西门子SM421开关量模块

产品订货型号：6ES7421-1BL01-0AA0

SIMATIC S7-400，SM 421数字量输入模块，光隔离，32 DI，24V DC

6ES7421-1BL01-0AA0

SIMATIC S7-400，SM421数字量输入模块， 光隔离，32DI，24V DC

表1 串口通讯模块以及相关产品的订货信息

说明：1、当您要实现MODBUS或Data Highway通讯时，需要在CP341/CP441-2模块上插入相应协议的硬件狗，这里我们所提到的硬件狗、Dongle、协议驱动或Loadable driver指的是同一个东西，如下图：

图1

2、MODBUS 是单主站结构的串行通信协议，系统中只能够有一个MODBUS主站，并且只能够实现主站和从站的数据交换，从站之间不能进行数据交换。

3、一般来讲，RS232C接口的通讯zui大距离为15m，20mA-TTY接口的通讯zui大距离为100m（主动模式）/ 1000m（被动模式），RS422/485接口的通讯zui大距离位1200m。

4、Serial CPs模块可以同时与多台串行通讯设备进行通讯，如同时连接多个变频器、多个智能仪表等，如果您采用ASCII 通讯方式，需要人为地定义数据帧格式，可以在发送的数据包中包括站号、数据区、读写指令等信息，供Serial CPs 模块所连接的从站设备鉴别数据包是发给哪个站的，以及该数据包是对那个数据区进行的读或写。

5、串行通讯模板只有RS232C、20mA-TTY或RS485/422 三种电气接口类型，如果您想实现串口的光纤通讯，只能在电子市场上购买第三方制造的电气与光缆的转换设备，西门子不提供该类设备。

• 用于SIMATIC S70-400的电源
• 将交流电压或直流电压转换为所需的5V和24V工作电压
• 输出电流：4A、10A和20A
• 此外:
  • SIPLUS 电源 6AG1 405-0KA02-2AA0,温度范围 -25 至 +60 °C, 用于中等负载 (例如,氯/硫空气中使用). 技术规范类似于 6ES7 405-0KA02-0AA0
  • SIPLUS 电源 6AG1 407-0KA02-4AA0, 用于中等负载 (例如,氯/硫空气中使用). 技术规范类似于 6ES7 407-0KA02-0AA0
  • SIPLUS 电源 6AG1 407-0KR02-4AA0, 用于中等负载 (例如,氯/硫空气中使用). 技术规范类似于 6ES7 407-0KR02-0AA0

应用

电源通过背板总线向 S7-400 模块提供 5V DC 和 24V DC 工作电压。

电源可提供85到264V的交流电压和19.2到300V的直流电压。

每个机架需要一个电源模块。
例外：
利用带有电流传输的接口，*控制器中的电源模块也向扩展单元中的所有模块供电。

传感器和执行器用的负载电压必须单独提供。

此外，还有为标准系统和故障安全型 H 系统供电的电源（冗余电源）。

设计

电源模块插在支架的zui左侧（从插槽 1 开始）。根据不同型号，它们可占用插槽1到3。电源模块是全封闭的，通过自然对流进行冷却。

模块的前面包括：

• LED 显示：
  LED 指示内部故障、 5 V DC和24 V DC正确输出电压以及正确后备电池电压。
• 故障确认按钮。
• 输出电压的通/断开关。
• 后备电池的电池舱（电池）
• 电池监视开关。
• 电源电压选择开关（不适用于多种电压范围）。
• 电源连接。

