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設計綜述

編輯

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，中央處理單元(CPU)，各種信號模板(SM)，通訊模板(CP)，功能模板(FM)，接口模板(IM)，SIMATICS5模板。

西門子s7-400模擬量輸入模塊

3RW5 軟起動器的使用要求

具備以下領域的基本知識：

● 常規電氣工程

● 驅動技術

● 自動化技術

● 了解自動化系統及其使用的軟件

工作原理

軟起動器通過降低起動轉矩和起動電流來起動三相感應電機。

起動命令發出后，3RW51 軟起動器會立即起動電機 (t1)。在斜坡上升期間（t1 到 t3），電

流通過功率半導體傳導，使電機平滑起動。

3RW51 軟起動器具備內部起動識別功能。在超過斜坡上升時間之前，當電機達到其額定

運行速度時將發生以下操作：

● 電機電壓立即升至線電壓 (t2) 的 100 %

● 外部旁路接觸器吸合

● 功率半導體被旁路且軟起動器處于旁路運行狀態。

取消起動命令 (t4) 時將激活自由停車至靜止過程，且電機停機。功率半導體還可保證電機

自由停車平滑，直至靜止。電機的電源一直保持 (t5) 到斜坡下降時間結束（t4 到 t5）。電

機實際自由停車到靜止的時間可能更長 (t6)。

SIMATIC PDM 的組態選項

SIMATIC PDM（過程設備管理器）是一種通用的、獨立于供應商的工具，用于對智能現場設備（傳感器和執行器）和現場部件（遠程 I/O、多路復用器、控制室設備、緊湊型控制器）進行組態、參數設置、調試、診斷和維護。在后面的章節中，我們將它們簡稱為“設備”。

通過一個軟件產品，SIMATIC PDM 可讓用戶在一個統一用戶界面上處理西門子以及范圍內 200 多個其它制造商的 3500 種設備和與設備類型。

該用戶界面滿足 VDI/VDE GMA 2187 和 IEC 65/349/CD 指令的要求。所有受支持設備的參數和功能，無論其采用何種通信接口，現在都能以*和統一的形式顯示出來。即使是具有幾百個參數的復雜設備，也可進行清晰的表達并快速處理。使用 SIMATIC PDM 可以簡便地瀏覽高度復雜的站點，例如遠程 I/O， 甚至連接的現場設備。

從設備集成的角度看，SIMATIC PDM 是市場上功能zui強大的開放性設備管理器。通過導入設備描述 (EDD)，可在 SIMATIC PDM 中集成以前不受支持的設備。這就為您的投資提供了安全保障，并節省您的投資成本、培訓費用和以后隨之而來的成本。

SIMATIC PDM 可支持操作員系統管理，尤其是通過：

• 設備的統一表示和操作
• 統一表示診斷信息
• 用于預防性維護和維修的指示燈
• 檢測項目和設備中的變化
• 提高操作可靠性
• 降低投資、運行和維護成本

維護人員可以在安裝有 SIMATIC PDM 的移動和固定工作站上，使用 Microsoft Internet Explorer 分配現場設備參數。工廠中集成的幾乎每個工作站都可用于組態。因此，維護人員能夠在現場設備所在的位置工作，而數據集中存儲在工程師站或維護站中。這樣就能顯著縮短維護和路途時間。

在 SIMATIC PCS 7 過程控制系統中組態維護站時，SIMATIC PDM 集成在過程控制系統中并傳送參數數據和診斷信息。您可從維護站中的診斷界面，直接切換到 SIMATIC PDM 視圖。

基于 SIMATIC Logon 的 SIMATIC PDM 用戶管理系統用于向用戶分配具有定義的功能權限的各種角色。這些功能權限涉及 SIMATIC PDM 系統功能，例如，向設備寫入數據。

對于用電子設備描述 (EDD) 進行描述的所有設備，SIMATIC PDM 提供了可在維護站上顯示和進一步處理的豐富信息，例如：

• 設備類型信息（電子銘牌）
• 詳細的診斷信息（供應商信息、有關故障診斷和排除的信息、詳細文檔）
• 內部狀況監視功能的結果
• 狀態信息（如本地組態更改）
• 有關更改的信息（審計跟蹤報表）
• 參數信息

