西門子PLC中央控制器CPU414-2         西門子PLC中央控制器CPU414-2

 
潯之漫智控技術（上海）有限公司 上海詩慕自動化設備有限公司
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 SIEMENS 可編程控制器
　　1、 SIMATIC S7 系列PLC、S7200、s71200、S7300、S7400、ET200
　　2、 邏輯控制模塊 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
　　3、 SITOP 系列直流電源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A
4、HMI  觸摸屏TD200 TD400C TP177,MP277 MP377
  SIEMENS 交、直流傳動裝置
　　1、 交流變頻器 MICROMASTER系列：MM、MM420、MM430、MM440、ECO
　　　　　　　　　MIDASTER系列：MDV
　　　　　　　　　6SE70系列（FC、VC、SC）
　　2、全數字直流調速裝置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70 系列
SIEMENS 數控 伺服
1、840D、802S/C、802SL、828D 801D ：6FC5210,6FC6247,6FC5357,6FC5211,6FC5200,6FC5510,
2、伺服驅動 ：  6SN1123,6SN1145,6SN1146,6SN1118,6SN1110,6SN1124,6SN1125,6SN1128

產品介紹：

Overview 
滿足中等規模要求中有較高要求的CPU 
可應用在對程序和處理速度又額外要求的應用中． 
CPU 414-3 PN/DP 中集成了 PROFINET 功能 
  Area of application 
CPU 414-2, CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 為中等性能要求中的高需求而設計． 他們可以滿足對程序容量和處理速度有較高要求的應用．

CPU 414-2 和 CPU 414-3　中內置 PROFIBUS DP 口，可以作為主站或從站直接連接到 PROFIBUS DP 現場總線。

使用 IF 964-DP 接口模板，還可將其他 DP 主站系統連接到 CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 上。

在使用 PROFINET-ASIC ERTEC 400 時，CPU 414-3 PN/DP 具有交換機功能。 它提供了可從外部接觸到的兩個 PROFINET 端口。 除分層網絡拓撲結構之外，還可以在新型 S7-400 控制器中創建總線形結構。

注意: 
只有 6ES7 964-2AA04-0AB0 接口子模塊才能使用。

  Design 
CPU 裝配有：

功能強大的處理器： 
CPU 執行每條二進制指令時間僅為 0.045μs 。 
CPU 414-2 : 1 MB RAM (其中，程序和數據各使用 512 KB); 
CPU 414-3: 2.8 MB RAM (其中，程序和數據各使用 1.4 MB); 
CPU 414-3 PN/DP: 2.8 MB RAM (其中，程序和數據各使用 1.4 MB); 
快速 RAM 用于執行部分用戶程序 
靈活擴展： 
 個數字量以及 81932 個模擬量輸入/輸出。 
MPI多點接口： 
通過 MPI，可將多 32 個站連成簡單網絡，數據傳輸速率高達 12 Mbit/s。CPU 可與通訊總線（C 總線）和 MPI 的站之間建立多 32 個連接。 
模式選擇開關： 
波動開關設計。 
診斷緩沖區： 
后的故障和中斷事件保存在一個環形緩沖器中，用于進行診斷。 可以對輸入數目進行設定。 
實時時鐘： 
日期和時間附加在 CPU 的診斷消息后面 
存儲卡: 
用于擴展內置的裝載存儲器。 存儲在裝載存儲器中的信息包括S7-400參數數據以及程序，因此需要2倍的存儲空間。 其結果是： 
內置的裝載存儲器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲卡。 可使用 RAM 和 FEPROM 卡。
PROFIBUS-DP 接口和組合的MPI/DP 接口： 
通過 PROFIBUS DP 主站接口，可以實現分布式自動化組態，從而提高了速度，便于使用。 對用戶來說,分布式I/O單元可作為一個集中式單元來處理(相同的組態、編址和編程). 
組合式配置： SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作為PROFIBUS主站符合EN 50 170規范。 
CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 還包括：

附加模塊插槽： 
可用IF 964-DP 接口子模板進行連接到PROFIBUS DP主站系統中。 
CPU 414-3 PN/DP 另外包括：

PROFINET 接口，帶 2 個端口（交換機）： 
PROFINET I/O，可連接 256 個 IO 設備 
PROFINET CBA 
  Functions 
塊保護： 
用戶程序使用密碼保護，可防止非法訪問。 
集成的 HMI 服務： 
用戶只能用HMI設備數據源地址和數據目標地址，此后系統將自動地進行數據傳輸。 
集成的通訊功能: 
PG/OP 通訊
共享數據通訊
S7 標準通訊
S7 通訊
CPU 414-3 PN/DP 其它：

