西門子PLC模塊CPU1513-1 PN        西門子PLC模塊CPU1513-1 PN

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• 提高性能
  • 高速指令執(zhí)行:
  • 語言擴展
  • 新數(shù)據(jù)類型
  • 更快速的背板總線
  • 經(jīng)過優(yōu)化的代碼生成
• 功能強大的通信：
  • 以 PROFINET IO（雙端口開關(guān)）作為標準接口；
    從 CPU 15-2 PN 開始支持，以一個或多個額外的集成 PROFINET 接口作為輸入設(shè)備，用于網(wǎng)絡(luò)隔離或用于連接更多的 PROFINET 設(shè)備或高速通信設(shè)備
  • OPC UA 數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器作為運行時選件，可輕易將 SIMATIC S7-1500 連接至第三方設(shè)備/系統(tǒng)
  • 可針對總線系統(tǒng)和點到點連接，通過通信模塊進行擴展

西門子CPU1513-1 PN處理器

1 中央處理單元
中央處理器單元即CPU，一般由控制器、運算器和寄存器組成。CPU 通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與儲存單元、輸入輸出單元、通信接口、擴展接口相連。CPU 是 PLC 的核心，輸入單元將采集的輸入信號傳送到CPU，CPU執(zhí)行用戶程序并將運算結(jié)果傳送到輸出單元，用以驅(qū)動現(xiàn)場設(shè)備。選擇CPU通常需要考慮一下幾個方面：
·運算速度：不同的控制系統(tǒng)對控制的響應(yīng)速度需求不同，對于要求響應(yīng)時間較快的系統(tǒng)，則要求CPU的運算速度快，并盡快地將運算結(jié)果傳送到輸出單元。
運算速度性能指標可參考CPU指令執(zhí)行時間。
·工作存儲器：根據(jù)控制方案的復(fù)雜程度預(yù)估需要的工作存儲器大小，考慮適當?shù)挠嗔俊?/span>
·I/O帶載能力： CPU通常使用I/O地址空間來描述其允許訪問輸入輸出的能力，8個數(shù)字量通道占用1個字節(jié)地址空間，1個模擬量通道占用2字節(jié)地址空間。在具體選型時還需要根據(jù)實際情況考慮I/O余量占用的地址空間。此外有些CPU還有允許連接模塊數(shù)量限制。
·集成的通信接口：CPU通過通信接口進行編程組態(tài)，還可與人機界面、其他PLC系統(tǒng)、分布式I/O等實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。CPU集成的通信接口通常有MPI接口、PROFIBUS接口、PROFINET（PN）接口，根據(jù)通信對象（通信對象可以為編程設(shè)備、儀表、HMI、其他PLC系統(tǒng)等等）支持的電氣接口標準以及所使用的通信協(xié)議選擇集成通信接口。
2 儲存器
PLC 的存儲器包括系統(tǒng)存儲器，裝載存儲器和工作存儲器。系統(tǒng)存儲器用于存放 PLC 的系統(tǒng)程序和內(nèi)部寄存器， 裝載存儲器則用于存放 PLC 的用戶程序，用戶程序編譯后被存放在工作存儲器中執(zhí)行。裝載存儲器通常為MC卡，支持外部擴展，而工作存儲器是集成在CPU中并且無法擴展的，在選擇CPU時需根據(jù)控制方案的復(fù)雜程度預(yù)估可能使用的工作存儲器大小并留有適當余量。選擇裝載存儲器通常只需選擇不小于工作存儲器大小的存儲卡即可。

系統(tǒng)接地方式有：浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式。對PLC控制系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。由于信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號交換頻率一般都低于1MHz，所以PLC控制系統(tǒng)接地線采用一點接地和串聯(lián)一點接地方式。集中布置的PLC系統(tǒng)適于并聯(lián)一點接地方式，各裝置的柜體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應(yīng)采用串聯(lián)一點接地方式。用一根大截面銅母線（或絕緣電纜）連接各裝置的柜體中心接地點，然后將接地母線直接連接接地極。接地線采用截面大于22 mm2的銅導(dǎo)線，總母線使用截面大于60mm2的銅排。接地極的接地電阻小于2Ω，接地埋在距建筑物10 ~ 15m遠處(或與控制器間不大于50m)，而且PLC系統(tǒng)接地點必須與強電設(shè)備接地點相距10m以上。

