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上海腾桦电气设备有限公司
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上海腾桦电气设备有限公司，成立于2018年3月，注册500万，是一家从事技术设备销售的公司。主要从事工业自动化产品销售和系统集成的高新技术企业
长期与德国SIMATIC（西门子）.瑞士ABB.美国罗克韦尔（AB).法国施耐德.美国霍尼韦尔.美国艾默生合作。
公司有专业的技术团队，销售团队，公司成员150于人.为客户提供专业的技术支持，产品资料，售后。
在工控领域，公司以精益求精的经营理念，从产品、方案到，致力于塑造一个“行业专家”品牌，以实现可持续的发展。
数字量输入模块可记录设备中的 24 V DC 或 230 V AC 信号，并将它们传送到控制器。可以连接开关以及 2 线制、3 线制或 4 线制接近开关。
35 mm 宽的输入模块具有可设定的参数和诊断功能，因此可根据相应过程要求进行灵活调整。
25 mm 宽的低成本模块没有可设定的参数或诊断功能，可极为方便地集成到工程系统中。建议将它们在只需要很少输入通道的位置使用，或在必须在十分有限的空间内部署大量通道的情况下使用。
根据需要，可在一个站中并排使用两种模块。由于具有统一特性并采用共同的系统附件，处理十分方便。
提供了以下宽度为 35 mm 的数字量输入模块：
-
DI 16x24VDC HF；
16 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；一个电压组；输入延迟 0.05 ... 20 ms；输入类型 3 (IEC 61131)；可设置诊断和硬件中断 -
DI 32x24VDC HF;
32 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；两个电压组；输入延迟 0.05 ... 20 ms；输入类型 3 (IEC 61131)；可设置诊断和硬件中断 -
DI 16x24VDC SRC BA;
16 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；低电平有效；一个电压组；固定输入延迟 3.2 ms；输入类型 3 (IEC 61131) -
DI 16x230VAC BA;
16 通道数字量输入模块，用于记录 230 V DC 信号；低电平有效；一个电压组；固定输入延迟 20 ms；输入类型 1 (IEC 61131)
提供了以下宽度为 25 mm 的数字量输入模块：
-
DI 16x24VDC BA;
16 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；漏型输入；一个电压组；固定输入延迟 3.2 ms；输入类型 3 (IEC 61131) -
DI 32x24VDC BA;
32 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；漏型输入；一个电压组；固定输入延迟 3.2 ms；输入类型 3 (IEC 61131) -
- 用一个螺丝安装在 S7-1500 安装导轨上
- 35 mm 模块 采用螺钉型端子或推入式端子的标准化 40 针前连接器（不能用于 25 mm 模块）
- 25 mm 模块 采用推入式端子的标准化 40 针前连接器（不能用于 35 mm 模块）
- 标准化、协调型前连接器针脚分配，更便于接线
- 可连接芯线截面积0.25 mm2 至 1.5 mm2（AWG24 至 16）
- 集成式电压桥接件，用于灵活形成电压组(仅 35 mm 模块)
- 前连接器的预接线位置
- 前盖带有可扩充的电缆室，即使完全接线时也如此
-
模块正面的清晰标签
- 模块类型
- 订货号
- 硬件和固件型号
- 通道编号标签
- 电缆连接图
含在供货范围之内：
- 用于手工贴标签的一个标签条
- 一个 U 型连接器
- 印制有文字的前门
- 前连接器（(仅 25 mm 模块）
S7-400F/FH 满足下列安全要求：
- 等级需求：AK 1 to AK 6 to DIN V 19250/DIN V VDE 0801
- 安全要求等级：SIL 1 to SIL 3 to IEC 61508
- 等级 1 to 4 to EN 954-1
运行模式
CPU的F程序和故障安全信号模板中包含有S7-400F/FH的安全功能。
使用差异分析和测试信号，信号模板可以监视输出和输入信号。
CPU通过常规的自检、监测和逻辑命令以及程序定时检测，检查运行的正确性。 此外，通过申请信号进行检测。
当系统诊断出一个故障时，系统将进入安全状态。
F 运行版授权
CPU 417-4H必须装在F运行授权才能运行S7-400F/FH。每个 S7-400F/FH 系统需要 1 个授权。
编程