后备电池是选件，必须另外订购。对于电流10 A及以上的电源，建议使用两个后备电池。

西门子CPU416F-2*处理器模组西门子CPU416F-2*处理器模组西门子CPU416F-2*处理器模组

S7-400
中端到性能范围内功能强大的 PLC
可满足要求极为苛刻的任务的解决方案
**的模块和各种性能等级 CPU 可针对具体自动化任务进行**调整
可实现分布式结构，适用十分灵活
连接方便
**通信和联网功能
操作方便，设计简单，不含风扇
任务增加时可顺利扩展
多重计算：
多个 CPU 在一个 S7-400 *控制器中同时运行。
多重计算功能可对 S7-400 的总体性能进行分配。例如，可将复杂的技术任务（如开环控制、计算或通信）进行拆分并分配给不同的 CPU。可以为每个 CPU 分配自己的 I/O。
模块化：
通过功能强大的 S7-400 背板总线和可直接连接到 CPU 的通信接口，可实现许多大量通信线路的高性能操作。例如，这样可以拥有一条用于 HMI 和编程任务的通信线路、一条用于高性能等距运动控制组件的通信线路和一条“正常”I/O 现场总线。另外，还可以实现额外需要的与 MES/ERP 系统或 Internet 的连接。
工程组态和诊断：
结合使用 SIMATIC 工程组态工具，可极为地对 S7-400 进行组态和编程，尤其对于采用高性能工程组件的广泛自动化任务。为此，可以使用**语言（如 SCL）以及用于顺序控制、状态图和工艺图的图形化组态工具。

S7-400H
具有冗余设计的高可用性自动化系统。
用于具有很高故障安全要求的应用：
重新启动成本很高、停产代价高昂、几乎不需要监视且维护选项较少的过程。
冗余设计的集中功能
提高 I/O 的可用性：切换式 I/O 配置
也可使用具有标准可用性的 I/O：单侧配置
热后备：发生故障时，自动切换到备用设备。
包含 2 个单独机架或一个分隔式*机架的配置
通过冗余 PROFIBUS DP 或系统冗余 PROFINET I/O 来连接切换式 I/O。
S7-400F/FH
故障安全型自动化系统，适用于具有很高安全要求的工厂
符合相关标准的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）
如果需要，也可通过冗余设计来实现容错
不对安全相关 I/O 进行额外接线
通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 实现安全通信
基于带有故障安全模块的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
适用于非安全相关应用的标准模块也可以在自动化系统中使用
隔离模块用于在一个 ET 200M 的安全模式下组合使用故障安全模块和标准模块。
产品目录 ST 70
在产品目录 ST 70 中也可找到有关 SIMATIC S7-400 的信息：

西门子CPU416F-2*处理器模组西门子CPU416F-2*处理器模组

Area of application

S7-400
SIMATIC S7-400 是中端到性能范围内功能强大的 PLC。

SIMATIC S7-400 具有模块化、无风扇设计和较高扩展能力，并具有**的通信和网络功能，可以简便实现分布式结构，用户操作十分方便，因此成为中端到性能范围内要求极为苛刻的任务的理想解决方案。

SIMATIC S7-400 的应用领域包括：

汽车工业，如装配线
机械设备制造，包括机械设备制造
仓储技术
钢铁工业
楼宇管理系统
发电和配电
造纸和印刷领域
木材加工
食品和饮料领域
过程工程，如水务和污水处理
化工和石化领域
仪表和控制
包装机械
制药工业
由于具有多种性能等级的 CPU，并有具备大量用户友好的功能的广泛模块，用户可以根据具体情况执行其自动化任务。

任务扩展时，可通过附加模块随时对控制器进行扩展，成本不会很高。

SIMATIC S7-400 是一种通用控制器：

具有很高电磁兼容性以及抗冲击性和抗振性，因此拥有*的工业适用性。
可以带电连接和断开各模块。
S7-400H
在自动化技术的许多领域中，对自动化系统的可用性（从而故障安全性）的需求在不断提高。在许多领域中，设备停机会产生*的成本。此时，只有冗余系统才能满足可用性要求。

容错型 SIMATIC S7-400H 即能满足这些要求。即使在一个或多个故障导致控制器的部件出现故障时，也能继续运行。通过以这种方式实现的可用性让 SIMATIC S7-400H 尤其适用于以下应用领域：

控制器发生故障后重启会产生很高费用的过程（通常在过程工业中）。
停产的代价十分高昂的过程。
涉及贵重材料的过程（例如在制药工业中）。
无人监视的应用
涉及较少维护人员的应用
订货数据
关于 S7-400H 组件的订货数据，请参见在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相应模块。