信號源接地時，屏蔽層應(yīng)在信號側(cè)接地；不接地時，應(yīng)在PLC側(cè)接地；信號線中間有接頭時，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進行絕緣處理，一定要避免多點接地；多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏電纜連接時，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理。選擇適當?shù)慕拥靥巻吸c接點。

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具有自切斷功能的PLC定時器設(shè)計舉例

通過切斷與驅(qū)動程序的聯(lián)系而自復(fù)位的定時器，常被叫做“自切斷”定時器。它們是編程者“工具箱”里一個很有用的工具。下面例子不是一個完整的實際應(yīng)用，而是經(jīng)選擇，突出“自切斷”定時器的操作。

說明:

定時器T001連續(xù)運行，定時器線圈由它自己的常閉觸點驅(qū)動。當定時器完成定時過程，線圈被激活，使定時器常閉觸點無效，通路被打斷，由此線圈不能通電。這個新狀態(tài)也意味著常閉觸點不能再通電。因此，后情況是定時器復(fù)位并且自動地再次開始它的定時過程。

這是一個很快的響應(yīng)。定時器的復(fù)位/置位會在程序的大約一次掃描(多兩次掃描)內(nèi)發(fā)生。在如此短的時間內(nèi)，定時器的連續(xù)置位和復(fù)位使定時器觸點動作如同受脈沖激勵。使用定時器T001的常開觸點驅(qū)動ALT指令說明了這一點。每過20秒，Y001和Y002的輸出狀態(tài)互換。

在這個例子中，變化著的輸出對配給雜志的線路進行切換，20秒的停頓用于雜志沿傳送帶下移并的停倒入等待盒中。這樣能保證一個穩(wěn)定的生產(chǎn)流程，這個過程很容易由照看雜志裝箱的一個操作人員管理。

3 通信接口
通信接口的功能是通過這些通信接口可以和監(jiān)視器、 打印機、 其他的 PLC 或是計算機相連， 從而實現(xiàn)“PLC與上位機”或“PLC與PLC”之間的通信。通信接口可以集成在CPU模塊上使用內(nèi)部總線與CPU通信，也可以使用單獨的通信接口模塊通過外部總線與CPU通信。通信接口的選擇首先確定通信對象接口的電氣標準例如RS232、RS485、RJ45等，還需要確定使用的協(xié)議，常見的例如PROFINET，PROFIBUS總線協(xié)議，通過PROFINET和PROFIBUS總線，CPU可與分散在遠端現(xiàn)場的輸入輸出單元進行數(shù)據(jù)交換，使PLC系統(tǒng)規(guī)模更易于擴充。
4 輸入輸出單元（I/O）
輸入單元的作用是將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號輸入 CPU，根據(jù)信號類型，輸出單元的作用則是將 CPU 向外輸出的信號轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動外部執(zhí)行元件的信號，以便控制接觸器線圈等電器的通、斷電。

西門子CPU1513-1 PN處理器

S7-1500 自動化系統(tǒng)具有模塊化的結(jié)構(gòu)，可包含多 32 個模塊。它擁有豐富的模塊，這些模塊可進行各種組合。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 DIN 導(dǎo)軌上（請參見手冊以了解要求）。

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。
  SIMATIC S7-1500 適合使用多種型號的 CPU：
  • 標準 CPU（ODK 版本：能夠在控制器上執(zhí)行 C/C++ 代碼）
  • 緊湊型 CPU 不僅配備數(shù)字型和模擬型輸入輸出，還配備計數(shù)器輸入和高速輸出，將技術(shù)功能直接集成在 CPU 上。
  • 故障安全型 CPU（ODK 版本：能夠在控制器上執(zhí)行 C/C++ 代碼）適用于在同一臺計算機上執(zhí)行標準程序和安全相關(guān)的程序。
  • 配備諸如同步操作（利用位置同步規(guī)范進行同步）和凸輪系統(tǒng)等擴展運動控制功能的技術(shù) CPU。
• 用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊。