行单元，即电源模块和控制单元。

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带输入和电机接口的电源模块 PM250D 和控制单元 CU240D

电源模板
以下电源模块可用于 SINAMICS G120D 分布式变频器：

PM250D 电源模块
PM250D 电源模块（0.75 kW 至 7.5 kW）采用了一种革新电路设计，可实现电源的电网换相能量恢复。这种革新的电路可将发电机电能回馈到电源系统，因而节省了电能。

附件
用于输入馈线和电机输出馈线的连接器套件，以及预安装在用于连接电机的电缆可作为附件提供。

控制装置
以下控制单元可用于 SINAMICS G120D 分布式变频器：

CU240D 控制器
控制单元执行变频器的闭环控制功能。除控制功能外，控制单元还可执行其他任务，通过参数化来满足相关应用的要求。提供了各种型号的多种控制单元：

CU240D DP
CU240D DP-F
CU240D PN
CU240D PN-F
附件
MMC 存储卡
变频器的参数设置可存储在 MMC 存储卡上。当对装置进行维护时，可在更换了变频器并传输了存储卡数据之后，立即将装置投入使用。相关插槽位于控制单元的后部。

用于与 PC 通讯的 RS232 接口电缆
在安装了适宜软件（调试工具 STARTER V4.1、SP1 及更高版本）的情况下，用于直接从 PC 控制和调试变频器。

备件套件
提供了一个备件套件，其中包含密封件、护盖、PROFIBUS 地址窗口和螺丝等小型零件。

连接电缆
柔性连接电缆，用于在工业以太网设备或 PROFIBUS 设备之间传输数据，以及用于控制单元的电源。


Configuration

以下电子组态工具可用于 SINAMICS G120D 分布式变频器：

CA 01 内的 SD 组态器选择帮助
交互式产品目录 CA 01 是西门子自动化与驱动集团 (A&D) 的离线产品商城，其中包括 100000 多种产品，大约 5 百万个驱动系统产品型号。SD Configurator 是为了促进从广泛的标准驱动器产品中选择正确的电机和/或变频器而开发的。该组态软件集成在产品目录中，在* 2 张光盘上的“组态”中以“选型助手”的形式提供了选型与组态工具。

SIZER 组态工具
使用 PC 设计工具SIZER，可以轻松地对 SINAMICS 和MICROMASTER4 驱动产品系列进行组态。它可在您对驱动任务中所需要的硬件和软件组件中的技术进行配置时提供支持。SIZER能对整套驱动系统组态，包括简单的独立驱动装置直至复杂的多轴应用系统。带有从 V2.9 版起的 SIZER 软件的 SINAMICS G120D

STARTER调试工具
STARTER 调试工具提供了菜单引导的调试、优化和诊断帮助。STARTER 不仅可在 SINAMICS 变频调速柜上使用，而且还可用于 MICROMASTER 4 以及用于分布式 I/O SIMATIC ET 200S FC 和 SIMATIC ET 200pro FC 变频器。用于 STARTER 软件的版本从 V4.1、SP1 起的 SINAMICS G120D。

Drive ES工程系统
Drive ES是一种工程系统，使用该系统可将西门子的驱动技术以轻松、省时、节约的方式集成到与通讯、组态和数据管理有关的SIMATIC自动化产品世界中。STEP 7 Manager的操作界面是所有这一切的基础。各种软件包（即 Drive ES Basic、Drive ES SIMATIC 和 Drive ES PCS 7）可用于 SINAMICS。






本公司主要是通过电子商务经营大众消费品，消费品行业所有**品牌产品等。本公司秉承“顾客至上，锐意进取”的经营理念，坚持“客户**”的原则为广大客户提供优质的服务。欢迎广大客户惠顾！







S7-400H有以下工作模式：

·         RUN：正常运行状态

·         STOP：停止状态

·         STARTUP：CPU起动的过程

·         HOLD：测试模式

·         LINK-UP与UPDATE：组态为冗余系统的同步过程

·         ERROR-SEARCH：故障自查状态

·         DEFECTIVE：故障状态

可以通过CPU上的指示灯来确认CPU处理什么模式。

S7-400H冗余系统的模式

**接通 S7-400H 的电源时，首先启动的 CPU 将作为主站 CPU，而另一个 CPU 则作

为备用站 CPU。当两个 CPU 同时上电时，将会保留预设的主站-备用站分配。

运行过程中，冗余系统中的主备CPU状态可能不同：

S7－400冗余控制器 的 “REDF”指示灯用于指示冗余系统的同步状态，当它闪烁时表示两个控制器正在链接或同步。当它常亮时表示冗错系统同步丢失，包括CPU之间的同步故障和IO冗余，此时若控制器发生切换，可能会对生产带来不利的影响，提醒维护人员及时排除故障。下面为 H-CPU 的REDF 发光二极管点亮时指示的错误：

