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西门子CPU模块6ES7414-3XM05-0AB0-可编程控制器

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更新时间：2017-03-20 09:09:17浏览次数：141次

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上海翰粤自动化系统有限公司

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产品简介

西门子CPU模块6ES7414-3XM05-0AB0
CPU 414-2, CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 为中等性能要求中的高需求而设计．他们可以满足对程序容量和处理速度有较高要求的应用．

CPU 414-2 和 CPU 414-3　中内置 PROFIBUS DP 口，可以作为主站或从站直接连接到 PROFIBUS DP 现场总线

详细介绍

西门子CPU模块6ES7414-3XM05-0AB0

上海翰粤公司在经营活动中精益求精，具备如下业务优势：
SIEMENS 可编程控制器
　　1、 SIMATIC S7 系列PLC、S7200、s71200、S7300、S7400、ET200
　　2、逻辑控制模块 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
　　3、 SITOP 系列直流电源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A
4、HMI 触摸屏TD200 TD400C TP177,MP277 MP377
SIEMENS 交、直流传动装置
　　1、交流变频器 MICROMASTER系列：MM、MM420、MM430、MM440、ECO
　　　　　　　　　MIDASTER系列：MDV
　　　　　　　　　6SE70系列（FC、VC、SC）
　　2、全数字直流调速装置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70 系列
SIEMENS 数控伺服
1、840D、802S/C、802SL、828D 801D ：6FC5210,6FC6247,6FC5357,6FC5211,6FC5200,6FC5510,
2、伺服驱动： 6SN1123,6SN1145,6SN1146,6SN1118,6SN1110,6SN1124,6SN1125,6SN1128

上海翰粤自动化系统有限公司

：瞿晓明（ ）24小时：

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西门子CPU模块6ES7414-3XM05-0AB0Overview

满足中等规模要求中有较高要求的CPU
可应用在对程序和处理速度又额外要求的应用中．
CPU 414-3 PN/DP 中集成了 PROFINET 功能

Area of application

CPU 414-2, CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 为中等性能要求中的高需求而设计．他们可以满足对程序容量和处理速度有较高要求的应用．

CPU 414-2 和 CPU 414-3　中内置 PROFIBUS DP 口，可以作为主站或从站直接连接到 PROFIBUS DP 现场总线。

使用 IF 964-DP 接口模板，还可将其他 DP 主站系统连接到 CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 上。

在使用 PROFINET-ASIC ERTEC 400 时，CPU 414-3 PN/DP 具有交换机功能。它提供了可从外部接触到的两个 PROFINET 端口。除分层网络拓扑结构之外，还可以在新型 S7-400 控制器中创建总线形结构。

注意:
只有 6ES7 964-2AA04-0AB0 接口子模块才能使用。

Design

CPU 装配有：

功能强大的处理器：
CPU 执行每条二进制指令时间仅为 0.045µs 。
CPU 414-2: 1 MB RAM (其中，程序和数据各使用 512 KB);
CPU 414-3: 2.8 MB RAM (其中，程序和数据各使用 1.4 MB);
CPU 414-3 PN/DP: 2.8 MB RAM (其中，程序和数据各使用 1.4 MB);
快速 RAM 用于执行部分用户程序
灵活扩展：
zui高 131072 个数字量以及 81932 个模拟量输入/输出。
MPI多点接口：
通过 MPI，可将zui多 32 个站连成简单网络，数据传输速率高达 12 Mbit/s。CPU 可与通讯总线（C 总线）和 MPI 的站之间建立zui多 32 个连接。
模式选择开关：
波动开关设计。
诊断缓冲区：
zui后的故障和中断事件保存在一个环形缓冲器中，用于进行诊断。可以对输入数目进行设定。
实时时钟：
日期和时间附加在 CPU 的诊断消息后面
存储卡:
用于扩展内置的装载存储器。存储在装载存储器中的信息包括S7-400参数数据以及程序，因此需要2倍的存储空间。其结果是：
- 内置的装载存储器不能满足大程序量的要求，因此需要存储卡。可使用 RAM 和 FEPROM 卡。
PROFIBUS-DP 接口和组合的MPI/DP 接口：
通过 PROFIBUS DP 主站接口，可以实现分布式自动化组态，从而提高了速度，便于使用。对用户来说,分布式I/O单元可作为一个集中式单元来处理(相同的组态、编址和编程).
组合式配置： SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作为PROFIBUS主站符合EN 50 170规范。

CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 还包括：

附加模块插槽：
可用IF 964-DP 接口子模板进行连接到PROFIBUS DP主站系统中。

CPU 414-3 PN/DP 另外包括：

PROFINET 接口，带 2 个端口（换机）：
- PROFINET I/O，可连接 256 个 IO 设备
- PROFINET CBA

Functions

块保护：
用户程序使用密码保护，可防止非法访问。
集成的 HMI 服务：
用户只能用HMI设备数据源地址和数据目标地址，此后系统将自动地进行数据传输。
集成的通讯功能:
- PG/OP 通讯
- 共享数据通讯
- S7 标准通讯
- S7 通讯