在TCP/IP、UDP和ISO-on-TCP (RFC1006)上實現開放的通訊 
在基于組件的自動化 (CBA) 中實現分布式智能系統 (PROFINET) 
通過集成的 Web 服務器而獲得附加診斷功能 
通過網絡進行固件更新 
可以參數化的屬性 
可使用 STEP 7 工具“Hardware Configuration”對 S7-400（包括 CPU）的性能和響應進行編程，如：

MPI多點接口： 
站地址定義
啟動/循環行為
大循環時間和通訊負荷的規定
地址分配： 
I/O 模塊的編址 
保持范圍： 
定義保持性位存儲器、計數器、定時器和時鐘存儲器。 
過程映像、局部數據的大小 
診斷緩存區的長度 
保護級： 
程序和數據訪問授權的定義 
系統診斷： 
確定診斷信息的處理方法和范圍 
實時中斷: 
設定周期 
CPU 414-3 PN/DP 其它：

PROFINET Interface 
使用 NTP 規程對時間同步進行參數化 
信息指示功能 
狀態和錯誤指示燈： 
通過 LED 指示出內部和外部錯誤及運行狀態，如運行 (RUN)、停止 (STOP)、重新啟動 (Restart)、測試功能 (Test function) 等。 
測試功能： 
可使用編程設備顯示程序執行中的信號狀態，不考慮用戶程序而修改過程變量，讀取堆棧存儲器的內容，運行單獨程序步驟，并禁用程序組件。 
信息功能： 
可使用編程設備為用戶提供有關存儲器容量和 CPU 的工作模式，以及工作和負載存儲器的當前使用率等方面的信息。

哪些措施可以提高PLC系統的搞干擾性能

1、采用性能優良的電源，抑制電網引入的干擾

在PLC控制系統中，電源占有極重要的地位。電網干擾串入PLC控制系統主要通過PLC系統的供電電源（如CPU 電源、I/O電源等）、變送器供電電源和與PLC系統具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進入的?，F在，對于PLC系統供電的電源，一般都采用隔離性能較好電源，而對于變送器供電的電源和PLC系統有直接電氣連接的儀表的供電電源，并沒受到足夠的重視，雖然采取了一定的隔離措施，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布參數大，抑制干擾能力差，經電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以，對于變送器和共用信號儀表供電應選擇分布電容小、抑制帶大（如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術）的配電器，以減少PLC系統的干擾。

此外，位保證電網饋點不中斷，可采用在線式不間斷供電電源（UPS）供電，提高供電的安全可靠性。并且UPS還具有較強的干擾隔離性能，是一種PLC控制系統的理想電源。

2、電纜選擇的敖設

為了減少動力電纜輻射電磁干擾，尤其是變頻裝置饋電電纜。筆者在某工程中，采用了銅帶鎧裝屏蔽電力電纜，從而降低了動力線生產的電磁干擾，該工程投產后取得了滿意的效果。

不同類型的信號分別由不同電纜傳輸，信號電纜應按傳輸信號種類分層敖設，嚴禁用同一電纜的不同導線同時傳送動力電源和信號，避免信號線與動力電纜靠近平行敖設，以減少電磁干擾。

3、 硬件濾波及軟件抗如果措施

由于電磁干擾的復雜性，要根本消除迎接干擾影響是不可能的，因此在PLC控制系統的軟件設計和組態時，還應在軟件方面進行抗干擾處理，進一步提高系統的可靠性。常用的一些措施：數字濾波和工頻整形采樣，可有效消除周期性干擾；定時校正參考點電位，并采用動態零點，可有效防止電位漂移；采用信息冗余技術，設計相應的軟件標志位；采用間接跳轉，設置軟件陷阱等提高軟件結構可靠性。

信號在接入計算機前，在信號線與地間并接電容，以減少共模干擾；在信號兩極間加裝濾波器可減少差模干擾。

對干較低信噪比的模擬量信號．常因現場瞬時干擾而產生較大波動，若僅用瞬時采樣植進行控制計算會產生較大誤差，為此可采用數字濾波方法。

  現場模擬量信號經A／D轉換后變成離散的數字信號，然后將形成的數據按時間序列存入PLC內存。再利用數字濾波程序對其進行處理，濾去噪聲部分獲得單純信號， 可對輸入信號用m次采樣值的平均值來代替當前值，但井不是通常的每采樣。次求一次平均值，而是每采樣一次就與近的m－l次歷史采樣值相加，此方法反應速度快，具有很好的實時性，輸入信號經過處理后用干信號顯示或回路調節，有效地抑制了噪聲干擾。

由干工業環境惡劣，干擾信號較多， I／ O信號傳送距離較長，常常會使傳送的信號有誤。為提高系統運行的可靠性，使PLC在信號出錯倩況下能及時發現錯誤，并能排除錯誤的影響繼續工作，在程序編制中可采用軟件容錯技術。