西門子CPU312可編程控制器

SIEMENS潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司
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IEMENS冗余PA總線使用入門

從PCS 7 V7.0開(kāi)始，SIEMENS支持冗余的PROFIBUS PA總線，基本的設(shè)備需要DP/PA 連接器和DP/PA 耦合器。
DP/PA 連接器包含一個(gè)或兩個(gè) IM 153-2 接口模塊，以及通過(guò)無(wú)源總線耦合器或總線模塊
相互連接的一到五個(gè) DP/PA 耦合器。DP/PA 連接器在 PROFIBUS DP 主站系統(tǒng)到 PROFIBUS PA 之間形成了網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換。在此種情況下，通過(guò) IM 153-2，兩個(gè)總線系統(tǒng)在物理（電氣）上以及協(xié)議和時(shí)間方面互不影響。通過(guò)使用兩個(gè) IM 153-2 接口模塊，可將整個(gè)下級(jí) PROFIBUS PA 主站系統(tǒng)作為切換式外設(shè)連接至 S7-400H 的冗余 DP 主站系統(tǒng)。為此，始終使用總線模塊來(lái)執(zhí)行安裝。
具有診斷功能的 DP/PA 耦合器 FDC 157-0 是從 PROFIBUS DP 到 PROFIBUS PA 的過(guò)
渡，其上連接有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。使用 DP/PA 耦合器對(duì)和現(xiàn)場(chǎng)分配器，可以兩種不同的方式在等電位連接線上啟用冗余運(yùn)行：
• 使用有源現(xiàn)場(chǎng)分配器（AFD）啟用環(huán)型冗余
• 使用有源現(xiàn)場(chǎng)分離器（AFS）啟用耦合器冗余

本文主要講述了這兩種冗余方式的如何使用及入門指南。

西門子可編程控制器CPU312C西門子可編程控制器CPU312C

*、環(huán)型冗余
如果系統(tǒng)配置成環(huán)型冗余，就必須使用有源現(xiàn)場(chǎng)分配器（AFD）。有源現(xiàn)場(chǎng)分配器（AFD）與 2 個(gè) DP/PA 耦合器 FDC 157-0 配合使用可以環(huán)型冗余方式運(yùn)行。在此種情況下，連接 2 個(gè) DP/PA 耦合器和 PA 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備時(shí)，zui多可以使用 8 個(gè)有源現(xiàn)場(chǎng)分配器（AFD）。您zui多可以將 4 個(gè) PA 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接至一個(gè)有源現(xiàn)場(chǎng)分配器（AFD）。等電位連接線上的 PA 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的總數(shù)為 31，zui大電流限制為 1 A。
使用有源現(xiàn)場(chǎng)分配器（AFD）的主要功能：

PROFIBUS PA 的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接
自動(dòng)總線終端
隔離有缺陷的 PA 區(qū)段
修復(fù)故障后連接隔離的 PA 區(qū)段
運(yùn)行期間擴(kuò)展 PA 區(qū)段

有源現(xiàn)場(chǎng)分配器（AFD）的主要特點(diǎn)：

PA 主線使用 2 個(gè)電纜入口壓蓋
4 個(gè) PA 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備使用 4 個(gè)電纜入口壓蓋
通過(guò)籠式彈簧方法連接 PROFIBUS PA 主線和 PA 支線
反極性保護(hù)連接
通過(guò) LED 診斷
通過(guò) PA 總線供電
擰緊底層上的入口壓蓋，或者在裝配導(dǎo)軌上安裝適配器
防護(hù)等級(jí) IP66
外部接地端子
以下以在PCS 7系統(tǒng)中在SIMATIC H系統(tǒng)中組態(tài)環(huán)型PA冗余為例（如下圖）。