过   程	IFM1F	IFM2F	REDF
同步丢失，可能下面原因 · 同步模块 1 有问题 · 到同步模块 1 的光缆有问题	H	D	H
同步丢失，可能下面原因 · 同步模块 2 有问题 · 到同步模块 2 的光缆有问题	D	H	H
控制器正在耦合	D	D	B 0.5 HZ
控制器正在更新	D	D	B 2HZ
I/O冗余错 ·  一个DP主站失效，或一个DP主系统部分或全部失效 ·  DP从站丢失冗余性 · 一个CPU 在STOP状态，或两个CPU均处于STOP 状态  (相应的 STOP发光二极管点亮)	D	D	H
查找故障模式(保留CPU的STOP和RUN发光二极管以0.5 Hz的频率闪动）	H	H	H

指示符号表
H: 发光二极管点亮
B: 发光二极管以一定频率闪动
D: 发光二极管不亮　直线位移传感器的工作原理是跟滑动变阻器一样的，它作为分压器使用的，它是以相对的输出电压来呈现出所测量位置的实际上的位置。对这个装置的工作有下面几点要求： 　　一、如果电子尺已经使用很长时间了，而且密封已经老化，同时夹杂着很多杂质，而且水混合物和油会严重影响电刷的接触电阻的，这样会使显示的数字不停地跳动。这个时候可以说直线位移传感器的电子尺已经损坏了，需要更换。 　　二、若电源的容量很小，就会出现很多情况的，所以，供电电源需要有充分的容量。那么，容量不足，就会造成如下的情况：熔胶的运动会使合模电子尺的显示变换，有波动，或者合模的运动会使射胶电子尺的显示波动，造成测量结果误差很大。如果电磁阀的驱动电源于电子尺供电电源同时在一起的时候，更*出现以上的情况，情况严重时用万用表的电压档甚至可以测量到电压的有关波动。如果情况不是因为高频干扰、静电干扰或者是中性不够好的造成的，那么就有可能是电源的功率太小造成的。 　　三、调频干扰和静电干扰都有可能让直线位移传感器的电子尺的显示数字跳动的。电子尺的信号线与设备的强电线路要分开线槽。电子尺必须要强制性地使用接地支架，而且同时让电子尺的外壳跟地面良好地接触。信号线需要使用屏蔽线，而且电箱的一段应该跟屏蔽线接地的。如果有高频干扰的时候，通常使用万用表的电压测量就会显示正常，但是显示数字就是会跳动不停的；而出现静电干扰时，出现的情况也是跟高频干扰一样的。要证明看是否是静电干扰时，可以先使用一段电源线把电子尺的封盖螺丝跟机器上的某一些的金属短接起来就可以了，只要一短接起来，静电干扰就会马上消除掉的。但是如果要消除掉高频干扰就很难用上面的方法了，变频节电器和机器手都经常出现高频干扰的，所以可以试一下用停止高频节电器或者机械手的方法来验证是不是高频干扰的。 　　四、如果直线位移传感器的电子尺在工作的过程当中，在某一点的显示数据有规律地跳动，或者是没有显示数据的时候，出现这种情况就需要检查连接线绝缘是不是出现破损的现象，并且跟机器的外壳很有规律地接触而导致的对地短路。 　　五、供电的电压一定要稳定，工业的电压需要符合±0.1[%]的稳定性，例如，基准电压是10V的话，就可以允许有±0.01V的波动变化，如果不是的话，就会引起显示的圈套波动这样的情况。但是如果这个时候的显示波动的幅度没有**过波动电压的波动的幅度的话，那么电子尺就是正常的了。 　　六、安装直线位移传感器的对中性需要很好，但是平行度可以允许有±0.5mm的误差，角度可以允许有±12°的误差。但是如果平行度误差和角度误差都是偏大的话，这样会出现显示数字跳动的情况。那么出现这样的情况的时候，必须要对平行度和角度进行调整了。 　　七、在连接的过程当中，一定要多加注意，电子尺的三条线是不可以接错的，电源线和输出线是不可以调换的。如果上面的线接错的话，就会出现线性误差很大的情况，要控制的话是很难的，控制的精度也会变得很差，而显示很*出现跳动的现象等等。

 

S7-400H CPU的同步

 