CPU 414-3 PN/DP 其它：

在TCP/IP、UDP和ISO-on-TCP (RFC1006)上实现开放的通讯
在基于组件的自动化 (CBA) 中实现分布式智能系统 (PROFINET)
通过集成的 Web 服务器而获得附加诊断功能
通过网络进行固件更新

可以参数化的属性

可使用 STEP 7 工具“Hardware Configuration”对 S7-400（包括 CPU）的性能和响应进行编程，如：

MPI多点接口：
- 站地址定义
- 启动/循环行为
- zui大循环时间和通讯负荷的规定
地址分配：
I/O 模块的编址
保持范围：
定义保持性位存储器、计数器、定时器和时钟存储器。
过程映像、局部数据的大小
诊断缓存区的长度
保护级：
程序和数据访问*的定义
系统诊断：
确定诊断信息的处理方法和范围
实时中断:
设定周期

CPU 414-3 PN/DP 其它：

PROFINET Interface
使用 NTP 规程对时间同步进行参数化

信息指示功能

状态和错误指示灯：
通过 LED 指示出内部和外部错误及运行状态，如运行 (RUN)、停止 (STOP)、重新启动 (Restart)、测试功能 (Test function) 等。
测试功能：
可使用编程设备显示程序执行中的信号状态，不考虑用户程序而修改过程变量，读取堆栈存储器的内容，运行单独程序步骤，并禁用程序组件。
信息功能：
可使用编程设备为用户提供有关存储器容量和 CPU 的工作模式，以及工作和负载存储器的当前使用率等方面的信息。

