西門子S7-400SM421模塊

SIMATIC S7-400，數字輸入 SM 421，電位隔離 16 DE；UC 24 - 60V, 報警，診斷

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(SIEMENS)上海非俗工控自動化設備有限公司（西門子分銷商）

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西門子S7-400

產品應用

SIMATICS7-400是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。
　　模塊化及無風扇的設計，堅固耐用，容易擴展和廣泛的通訊能力，容易實現的分布式結構以及用戶友好的操作使SIMATICS7-400成為中、高檔性能控制領域中的理想解決方案。
　　SIMATICS7-400的應用領域包括：
　　通用機械工程
　　汽車工業
　　立體倉庫
　　機床與工具
　　過程控制

控制技術與儀表
　　紡織機械
　　包裝機械
　　控制設備制造
　　機械
　　S7-400系列PLC的功能逐步升級的多種級別的CPU，帶有各種用戶友好功能的種類齊全的功能模板，使用戶能夠構成的解決方案，滿足自動化的任務要求。 當控制任務變得更加復雜時，任何時候控制系統都可以逐步升級，而不多的添加額外的模板。

產品參數

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族功能***為強大的 PLC。它可以成功實現全集成自動化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個用于制造業和過程工業系統解決方案的自動化平臺，其主要特點是具有模塊化的結構并擁有性能儲備。

S7-400

• 中端到性能范圍內功能強大的 PLC

• 可滿足要求極為苛刻的任務的解決方案

• 全面的模塊和各種性能等級 CPU 可針對具體自動化任務進行調整

• 可實現分布式結構，適用十分靈活

• 連接方便

• ***優通信和聯網功能

• 操作方便，設計簡單，不含風扇

• 任務增加時可順利擴展

• 多重計算：
  多個 CPU 在一個 S7-400 *控制器中同時運行。
  多重計算功能可對 S7-400 的總體性能進行分配。例如，可將復雜的技術任務（如開環控制、計算或通信）進行拆分并分配給不同的 CPU。可以為每個 CPU 分配自己的 I/O。

• 模塊化：
  通過功能強大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口，可實現許多大量通信線路的高性能操作。例如，這樣可以擁有一條用于 HMI 和編程任務的通信線路、一條用于高性能等距運動控制組件的通信線路和一條“正常”I/O 現場總線。另外，還可以實現額外需要的與 MES/ERP 系統或 Internet 的連接。

• 工程組態和診斷：
  結合使用 SIMATIC 工程組態工具，可極為高效地對 S7-400 進行組態和編程，尤其對于采用高性能工程組件的廣泛自動化任務。為此，可以使用高級語言（如 SCL）以及用于順序控制、狀態圖和工藝圖的圖形化組態工具。

西門子PLC工作原理：

當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段。

輸入采樣

在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。

用戶程序執行

在用戶程序執行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。

即，在用戶程序執行過程中，只有輸入點在I/O映象區內的狀態和數據不會發生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態和數據都有可能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。

輸出刷新

當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。

同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執行的結果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結果有所區別。當然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區別了。

設計

數字量輸出模塊具有以下特性：

設計緊湊

堅固的塑料機殼里包括：

• 綠色 LED，用于指示輸出的信號狀態

• 紅色 LED 指示內部/外部故障，對于具有診斷能力的模板，還可以通過它指示其它故障（例如保熔斷，無負載電壓）。

• 插入到前連接器的標簽條（隨機提供）；可以單獨訂購封面膠片。

安裝簡單

只需將模板安裝在機架上并擰緊螺釘。

用戶友好的接線

通過插入式前連接器來對模塊接線。 *次插入時，模塊上的編碼元件與之嚙合，這樣該連接器以后只能插入相同電壓范圍的模塊。

更換模塊時，對于新的同類型模塊，可原封不動保持前連接器的接線狀態。

設計綜述 
S7-400自動化系統采用模塊化設計。它所具有的模板的擴展和配置功能使其能夠按照每個不同的需求靈活組合。 一個系統包括：電源模板，*處理單元(CPU)，各種信號模板(SM)，通訊模板(CP)，功能模板(FM)，接口模板(IM)，SIMATIC S5模板。

系統安裝 
簡單的設計系統使S7-400用途廣泛、靈活、適用性強。

擴展 
zui多有21個擴展單元(EU)都可以連接到*控制器(CC)；通過接口模板連接(IM)；集中式擴展；用EU進行分布式擴展；用ET 200進行遠程擴展。

功能

• 高速指令處理

• 用戶友好的參數設置

• 口令保護

• 系統功能

• 用戶友好的操作員控制和功能（HMI）已集成在SIMATIC的操作
  系統中

• CPU的診斷功能和自測試智能診斷系統連續地系統功能并記錄錯誤和系統的特殊事件。

• 模式選擇開關

通訊 
SIMATIC S7-400作為DP主站，可通過集成在SIMATIC S7-400 CPU上的PROFIBUS -DP接口（選件）

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