數(shù)字量輸入/輸出模塊用于處理自動化系統(tǒng)中的數(shù)字量輸入/輸出任務。 可通過這些模塊連接數(shù)字量傳感器和執(zhí)行器。

使用數(shù)字量輸入/輸出模塊給用戶提供以下優(yōu)點：

• 佳適應性;
  采用佳的模塊組合方式，可以匹配控制任務所需的輸入/輸出的點數(shù)。 不需要過多的
• 靈活的過程信號連接;
  可使用各種不同的數(shù)字量執(zhí)行器和傳感器，將自動化系統(tǒng)連接到過程控制中。

數(shù)字量輸入/輸出模塊具有下列機械特性：

緊湊型設計

堅固的塑料機殼里包括：

• 綠色 LED，用于指示輸入/輸出的信號狀態(tài)
• 前連接器插座，通過前門保護
• 前門上的標簽區(qū)。
• 連接器針腳分配，用于在前門內(nèi)部進行配線。

安裝方便

模塊安裝在 DIN 導軌上并通過總線連接器連接到相鄰模塊。沒有插槽規(guī)則；輸入地址由插槽決定。

當在 ET 200M 分布式 I/O 系統(tǒng)中與有源總線模塊一起使用時，可以對數(shù)字量輸入/輸出模塊進行熱插拔，而不會有任何反應。其它模塊繼續(xù)工作。

方便用戶接線

裝置單元通過連接器連接。當連接模塊時，編碼設備鎖定在連接器中，這樣該連接器只能適合于同樣類型的模塊。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(tài)。這樣可以避免在更換模塊的過程中將已接線的前連接器插入到錯誤模塊中。

數(shù)字量輸入模塊具有下列機械特性：

• 緊湊型設計：
  堅固的塑料機殼里包括：
  • 綠色 LED，用于指示輸入的信號狀態(tài)。
  • 前連接器插座，通過前門保護。
  • 前門上的標簽區(qū)。
  • 連接器針腳分配，用于在前門內(nèi)部進行配線。
• 安裝方便：
  沒有插槽規(guī)則；輸入地址由插槽決定。
  當在 ET 200M 中與有源總線模塊一起使用時，可以進行熱插拔，而不會有任何反應。
• 方便用戶接線。

具有8、16、32或64通道的模塊。

數(shù)字量輸入模塊將來自過程的外部數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換成控制器的內(nèi)部信號電平（邏輯“0”或“1”）。

多種輸入電壓，可支持連接不同的控制信號：

• 24 V DC
• 48 - 125 V DC
• 120/230 V AC

除了經(jīng)濟性以及易于處理的特點外，該模塊還具有其他特殊功能：

• 可在等時模式下使用
• 過程和診斷報警
• 使用源電流或漏電流

特殊模塊還可處理過程工程，例如支持 NAMUR 標準。

確定動態(tài)過載能力

功能概述

允許在運行時超過裝置額定銘牌上指定的額定直流（大允許連續(xù)直流電流）。但是超過的程度和持續(xù)時間要受到特定的限制，這在下面進行詳細說明。

過載電流的上限是 1.8 倍的額定直流電流。高過載持續(xù)時間取決于過載電流的時間特性，以及該裝置的過載歷史，還取決于具體的設備情況。

每次過載都必定跟隨有欠載（過載相的負載電流小于額定直流電流）。一旦達到高允許過載持續(xù)時間，負載電流必須返回到至少值 ≤ 額定直流電流。

通過對電源部分進行熱監(jiān)視可以確定動態(tài)過載持續(xù)時間（I²t 監(jiān)視）。I²t 監(jiān)視使用實際負載電流的時間特性計算環(huán)境溫度以上晶閘管損耗層溫度上升的替代值的時間特性。在這種情況下，要把具體的設備特性（例如熱阻和時間常數(shù)）加入到計算中。當轉(zhuǎn)換器打開時，計算過程從初始值開始，該初始值在關斷/線路供電故障之前確定。在設置參數(shù)時必須把環(huán)境條件（環(huán)境溫度和安裝高度）考慮進來。

計算獲得的替代消耗層溫度上升超過允許值時，I²t監(jiān)視會發(fā)出響應。作為響應，有兩種選擇可以被參數(shù)化：

• 電樞電流設置值下降到額定直流電流報警，或
• 設備關機故障

可以禁用 I²t 監(jiān)視功能。在這種情況下，電樞電流高限制為額定直流電流。

動態(tài)過載能力的組態(tài)

組態(tài)單包含以下信息：

• 長負載持續(xù)時間t_an從低溫電源部分和指定恒定負載時算起，
• 長零電流間隔t_ab（長冷卻時間）直到電源部分達到“低溫”熱狀態(tài)，以及
• 極限特性的磁場，用于確定熱穩(wěn)定、過載間歇運行期間的過載能力（周期性工作循環(huán)）