多年的實際應用積累了 SIMATIC PDM 的以下主要用途：

• 單點站
  用于處理單個現場設備；直接與設備連接
• 局部維護和參數分配站
  用于處理現場總線網段或遠程 I/O 站上的多個現場設備；連接到局部總線網段
• 中央維護和參數分配站
  用于集中處理工廠的現場設備；連接到工廠總線；通過 SIMATIC 自動化站訪問現場設備；可以在一個自動化項目中多次使用，例如，用作各種工廠單元的維護和參數分配站；可從工程師站傳送有關現場總線和所連接的現場設備的信息。
• HART 維護和參數分配站
  用于處理 HART 現場設備；連接到局部 HART 復用器網絡或“無限 HART 網關”的以太網網絡
• SIMATIC PCS 7 工程師站上的現場設備參數分配
  用于在 PCS 7 工程師站的硬件選型工具中處理現場設備，或者使用移動式 SIMATIC PDM 客戶端在本地的現場設備上進行處理；在 PCS 7 工程師站中進行數據管理；使用工程師站的通信路徑
• 在 SIMATIC PCS 7 維護站上進行現場設備參數分配和維護
  用于在自動化系統的運行階段執行現場設備管理；使用 PCS 7 維護站的操作站進行現場設備處理，或使用移動式 SIMATIC PDM 客戶端在本地的現場設備上進行處理；SIMATIC PDM 為 PCS 7 維護站提供有關現場設備類型、參數分配和診斷的信息。

選擇標準

選擇產品時，除了考慮使用環境以及功能和性能特性外（參見“設計”一節），還應注意系統要求（參見“技術數據”一節）。

SIMATIC PDM 功能和特性概述

● 產品組件是產品包的一部分

o 用于產品包的可選產品組件；需另外訂購

– 產品組件不相關，或沒有提供

1) 不在獨立模式下

SIMATIC PDM 獨立版產品包

SIMATIC PDM Single Point V9.0

這種具有手持設備功能的zui小配置適用于通過點到點連接來處理一個現場設備。不能通過功能或者 SIMATIC PDM TAG 或 SIMATIC PDM 1 Client 許可證對其進行擴展。也不能升級到其它產品種類（如 SIMATIC PDM Basic）或不同產品版本。

支持的通信類型：

• PROFIBUS DP/PA
• HART 通信（調制解調器、RS 232 以及通過 PROFIBUS/PROFINET）
• Modbus
• 以太網
• PROFINET

對功能相應進行了匹配。按照設備描述中的定義，這些設備功能受支持，例如：

• 管理設備庫和設備選型不受限制
• 根據設備描述進行參數分配和診斷
• 導出和導入參數數據
• 設備識別
• 設備列表
• 打印參數列表

SIMATIC PDM Basic V9.0

SIMATIC PDM Basic 用于與總線網段相連或直接連接到設備的任何 PC（IPC/便攜式 PC）上的本地維護和參數分配站。

支持的通信類型：

• PROFIBUS DP/PA
• HART 通信（調制解調器、RS 232 以及通過 PROFIBUS/PROFINET）
• Modbus
• 以太網
• PROFINET

SIMATIC PDM Basic 具有設備運行和參數分配所需的所有基本功能。也就是說，與 SIMATIC PDM Single Point 相比，它具有以下額外功能：

• 設備列表中基于 EDD 的診斷
• 存儲功能（僅限導出和導入參數數據）
• 報告功能
• 通過遠程 I/O 與 HART 現場設備通信

作為具體配置的一個基本程序塊，SIMATIC PDM Basic 可通過所有 SIMATIC PDM 功能選項（PDM Routing 僅與 PDM Integration in STEP 7/PCS 7 結合使用）以及 10、100 或 1000 個 SIMATIC PDM 累計變量組進行升級。在不進行變量擴展時，SIMATIC PDM Basic 適用于具有zui多 4 個變量的項目。也可以添加 SIMATIC PDM 1 Client 許可證（每組 1 個），與 SIMATIC PDM Server 選項結合使用。