S7-400F/FH 的编程方法同其他 SIMATIC S7 编程方法相同。 通过诸如STEP 7编程工具编写非故障安全用户程序。
S7 F 系统选件包
"S7 F Systems" 软件包用来编写故障安全程序。 软件包包含生成F程序所需的所有功能和部件。 S7 F系统运行必须将下列软件包装载到PG或PC：
- STEP 7 V5.1 以上
- CFC V5.23 或新版本
- S7-SCL V5.1 SP 1 或新版本
- S7 H Systems Version 5.1 (S7-400FH的选件)
特殊功能块通过CFC从F库中进行调用，并为包含安全功能的F程序互连。
- 10 种不同 CPU，用于 S7-400
- 4 种 CPU，用于 S7-400H 和 S7-400F/FH
- 3 个故障安全 CPU，可用于 S7-400F
- 具有不同的性能等级，满足不同的应用领域
西门子S7-200 CPU的类型
从CPU模块的功能来看，SIMATIC S7-200系列小型PLC发展至今，大致经历了两代：
第一代产品，其CPU模块为CPU 21X，主机都可进行扩展，它具有四种不同配置的CPU单元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216，本书不介绍该产品。
第二代产品，其CPU模块为CPU 22X，主机都可进行扩展，它具有五种不同配置的CPU单元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226和CPU226XM，除CPU 221之外，其它都可加扩展模块，是目前小型PLC的主流产品。本书将介绍CPU22X系列产品。
对于每个型号，西门子厂家都提供有产品货号，根据产品货号可以购买到指定类型的PLC。
S7-400
大量功能可支持用户对 S7-400 进行编程、调试和维护：
- 高速指令执行。
- 用户友好的参数分配
-
人机界面：
S7-400 的操作系统中集成了用户友好的 OCM 。 -
诊断功能和自检：
CPU 的智能诊断系统可连续检查系统功能并记录错误和特定系统事件。 - 密码保护。
- 模式选择开关
- 系统功能
SIMATIC S7-400 符合以下国内和国际标准：
- CE 标志
- UL
- CSA 或 cULus
- FM
- ATEX
- C-Tick、EMC 标记，适用于澳大利亚和新西兰
- IEC 61131-2
-
船级社的船用
- ABS（美国船级社）
- BV（法国船级社）
- DNV（挪威船级社）
- GL（德国劳氏船级社）
- LRS（英国劳氏船级社）
- Class NK（日本船级社）
有关详细信息，请参见手册《S7-400 自动化系统 S7-400 模块技术规格》。
设计
S7-400 系统可方便地构建为模块化系统。S7-400 的突出特点是不带风扇，运行可靠，支持信号模块的热插拔。
S7-400 设计简洁，使用灵活，操作极为方便：
- 模块安装十分简单。
- 背板总线集成在安装机架中。
- 模块更换简单，不会将模块相互混淆
- 成熟可靠的连接技术
-
TOP Connect 连接方式：
通过 1 芯到 3 芯接头和螺钉型或弹簧型端子进行预接线。 -
规定的安装深度：
所有接头和连接器都应该嵌入到模块内并通过盖板来保护。 - 小限度的插槽规则
通信
CPU 和通信处理器支持以下通信类型：
-
过程通信；
通过总线（AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET）对 I/O 模块进行循环寻址（交换过程映像）。从循环执行级调用过程通信 -
数据通信；
在自动化系统之间或 HMI 与多个自动化系统之间
进行数据交换。数据通信可循环进行，或在发生特定事件时通过块从用户程序调用。
数据通信
SIMATIC S7-400 拥有不同的数据通信机制：
- 通过全局数据通信 (GD) 实现联网的 CPU 之间的数据包循环交换。
- 通过通信功能进行事件驱动型通信。
通过 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 实现网络连接。
全局数据 (GD)
通过 MPI 以及“全局数据通信”，联网的 CPU 可以相互循环交换数据（多可达 16 个 GD 数据包，每个循环的大 GD 数据包大小为 64 字节）。例如，CPU 可以访问另一个 CPU 的数据/位存储器/过程映像。若网络上连接有 S7-300，则数据交换限制为大 22 字节。全局数据通信可通过 MPI 来实现。可使用 STEP 7 来执行组态。在分段式 CR2 安装机架中，两个 CPU 可以使用 GD 并通过 C 总线通信。
通信功能
通过系统内集成的块，可以建立与 S7/C7 伙伴之间的通信。
这些包括：
- 通过 MPI 和 PROFIBUS S7 进行的 S7 通信。