Technical Specifications

订货号	6ES7414-2XK05-0AB0	6ES7414-3XM05-0AB0	6ES7414-3EM07-0AB0
	CPU414-2，MPI/DP，1 MB	CPU414-3，2.8 MB，3 个接口	CPU414-3 PN/DP, 4 MB, 3 个接口
通用信息
产品名称	CPU 414-2	CPU 414-3	CPU414-3 PN/DP
工程组态方式
● 编程软件包	STEP 7 V5.3 SP2 或以上版本，带硬件更新	STEP 7 V5.3 SP2 或以上版本，带硬件更新	STEP 7 V5.5 或以上版本，带 HSP 262
电源电压
额定值 (DC)
● 24 VDC	-；通过系统电源供电	-；通过系统电源供电	-；通过系统电源供电
功耗
功耗，典型值	4.5 W	5.5 W	6.5 W
存储器
工作存储器
● 集成	1 MB	2.8 MB	4 MB
● 集成（用于程序）	0.5 MB	1.4 MB	2 MB
● 集成（用于数据）	0.5 MB	1.4 MB	2 MB
装载存储器
● 可扩展 FEPROM，zui大	64 MB	64 MB	64 MB
● 集成 RAM，zui大	512 KB	512 KB	512 KB
● 可扩展 RAM，zui大	64 MB	64 MB	64 MB
CPU 处理时间
位操作时，典型值	45 ns	45 ns	18.75 ns
字运算时，典型值	45 ns	45 ns	18.75 ns
定点数运算时，典型值	45 ns	45 ns	18.75 ns
浮点数运算时，典型值	135 ns	135 ns	37.5 ns
计数器、定时器及其保持性
S7 计数器
● 数量	2 048	2 048	2 048
IEC 计数器
● 提供	√	√	√
S7 定时器
● 数量	2 048	2 048	2 048
IEC 定时器
● 提供	√	√	√
数据区及其保持性
标志
● zui大数量	8 KB；位存储器地址区大小	8 KB；位存储器地址区大小	8 KB；位存储器地址区大小
地址区
I/O 地址区
● 输入	8 KB	8 KB	8 KB
● 输出	8 KB	8 KB	8 KB
过程映像
● 输入，可调	8 KB	8 KB	8 KB
● 输出，可调	8 KB	8 KB	8 KB
硬件配置
插槽
● 所需插槽	1	2	2
日时钟
时钟
● 硬件时钟（实时时钟）	√	√	√
运行小时数计数器
● 数量	16	16	16
接口
接口/总线类型	1 x MPI/PROFIBUS DP, 1 x PROFIBUS DP	1 x MPI/PROFIBUS DP，1 x PROFIBUS DP，1 x PROFIBUS DP（可以是插入式）	1 x MPI/PROFIBUS DP，1 x PROFINET（2 个端口），1 x PROFIBUS DP（可以是插入式）
RS 485 接口数量	2；组合式 MPI / PROFIBUS DP 和 PROFIBUS DP	2；组合式 MPI / PROFIBUS DP 和 PROFIBUS DP	1；组合式 MPI / PROFIBUS DP
其它接口数量			1；PROFIBUS DP，带 IF 964-DP（插入式选件；订货号：6ES7964-2AA04-0AB0)
1.接口
接口类型	集成	集成	集成
物理接口	RS 485 / PROFIBUS + MPI	RS 485 / PROFIBUS + MPI	RS 485 / PROFIBUS + MPI
功能
● MPI	√	√	√
● DP 主站	√	√	√
● DP 从站	√	√	√
DP 主站
● zui大 DP 从站数	32	32	32
2.接口
接口类型	集成	集成	PROFINET
物理接口	RS 485 / PROFIBUS	RS 485 / PROFIBUS	以太网 RJ45
接口类型
● 端口数量			2
功能
● DP 主站	√	√	-
● DP 从站	√	√	-
● PROFINET IO 控制器			√
● PROFINET IO 设备			√
● PROFINET CBA			√
DP 主站
● zui大 DP 从站数	96	96
3.接口
接口类型		插入式接口模块 (IF)，技术数据与第 2 个接口相同	可插拨的接口模块 (IF)
插入式接口模块		IF 964-DP (MLFB:6ES7964-2AA04-0AB0)	IF 964-DP (MLFB:6ES7964-2AA04-0AB0)
物理接口		RS 485 / PROFIBUS	RS 485 / PROFIBUS
功能
● MPI		-	-
● DP 主站		√	√
● DP 从站		√	√
DP 主站
● zui大 DP 从站数		96	96
等时同步模式
等时同步操作（应用程序一直同步到终端）	√；仅 PROFIBUS	√；仅 PROFIBUS	√；通过 PROFIBUS DP 或 PROFINET 接口
通信功能
编程器/OP 通信	√	√	√
数据记录路由	√	√	√
全局数据通信
● 支持	√	√	√
S7 基本通信
● 支持	√	√	√
S7 通信
● 支持	√	√	√
S5 兼容通信
● 支持	√；通过 FC AG_SEND 和 AG_RECV，通过zui多 10 个 CP 443-1 或 443-5	√；通过 FC AG_SEND 和 AG_RECV，通过zui多 10 个 CP 443-1 或 443-5	√；通过 FC AG_SEND 和 AG_RECV，通过zui多 10 个 CP 443-1 或 443-5
标准通信 (FMS)
● 支持	√；通过 CP 和可加载的功能块	√；通过 CP 和可加载的功能块	√；通过 CP 和可加载的功能块
开放式 IE 通信
● TCP/IP			√；通过集成的 PROFINET 接口以及可加载的功能块
— 连接数量，zui大			62
● ISO-on-TCP (RFC1006)	通过 CP 443-1 和可调用的 FB	通过 CP 443-1 和可调用的 FB	√；通过集成 PROFINET 接口或 CP 443-1 Adv. 和可加载的 FB
— 连接数量，zui大			62
● UDP			√；通过集成的 PROFINET 接口以及可加载的功能块
— 连接数量，zui大			62
Web 服务器
● 支持	-	-	√
连接数量
● 总计	32	32	64
标准，认证
用于危险区域
● ATEX	ATEX II 3 G Ex nA IIC T4 Gc	ATEX II 3 G Ex nA IIC T4 Gc	ATEX II 3 G Ex nA IIC T4 Gc
环境条件
工作温度
● zui小值	0 °C	0 °C	0 °C
● zui大	60 °C	60 °C	60 °C
配置
编程
编程语言
— LAD	√	√	√
— FBD	√	√	√
— STL	√	√	√
— SCL	√	√	√
— CFC	√	√	√
— GRAPH	√	√	√
— HiGraph®	√	√	√
专有技术保护
● 用户程序保护/密码保护	√	√	√
● 块加密	√；带有 S7 块加密功能	√；带有 S7 块加密功能	√；带有 S7 块加密功能
外形尺寸
宽	25 mm	50 mm	50 mm
高	290 mm	290 mm	290 mm
深	219 mm	219 mm	219 mm
重量
重量，约	700 g	900 g	900 g

在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，采用程序化的手段应用于电气控制，这就是*代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。
个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。
PLC的定义有许多种。电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展zui快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗*力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

二、PLC的构成西门子CPU模块6ES7412-2XJ05-0AB0
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

三、CPU的构成

CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC*的组成单元。
在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。

四、I/O模块西门子CPU模块6ES7412-2XJ05-0AB0

PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下：
开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其zui大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受zui大的底板或机架槽数限制。

五、电源模块

PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。

六、底板或机架

大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

七、PLC系统的其它设备

1、编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护*的器件，用于编程、对系统作一些设定、監控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。
2、人机界面：zui简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。
3、输入输出设备：用于*性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。

八、PLC的通信联网

依靠*的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。
PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。
PLC的通信，还未实现互操作性，IEC规定了多种现场总线标准，PLC各厂家均有采用。
对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲，选择网络非常重要的。首先，网络必须是开放的，以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网络层次的传输性能要求，选择网络的形式，这必须在较深入地了解该网络标准的协议、机制的前提下进行；再次，综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题，确定不同层次所使用的网络标准