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多層軟件結構

通過 SIMOTION，帶有眾多不同機器的運動任務可輕松、統一地執行。

為了方便任務的執行，一個非常特別的多層軟件結構被選擇作為運行系統。所有 SIMOTION 設備都提供了 PLC 功能等基本功能，帶有符合標準 IEC 61131-3 的一個指令集。用戶可使用隨附的工藝包和函數庫來擴展基本功能。

可擴展的功能

工藝包、函數庫和運行系統的多層結構相結合，可將 SIMOTION 的功能加以擴展。

可伸縮

• 具有功能級別
• 具有廣泛功能的軟件模塊和技術功能包

使用靈活

• 由于使用集成、可自由編程的 PLC，因此符合 IEC 61131-3 標準
• 可無限使用的技術功能包
• 通過一個綜合指令集和符合 PLCopen 標準的功能塊而具有廣泛功能
• 可運轉伺服、矢量、步進和液壓驅動器
• 能夠將各種技術功能包和功能庫組合在一起

可擴展

• 由于功能庫中的標準功能

技術功能包

每個技術功能包都為相關技術提供了完整功能。例如，運動控制功能包提供了用于精確定位運動的所有功能（包括凸輪系統）。

它還負責處理與驅動器之間進行的設定點和實際值循環交換，包括位置控制、運動曲線的計算、運動的刪除和超控、歸位功能、編碼器切換、軸的釋放、狀態信息，等等。

除運動控制工藝包（包括定位、同步操作、輸出凸輪和路徑插補）之外，還提供了用于其他技術的功能包，如溫度控制。

功能庫

功能庫提供了標準功能

• 用于集成專用 I/O 模塊（如計數器模塊、通信模塊、AS-Interface）
• 用于擴展系統功能（如閉環控制器）

模塊化用戶功能也可存儲為庫，以便在項目中以標準形式執行。

6XV1830-3EH10電纜

基本功能性

CF 卡上提供有 SIMOTION D 的基本功能，并可加電時加載�；�本功能包括：

• SIMOTION 運行系統
  • 符合 IEC61131 的帶集中語言的用戶可編程序
  • 各種程序執行方式（循環、順序、事件驅動）
  • PLC 和算術功能
  • 通訊和管理功能
  • 運動控制功能 (Motion Control Basic)
• SINAMICS S120 驅動個控制軟件
  • SIMOTION D410-2：
    電流/轉速控制（基于 CU310-2，固件版本 V4.x），適用于最多 1 個伺服軸、1 個矢量軸或 1 個 V/f 軸
  • SIMOTION D4x5-2：
    最多 6 個伺服軸、6 個矢量軸或 12 個 V/f 軸的電流/轉速控制（基于 CU320-2，固件版本 V4.x），饋電閉環控制（調節型電源模塊）
• 測試及診斷工具

如果需要，此基本功能可通過可加載的技術軟件包進行擴展。

位置控制的驅動器運動控制

• 集成變頻調速柜 (SINAMICS Integrated)：
  功率單元可通過 DRIVE-CLiQ 接口進行連接；對于 SIMOTION D410-2，也可通過集成的 PM-IF 接口進行連接。
• 帶數字設定值接口的驅動:
  SIMOTION D 通過帶 PROFI 驅動裝置的 PROFIBUS DP／PROFINET 輸入輸出，使位置控制動作可控制具有數字設定點接口。
• 帶模擬量設定點接口的驅動，例如，用于改裝或液壓應用：
  使用 ADI 4（ 4 軸模擬驅動接口）或 IM 174（ 4 軸接口模塊）模塊，可連接帶模擬量 ± 10V 整定值接口的變頻調速柜。IM 174 同樣可連接帶脈沖方向接口連接的步進電機。
  所有模塊均連接 PROFIBUS DP下述裝置可連接一個 ADI 4 或 IM 174 模塊：
  • 4個驅動裝置
  • 4 編碼器
  • 數字量輸入和輸出