備注：如果計算獲得的替代損耗層溫度上升不超過高允許值的 5%，則認為電源部分處于“低溫”狀態(tài)。該狀態(tài)可以使用二進制可分配輸出查詢。

帶過載間歇運行時具有極限特性的磁場結構

具有極限特性的磁場是指具有總持續(xù)時間 300s 的間歇過載運行的負載循環(huán)。這種負載循環(huán)包括兩個時間部分——基本負載持續(xù)時間（電樞電流實際值 ≤ 額定直流電流）和過載持續(xù)時間（電樞電流實際值 ≥ 額定直流電流）。

每個極限特性會把一個特定裝置的大基本負載電流表示成針對小負載持續(xù)時間（極限基本負載電流）的過載系數(shù)（極限基本負載電流，按額定直流電流的 a% 計算）。對于負載循環(huán)的剩余持續(xù)時間，大允許過載電流通過過載系數(shù)確定。如果對于所需的過載系數(shù)沒有指定極限特性，則要遵守針對下一個高過載系數(shù)的極限特性。

極限特性的勵磁對于 300s 負載循環(huán)有效。使用基本計算算法，負載循環(huán)可以長于或短于 300s 的負載循環(huán)持續(xù)時間組態(tài)?，F(xiàn)在使用兩個基本任務顯示。

基本任務1 和 2 的特性舉例

基本任務 1

• 已知：
  裝置、循環(huán)持續(xù)時間、過載系數(shù)、過載持續(xù)時間
• 求：
  （?。┗矩撦d持續(xù)時間和大基本負載電流

SINAMICS DC MASTER 裝置的并聯(lián)

SINAMICS DC MASTER 裝置可以通過并聯(lián)來增加額定功率。必須滿足一下輔助條件：

在 CUD 上配備傳輸觸發(fā)脈沖以及建立更高等級通訊所需的硬件和插頭。

多可以并聯(lián) 6 部設備。多部裝置并聯(lián)時，主裝置應該放置在中間，以便信號連接方便。主從裝置之間從總線到總線的長并聯(lián)接口線長度：15 m。

同樣，每部SINAMICS DC MASTER 裝置需要獨立的換相電抗器（u_K 小 2 %），以便平均分配電流。電抗器公差差異決定的電流分配。對于無降級（電流下降）運行，推薦公差 5% 或更好。

只允許具有相同額定直流電流的裝置并聯(lián)。
裝置并聯(lián)時，允許的輸出電流為（維持輔助條件時）：

I_max = n × I_{N(SINAMICS DC MASTER)}

n = SINAMICS DC MASTER 裝置的數(shù)量

冗余運行（“（n+m）運行”模式）

SINAMICS DC MASTER 裝置還可以用在冗余配置中，作為特殊的并聯(lián)運行模式。在此運行模式下，如果一臺裝置故障（例如電源部分的保險燒斷），其他 SINAMICS DC MASTER 裝置可以維持運行。正確組態(tài)好和互聯(lián)好之后，電樞電路和勵磁電路都可以冗余運行。

當一個裝置故障時，其他SINAMICS DC MASTER 裝置還可以正常運行、持續(xù)工作不會中斷。在組態(tài)系統(tǒng)時，需要特別注意在冗余應用中，只須滿足 n 個裝置的額定功率（而不是 n+m 個裝置）。

在發(fā)生故障時，主裝置的功能會自動轉(zhuǎn)移。這樣一來，無論是主裝置的電源部分故障還是從裝置的電源部分故障，系統(tǒng)都會繼續(xù)運行。（可以根據(jù)要求提供冗余運行時的 MTBF 數(shù)據(jù)。）

SINAMICS DC MASTER 裝置并聯(lián)時的電樞電路連接示意圖

(1) 需要相同的 1U1/1V1/1W1 相序。

(2) 需要相同的 1C1/1D1 相序。

(3) 裝置使用（8 針）屏蔽跳線（UTP CAT5 型，符合ANSI/EIA/TIA 568 標準）連接，與 PC 網(wǎng)絡技術中使用的網(wǎng)線相同?？梢灾苯訌奈鏖T子購買標準的 5m 長線電纜（訂貨號：6RY1707-0AA08）。n 個裝置并聯(lián)需要 (n-1) 條電纜。必須激活連接在總線首端和末端所連接的裝置/設備上的總線終端。

(4) 這些熔斷器只能用在 850A 及以下的設備上。

(5) 只適用于 850A 及以下四象限運行的裝置。

HMI，基于面板

完成要求苛刻的復雜 HMI 任務，操作十分方便

如果您正在為要求更苛刻的應用尋找一種基于面板的數(shù)量結構更大的解決方案，請考慮采用增強型 HMI。用戶可獲益于廣泛的按鍵或觸摸操作型面板以及出色的面板功能?？梢詫崿F(xiàn)固定和移動解決方案。