- 通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网进行的 S7 通信。
通过可加载的块，可以建立与 S5 通信伙伴和西门子设备之间的通信。
这些包括：
- 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的 S5 兼容通信。
- 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的标准通信（通过 PROFIBUS/工业以太网进行的开放式用户通信）。
与全局数据不同的是，必须建立通信连接才能实现通信功能。
集成到 IT 环境中
通过 S7-400，可方便地将现代 IT 环境与自动化环境链接。使用插入式 CP 443-1 Advanced，可以实现下列功能：
- 使用任何 HTML 工具创建自己的 Web 页面。方便地将 S7-400 的过程变量分配给 HTML 对象。
- 使用标准浏览器并通过这些 Web 页面监控 S7-400。
- 通过 FC 调用，从S7-400 的用户程序发送电子邮件。
- 由于 TCP/IP 具有的 WAN 特性，可进行远程编程，甚至可通过电话网（如ISDN）。
带有 PROFINET 接口的 S7-400-H CPU 配有集成式 Web 器。因此，可以使用标准 Web 浏览器读出 S7-400 站的信息：
- CPU 常规信息
- 诊断缓冲区的内容
- 变量表
- 变量状态
- 模块状态
- 消息
- 有关工业以太网的信息
- OUC 连接诊断
- PROFINET 节点拓扑
- 通过用户定义的 Web 页面显示过程数据和用户数据
可通过使用用户权限并支持 HTTPS 协议在 Web 器内提供安全机制。
等时同步模式
通过等时同步模式系统功能，可通过连接到等时同步 PROFIBUS 和 PROFINET 的循环，以实现：
- 分布式信号采集
- 信号传输
- 程序执行
创建自动化解决方案，以恒定间隔时间（恒定总线周期时间）来捕捉并处理输入和输出信号。同时创建一致的部分过程图像。
借助于恒定总线周期时间和分布式 I/O 同步信号处理，S7-400 可确保精确重现定义的的过程响应时间。
提供了大量支持等时同步模式系统功能的组件，可用来处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域内的要求苛刻的任务。
在分布式自动化解决方案中，SIMATIC S7-400 还将开辟高速处理操作的重要领用领域，并可实现高精度和可重现性。这意味着可在提供佳且恒定的质量的同时提高产量。
在运行模式下更改硬件组态（运行时组态，CiR）
通过 SIMATIC S7-400，在工厂运转期间可以实现硬件组态的更改，不会影响生产的进行。选项包括：
- 增加分布式 I/O 节点（PROFIBUS DP 或 PA 从站）
- 在 ET 200M I/O 系统中增加模块并重新设置参数。
CiR（即运行时组态）功能可在设备运行期间实现设备扩展和转换，从而降低设备调试和重新装备的时间。此外，通过该系统功能，还可以灵活响应工艺的变化（例如，工艺的），因为不必因硬件组态发生改变而将设备初始化或同步。
模块的诊断和过程监控
SIMATIC S7-400 的众多输入/输出模块具有智能功能：
- 监控信号采集（诊断）
- 监控来自过程的信号（硬件中断）
诊断
智能诊断系统可用来确定模块的信号采集（对于数字量模块）或者模拟量处理（对于模拟量模块）是否正常工作。在诊断分析中，必须区分可参数化和不可参数化的诊断消息：
-
可参数化的诊断消息：
仅当通过适当参数设置启用之后，才会发送诊断消息。 -
不可参数化的诊断消息：
这些消息是自动发送的，即与参数设置无关。
如果某个诊断消息处于激活状态（例如，“无传感器输入”），则该模块会触发一个诊断中断（如果已为该诊断消息设置了参数，则仅在相应的参数设置之后才会触发中断）。CPU 将中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关诊断中断块 (OB 82)。通过硬件中断可以监控过程信号，并且可以触发对信号变化的响应。
根据模块类型的不同，提供了各种不同诊断消息：
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数字量输入/输出模块 |
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诊断消息 |
可能的故障原因 |
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无传感器电源 |
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无外部辅助电压 |
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无内部辅助电压 |