SIMOTION 技術功能包

SIMOTION 的一個特性就是，它的基本功能可通過裝載技術功能包來擴展，如：

• 帶技術功能的運動控制：
  • POS－－定位
  • GEAR－－同步操作／電子驅動裝置
  • CAM－－凸輪
  • PATH – 路徑插補（不適用于 D410-2）
• 溫度控制器– TControl
• DPM – 直接產品運動
• MIIF – 多用途信息接口

由于技術功能具有模塊化許可，僅需支付實際將會使用的部分。

性能

硬件支持的浮點運算能夠有效使用復雜運算功能。

快速指令執行在中等到高等性能中開辟了全新的應用可能性。

配置／參數確定／編程

SIMOTION SCOUT是一個有效且用戶界面友好的工程工具。它是從配置和參數化，到編程，再到測試及診斷的所有工程步驟的集成系統。提示、使用對話框以及向導的圖形操作提示，以及用于編程的，基于測試的圖形語言，顯著減少了熟悉及練習時間。

操作員控制和監視 (HMI)

SIMOTION D 的基本功能中集成了支持與 HMI 設備進行用戶友好的數據交換的通訊。

操作員控制與監視可使用 TP（觸摸面板）、OP（操作員面板）或 MP（多功能面板）等 SIMATIC HMI 設備來完成。

這些設備可通過 PROFIBUS、工業以太網或 PROFINET 接口與 SIMOTION D 相連，并可使用 WinCC flexible 進行組態。

V7.0 或更高版本的 SCADA system WinCC 具有一個 SIMOTION 通道，作為標準，在 WinCC DVD 上提供。

由于具有 SIMATIC NET 通信軟件，可于從其它基于 Windows 的人機界面（HMI）系統訪問一個開放的、標準的 OPC 接口。

SIMOTION IT 維護和診斷功能

SIMOTION IT 為 SIMOTION D 提供了一個集成 Web 器，可在該器上存儲用戶專用 Web 頁面等。

可對控制單元變量進行讀寫訪問。通過 Java Script 或 Applet，也可在 Web 頁面中執行有效的操作與顯示功能，這些功能可在一個帶有因特網瀏覽器的客戶端 PC 上執行。

處理及數據通信

由于其集成接口，SIMOTION D 支持過程與數據通訊。

帶 IRT 的 PROFINET IO，用于運動控制應用。除了循環時鐘同步，最短 250 μs 的周期時間以及安全相關的通信接口 (PROFIsafe)、PROFINET 接口（SIMOTION D 控制單元上）也支持介質冗余 (MRP/MRPD)。

提供有 SIMOTION SCOUT 工程師站，用于用戶友好的通訊組態和診斷。

Safety Integrated 功能

利用 SINAMICS S120 的集成安全功能，SIMOTION D 可提供切實有效的人員與機器保護。

目前提供有以下集成安全功能，可用于集成 SINAMICS S120 變頻調速柜：（術語符合 IEC 61800-5-2）

• 安全扭矩斷開（STO）
• 可靠制動控制（SBC）
• 安全停止 1 (SS1)
• 安全停止 2 (SS2)
• 安全操作停止
• 安全限速（SLS）
• 安全速度監控（SSM）
• 安全方向 (SDI)

激活集成安全功能

可通過以下方法來激活集成安全功能：

• 通過控制單元和電源單元上的端子 (D4x5-2:僅 STO、SBC、SS1）
• 通過 TM54F 終端模塊上的端子
• 通過 PROFINET/PROFIBUS with PROFIsafe。

安全集成功能通過電子設備實現，因此與帶外部實現監控功能的解決方案相比，具有較短的響應時間。

通過 PROFIsafe 激活集成安全功能

通過“PROFINET with PROFIsafe”或“PROFIBUS with PROFIsafe”安全通訊，激活集成安全功能。使用一個通過 PROFINET 或 PROFIBUS 連接的 F-CPU（如 SIMATIC S7-300 F-CPU），即可實現控制（F 邏輯）。