CARD NECESSARY‘CPU具有很高的處理性能，大容量程序存儲(chǔ)器和程序框架 用于系列機(jī)器、機(jī)器以及工廠中的跨領(lǐng)域自動(dòng)化任務(wù) 與集中式I/O和分布式I/O一起，可用作生產(chǎn)線上的*控制器 PROFINETI/O控制器，用于在PROFINET上運(yùn)行分布式I/O 用于連接 CPU 作為 SIMATIC 或 非西門子 PROFINET I/O 控制器下的 PROFINET 設(shè)備的 PRIFINET 智能設(shè)備 用于 2 端機(jī)的 PROFINET 接口 PRIFIBUS 或 PROFINET 上的等時(shí)同步模式 集成 Web 服務(wù)器，帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點(diǎn)的選項(xiàng) 在基于組件的自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)(PROFINET) PROFINET 代理，用于基于部件的自動(dòng)化（CBA）中的 PROFIBUS DP 智能設(shè)備 可以選用SIMATIC工程工具 CPU 319-3 PN/DP是快速的S7-300 CPU,具有大容量程序存儲(chǔ)器.除了用于集中式I/O外，還可用于分布式自動(dòng)化結(jié)構(gòu)中。例如，用于生產(chǎn)線上的集中控制器或具有高速處理的機(jī)床控制器。 其程序框架特別適用于使用SIMATIC工程工具，例如： 用SCL編程 用 S7-GRAPH 進(jìn)行順序控制編程 因此，該CPU特別適用于通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)功能任務(wù)，例如： 用Easy Motion Control實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制 用STEP 7塊或標(biāo)準(zhǔn)／模塊化PID控制實(shí)時(shí)軟件解決閉環(huán)控制任務(wù) 通過(guò)使用 SIMATIC S7-PDIAG 加強(qiáng)過(guò)程診斷能力。 通過(guò)CPU內(nèi)置的通訊設(shè)備，無(wú)需其它組件即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化解決方案． Design CPU 319-3 PN/DP 裝配有： 通過(guò)附加的ERTEC 400 ASIC實(shí)現(xiàn)多處理器系統(tǒng)，滿足PROFINET通訊 *的處理性能和通訊性能 2 MB RAM(可存儲(chǔ)約 680 K 條指令)；通過(guò)擴(kuò)展RAM執(zhí)行用戶程序，可以顯著提高用戶程序的空間。作為程序裝載存儲(chǔ)器的微型存儲(chǔ)卡（大為 8 MB）也允許將可以項(xiàng)目（包括符號(hào)和注釋）保存在 CPU 中。裝載存儲(chǔ)器還可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理。 靈活的擴(kuò)展能力;多達(dá) 32 個(gè)模塊，（4排結(jié)構(gòu)） MPI/DP 組合接口；第1個(gè)內(nèi)置 DP 接口可以多同時(shí)建立 32 個(gè)與 S7-300/400 或與 PG、PC、OP 的連接。在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個(gè)連接。MPI 可以通過(guò)“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”與多32個(gè)CPU組建簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)。該接口可從MPI接口重新設(shè)置為DP接口。PROFIBUS DP 接口:全面支持 PROFIBUS DP V1 標(biāo)準(zhǔn)。這將增加 DP V1 標(biāo)準(zhǔn)從站在診斷和參數(shù)賦值能力的范圍。 DP 接口；第2個(gè)內(nèi)置 DP 接口可以多同時(shí)建立 32 個(gè)與 S7-300/400 或與 PG、PC、OP 的連接。在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個(gè)連接。DP接口可作為DP主站或DP從站使用。在該接口上，PROFIBUS DP從站可在等時(shí)模式下運(yùn)行．全面支持 PROFIBUS DP V1 標(biāo)準(zhǔn)。這將增加 DP V1 標(biāo)準(zhǔn)從站在診斷和參數(shù)賦值能力的范圍。 以太網(wǎng)接口；CPU 319-3 PN/DP 的第 3 個(gè)集成接口是一個(gè)基于以太網(wǎng) TCP/IP 的 PROFINET 接口，帶有雙端機(jī)。它支持下列協(xié)議： S7通訊用于在SIMATIC控制器間進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊 PG/OP 通訊，用于通過(guò) STEP 7 進(jìn)行編程、調(diào)試和診斷 與HMI和SCADA連接的PG/OP通訊 在PROFINET上實(shí)現(xiàn)開(kāi)放的TCP/IP、UDP和ISO-on-TCP (RFC1006)通訊 SIMATIC NET OPC-Server用于與其它控制器以及CPU自帶的I/O設(shè)備進(jìn)行通訊
用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。
可應(yīng)用在高可用性的 S7-400H 系統(tǒng)中
可與故障安全 S7-400F/FH 系統(tǒng)中 F 運(yùn)行*與 F 兼容 CPU 一起使用。
帶有內(nèi)置的 PROFIBUS DP 主站接口
帶兩個(gè)用于 Sync 模塊的插槽
CPU 414–5H 是用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH 的 CPU。它允許配置為一個(gè)容錯(cuò)的 S7-400H 系統(tǒng)。它可與 F 運(yùn)行*一起用于故障安全 S7-400®F/FH 自動(dòng)化系統(tǒng)。內(nèi)置的PROFIBUS-DP接口使它能夠作為主站或從站直接連接到PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線。

CPU 414-5H 擁有：

功能強(qiáng)大的處理器： 
CPU 處理每條二進(jìn)制指令的時(shí)間小于 18.75 ns。
4 MB 主存儲(chǔ)器（2 MB 用于程序，2 MB 用于數(shù)據(jù)）；
裝載存儲(chǔ)器用于存放 S7-400H F/FH 自動(dòng)化系統(tǒng)的用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)；高速主存儲(chǔ)器用于存放與過(guò)程相關(guān)的用戶程序的子程序
存儲(chǔ)卡： 
用于擴(kuò)展內(nèi)置裝載存儲(chǔ)器。 除程序本身之外，裝載存儲(chǔ)器中所含的信息還包括 S7-400H F/FH 的組態(tài)數(shù)據(jù)，這就是要在存儲(chǔ)器中占據(jù)雙倍空間的原因。 其結(jié)果是：
內(nèi)置的裝載存儲(chǔ)器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲(chǔ)卡。 
提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在斷開(kāi)電源時(shí)保存數(shù)據(jù)）。
靈活的擴(kuò)展選件： 
多達(dá) 131,072 點(diǎn)數(shù)字量和 81,932 點(diǎn)模擬量輸入/輸出。
MPI 多點(diǎn)接口： 
MPI 可用來(lái)建立一個(gè) 32 個(gè)節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以與通信總線（C 總線）上的節(jié)點(diǎn)和 MPI 上的節(jié)點(diǎn)建立zui多 64 個(gè)連接。 
注：