SIMATIC HMI 精智面板

SIMATIC HMI 精智面板適合執(zhí)行機器級的高性能可視化任務。高性能和功能以及眾多集成接口可在高端應用中提供大便利。

提供有以下模塊：

• 精智面板 (Comfort Panel)
  • 標準型精智面板
  • 戶外型精智面板
  • 專業(yè)型精智面板
  • INOX 精智面板

SIMATIC HMI 移動面板

這些面板兼具高性能與高安全性。請為高端移動應用、故障安全機器和廣泛分布的設備選擇移動式面板。過程通信可采取接線方式或通過 WLAN 來實現(xiàn)。

提供有以下模塊：

• 移動面板
  • 第二代移動式面板
  • 移動式面板 x77 系列

SIMATIC HMI Advanced – 高效執(zhí)行要求十分苛刻的負復雜 HMI 任務

如果生產(chǎn)過程對數(shù)量和待處理和記錄的信息類型具有極高要求，建議使用基于 PC 的系統(tǒng)。

該系統(tǒng)可提供了適當選項，具有充分的存儲空間、處理器性能和數(shù)據(jù)連接方式。用戶可選擇一種可視化和 PC 組合在一個單元中的集中式解決方案，或選擇一種將工業(yè)監(jiān)視器用作瘦客戶機的分布式解決方案。

SIMATIC 工業(yè)面板式 PC

在采用極為緊湊的工業(yè)面板式 PC 的機器上，可以集中執(zhí)行十分復雜的可視化和控制任務。在從嵌入式 PC 到高端工業(yè) PC 的西門子產(chǎn)品線中，用戶總能找到一種優(yōu)解決方案來滿足制造和過程自動化中的眾多要求。

SIMATIC IFP 和 SIMATIC ITC

針對分布式控制方案，提供了兩種創(chuàng)新選項。SIMATIC 工業(yè)監(jiān)視器和瘦客戶機用作控制中心的桌面設備，它們可作為操作面板的內(nèi)置設備或作為基于 PC 的可視化和控制解決方案，其中的控制單元將單獨進行操作。

提供有以下模塊：

• 面板式 PC
• 工業(yè)顯示器和瘦客戶端
• 嵌入式捆綁軟件/軟件包

CPU 1510SP-1 PN 是經(jīng)濟型入門級 CPU，用于不連續(xù)生產(chǎn)技術中對處理速度和響應速度要求不高的應用。CPU 1510SP-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(tǒng)（PROFINET 智能設備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設計形式為 3 端口交換機，這樣就可以在系統(tǒng)中通過端口 1 和 2 建立總線型拓撲，并且也可通過端口 3 來連接編程設備/PC 或 HMI 設備。

作為智能設備使用時，CPU 1510SP-1 PN 可實現(xiàn)在本地對過程數(shù)據(jù)進行分布式預處理，并且僅將實際需要的信息傳輸?shù)缴衔豢刂破?。這樣做有以下優(yōu)勢：

• 減輕中央控制器的工作負荷
• 縮短對現(xiàn)場重要信號的響應時間
• 數(shù)據(jù)量減少，總線系統(tǒng)上的負荷降低
• 各單元經(jīng)過預測試并進行平行調(diào)試，設置更快速
• 由于自帶機械裝置,增加了可用性和靈活性
• 組態(tài)清晰明了

CPU 1510SP-1 PN 完全獨立于中央控制器運行。如果其發(fā)生故障，CPU 1510SP-1 PN 仍繼續(xù)運行。

位模塊化設計的 ET 200SP I/O 系統(tǒng)和 CPU 1510SP-1 PN 可實現(xiàn)面向功能的站設計。

另外，CPU 通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過標準化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動器的能力。

