Training Center for Automation and Drives ST-7PRO2 The S7-400 Power PLC System Page 1 목차 페이지 SIMATIC S7-400: 개요 ......................................................................................................... 2 S7-400: S7-300과의 본질적인 차이점 ...................................................................................... 3 기술적 데이터 S7-400 CPU (1) ............................................................................................. 4 기술적 데이터 S7-400 CPU (2) ............................................................................................. 5 S7-400 모듈 개요 ....................................................................................................... 6 S7 - 400 랙 ..................................................................................................................... 7 대칭적 및 비대칭 멀티컴퓨팅 ..................................................................... 8 중앙 디자인 구성 ……............................................................................................ 9 모듈 파라미터: 논리 어드레스, 부분 프로세스 이미지 ................................................... 10 모듈 파라미터 할당: 아날로그 모듈 ………........................................................................... 11 멀티컴퓨팅 구성 .......................................................................................................... 12 멀티컴퓨팅에서 동기화를 위한 SFC 35 ............................................................................... 13 중앙 확장 1 ................................................................................................................ 14 중앙 확장 2 ................................................................................................................ 15 분산 확장 ............................................................................................................... 16 S7과 S5 사이의 분산 연결 …….................................................................................... 17 중앙 구성 확장 ………........................................................................................... 18 CPU 모듈 ............................................................................................................................... 19 시스템 아키텍처 ...................................................................................................................... 20 CPU 파라미터: 시동 특징 ................................................................................... 21 CPU 파라미터: 인터럽트 ........................................................................................................... 22 CPU 파라미터: 로컬 데이터 ........................................................................................................ 23 CPU 파라미터: 액세스 보호 개념 ........................................................................... 24 프로그램 조직: 완전 재시작 및 재시작 .................................................................. 25 모듈 삽입/제거 인터럽트 (S7 - 400) ……...................................................................... 26 S7-400에서의 강제 ................................................................................................................ 27 중단점 표시줄 활성화 ....................................................................................................... 28 중단점으로 프로그램 수행 (S7-400 전용) .................................................................. 29 주변 출력 사용 가능 (S7-400 전용) ..................................................................................... 30 지점간 연결을 위한 CP 441 ....................................................................................... 31 CP 443-5: PROFIBUS에 대한 연결 ............................................................................................. 32 IM 467: PROFIBUS-DP 마스터 인터페이스 ................................................................................. 33 CP 443-1: 산업용 이더넷에 대한 연결 ................................................................................... 34 Date: 2002-02-23 File: PRO2_11e.1 SIMATIC S7 Siemens AG 1998. All rights reserved. Information and Training Center Knowledge for Automation S7-400 파워 PLC 시스템
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OB 1OB 10-13OB 20-23OB 32-35OB 40-43OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,122
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54 ByteUser Data
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1
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CPU 416-1
OB 1OB 10-17OB 20-23OB 30-38OB 40-47OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,122
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CPU 414-2
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CPU 412-1
OB 1OB 10,11OB 20,21OB 32,35OB 40,41OB 60OB 100,101OB 80-87OB 121,122
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CPU 413-2
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CPU 413-1
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2 x 16 x 54 Byte=1728 Byte
기술적데이터 S7-400 CPU (2)
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랙 S7-400의경우다음의랙을사용할수있습니다.UR1/UR2는통합랙으로설계되어있으며중앙랙이나확장랙으로사용될수있습니다. 이랙은 P 버스와 K 버스를가지는 18/9 단일너비슬롯을가집니다.ER1/ER2는 K 버스가없는확장랙으로설계되어있습니다. 또한세그먼트중앙랙 CR2는비대칭멀티컴퓨팅에사용할수있습니다.
S7-CPU S7-400 CPU는모든 STEP 7 사용자프로그램에대해상위버전과호환이가능합니다. 이 CPU는통합 CP-마스터인터페이스를가지는단일너비및이중너비의 2가지버전으로사용할수있습니다. 최대 64 DP-슬레이브스테이션에대해통합 DP 인터페이스를통해주소를지정할수있습니다. 최대보오속도는 12 Mbaud입니다.
FM 포지셔닝, 제어및카운팅을위한 FM이 S5-IP 스펙트럼을대체합니다. 또한 M7-FM은프로세스제어를위한자유 C-프로그래머블함수모듈로서삽입될수있습니다.
IM SIMATIC S7과 SIMATIC S5 확장랙은인터페이스모듈을통해 S7-400 중앙랙에연결될수있습니다.