S7-400F/FH
SIMATIC S7-400F/FH 故障安全自动化系统可在安全要求较高的工厂中使用。它可对立即停机不会给人员或环境带来危险的过程进行控制。S7-400F/FH 具有两种基本设计：

S7-400F：
故障安全自动化系统。在控制系统中发生故障的情况下，生产过程会切换到安全状态并中断。
S7-400FH：
故障安全和高可用性自动化系统。在控制系统中发生故障的情况下，冗余控制部分将发挥作用，继续控制生产过程。
通过另外使用标准模块，可以建立一个全集成控制系统，可在非安全相关和安全相关任务共存的工厂环境中使用。可以使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。

自从1974年出现单片机以来，已有不少产品采用单片机做可编程序控制器。日本三菱F系列PLC就采用美国IN公司MES－48系列的单片机8049和8039做处理器，8039单片机在一块片子上集成了8位的CPU，128×8的数据存储器。27条输入/输出线，T0、T1、INT测试线及8位定时器/计数器，时钟振荡电路等。自80年代以来，出现了集成度更高。功能更强，并带有“布尔机”而又便于作数据通信的MCS-51系列单片机以及功能更高的16位单片机，大有取代MCS－48系列之势。日本三菱的F2系列PLC即采用CPU8031。MCS－51系列单片机是美国IN公司在MCS－48单片机基础上，于80年代初推出的产品，具有高集成度、高可靠性、高功能、高速度、低价格等特点。它有************产品：8051、8751和8031，它们分别有不同的应用特性。8051是以4K字节EPR0M代替4K字节的R0M的8051； 8031是内部无R0M8051。必须外接EPR0M；IN公司的96系列的单片机，字长为16，运算速度比51系列更高，这必将为次的PLC开发和应用带来美好的远景。用单片机制成的PLC有以下显著特点：为机电设备一体化创造了条件，因为由单片机制成PLC，体积更小。同时PLC逻辑功能很强，并且具有数值运算和通信接口。

不同性能范围的标准 CPU 可用于 SIMATIC S7-400：

• CPU 412-1 和 CPU 412-2:
  用于中等性能范围的小型设备。
• CPU 414-2, CPU 414-3, CPU 414-3 PN/DP:
  用于具有对编程、处理速度和通讯有额外要求的中型设备。
• CPU 416-2, CPU 416-3, CPU 416-3 PN/DP:
  满足性能要求。
• CPU 417-4 DP:
  满足zui的性能要求。

  下面这个例子，展示了用HSC和脉冲输出构成一个简单的反馈回答，怎样编制一个程序来实现反馈功能。程序和注释本例描述了S7-200 DC/DC/DC的高速计数器(HSC)的功能。HSC计数速度比PLC扫描时问快得多，采用集成在S7-212中的2kHz的软件计数器进行计数。S7-214除了有2kHz的计数器外，还有两个7kHz的硬件计数器。总的来说，每个高速计数器需要10个字节内存用来存控制位、当前值、设定值、状态位。编程器有简易编程器和图形编程器两种。简易编程器体积小，携带方便，但只能用语句形式进行联机编程，适合小型PLC的编程及现场调试。图形编程器既可用语句形式编程，又可用梯形图编程，同时还能进行脱机编程。 首先 买本关于PLC的书 （建议买一本《电气控制与PLC应用技术》看一下，这本书前半部分谈一些电控柜中常用的电气元件及基本电路，后半部分讲了PLC的应用。应该适合可，可以去书店看看。） 然后 手上有个PLC，这个可以到淘宝上买个PLC工控板即PLC学习板（淘宝上100多块钱就可以买到然后 根据书上的例子 自己琢磨个小项目 实现一个功能zui后 实践出真知 自己******做个PLC项目 项目完成了 PLC也就掌握了 西门子200系列的小PLC很适合新手学习 比较容易上手PLC是按什么样的工作方式进行工作的,要完成哪些控制任务 PLC是按什么样的工作方式进行工作的？它的中心工作过程分哪几个阶段？在每个阶段主要完成哪些控制任务？ 整体式PLC整体式PLC一般配备有许多的特殊功能单元，如模拟量I／O单元、位置控制单元和通信单元等，使PLC的功能得到扩展。FX系列的基本单元、扩展单元和扩展模块的高度和深度相同，但是宽度不同。它们不用基板，各模块可用底部自带的卡子卡在DIN导轨上，两个相邻的单元或模块之间用扁平电缆连接，安装好后组成一个整齐的长方体。用户如何面对PLC销售市场上存在的低价现象说到价格和服务的话题不得不谈谈PLC的销售市场，PLC的市场多以代理商和******商加上系统集成商的模式在中国推行，而且也是很成功的一种市场模式，比如西门子和三菱为代表的两家。代理商以低折扣价模式行销全国，而******商则是从代理商处拿货捆绑区域关系客户进行******，而系统集成商也是从代理商处拿货进行系统集成。而产品的服务是以核心代理商技术为主，产品厂商为辅，这里的技术服务包括选型、方案、和技术服务