將集成安全功能從 SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 控制單元傳送至以下變頻器：

• SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 上的集成 SINAMICS S120 變頻調速柜
• SIMOTION CX32-2 擴展控制器上的變頻調速柜
• 通過 PROFIBUS 連接到 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制單元上的變頻調速柜
• 通過 PROFINET 連接至 SIMOTION D 的 SINAMICS 控制單元上的變頻調速柜（在此情況下，必須通過 PROFINET 來連接 F-CPU）

注意

若要了解可能的拓撲、軸數量結構以及相應組件的詳細信息，請與當地的西門子銷售辦事處聯系。

有關詳細信息，請參見《 SIMOTION D 調試手冊》以及 SINAMICS 文檔。

緊湊型 CPU 1211C 具有：

• 3 種設備類型，帶有不同的電源和控制電壓。
• 集成的電源，可作為寬范圍交流或直流電源（85 至 264 V 交流或 24 V 直流）
• 集成的 24 V 編碼器/負載電流源：
  用于直接連接傳感器和編碼器。300 mA 輸出電流，也可用作負載電源。
• 14 點集成 24 V 直流數字量輸入（漏電流/源電流（IEC 1 型漏電流））。
• 10 點集成數字量輸出，24 V 直流或繼電器。
• 2 點集成模擬量輸入，0 至 10 V。
• 2 點脈沖輸出 (PTO)，頻率最高 100 kHz。
• 脈沖寬度調制輸出 (PWM)，頻率最高 100 kHz。
• 集成以太網接口（TCP/IP native、ISO-on-TCP）
• 3 個快速計數器 (100 kHz)，帶有可參數化的使能和復位輸入，可以同時用作帶有單獨輸入的加減計數器，或用于連接增量型編碼器。
• 通過附加通訊接口擴展，例如，RS485 或 RS232
• 通過信號板使用模擬或數字信號直接在 CPU 上擴展（保持 CPU 安裝尺寸）
• 通過信號模塊使用各種模擬量和數字量輸入和輸出信號擴展
• 可選存儲器擴展（SIMATIC 存儲卡）
• PID 控制器，具有自動調諧功能
• 集成實時時鐘
• 中斷輸入：
  對過程信號的上升沿或下降沿作出極高速響應
• 所有模塊上均為可拆卸的端子
• 仿真器（可選）：
  

• 用于仿真集成輸入和測試用戶程序。
• • 豐富的指令集: 
    運算種類眾多，便于編程：
    
    • 基本操作,如二進制邏輯運算、結果賦值、存儲、計數、產生時間、裝載、傳輸、比較、移位、循環移位、產生補碼、調用子程序（帶局部變量）
    • 集成通信命令（例如，USS 協議、Modbus RTU、S7 通信“T-Send/T-Receive”（T 發送/T 接收）或自由端口模式 (Freeport)）
    • 使用簡便的功能，如脈沖寬度調制、脈沖序列功能、運算功能、浮點運算功能、PID 閉環控制、跳轉功能、環路功能和代碼轉換
    • 數學函數，例如 SIN、COS、TAN、LN、EXP
  • 計數: 
    用戶友好的計數功能配以集成的計數器和高速計數器指令給用戶開辟了新的應用領域。
  • 中斷處理：
    
    • 邊沿觸發中斷（由過程信號的上升沿或下降沿觸發）允許對過程中斷作出極快的響應。
    • 時間觸發中斷。
    • 當達到設定值或計數器方向改變時，可觸發計數器中斷。
    • 通信中斷使得能迅速方便地與周圍的設備如打印機或條碼閱讀器交換信息。
  • 口令保護
  • 測試和診斷功能： 
    易于使用的功能支持測試和診斷，例如，在線/離線診斷。
  • 在測試和診斷過程中“強制”輸入和輸出： 
    可不在循環周期內獨立設置輸入和輸出，例如可以檢測用戶程序。
  • 按照 PLCopen 對簡單運動進行的運動控制。
  • 庫功能
  
  