通過 SIMATIC PDM Extended 選項，可以激活附加 SIMATIC PDM 系統功能（詳情請見“可選產品組件”下面的 SIMATIC PDM Extended V9.0）。

SIMATIC PDM Service V9.0

通過這個用于實現擴展維護的產品包，可以在本地連接至總線網段或者直接連接到現場設備的任何類型的 PC（IPC/編輯本 PC）上實現本地服務和參數分配站。

包括：

• SIMATIC PDM Basic（包含 4 個 SIMATIC PDM 變量）
• 50 個 SIMATIC PDM 變量

與 SIMATIC PDM Basic 一樣，SIMATIC PDM Service 可通過所有 SIMATIC PDM 功能選項（PDM Routing 僅與 PDM Integration in STEP 7/PCS 7 結合使用）以及 SIMATIC PDM 累計變量（一組 10、100 或 1000 個）進行擴展（參見“可選產品組件”）。也可以添加 SIMATIC PDM 1 Client 許可證（每組 1 個），與 SIMATIC PDM Server 選項結合使用。允許升級到其它產品版本。

注：為了使用網關并通過 PROFINET 或 Ethernet 與現場設備通信，將根據在過程設備工廠視圖中組態的對象對 SIMATIC PDM 變量許可證收費，如下所示：

• 帶有一個 PROFIBUS 子網的每個 S7 DSGW（數據記錄網關）有 10 個 SIMATIC PDM 變量
• 帶有一個以上 PROFIBUS 子網的每個 S7 DSGW 有 20 個 SIMATIC PDM 變量
• 每個 IE/PB Link 有 10 個變量
• 每個現場設備 1 個變量（特殊技術規格除外）

SIMATIC PDM Server V9.0 獨立版

使用 SIMATIC PDM Server 獨立版產品包，可以建立按照客戶機/服務器原理運行的中央維護和參數分配站。借助于在經許可的 SIMATIC PDM 客戶機上打開的界面（SIMATIC PDM 會話），可通過由注冊分配的工廠總線上的 SIMATIC PDM 服務器來處理工廠的現場設備。該產品包可在工廠內使用多次，例如，用于各種工廠單元。包括：

• SIMATIC PDM Basic（包含 4 個 SIMATIC PDM 變量）
• SIMATIC PDM Extended
• SIMATIC PDM Server
• 2 ?SIMATIC PDM 1 Client
• 100 個 SIMATIC PDM 變量

SIMATIC PDM Server 獨立版可通過所有 SIMATIC PDM 功能選項（PDM Routing 僅與 PDM Integration in STEP 7/PCS 7 結合使用）以及 SIMATIC PDM 累計變量（一組 10、100 或 1000 個）和 SIMATIC PDM 1?Client 許可證進行擴展（參見“可選產品組件”）。在這些客戶機上打開的界面（SIMATIC PDM 會話）必須也要用 SIMATIC PDM 1 Client 許可證進行許可（SIMATIC PDM 客戶機除外）。詳情請見“可選產品組件”下面的“SIMATIC PDM 1 Client”。為了進行 SIMATIC PDM 客戶機的用戶管理，需要使用 SIMATIC Logon 產品。可以升級到其它產品版本。

注：為了使用網關并通過 PROFINET 或 Ethernet 與現場設備通信，將根據在過程設備工廠視圖中組態的對象對 SIMATIC PDM 變量許可證收費（詳情請見 SIMATIC PDM Service V9.0 下面的相應說明）。

SIMATIC PDM 系統集成產品包

SIMATIC PDM S7 V9.0

針對在 SIMATIC S7 組態環境中使用而設計的 SIMATIC PDM S7 產品包用于設置本地 SIMATIC S7 組態和維護站。該產品包需要安裝 STEP 7 V5.5+SP4。它包括：

• SIMATIC PDM Basic（包含 4 個 SIMATIC PDM 變量）
• SIMATIC PDM Extended
• SIMATIC PDM 集成在 STEP 7/PCS 7 中
• 100 個 SIMATIC PDM 變量

