西門子CPU1214C 6ES7214-1BG40-0XB0

現(xiàn)場控制單元

現(xiàn)場控制單元一般遠離控制中心，安裝在靠近現(xiàn)場的地方，其高度模塊化結(jié)構(gòu)可以根據(jù)過程監(jiān)測和控制的需要配置成由幾個監(jiān)控點到數(shù)百個監(jiān)控點的規(guī)模不等的過程控制單元。

現(xiàn)場控制單元的結(jié)構(gòu)是由許多功能分散的插板（或稱卡件）按照一定的邏輯或物理順序安裝在插板箱中，各現(xiàn)場控制單元及其與控制管理級之間采用總線連接，以實現(xiàn)信息交互。

現(xiàn)場控制單元的硬件配置需要完成以下內(nèi)容：

插件的配置 根據(jù)系統(tǒng)的要求和控制規(guī)模配置主機插件（CPU插件）、電源插件、I/O插件、通信插件等硬件設(shè)備；

硬件冗余配置 對關(guān)鍵設(shè)備進行冗余配置是提高DCS可靠性的一個重要手段，DCS通常可以對主機插件、電源插件、通信插件和網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵I/O插件都可以實現(xiàn)冗余配置。

硬件安裝 不同的DCS，對于各種插件在插件箱中的安裝，會在邏輯順序或物理順序上有相應(yīng)的規(guī)定。另外，現(xiàn)場控制單元通常分為基本型和擴展型兩種，所謂基本型就是各種插件安裝在一個插件箱中，但更多的時候時需要可擴展的結(jié)構(gòu)形式，即一個現(xiàn)場控制單元還包括若干數(shù)字輸入/輸出擴展單元，相互間采用總線連成一體。

就本質(zhì)而言，現(xiàn)場控制單元的結(jié)構(gòu)形式和配置要求與模塊化PLC的硬件配置是一致的。

人機交互與人機界面是兩個有著緊密聯(lián)系而又不盡相同的概念。

人機交互與人機界面的關(guān)系 折疊

人機交互是指人與機器的交互，本質(zhì)上是人與計算機的交互。或者從更廣泛的角度理解：人機交互是指人與含有計算機的機器的交互。具體來說，人機交互用戶與含有計算機機器之間的雙向通信，以一定的符號和

液晶屏被用作人機界面顯示器

動作來實現(xiàn)，如擊鍵，移動鼠標，顯示屏幕上的符號/圖形等。這個過程包括幾個子過程：識別交互對象-理解交互對象-把握對象情態(tài)-信息適應(yīng)與反饋等；而人機界面是指用戶與含有計算機的機器系統(tǒng)之間的通信媒體或手段，是人機雙向信息交互的支持軟件和硬件。這里界面定義為通信的媒體或手段，它的物化體現(xiàn)是有關(guān)的支持
軟件和硬件，如帶有鼠標的圖形顯示終端等。

交互是人與機-環(huán)境作用關(guān)系/狀況的一種描述。界面是人與機-環(huán)境發(fā)生交互關(guān)系的具體表達形式。交互是實現(xiàn)信息傳達的情境刻畫，而界面是實現(xiàn)交互的手段。在交互設(shè)計子系統(tǒng)中，交互是內(nèi)容/靈魂，界面是形式/肉體；然而在大的產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)中，交互和界面，都只是解決人機關(guān)系的一種手段，不是終目的，其終目的是解決和滿足人的需求。

交互設(shè)計是從屬于產(chǎn)品系統(tǒng)的，是對成功的產(chǎn)品設(shè)計的一種強有力的支持與完善。

如果利用系統(tǒng)論的觀點，交互設(shè)計是從屬于產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)的子系統(tǒng)。

• 寬屏 TFT 顯示屏，對角尺寸為 4 英寸、7 英寸、9 英寸、12 英寸、15 英寸、19 英寸和22 英寸（全部 1600 萬色），與此前的設(shè)備相比顯示面積增加高達 40%

• 集成功能，帶有歸檔、腳本、PDF/Word/Excel 查看器、Internet Explorer、Media Player 和 Web 服務(wù)器

• 可通過 PROFIenergy、HMI 項目或控制器在 0 - 100% 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)顯示屏亮度

• 現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計，7" 及以上型號采用鑄鋁前端

• 所有觸摸式設(shè)備都進行垂直安裝

• 進行選擇：提供了 7 個觸摸型號和 5 個按鍵型號

• 設(shè)備發(fā)生電源故障時的數(shù)據(jù)安全和 SIMATIC 人機界面存儲卡的數(shù)據(jù)安全

• 創(chuàng)新的維護和調(diào)試方式，可通過第二個 SD 卡進行（自動備份）

• 畫面刷新時間短，性能*

• 通過了多種認證（例如，ATEX 2/22 和船舶認證），適用于條件極為惡劣的工業(yè)環(huán)境

具有眾多通信選件：內(nèi)置 PROFIBUS 和 PROFINET 接口；2 個 PROFINET 接口，帶集成交換機，適用于 7 英寸或更大型號； 1 個 PROFINET 接口，支持千兆傳輸，適用于 15 英寸或更大型號

