西門子SM422

SIMATIC S7-400，數(shù)字輸出 SM 422，電位隔離 16 個數(shù)字輸出；24V DC，2A

• SIMATIC S7-400

   

西門子S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。SIMATIC S7-400PLC的主要特色為：*的處理速度、*的通訊性能和的CPU資源裕量。

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(SIEMENS)上海非俗工控自動化設(shè)備有限公司（西門子分銷商）

顏家釗（銷售工程師）185 7050 2115 （24小時）

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400 CPU中的Local data設(shè)置不當(dāng)會導(dǎo)致什么問題？
回答：Local data顧名思義為本地數(shù)據(jù)，在西門子控制器中有一部分內(nèi)存空間被設(shè)置為L區(qū)間，它被用于控制器在運(yùn)行程序時存儲臨時數(shù)據(jù)。由于編寫FB/FC程序的需要和OB中調(diào)用功能塊結(jié)構(gòu)的不同，不同的OB由于調(diào)用不同的FB/FC，因此所需的Local data的大小各不相同（被調(diào)用的FB/FC將占用當(dāng)前調(diào)用他的OB塊的Local Data資源）。在控制器硬件組態(tài)中的CPU屬性設(shè)置中，Memory選項(xiàng)卡用于設(shè)置Local data的分配。如果相應(yīng)OB塊實(shí)際運(yùn)行所需的Local data大于硬件組態(tài)中所設(shè)置的Local Data大小，那么相應(yīng)的程序?qū)o法運(yùn)行，CPU將報告INTF錯誤，甚至更為嚴(yán)重的情況下CPU可能會停止運(yùn)行。但如果盲目將Local Data的分配設(shè)置過大，將會浪費(fèi)一部分寶貴的CPU內(nèi)存空間。
S7 300CPU中的Local data不可修改，每個優(yōu)先級固定設(shè)置為256 bytes，S7 400的Local data則可以人為修改。由此可以看出正確設(shè)置S7400 CPU的Local Data的大小非常重要。在控制器硬件組態(tài)中CPU屬性? Memory選項(xiàng)卡的Local Data區(qū)域用于設(shè)置基于優(yōu)先級的Local Data（如下圖所示）：

Pic1: Local Data的分配

在PCS7組態(tài)的項(xiàng)目中，在編譯CFC程序后，系統(tǒng)將會自動計算各OB塊所需的Local Data大小，可以通過交叉索引（Chart reference data ? Local data，如下圖所示）查詢到。

Pic2: Chart reference data ? Local data

而普通的由用戶采用Step7編程方式編寫的程序，程序功能塊及OB塊各自的調(diào)用結(jié)構(gòu)由用戶自行控制，需要在編寫完整個程序之后自行計算。
在手動計算Local Data時，需要獲取如下信息：
1. 各OB塊、FB塊、FC塊各自獨(dú)立運(yùn)行時所需的Local Data大小
可以通過如下方式查詢到：在Block文件夾中選擇相應(yīng)功能塊，右鍵 屬性? General - Part2中即可查看到，如下圖所示：

Pic3: 功能塊所需的Local Data

注：嵌套調(diào)用時，上一級功能塊將不會計算其嵌套調(diào)用的FB/FC所需的Local data大小；在上圖中將不會累加嵌套功能塊所需的Local data大小；

2. 整個程序的調(diào)用結(jié)構(gòu)（Call structure）
由于功能塊不會計算其嵌套調(diào)用的功能塊所需到Local data大小，因此為了后計算整個OB所需到Local Data，必須了解整個程序的調(diào)用結(jié)構(gòu)。打開任何一個功能塊，點(diǎn)擊左側(cè)的Call Structure即可查詢到，如下圖所示；

Pic4: 程序調(diào)用結(jié)構(gòu)

3. 當(dāng)前程序下所使用的所有OB的優(yōu)先級
由于CPU屬性設(shè)置中的Local Data分配基于優(yōu)先級進(jìn)行設(shè)置，因此需要查看所有當(dāng)前程序使用的OB塊的中斷優(yōu)先級，打開硬件組態(tài)中CPU屬性查看，如下圖所示；

Pic5: 查看OB的優(yōu)先級

獲得所有上述信息后，即可計算當(dāng)前程序所需的Local data大小。假設(shè)當(dāng)前項(xiàng)目下使用的功能塊及OB塊上述相關(guān)信息如下表所示：

OB的調(diào)用關(guān)系如上圖Pic4所示。根據(jù)調(diào)用結(jié)構(gòu)計算，單獨(dú)運(yùn)行各OB塊時所需的Local data如下：
OB1： OB1 + Max(Sum(FB1,FC1), FC1) ＝26＋Max(Sum(100,400), 400)＝526
OB35： OB35 + Sum(FB1,FC1) ＝26＋Sum(100,400)＝526
OB121： OB121＝20
OB122： OB122＝20
終CPU屬性中Local data的設(shè)置如下：
優(yōu)先級 1 所需Local Data大小至少為526 ＋ 20 ＋ 20 ＝ 566 bytes；
優(yōu)先級12所需的Local Data大小至少為526 ＋ 20 ＋ 20 ＝ 566 bytes；
注：為什么上述優(yōu)先級1和12中需要加入 兩個20呢，因?yàn)槌绦蜻\(yùn)行的任何位置都有可能會執(zhí)行OB121、OB122，所以需要加上OB121和OB122所需的本地數(shù)據(jù)。PCS7中（Pic2所示）進(jìn)行各優(yōu)先級所需Local data大小計算時已經(jīng)自動加入了這部分的大小。
具體的計算法則可以歸納為一下幾點(diǎn)：