S7-200系列 PLC的存儲器空間

S7-200 PLC的存儲器空間大致分為三個空間，即程序空間、數據空間和參數空間。

1．程序空間

該空間主要用于存放用戶應用程序，程序空間容量在不同的CPU中是不同的。另外CPU中的RAM區與內置EEPROM上都有程序存儲器，但它們互為映像，且空間大小一樣。

2．數據空間

該空間的主要部分用于存放工作數據稱為數據存儲器，另外有一部分作寄存器使用稱為數據對象。

（1）數據存儲器 它包括變量存儲器（V），輸入信號緩存區（輸入映象存儲器I），輸出信號緩沖區（輸出映象存儲區Q），內部標志位存儲器（M）又稱內部輔助繼電器，特殊標志位存儲器（SM）。除特殊標志位外，其他部分都能以位、字節、和雙字的格式自由讀取或寫入。

變量存儲器（V）是保存程序執行過程中控制邏輯操作的中間結果，所有的V存儲器都可以存儲在永久存儲器區內，其內容可在與EEPROM或編程設備雙向傳送。

輸入映象存儲器（I）是以字節為單位的寄存器，它的每一位對應于一個數字量輸入結點。在每個掃描周期開始，PLC依次對各個輸入結點采樣，并把采樣結果送入輸入映象存儲器。PLC在執行用戶程序過程中，不再理會輸入結點的狀態，它所處理的數據為輸入映象存儲器中的值。

輸出映象存儲器（Q）是以字節為單位的寄存器，它的每一位對應于一個數字輸出量結點。PLC在執行用戶程序的過程中，并不把輸出信號隨時送到輸出結點，而是送到輸出映象存儲器，只有到了每個掃描周期的末尾，才將輸出映象寄存器的輸出信號幾乎同時送到各輸出結點。使用映象寄存器優點：①同步地在掃描周期開始采樣所有輸入點，并在掃描的執行階段凍結所有輸入值；②在程序執行完后再從映象寄存器刷新所有輸出點，使被控系統能獲得更好穩定性；⑧存取映象寄存器的速度高于存取I/O速度，使程序執行的更快；④I/O點只能以位為單位存取，但映象寄存器則能以位、字節、雙字進行存取。因此，映象寄存器提供了更高的靈活性。另外對控制系統中個別I/O點要求實時性較高的情況下，可用直接I/O指令直接存取輸入/輸出點。

內部標志位（M）又稱內部線圈（內部繼電器等），它一般以位為單位使用，但也能以字、雙字為單位使用。內部標志位容量根據CPU型號不同而不同。

特殊標志位（SM）用來存儲系統的狀態變量和有關控制信息，特殊標志位分為只讀區和可寫區，具體劃分隨CPU不同而不同。

（2）數據對象  數據對象包括定時器、計數器、高速計數器、累加器、模擬量輸入/輸出。

定時器類似于繼電器電路中的時間繼電器，但它的精度更高，定時精度分為lms，10ms和100ms三種，根據精度需要由編程者選用。定時器的數量根據CPU型號不同。

計數器的計數脈沖由外部輸入，計數脈沖的有效沿是輸入脈沖的上升沿或下降沿，計數的方式有累加1和累減1兩種方式。計數器的個數同各CPU的定時器個數。

高速計數器與一般計數器不同之處在于，計數脈沖頻率更高可達2kHz/7kHz，計數容量大，一般計數器為16位，而高速計數器為32位，一般計數器可讀可寫，而高速計數器一般只能作讀操作。

在S7-200CPU中有4個32位累加器，即AC0～AC3，用它可把參數傳給子程序或任何帶參數的指令和指令塊。此外，PLC在響應外部或內部的中斷請求而調用中斷程序時，累加器中的數據是不會丟失的，即PLC會將其中的內容壓入堆棧。因此，用戶在中斷程序中仍可使用這些累加器，待中斷程序執行完返回時，將自動從堆棧中彈出原先的內容，以恢復中斷前累加器的內容。但應注意，不能利用累加器作主程序和中斷子程序之間的參數傳遞。

模擬量輸入/輸出可實現模擬量的A/D和D/A轉換，而PLC所處理的是其中的數字量。

3．參數空間

用于存放有關PLC組態參數的區域，如保護口令、PLC站地址、停電記憶保持區、軟件濾波、強制操作的設定信息等，存貯器為EEPROM。