CPU 1510SP-1 PN CPU 直接卡裝到 DIN 導軌上，并具有：

• A powerful processor:
  The CPU achieves command execution times as low as 72 ns per binary instruction.
• 大容量工作存儲器：
  100 KB 用于程序，750 KB 用于數(shù)據(jù)
• SIMATIC 存儲卡作為裝載存儲器；
  允許附加固件更新、數(shù)據(jù)日志和歸檔等功能
• 位模塊化擴展性，靈活性好；
  任意組合達 64 個 I/O 模塊（I/O 模塊、工藝模塊和通信模塊）。大 1 m 的站寬度。
• 采用 ET 200AL 的混合配置； 
  通過“BU-Send”基本單元和“BA-Send”總線適配器，可以在可擴展的 I/O 系統(tǒng) ET 200SP (IP20) 裝置中集成進 ET 200AL (IP65/IP67) I/O 系統(tǒng)的多 16 個 I/O 模塊。
• PROFINET IO IRT 接口，帶集成 3 端口交換機：
  • 端口 1 和 2 通過總線適配器來連接（CPU 1510SP-1 PN 未提供總線適配器，不使用該適配器也可運行）。
    如果需要，相應的總線適配器（BA 2xRJ45 或 BA 2xFC）需單獨訂購。）
  • 端口 3 通過集成式 RJ45 接口來連接
• 集成通信功能：
  • 編程器/OP 通信
  • PROFINET IO
  • 開放式 IE 通訊（TCP，ISO-on-TCP 和 UDP）
  • OPC UA 器 (數(shù)據(jù)存取)
  • Web 器
  • S7 通信
  • S7 路由
  • 數(shù)據(jù)集路由
• 免維護數(shù)據(jù)備份（無電池）
• 用于錯誤 (Error)、運行狀況 (RUN/Stop)、維護 (MT)、電源 (PWR) 以及每個端口一個鏈路 LED 的診斷顯示
• 可選標簽采用淺灰色或黃色標簽條。有兩種材料可供選擇：
  • 標簽箔和帶有 500 個標簽條的標簽卷，用于熱轉(zhuǎn)印打印機
  • 標簽紙 (280 g/m²)，規(guī)格 DIN A4，每張 100 個標簽條，適用于激光打印機
• ET 200SP CPU 可帶有一個參考 ID 標簽
• 借助于總線適配器，可實現(xiàn)不同的 PROFINET 連接類型
  • 在具有中等機械及 EMC 負荷的標準應用中，可以使用帶 RJ45 接口的 SIMATIC 總線適配器，如總線適配器 BA 2xRJ45。
  • 對于設備上承受較高機械和/或 EMC 負荷的機械設備和系統(tǒng)，建議使用通過 FastConnect (FC) 進行連接的 SIMATIC 總線適配器。
  • 不能將帶有光纖電纜接口（SCRJ、LC）的 SIMATIC 總線適配器與 CPU 1510SP-1 PN 相連。
• 在將 AC I/O 模塊或 AI Energy Meter ST 用作第一個 I/O 模塊時，應將深色的基本單元用作 ET 200SP CPU 后面的第一個基本單元

供貨清單：

CPU 1510SP-1 PN（包括器模塊）、24 V DC 連接器和總線適配器端口蓋（總線適配器須單獨訂購）

• 高效性
  • 高速命令處理
  • 功能強大的網(wǎng)絡接口：
    每個 CPU 均配備 PROFINET IO IRT (3 端口交換機) 作為標準接口。
• 集成技術
  • 通過標準化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅(qū)動器和具有 PROFIdrive 功能的驅(qū)動器
  • 支持轉(zhuǎn)速控制軸和定位軸以及外部編碼器
  • 精確位置傳動可實現(xiàn)軸之間的同步操作
  • 具有所有 CPU 變量的跟蹤功能，用于實時診斷和偶發(fā)故障檢測
  • 全面的控制功能，例如，通過便于組態(tài)的塊可自動控制參數(shù)實現(xiàn)優(yōu)控制質(zhì)量
• 等時同步模式
  • 通過恒定總線循環(huán)時間，將分布式信號采集、信號傳輸和程序執(zhí)行與 PROFIBUS 循環(huán)進行同步
• 集成安全功能
  • 通過密碼進行知識保護，防止未經(jīng)許可證讀取和修改程序塊
  • 通過復制保護，可綁定 SIMATIC 存儲卡的程序塊和序列號：只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。
  • 4-級 授權理念：
    Communication to the HMI devices can also be restricted.
  • 操作保護：
    The controller recognizes changed or unauthorized transmissions of the engineering data.
• 集成式系統(tǒng)診斷
  • TIA Portal 中、HMI 設備上以及 Web 器上以普通文本形式一致顯示系統(tǒng)診斷信息（甚至能顯示來自變頻器的消息），即使 CPU 處于停止模式也會進行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，無須進行特殊組態(tài)。
• 通過集中設置進行組態(tài)控制（選項處理）
  • 控制器中可存儲各種硬件配置：
    在用戶程序中修改配置（啟動 OB100）
    配置結束時改裝選件
    可使用占位模塊。
• SIMATIC 存儲卡(用來運行 CPU)
  • 用作插入式裝載存儲器，或用于更新固件。
  • 還可用于存儲附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）
  • 通過用戶程序的系統(tǒng)函數(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲/讀取
• 數(shù)據(jù)記錄（歸檔）和配方
  • 配方和歸檔以 csv 文件保存在 SIMATIC 存儲卡中；
    便于使用 Office 工具或通過 web 器，訪問工廠運行數(shù)據(jù)
  • 通過 Web 瀏覽器或 SD 讀卡器，可方便地訪問機器的組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）
• 編程
  • 使用 STEP 7 Professional V13 update 3 或更高版本進行編程