SIMATIC PDM S7 可用功能選項 SIMATIC PDM Routing、SIMATIC PDM Communication FOUNDATION Fieldbus、SIMATIC PDM Server 和 SIMATIC PDM HART Server 以及 SIMATIC PDM 累計變量（10、100 或 1000 個一組）進行擴展（參見“可選產品組件”）。也可以添加 SIMATIC PDM 1 Client 許可證（每組 1 個），與 SIMATIC PDM Server 選項結合使用。

SIMATIC PDM PCS 7 V9.0

適合在 SIMATIC PCS 7 組態環境中使用的 SIMATIC PDM PCS 7 產品包可在中央 SIMATIC PCS 7 組態和維護站中使用。包括：

• SIMATIC PDM Basic（包含 4 個 SIMATIC PDM 變量）
• SIMATIC PDM Extended
• SIMATIC PDM 集成在 STEP 7/PCS 7 中
• SIMATIC PDM Routing
• 100 個 SIMATIC PDM 變量

SIMATIC PDM PCS 7 可用功能選項 PDM Communication FOUNDATION Fieldbus 和 SIMATIC PDM Server 以及 SIMATIC PDM 累計變量（10、100 或 1000 個一組）進行擴展（參見“可選產品組件”）。也可以添加 SIMATIC PDM 1 Client 許可證（每組 1 個），與 SIMATIC PDM Server 選項結合使用。

SIMATIC PDM PCS 7 Server V9.0

使用 SIMATIC PDM Server 選項擴展的 SIMATIC PDM PCS 7 Server 產品包（而不是 SIMATIC PDM PCS 7）也可用于中央 SIMATIC PCS 7 組態和維護站。隨后可以在 SIMATIC PCS 7 維護站的任何客戶機上以及在本地 SIMATIC PDM 客戶機上，為使用電子設備描述 (EDD) 集成的現場設備分配參數。下面是 SIMATIC PDM PCS 7 Server 的組件：

• SIMATIC PDM Basic（包含 4 個 SIMATIC PDM 變量）
• SIMATIC PDM Extended
• SIMATIC PDM 集成在 STEP 7/PCS 7 中
• SIMATIC PDM Routing
• SIMATIC PDM Server
• 100 個 SIMATIC PDM 變量

SIMATIC PDM PCS 7 Server 可用功能選項 SIMATIC PDM Communication FOUNDATION Fieldbus、 SIMATIC PDM 累計變量（10、100 或 1000 個一組）和 SIMATIC PDM 1?Client 許可證進行擴展（參見“可選產品組件”）。在這些客戶機上打開的界面（SIMATIC PDM 會話）必須也要用 SIMATIC PDM 1 Client 許可證進行許可（SIMATIC PDM 客戶機除外）。詳情請見“可選產品組件”下面的“SIMATIC PDM 1 Client”。

SIMATIC PDM PCS 7?FF V9.0

使用 SIMATIC PDM Communication FOUNDATION Fieldbus 選項擴展的 SIMATIC PDM PCS 7 FF 產品包（而不是 SIMATIC PDM PCS 7）也可用于中央 SIMATIC PCS 7 組態和維護站。此產品包另外支持對 FOUNDATION Fieldbus H1 上的現場設備進行參數分配。SIMATIC PDM PCS 7 FF 的組件包括：

• SIMATIC PDM Basic（包含 4 個 SIMATIC PDM 變量）
• SIMATIC PDM Extended
• SIMATIC PDM 集成在 STEP 7/PCS 7 中
• SIMATIC PDM Routing
• 通過基金會現場總線進行 SIMATIC PDM 通信
• 100 個 SIMATIC PDM 變量

SIMATIC PDM PCS 7-FF V9.0 可用功能選項 SIMATIC PDM Server 以及 SIMATIC PDM 累計變量（10、100 或 1000 個一組）進行擴展（參見“可選產品組件”）。也可以添加 SIMATIC PDM 1 Client 許可證（每組 1 個），與 SIMATIC PDM Server 選項結合使用。