2 channel countercam controllerPositioning for servomotorsPositioning for rapid/creep feed drivesM7-FM
CPCP
1 채널지점간2 채널지점간이더넷Profibus
M7-CPUsM7-CPUs
CPU 486-3CPU 488-3CPU 488-4CPU 488-5
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UR 1 / UR 2 UR1/UR2는중앙및확장랙으로서사용될수있습니다. 이들은 I/O 신호의고속교환 (1.5 microsec./ Byte)과신호모듈프로세스데이터에대한시간이중요한액세스를위해병렬보조버스 (P-버스)를가집니다. 또한 UR1 (18 슬롯) / UR2 (9 슬롯)는 K-버스스테이션 (S7/M7-CPU, FM, CP) 사이의고속교환 (10.5 MBaud)을위한직렬의강력한통신버스 (K-Bus)를가집니다.P-BUS와 K-BUS를분리함으로써각작업에자체버스시스템을할당합니다. 제어및통신은자체의별도데이터하이웨이를가지며따라서고르고충돌이없는제어및통신작동을제공합니다.
CR2 세스먼트랙 CR 2는각각 10개의슬롯과 8개의슬롯을가지는 2개의세그먼트로나누어진 I/O 버스를가집니다. 각세그먼트에대해한개의 CPU를사용될수있습니다. 2개의 CPU는각각 P-버스세그먼트에대한마스터이며자신의SM에만액세스할수있습니다. 작동모드전환은동기화되지않습니다. 즉, CPU는다른작동모드에있을수있습니다. 2개의 CPU는연속적인 K 버스를통해통신할수있습니다.
왜 CR2? 모든 CPU (최대 4개)는대칭적멀티컴퓨팅에서같은작동모드, 예를들어 STOP을가집니다. 즉작동모드전환은동기화됩니다.
ER 1 / ER 2 ER1 (18 슬롯)/ER2 (9 슬롯)는 K-버스, 경보선, 모듈에대한 24V 전원공급, 배터리공급이없습니다.
노슬롯규칙 예외: 제일왼쪽에있는 PS와제일오른쪽의 ER에있는수신 IM
Date: 2002-02-23File: PRO2_11e.7
SIMATIC S7Siemens AG 1998. All rights reserved.
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S7 - 400 랙
Rack
P Bus
K Bus
UR 1/ UR 2
세그먼트랙
CR 2
Exp. Rack
P Bus
ER 1/ ER 2
P Bus Segment 1
K Bus
P Bus Segment 2
1 ... 4 CPUs( =멀티컴퓨팅)
다른작동유형을가지는 2개의 PLC.그러나공통된 K Bus를통해 CPU 간에통신
또한확장랙으로사용될수있음
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멀티컴퓨팅 멀티컴퓨팅은시스템의구성을자유롭게합니다. 즉, 멀티컴퓨팅을통해시스템퍼포먼스와메모리, 비트메모리, 타이머, 카운터, 등과같은시스템리소스를CPU를추가로삽입함으로써증가시킬수있습니다. 그런방식으로예를들어전체작업은몇개의 CPU 사이에서나누어질수있습니다.
대칭적 대칭적멀티컴퓨팅에서모든 CPU (최대 4개의 CPU)는한개의공통 P 버스와 K 버스에서작업을하며모든신호모듈의어드레스가표시되는오직한개의공통I/O 어드레스공간만이존재합니다.그러나 UR1 또는 UR2에삽입되는모든모듈은구성중에 CPU에할당되어야합니다. 그런후에 CPU는다음과같은이모듈에대한 “마스터기능”을맡게됩니다.• 모듈인터럽트의수신
• 모듈파라미터할당
• L PBxx, T Wxx, 등을통한모듈에대한액세스작동모드전환은동기화됩니다. 즉, 모든 CPU는같은작동모드를가집니다. 외부에서볼때자동화스테이션은한개의큰 PLC로나타납니다.
비대칭 비대칭멀티컴퓨팅은 CR2를이용해얻을수있습니다. 세그먼트랙은 2개의별도 P 버스세그먼트를포함합니다.I/O 버스세그먼트당한개의 CPU가설치됩니다. I/O 모듈은로컬로이 CPU에할당됩니다. CPU는작동모드전환을동기화하지않고다른 CPU와는별도로작동합니다. 모든 CPU는자체 I/O 어드레스공간을가집니다.공통의통신버스는추가하드웨어없이부분단위사이의통신을가능하게합니다. 외부에서볼때이것은 K 버스를통해통신을하는 2개의개별제어기와유사합니다. 추가의장점은다음과같습니다.• 제어캐비넷에서의공간절감
• 오직한개의랙과한개의전원공급만이요구되기때문에비용절감
Date: 2002-02-23File: PRO2_11e.8
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대칭적및비대칭멀티컴퓨팅
공통통신버스
공통 I/O 버스대칭적멀티컴퓨팅
비대칭멀티컴퓨팅
I/O bus-Segment 1 I/O bus-Segment 2
segmented rack
공통통신버스
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Date: 2002-02-23File: PRO2_11e.9
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중앙디자인구성
HW 구성도구활성화
랙구성
중앙디자인구성 중앙디자인을위해모듈을중앙랙의 CPU (CPU들) 옆에배열하고추가확장랙에서도같은작업을합니다.