1. 從內(nèi)往外，從低往高；
即：基于程序的調(diào)用結(jié)構(gòu)，從低層、內(nèi)層逐步往上、往外計算；
2. 同級取大，內(nèi)外求和；
即：程序調(diào)用結(jié)構(gòu)中，同層FB/FC中所需的Local data取各所需Local data中的大值；某一優(yōu)先級所需的Local Data大小取所有相同優(yōu)先級OB所需的Local Data的大值；上下調(diào)用層級各自所需Local Data需求和；
3. 結(jié)果疊加OB121（編程錯誤）、OB122（I/O讀取錯誤）；
即：終計算出的某優(yōu)先級所需的Local data大小需要疊加上OB121、OB122所需的Local data；

產(chǎn)品類型

SIMATIC S7-400 有多個型號：

• S7-400：
  中、性能的功能*的 PLC，具有模塊化結(jié)構(gòu)和免風(fēng)扇的設(shè)計。

• S7-400H：
  采用冗余設(shè)計的容錯自動化系統(tǒng)，適用于故障安全型應(yīng)用。

• S7-400F/FH：
  采用冗余設(shè)計的故障安全自動化系統(tǒng)，也具備高可用性。

S7-400

S7-400 自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。它擁有豐富的模塊，這些模塊可進(jìn)行各種組合。

系統(tǒng)包含下列組件：

• 電源模塊 (PS)：
  用于將 SIMATIC S7-400 連接到 120/230 V AC 或 24 V DC 電源電壓。

• CPU：
  配有集成 PROFIBUS DP 接口的不同 CPU 具有不同性能范圍。根據(jù)具體型號，這些 CPU 也可以帶有集成 PROFINET 接口。使用 PROFIBUS接口，***多可以連接 125 個PROFIBUS DP 從站。可以將***多 256 個 PROFINET IO 設(shè)備連接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可處理*型的配置。此外，在一個*控制器中的多重計算模式下，多個 CPU 可以協(xié)同工作以提高性能。這些 CPU 處理速度快且具有確定性響應(yīng)時間，可實(shí)現(xiàn)較短機(jī)器循環(huán)時間。

• 用于數(shù)字量 (DI/DO) 和模擬量 (AI/AO) 輸入/輸出的信號模塊 (SM)

• 通信處理器 (CP)，例如，用于總線連接和端到點(diǎn)連接

• 功能模塊 (FM)：
  用于完成計數(shù)、定位和凸輪控制等要求苛刻的任務(wù)的專業(yè)模塊。

根據(jù)具體要求，也可使用下列模塊：

• 接口模塊 (IM)：
  用于連接*控制器和擴(kuò)展單元。SIMATIC S7-400 的*控制器可帶有***多 21 個擴(kuò)展單元運(yùn)行。

• SIMATIC S5 模塊：
  在相關(guān) SIMATIC S5 擴(kuò)展單元中，可以尋址 SIMATIC S5-115U/-135U/-155U 的所有輸入/輸出模塊。此外，在 S5 EU 或者直接在 CC 中（使用適配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 IP 和 WF 模塊。

擴(kuò)展

若用戶需要在應(yīng)用中使用一個以上*控制器時，則可以對 S7-400 進(jìn)行擴(kuò)展：

• ***多 21 個擴(kuò)展單元：
  可將***多 21 個擴(kuò)展單元 (EU) 連接到*控制器 (CC)。

• 接口模塊 (IM) 的連接：
  通過發(fā)送和接收 IM 來連接 CC 和 EU。發(fā)送 IM 插到 CC 中，相關(guān)的接收 IM 插到下游 EU 中可將***多 6 個發(fā)送 IM 插到 CC 中（其中***多 2 個帶 5-V 電源），并可將***多 1 個 IM 插到 EU 中。每個發(fā)送 IM 均有 2 個接口，每個接口用于連接 1 條線路?？蓪?**多 4 個 EU（不帶 5-V 電源）或 1 個 EU（帶 5-V 電源）連接到發(fā)送 IM 的每個接口。

• 電源模塊的固定插槽：
  必須始終將電源模塊插在 CC 和 EU 中的***左側(cè)。

• 通過 C 總線進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換受限：
  通過 C 總線進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換只能在 CC 和 6 個 EU（EU 1 至 EU 6）之間進(jìn)行。

• 集中擴(kuò)展：
  建議用于小型配置和機(jī)器上的控制柜。也可以提供 5-V 電源。

   

  • CC 和***后一個 EU 之間的線路距離：1.5 m（帶 5 V 電源）、3 m（不帶 5 V 電源）。

• 通過 EU 進(jìn)行分布式擴(kuò)展：
  建議在面積很大工廠內(nèi)采用，其中，多個 EU 位于各個位置?？梢允褂?nbsp;S7-400 EU 或 SIMATIC S5 EU。

   

  • CC 和***后一個 EU 之間的線路距離：對于 S7 EU，約 100 m；對于 S5 EU 約 600 m。

• 注意 將 S5 擴(kuò)展單元分布式連接到：
  IM 463-2 可在 S7-400 的 CC 中使用，IM 314 在 S5 EU 中使用。

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