可選產品組件

選項 SIMATIC PDM Extended V9.0

通過 SIMATIC PDM Extended 選項，可以解鎖 SIMATIC PDM Basic 和 SIMATIC PDM 的其它系統功能，例如：

• 變更日志
• 校準報告
• 設備列表中的擴展信息
• 導出和導入功能
• 打印功能
• 文檔管理器
• 比較函數

此功能已集成在以下產品包中：SIMATIC PDM Server 獨立版、SIMATIC PDM S7、SIMATIC PDM PCS 7、SIMATIC PDM PCS 7 Server 和 SIMATIC PDM PCS 7 FF。

選項 SIMATIC PDM 集成在 STEP 7/PCS 7 V9.0

此選項用于將 SIMATIC PDM 集成到一個 SIMATIC S7 或 SIMATIC PCS 7 組態環境中。然后，可直接從 STEP 7/SIMATIC PCS 7 中的硬件組態工具 (HW Config) 來啟動 SIMATIC PDM。

此功能已集成在類別為“SIMATIC PDM 系統集成”的產品包中（SIMATIC PDM S7、SIMATIC PDM PCS 7、SIMATIC PDM PCS 7 Server 和 SIMATIC PDM PCS 7-FF）。

選項 SIMATIC PDM Routing V9.0

如果在工程師站上使用 SIMATIC PDM，則可通過 SIMATIC PDM Routing 選項來處理整個工廠內以及橫跨不同總線系統和遠程 I/O 的可通過 EDD 組態的每臺現場設備。SIMATIC PDM Routing 可與 SIMATIC PDM Integration in STEP 7/SIMATIC PCS 7 結合使用。

Routing 已集成在 SIMATIC PDM PCS 7、SIMATIC PDM PCS 7 Server 和 SIMATIC PDM PCS 7-FF 中。另外，SIMATIC PDM Routing 也可作為選項安裝在帶有 SIMATIC PDM S7 的本地 SIMATIC S7 組態和維護站上。

選項 SIMATIC PDM Server V9.0

通過此選項，可在本地或中央維護站中激活此服務器功能。并且可在 SIMATIC PCS 7 維護站的任何客戶機上以及本地 SIMATIC PDM 客戶機上分配所選現場設備的參數。此功能已集成在 SIMATIC PDM Server 獨立版和 SIMATIC PDM PCS 7 Server 中。SIMATIC PDM 客戶機以及在這些客戶機上打開的界面（SIMATIC PDM 會話）必須要用 SIMATIC PDM 1 Client 許可證進行許可。詳情請見“可選產品組件”下面的“SIMATIC PDM 1 Client”。

選項 SIMATIC PDM Communication FOUNDATION Fieldbus V9.0

在 SIMATIC S7/PCS 7 組態環境中，SIMATIC PDM 可通過此選項并借助于 FF 鏈接器與 FOUNDATION Fieldbus H1 上的現場設備通信。

此功能已集成在 SIMATIC PDM PCS 7-FF 產品包中。

選項 SIMATIC PDM HART Server V9.0

此選項允許在 SIMATIC PDM 中使用來自各個供應商的 HART 復用器。并且，還可以使用 SIMATIC PDM 對無線 HART 現場設備進行參數設置。

SIMATIC PDM 變量（不依賴于版本）

根據具體項目大小，可以用 SIMATIC PDM 變量組（10、100 或 1000 個變量）來累計擴展隨產品包提供的 SIMATIC PDM 變量（SIMATIC PDM Single Point 除外）。

一個 SIMATIC PDM 變量對應一個 SIMATIC PDM 對象，該對象代表項目內的各個現場設備或組件，如測量儀器、定位器、開關設備或遠程 I/O。SIMATIC PDM 變量還對于使用 SIMATIC PDM 設備列表進行的診斷具有重要意義。在此情況下，TAG 被認為是所有具有診斷能力的已識別設備，設備的詳細診斷通過設備描述 (EDD) 實現。

SIMATIC PDM 1 Client 變量（不依賴于版本）

對于 SIMATIC PDM 服務器（比如 SIMATIC PDM 單機版服務器或 SIMATIC PDM PCS 7 服務器）的 SIMATIC PDM 組態，SIMATIC PDM V9.0 累計新引入 1 個客戶端許可證。該許可證用于激活注冊的 SIMATIC PDM 客戶機以及這些客戶機上的 SIMATIC PDM 會話（打開的界面）。