   SIEMENS公司的PLC网络S7-200系列PLC的基本硬件组成S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。1．基本单元S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用，其输入输出点数的分配见表4-11：表4-11 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元型 号输入点输出点可带扩展模块数S7-200CPU2278路数字量I/O点或10路模拟量I/O点S7-200CPU22S7-200系列PLC主要有6种扩展单元，它本身没有CPU，只能与基本单元相连接使用，用于扩展I/O点数，S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数的分配如表4-12所示。故障检测:软件定期地检测外界环境，对诸如掉电、强干扰信号等情况能及时进行处理。信息保护和恢复:对偶发性故障只要故障条件出现时，不破坏PLC内部的信息，一旦故障条件消失，就可恢复正常，继续原来的工作。设置了警戒时钟WDT:如果程序每循环执行时间超过了WDT规定时间，预示了程序进入死循环，立即******。加强对程序的检查和检验:一旦程序有错，立即******并停止执行。对程序及动态数据进行电池后备:停电后，利用后备电池供电，有关状态及信息就不会因此而丢失。这样，PLC的可靠性、抗*力大大提高。例如美国通用电气公司制成的PC控制模块平均*率可达1千万小时之多，组成系统后的平均*率可达4至5千万小时。(1)温度：PLC要求环境温度在0～55℃，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。(2)湿度：为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85％(无凝露)。(3)震动：应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10～55 Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶。(4)空气：避免有腐蚀和易燃的气体，例如化学的酸碱等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。例如电厂的干排渣、干除灰等，在基建后期增加了封闭小屋。(5)电源：PLC对于电源线带来的干扰具有一定的******能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都由直流24 V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息。   机界面及******软件集成了所有开放的标准接口，可直接从生产中获得大量实时数据，并对这些数据进行分析和打包，然后传送到管理层，同时它能将过程优化数据和生产细节的参数迅速地反馈到控制层和现场，从而为集成ERP系统铺平道路。 (5) 微型可编程序控制器异军突起传统的微型可编程序控制器一般为8~64点数字量I/O，1~4点模拟量I/O，体积很小，可直接安装在机器内。但现在的微型可编程序控制器除了上述功能外，在网络功能和人机接口功能上已可与中大型的可编程序控制器相比，这一类微型可编程序控制器是目前发展zui快的。西门子公司的LOGO，罗克韦尔自动化公司的PICO都是这类微型可编程序控制器的代表。执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到zui终步（通常为end指令），然后再返回起始步循环运算。plc每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的plc，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。程序计数器这样的循环操作，这是dcs所没有的。这也是使plc的冗余不如dcs的原因。dcs是在运算放大器的基础上得以发展的。把所有的函数和过程变量之间的关系都做成功能块（有的dcs系统称为膨化块）。dcs和plc的表现的主要差别是在开关量的逻辑解算和模拟量的运算上，即使后来两者相互有些渗透，但是还是有区别。80年代以后，plc除逻辑运算外，控制回路用的算******能已经大大加强，但 plc用梯形图编程，模拟量的运算在编程时不太直观，编程比较麻烦。但在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1k逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理

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