所有型號都可用作 OPC UA 客戶機或用作 OPC DA 服務(wù)器

按鍵操作設(shè)備，每個功能鍵帶 LED，具有新的文本輸入方法，與手機鍵盤類似

所有按鍵都具有 200 萬次使用壽命

使用 TIA 博途的 WinCC 工程組態(tài)軟件進行組態(tài)

 S7-1500自動化系統(tǒng)具有模塊化的結(jié)構(gòu)，可包含最多 32個模塊。 它擁有豐富的模塊，且這些模塊
均可以獨立地組合使用。S7-1500自動化系統(tǒng)支持單層配置，其中的所有模塊均安裝在一個安裝導(dǎo)
軌上（請參見手冊以了解前提條件）。一個系統(tǒng)包含下列組件：控制器：CPU 具有不同性能等級，
并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET和PROFIBUS 接口，用于連接分布式 I/O 或用于編程
設(shè)備、操作裝置、其它 SIMATIC 控制器或第三方設(shè)備間的通信。用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的
信號模塊。工藝模塊用于高速計數(shù)、位置檢測或測量等功能。通信模塊和通信處理器可通過通信接
口將控制器進行擴展根據(jù)要求，也可使用下列模塊：在CPU 向背板總線的輸出對于所有連接的模塊
來說不夠充分的情況下，電源模塊 (PS) 通過背板總線為 S7-1500 模塊的內(nèi)部電路供電。用于將 
SIMATICS7-1500連接到120/230VAC電源的負載電源模塊 (PM)。接口模塊用于連接基于S7-
1500 的分布式 I/O。簡單的設(shè)計使得 SIMATIC S7-1500 十分靈活，便于維護。集成背板總線集
成的背板總線；背板總線集成在模塊上。 模塊通過 U 形連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。 
  可以節(jié)省安裝時間。 不久將會提供具有“無響應(yīng)熱插拔”功能的有源背板。模塊組裝在S7-1500 安
裝導(dǎo)軌上：具有各種長度，包括切割至定長的型號。 由于具有集成式 DIN 導(dǎo)軌，可以卡裝廣泛的標
準部件，如附加端子、小型斷路器或小型繼電器。性能可靠，接線方便：I/O 信號是通過統(tǒng)一的40 
針前連接器來連接的。 信號模塊和前連接器之間具有機械編碼，可防止因意外的錯誤插入而對電路
造成破壞。為了對前連接器進行簡單接線，可將該連接器置于“預(yù)接線位置”。 在此位置上，插頭尚
未與模塊電路接觸。 此位置還可用于在運行過程中進行改動。 用戶可借助于前蓋內(nèi)側(cè)的一個印制電
纜連接圖進行連接。前連接器作為帶螺釘型端子或推入式端子的型號提供。 兩個型號都可以連接線
芯截面積為 0.252~ 1.5 mm2（AWG 24 ~ AWG 16）的導(dǎo)線。另外，數(shù)字量信號模塊可通過 
TOP Connect 進行系統(tǒng)接線。 通過 TOP Connect，可以快速而清晰地連接到現(xiàn)場的傳感器和執(zhí)
行器，并可在控制柜中進行簡便接線。對于模擬量模塊，可以直接在模塊上進行屏蔽；隨模塊提供
了一個屏蔽連接套件，無需工具即可進行安裝。針對 S7-1500 的信號模塊提供了標簽條。可使用
一臺標準激光打印機來打印這些 DIN A4 標簽紙上的標簽。 可以從 TIA Portal 進行自動打印，而
無需重新輸入符號或地址。 通過這些標簽條的設(shè)計形式，可為通道或診斷顯示 1:1 分配標簽。 如
果前蓋打開，則診斷顯示到端子的這種 1:1 分配會保留。可變和可擴展的站配置：信號模塊和通信
處理器可以不受限制地以任何方式連接。 系統(tǒng)可自行組態(tài)。較大配置包括帶有31個模塊（30 個
模塊 + 1 個電源）的 CPU。 在CPU 向背板總線的輸出對于所有連接的模塊來說不夠充分的情況
下，需要由電源 (PS) 通過背板總線為 S7-