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熔断器烧断 |
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模块中的参数不正确 |
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时间看门够脱落 |
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EPROM 故障 |
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RAM 故障 |
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硬件中断丢失 |
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模拟量输入模块 |
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诊断消息 |
可能的故障原因 |
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无外部负载电压 |
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组态/参数设置错误 |
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共模错误 |
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断线 |
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低于量程下限 |
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高于量程上限 |
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模拟量输出模块 |
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诊断消息 |
可能的故障原因 |
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无外部负载电压 |
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组态/参数设置错误 |
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对 M 短路 |
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断线 |
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硬件中断
可以监控过程信号，并且可通过过程中断触发对信号变化的响应。
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数字量输入模块：
根据具体参数设置，该模块可在信号状态变化的上升沿、下降沿或上升沿和下降沿上为每个通道组触发硬件中断。CPU 中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关过程中断块（例如，OB 40）。信号模块可以每个通道缓冲一个中断。 -
模拟量输入模块：
通过设置上限值和下限值，可以定义工作范围。模块将数字化测量值与这些限值进行比较。若测量值违反其中任何一个限值，就会触发硬件中断。CPU 中断用户程序或低优先级任务的处理，并处理相关过程中断块（例如，OB 40）。若限值高于/低于过量程/欠量程值，则不进行进行比较。
S7-400H
容错通信
进行高可用性通信时，SIMATIC 将提供以下功能：
-
更高可用性：
发生故障时，通信可通过多 4 个冗余连接继续进行。 -
操作简便；
高可用性对用户来说并不是透明的。可以并经过任何改动而采用标准通信的用户程序。冗余功能仅在参数设置阶段进行定义。
S7-400H（冗余和非冗余配置）和 PC 目前支持容错通信。在 PC 上，需要安装 Redconnect 程序包（参见“SIMATIC NET 通信系统”）。
根据具体可用性要求，可使用不同组态选项：
- 单一总线或冗余总线。
- 总线型拓扑或环型拓扑总线。
操作模式
CPU 417-5H/416-5H/414-5H/412-5H 的操作系统可自主执行 S7-400H 的所有必要额外功能：
- 数据交换
- 故障响应（故障转移至备用设备）
- 两个子单元的同步
- 自检
冗余原理