每個“SIMATIC PDM 1 Client”許可證可激活含有一個 SIMATIC PDM 會話的一個 SIMATIC PDM 客戶機。一個 SIMATIC PDM 會話就是一個打開的界面，其中包含從該界面打開的現場設備的參數視圖。此客戶機上每個同時打開的其它 SIMATIC PDM 會話都需要另一個“SIMATIC PDM 1 Client”許可證。對于更大的項目，可以有zui多 30 個注冊的 SIMATIC PDM 客戶機。

必須將“SIMATIC PDM 1 客戶端”許可證傳送到具有 SIMATIC PDM 服務器的計算機。 SIMATIC PDM 獨立服務器產品包附帶 2 個“SIMATIC PDM 1 客戶端”許可證。

SIMATIC PDM Software Media Package V9.0

的 SIMATIC PDM 安裝軟件是以 SIMATIC PDM 軟件介質包的形式提供的，不包括許可證。要解鎖與特定產品相關的功能，需購買相應軟件許可證。

對于以實物形式交付的 SIMATIC PDM 產品包（不帶可選的產品組件），將隨每個訂貨項目提供一個 SIMATIC PDM 軟件介質包。其它 SIMATIC PDM 軟件介質包必須根據需要單獨訂購。

不含許可證的 SIMATIC PDM 介質包的軟件可在演示版模式下用于演示。在演示版模式下，SIMATIC PDM 的功能具有以下限制：

• 獨立模式
• 存儲功能被禁用
• 導出和導入功能被禁用
• 擴展功能被禁用
• 通信功能受限制

訂貨與交付的相關信息

SIMATIC PDM 屬于以軟件介質包的形式提供安裝軟件的產品。軟件介質包和特定產品的軟件許可證是單獨的包，以實物形式交付時，未合并為單個交貨單位。

6ES7431-0HH00-0AB0

打開硬件組態，右側“Profi（standard）”→Profibus-DP→SIMOVERT→雙擊MICROMASTER 440

B、Profibus interface Properties：輸入從站地址4

C、選擇PPO類型1，雙擊4PKW/2PZD（PPO1）

D、從站組態完成，地址分配從4PKW/2PZD（256-267）

4、MM440硬件及參數設置

A、PROFIBUS地址

下面介紹兩種PROFIBUS總線地址的方法：借助通訊模塊的七個DIP開關（如下圖所示）或借助P0918

B、通訊板參數

為了讓總線板運行，下面的參數必須設置：

5、程序的編寫

對PZD（過程數據）的讀寫

A、在Step7中對PZD（過程數據）讀寫參數時調用SFC14和SFC15

B、SFC14（DPRD_DAT）用于讀Profibus 從站MM440的數據

C、SFC15（DPRD_DAT）用于將數據寫入Profibus 從站MM440

D、硬件組態時PZD的起始地址：W#16#108（即

建立數據塊DB1

將數據塊中的數據地址與從站MM440中的PZD、PKW數據區相對應

數據分配

在OB1中調用特殊功能塊SFC14和SFC15，完成從站MM440數據的讀和寫

其中LADDR表示：引薦組態時PZD的起始地址（W#16#108即264）

在本例中設定值和控制字可以從數據塊DB1中傳送，DB1.DBW20設為047E再變為047F后DB1.DBW22中的頻率值將輸出，狀態字和實際值可從DB1.DBW8，DB1.DBW10讀出。

A、控制命令W#16#47F，啟動變頻器運行

B、給定速度5000含義是500.0rpm。

6、對PKW（參數區）讀寫

數據傳送規則對PKW區數據的訪問是同步通訊，即發一條信息，得到返回值后才能發第二條信息。PKW一般為4個子，定義如下：

應用舉例

A、在Step7中對PKW（參數區）讀寫參數時同樣調用SFC14和SFC15

B、SFC14（DPRD_DAT）用于讀Profibus 從站的數據

C、SFC15（DPRD_DAT）用于將數據寫入Profibus 從站

D、硬件組態時PKW的起始地址：W#16#108（即264）