1500 模塊的內(nèi)部電路供電。

SIMATIC S7-1500 的尺寸使其能夠順利安裝到 SIMATIC S7-300或ET200M的可用安裝空間中。

移動敷設(shè)：

SIMATIC S7-1500 及其模塊可以垂直和水平安裝，從而可以方式安裝到可用空間內(nèi)。

I/O 模塊

以下模塊類型可用于 SIMATIC S7-1500/ET 200MP：

數(shù)字量輸入模塊

數(shù)字量輸出模塊

數(shù)字量輸入/輸出模塊

模擬量輸入模塊

模擬 I/O 模塊

模擬量輸出模塊

包括高速 (HS) 模擬量模塊，無論通道數(shù)如何，基本執(zhí)行時間都是 62.5 µs

用于計數(shù)和定位的工藝模塊

用于點到點通信和總線連接的通信模塊

不久將可供貨 用于面向安全的應(yīng)用的故障安全模塊

提供了各種模塊等級，可使用戶在其應(yīng)用中實現(xiàn)擴展。 模塊本身通過標簽進行相應(yīng)標記：

BA（基本型）： 簡易低成本模塊，無診斷功能，沒有參數(shù)

ST（標準型）： 具有與模塊或負載組相關(guān)的診斷的模塊，如果適用，帶有參數(shù)；模擬量模塊： 
準確度等級 0.3%

HF（高性能型）： 具有與通道相關(guān)的診斷和參數(shù)設(shè)置的模塊；對于模擬量模塊： 準確度等級 
0.1%，抗擾度和電流隔離程度提高

HS（高速型）：具有濾波和轉(zhuǎn)換時間的模塊適用于超高速應(yīng)用；例如 8 通道模擬量模塊，
無論的通道數(shù)如何，基本執(zhí)行時間都是 62.5 µs。

I/O 模塊的附件：

標簽紙：

可插入到 I/O 模塊中（10 張 DIN A4 標簽紙，每張標簽紙帶有 10 個標簽，預(yù)穿孔，可使用
標準激光打印機進行打印；可用顏色： Al 灰）

屏蔽連接：

SIMATIC S7-1500 系統(tǒng)（模擬量模塊和工藝模塊）提供了一個簡易屏蔽連接套件，無需使用
工具即可安裝。 此套件包含一個 24 V DC 饋電元件、一個屏蔽

夾和一個通用屏蔽端子。 該屏蔽端子可用于單根細干線電纜、多根細干線電纜或一根粗干線電纜。 
由于對 24 V DC 電源和測量信號進行分離，并且在屏蔽

和信號電纜之間具有低阻抗連接，因此可確保較高的 EMC 穩(wěn)定性和抗干擾性。

統(tǒng)一的 40 針前連接器

I/O 模塊的前門或自組裝背板總線的 U 型連接器等其它附件

S7-1500 具有不同的通信接口：

PROFINET IO IRT 接口（2 端換機），集成在 CPU 中；

用于獲得確定的響應(yīng)時間和高設(shè)備精度。

用于連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)的通信模塊（不久提供 PROFINET）

用于點到點連接的通訊模塊。

CPU 1515 PN 具有一個附加的集成 PROFINET 接口，其具有單獨的 IP 地址，例如，用于網(wǎng)絡(luò)
分離。 對于 CPU 1516-3 PN/DP，可通過該集成 PROFIBUS

接口來連接 PROFIBUS 節(jié)點。 通過一個 PROFIBUS CM，可方便地對不帶集成PROFIBUS接口
的 CPU 進行擴展。

通過 PROFINET IO 進行過程通信

SIMATIC S7-1500 通過集成的 PROFINET 接口連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)，可實現(xiàn)具有
確定響應(yīng)時間和高精度設(shè)備性能的分布式自動化配置。

從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式 I/O 處理與集中式 I/O 處理沒有區(qū)別（相同的組
態(tài)，編址及編程）。

2、Destination host Unreachable（目標主機不可達）

圖 26 Destination host Unreachable（目標主機不可達）

3.2可能原因

1、Request timed out（請求超時）

1)對方已關(guān)機，或者網(wǎng)絡(luò)上根本沒有這個地址
2)對方確實存在，但與自己不在同一網(wǎng)段內(nèi)，通過路由也無法找到對方
3)對方確實存在，但設(shè)置了ICMP數(shù)據(jù)包過濾（如防火墻設(shè)置）
4)執(zhí)行Ping指令的PC可能有多個設(shè)置成同一網(wǎng)段IP地址的網(wǎng)卡

2、Destination host Unreachable（目標主機不可達）

1)對方與自己不在同一網(wǎng)段內(nèi)，而自己又未設(shè)置默認路由
2)網(wǎng)線故障
3)網(wǎng)卡故障