S7-400H 按“热备份”模式下的主动冗余原理工作（发生故障时执行无反应的自动切换）。根据该原理，在无故障运行期间，两个子单元都处于激活状态。发生故障时，未发生故障的设备独自接管过程控制。
为确保平稳接管，必须通过中央控制器链路实现高速、可靠的数据交换。
在故障转移期间，设备会自动保留：
- 相同的用户程序
- 相同的数据块
- 相同的过程映像内容
- 相同的内部数据，如定时器、计数器、位存储器等
这意味着，这两个设备始终保持在新状态，并且可以在出现故障时独立地继续执行控制。
采用冗余 I/O 操作时，这会带来以下结果：
- 在无故障的运行期间，两个模块均处于激活状态，例如在采用冗余输入时，将通过两个模块读取共用传感器（也可以是两个传感器）的信号，对结果进行比较并提供给用户以作为用于进一步处理的统一值。采用冗余输出时，由用户程序计算的值通过两个模块进行输出。
- 发生故障时（例如，两个输入模块之一出现故障），不再对有故障的模块寻址，发生故障信号，仅未受影响的模块继续运行。在线进行修复之后，将再次对两个模块寻址。
同步
为了实现无反应切换，需要对两个子单元进行同步。
S7-400H 遵循“时间驱动的同步”工作原理。
每当子单元中发生可能导致不同内部状态的事件时，都会执行同步操作，例如在发生以下事件时：
- 直接访问 I/O
- 中断、报警
- 更新用户时间
- 通过通信功能修改数据
同步是通过操作系统自动进行的，可在编程阶段将其忽略。
自检
S7-400H 可执行大量自检。自检涉及以下方面：
- 中央控制器的连接
- 中央处理单元
- 处理器/ASIC
- 存储器
报告每个检测到的故障。
启动时自检
启动时，每个子单元都会完整执行全部自检功能。
循环操作期间的自检
完整的自检分布在多个循环中。每个循环仅执行一小部分自检，因此，实际控制器所承受的负荷不是很大。
组态、编程
S7-400H 的编程与 S7-400 类似。所有可用的 STEP 7 功能都可以使用。
对 S7-400H 编程需要使用 STEP 7 V5.2。
I/O 模块的组态
硬件组态时，用户必须通过 HW Config 指定相互形成冗余的模块。只需指定要在冗余模式下运行的模块以及要作为“冗余伙伴”的第二个模块。在用户程序中，应访问具有低地址的模块。第二个地址不向用户显示，并且含有冗余和非冗余 I/O 的控制部分的编程完全相同。与非冗余 I/O 之间的差别是块库中的两个函数块（RED_IN 和 RED_OUT），需要在用户程序的开始处和结束处调用这两个函数块。
在 STEP 7 V5.3 或更高版本中，该库已作为标准库集成到 STEP 7 中。
S7-400H
S7-400F/FH 满足下列安全要求：
- 要求等级 AK 1 至 AK 6，根据 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
- 安全要求等级 SIL 1 至 SIL 3，根据 IEC 61508
- Cat1 至 Cat4，根据 EN 954-1
操作模式
S7-400F/FH 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中，并包含在故障安全信号模块中。
信号模块通过差异分析和测试信号注入来监控输出和输入信号。
通过定期自检、命令测试以及按时间顺序执行的逻辑程序执行检查，CPU 可检查控制器的运行是否正常。此外，通过状态监视 (sign-of-life) 请求，还可以检查 I/O 状况。
若在系统中诊断出故障，则将系统切换到安全状态。
F-Runtime 许可证
必须将 F-Runtime 许可证加载到 CPU 上以运行 S7-400F/FH。每个 S7-400F/FH 都需要一份许可证。
编程
S7-400F/FH 的编程方式与其它 SIMATIC S7 系统的编程方式相同。非故障安全工厂部分的用户程序可用成熟可靠的编程工具（如 STEP 7）来创建。
S7 F Systems 可选软件包
编程安全相关的程序段时，需要使用可选软件包“S7 F Systems”。该软件中包括创建 F 程序所需的全部函数和块。
对于包含安全功能的 F 程序，可使用 CFC 调用来 F 库中的专用函数块并进行互连。使用 CFC 可以简化工厂的组态和编程工作，由于工厂范围内具有统一的表示形式，也将简了验收测试。无需使用额外工具，程序员就可以完全专注于安全相关应用程序。
Monitor V6.2带50个客户机
功能模块使 CPU 减轻了计数、定位和控制等工作负荷
模板的种类
- 计数器模块
- 用于快速移动以及爬行速度驱动的定位模块
- 用于步进电机的定位模块
- 用于伺服电机的定位模块
- 定位和连续路径控制模块
- SSI 位置检测模块
- 电子凸轮控制器
- 高速布尔处理器
- 控制模板
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功能模块 |
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计数 |