S7-400H CPU通过一对同步光缆进行主备CPU间的自动同步。

**上电的H-CPU对，在10分钟左右的上电自检后，应该处理STOP模式，并且CPU的正面通过机架指示灯（Rack0/Rack1，机架拔码在CPU背部）和主CPU指示灯（MSTR）提示当前CPU的主备状态。此时可以进行CPU下载以进入冗余模式。

冗余CPU 在进入冗余模式运行之前，Master CPU先运行起来，然后Standby CPU要和Master CPU进行同步。

在调试时，会遇到Master CPU 处于运行状态，但Standby CPU无法从Stop 变为Run状态的情况，这是因为同步过程的Link-UP 或UPDATE无法进行。此时，请查看以下情况：

q  正在删除、装载、生成或者压缩块；

q  CPU 中调试(Test and commissioning)的功能在激活状态。例如，变量表中正在监控某些变量；正在监控硬件组态或者程序；

q  两个CPU 上内存卡不相同；

q  两个CPU 上的Firmware 版本不一致；

q  CPU 上装的是 Flash 卡，但 Flash 卡上保存的内容不一致；

q  同步模块是否正常，同步光纤是否正确连接。

q  CPU 的机架号是否正确设置，一个为rack 0，另一个为rack1

q  检查CPU 是否有强制变量，如果有请取消。

q  冗余CPU中H parameters设置是否合适

q  冗余CPU中用于保证OB运行的LOCAL DATA缓存区设置过小。典型情况是配置了冗余IO的S7-412H的CPU，如果不修改LOCAL DATA的默认值，会出现明明已经装载了所有OB块，CPU故障诊断信息中依然提示该OB未装载或未运行。

S7-400H 固件下载与升级方法

 

CPU 固件升级步骤：

a) 更新操作系统的基本步骤

1.    在 HW Config 中打开含有要进行更新的 CPU 的自动化系统

2.    选中该 CPU

3.    选择菜单命令“PLC > Update Firmware”(PLC > 更新固件)

4.    在“Update Firmware”(更新固件) 对话框中，使用“Browse”(浏览) 按钮选择指向固件更新文件 (*.UPD) 的路径

5.    选择固件更新文件，“Update Firmware”(更新固件) 对话框随后将在下面部分中指示此文件所适合的模块和较低固件版本

6.    单击“Execute”(执行) 按钮。

注意事项：

 较初，CPU 的所有 LED 指示灯 (INTF、EXTF、FRCE、CRST、RUN、STOP) 都亮起。大约两分钟后，操作系统更新完成，并通过慢速闪烁的 STOP LED 灯加以指示 (提示由系统执行全面复位)。更新之后将开始自检；根据存储器容量大小，此过程要用数分钟时间。

b) 使用冗余自动化系统时的特殊情况

使用冗余自动化系统时，也可在运行模式下对 CPU 的操作系统进行更新。在运行中，只能将固件更新到固件的下一个较高版本。在运行模式下，无法降级到较低的固件版本。

在运行中更新操作系统 (另请阅读提供的任何附加版本信息)

1.    在 HW-Config 中选择此 CPU

2.    执行菜单命令“PLC > Update Firmware”(PLC -> 更新固件) -> 安装向导随即启动，如果需要，它会自动在两个 CPU 上安装固件更新包

冗余自动化系统的两个 CPU 必须采用相同固件版本。 如果其中一个 CPU 出现故障，只需订购一个具有相同订货号的新 CPU。 新 CPU 将会提供较新固件版本，此版本可能会**故障 CPU 的固件版本。现在有两种选择：

选择 1：将仍在运行的 CPU 升级至新 CPU 的较新固件版本：

1.    在 HW-Config 中选择此 CPU

2.    执行菜单命令“PLC > Operating state > Switch to”(PLC -> 运行状态 -> 切换到)，然后选中选项框“with changed operating system”(使用更改后的操作系统)

3.    针对*二个 CPU，执行菜单命令“PLC > Update Firmware”(PLC -> 更新固件)

4.    将 CPU 冷启动 -> 自动化系统此时会转到冗余运行模式

选择 2：将新 CPU 降级至仍在运行的 CPU 的较低固件版本 (无法在运行模式下降级；步骤与上面的“a)”相同，但不插入 FOC 同步电缆)

哪些冗余CPU可以不停机升级系统固件版本

 

冗余型的CPU在固件版本V4.5及以上就可以不停机升级系统固件版本了。具体方法和步骤可以参考：




将CPU410从V8.0任意版本升级至V8.1均需要停机。







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