참고 최대 21개의확장랙이한개의중앙랙에연결될수있습니다.K 버스는처음의 6개확장랙에만전송됩니다. 즉 FM과 CP와같은지능형모듈은처음 6개의 ER에서만작동될수있습니다.Receive-IM은항상확장랙에서가장오른쪽슬롯에만삽입되어야합니다.
Date: 2002-02-23File: PRO2_11e.15
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중앙확장 2
CPUPS 40x IM
CR
PS 40x IM
1. ER
PS 40x IM
2. ER
PS 40x IM
3. ER
SEND-IM 460-0 Receive-IM
Receive-IM
PS 40x IM
4. ER
Receive-IM
Receive-IM 461-0
terminator
P 버스와 K 버스가전송됨.전원공급은없음
체인당 4 ER
CR과가장먼 ER 사이의거리는 3 m임
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분산구성 인터페이스모듈 IM 460-3/IM 461-3은거리범위가 100 m까지인 S7 중앙랙(UR1, UR2, CR2)에확장랙을분산연결하기위해삽입됩니다. 분산확장은다음특징을가집니다.• 최대 8개의확장랙이연결될수있습니다 (인터페이스마다 4개).• 중앙랙과가장먼확장랙사이의최대거리는 100 m입니다.• 최대 6개의 Send-IM 460-3이중앙랙마다삽입될수있습니다.• Send-IM 460-3 인터페이스모듈은 P 버스와 K 버스를확장랙에전송합니다.확장랙에있는모듈은커넥터케이블을통해전압을공급받지않습니다.이런이유로각확장랙은자체전원공급모듈이삽입되게해야합니다.
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CPU 모듈
EXT.-BATT.
5...15V DC
X3
X1
414 - 2XG00 - 0AB0
CPU 414-2X 2 3 4
INTFEXTF
STOPRUN
CRSTFRCE
CRSTWRST
RUN-PRUN
STOPCMRES
INTFEXTFBUSF
DP
EXT.-BATT.
5...15V DC
X1
421 - 1BL00 - 0AA0
DI 32xDC24VX 2 3 4
INTFEXTF
STOPRUN
CRSTFRCE
CRSTWRST
RUN-PRUN
STOPCMRES
CPU 412-1CPU 413-1CPU 414-1CPU 416-1
CPU 413-2 DPCPU 414-2 DPCPU 416-2 DPLED 표시
시동선택기스위치
모드선택기(키스위치)
메모리카드슬롯
MPI
외부버퍼공급
LED 표시
DP 인터페이스
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CPU 구성 통신이나누어진시스템의구성에대해가지는의미때문에 S7-400 CPU는다음2개의기능단위로구분됩니다.• 프로세스부분
• 통신부분
P-버스 CPU의프로세스부분은 P 버스를통해신호모듈에대한액세스를시작합니다. P 버스는몇바이트의데이터교환 (보통 4 바이트)을위해최적화됩니다.S7-400 시스템의 P 버스는다음특징을가집니다.• 8 비트너비• 병렬• 액세스시간 1.5 µs
K-버스 K 버스 (통신버스)는 FM 또는 CP와같은지능형통신가능모듈에대한비동기데이터교환을맡습니다. K 버스는보다큰데이터량의교환을위해최적화됩니다.K 버스는멀티마스터버스로서설계되어있습니다. 즉, K 버스는 MPI 인터페이스의논리확장입니다. 이것은다음특징을가집니다.• 직렬• 보오속도: 10.5 MBits/sec• 최대 127개노드 (이론적)
MPI MPI 인터페이스를통한통신은다음특징을가집니다.• 직렬• 보오속도: 187.5 KBits/sec• 최대 32개노드
Date: 2002-02-23File: PRO2_11e.20
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중단점 이테스트기능을이용해서단일시퀀스모드에서만들어진프로그램을 STL 표시로테스트할수있으며따라서관련레지스터내용은물론실행된인스트럭션의시퀀스를따를수있습니다.몇개의중단점이한블록에설정될수있습니다. 설정될수있는중단점수는CPU 종류에따라달라집니다.• CPU 412,413: 2개의중단점• CPU 414: 3개의중단점• CPU 416: 4개의중단점
참고 • “Breakpoint”기능을선택하려면 “on-line”블록을열어야합니다.• 대화상자에서 Debug -> Operation -> Test Operation이선택되어야만
"Breakpoints“기능을선택할수있습니다. • 메뉴명령 Execute Next Statement또는 Execute Call은내부구현을위한자유중단점을필요로합니다.
• 프로그램프로세싱이중단점을만나면 CPU는 RUN에서 HOLD 모드로전환합니다. 이모드에서 STOP-LED가켜지고동시에 RUN-LED가점멸합니다.