FM 350-1计数器模块 |
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FM 350-2计数器模块 |
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定位 |
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FM 351 定位模块 |
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FM 353 定位模块 |
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FM 354 定位模块 |
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位置和路径控制 |
FM 357-2 定位和路径控制模块1) |
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SSI 位置检测 |
SM 338 POS 输入模板 |
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电子凸轮控制 |
FM 352 电子凸轮控制器 |
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高速逻辑运算 |
FM 352-5 高速布尔处理器 |
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Controlling 组件 |
FM 355 控制器模板 |
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FM 355-2 温度控制模块 |
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称重和比例控制 |
SIWAREX |
CPU 1515-2 PN 是具有容量程序及数据存储器的 CPU，适用于除集中式 I/O 外还包含分布式自动化结构的应用中十分苛刻。 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系统（PROFINET 智能设备）。集成式 PROFINET IO IRT 接口设计为 2-端口交换机以便在系统中设立总线型拓扑。附加的集成 PROFINET 接口，具有单独的 IP 地址，可用于网络分离等。另外，CPU 还提供全面的控制功能，并能够通过标准化的 PLC-open 块连接变频器。
The CPU 1515-2 PN 有:
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功能强大的处理器：
该 CPU 的单条二进制命令的命令执行时间可低至 30 ns。 -
大容量工作存储器：
500 KB，用于程序；3 MB，用于数据 -
采用 SIMATIC 存储卡作为加装存储器；
允许实现例如数据日志和归档等其它功能 -
灵活的扩展功能：
单层组态多可支持 32 个模块（CPU + 31 个模块） -
显示器的功能为：
- 显示概览信息，例如，集成接口的 IP 地址、站名称、别名称、位置名称等。
- 诊断信息显示
- 模块信息显示
- 显示器设置显示
- 显示可由用户定义的徽标
- IP 地址设置
- 日期和时间设置
- 选择操作模式
- 复位 CPU 至出厂设置
- 禁用/启用显示屏
- 启用保护级别
- PROFINET IO IRT 接口用于通过 PROFINET 进行分布式 I/O 连接
- PROFINET 接口用于网络分离
SINAMICSG130 变频器
SINAMICSG130 变频器是一种变频装置，可以非常灵活地与相关选件组合，集成到客户机柜中或直接集成到机器设备内。通过丰富的电气选件实现传动系统的，从而满足客户的特定要求。配置和调试工作也因预定义的接口和参数而被大大简化。 特点： ? 采用了新半导体技术的 IGBT 和革新的冷却方式，因而结构非常紧凑，运行异常安静。 ? 因所有可更换部件的设计均基于方便接近、快速更换的原则，模块和功率器件可实现快速轻松地更换，从而提高了装置的使用效率。另外，通过“SparesOnWeb”工具，可方便地查看所订购传动的可用备件。 ? 一个标准的 PROFIBUS 通讯接口以及各种模拟量和数字量接口，可方便地集成到自动化系统中。 ? 图形化 LCD 的 AOP30 操作面板或装有 STARTER 调试工具的 PC 可以轻松地进行调试和参数设定。 ? 丰富的软件功能使之能胜任客户的各种要求。 ? 所有部件，从单独的零件到完整的变频装置，整个生产过程中均经严格的测试。这就了它们在安装、调试和运行过程中具有极高的可靠性。