6ES7513-1AL01-0AB0

西門子PLC S7-1500系列軟件特點(diǎn)

　　西門子PLC S7-1500系列的博圖編程軟件，有以下幾方面特點(diǎn)：

　　1. 創(chuàng)新的STEP 7編程語言

　　博圖軟件的編程語言采用全符號(hào)編程，提高了程序的可讀性，包含下列優(yōu)點(diǎn)：

　?。?）提高了編譯器性能，縮短了程序循環(huán)時(shí)間

　?。?）在所有 IEC 語言中支持64 位數(shù)據(jù)類型，編程工藝更為

　　（3）統(tǒng)一下載所有程序變更

　?。?）LD 和功能設(shè)備中集成計(jì)算功能塊，簡化了復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算過程；

　　2. 信息安全集成

　　博圖軟件通過控制器安全級(jí)別的保護(hù)機(jī)制，提高了系統(tǒng)安全，防止通過西門子HMI 進(jìn)行未經(jīng)授權(quán)的訪問，同時(shí)還具有這些優(yōu)點(diǎn)：

　?。?）通過對(duì)組件和程序進(jìn)行信息安全保護(hù)，增強(qiáng)投資保護(hù)力度

　?。?）對(duì)項(xiàng)目規(guī)劃數(shù)據(jù)、固件文件以及安全通信進(jìn)行完整性和機(jī)密性保護(hù)，提高了設(shè)備的可用性；

　　3. 兼容性好

　　博圖軟件對(duì)現(xiàn)有S7項(xiàng)目中，通過重復(fù)使用所有S7-1500 CPU上的程序以及集成的移植工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有專有知識(shí)的投資保護(hù)；同時(shí)還具有下述優(yōu)點(diǎn)：

　?。?）通過將硬件數(shù)據(jù)上傳到工程組態(tài)，實(shí)現(xiàn)各種硬件的快速準(zhǔn)確識(shí)別

　?。?）使用符號(hào)上傳整個(gè)項(xiàng)目，進(jìn)行維修操作時(shí)無需打開當(dāng)前項(xiàng)目；

　　4. 技術(shù)集成

　　博圖軟件集成標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)控制功能，靈活連接支持PROFIdrive的所有驅(qū)動(dòng)裝置，還具有：

　?。?）集成標(biāo)準(zhǔn) PLC open組件，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目快速實(shí)施；

　?。?）TRACE 功能：可循環(huán)記錄多達(dá) 16 個(gè)變量，實(shí)現(xiàn)控制程序和驅(qū)動(dòng)裝置的優(yōu)化；

　?。?）記錄CPU不同存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)，便于查找偶發(fā)錯(cuò)誤；

　?。?）集成的PID控制器，可簡化閉環(huán)控制任務(wù)：控制參數(shù)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了控制質(zhì)量（PID控制器），從而節(jié)省了操作時(shí)間；

　?。?）PID Compact/PID 3-Step：帶有模擬量或脈沖寬度調(diào)制輸出的連續(xù)控制器，以及適用于帶有自整定功能的外部執(zhí)行器的特殊步進(jìn)控制器；

　　5. 歸檔和配方

　　在博圖軟件中，用戶可以通過Office工具和Web server，快速訪問所有機(jī)器相關(guān)的操作數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行下列操作：

　?。?）可通過Web瀏覽器或SD卡讀卡器，快速訪問設(shè)備組態(tài)數(shù)據(jù)。

西門子PLC S7-1500系列的工藝模塊，分為計(jì)數(shù)工藝模塊和位置工藝模塊兩種，下面來分別進(jìn)行說明：

　　1. 計(jì)數(shù)工藝模塊

　　西門子PLC S7-1500系列的計(jì)數(shù)工藝模塊數(shù)據(jù)：

　　供電電壓24VDC，可連接編碼器的數(shù)量為2，可連接編碼器的種類是：帶和不帶信號(hào) N 的 24 V 增量編碼器，具有方向信號(hào)的 24 V 脈沖編碼器，不具有方向信號(hào)的 24 V 脈沖編碼器，用于向上和向下計(jì)數(shù)脈沖的 24 V 脈沖編碼器。大計(jì)數(shù)頻率200KHz，功能有：2 個(gè)計(jì)數(shù)器；大計(jì)數(shù)頻率 800 KHz（4 倍脈沖評(píng)估），比較器，頻率，周期，速度測量功能，位置和相對(duì)位置檢測功能。6個(gè)數(shù)字量輸入，每個(gè)計(jì)數(shù)通道3個(gè)，具有門控制，同步，捕捉，自由設(shè)定功能；數(shù)字量輸出4個(gè)，每個(gè)計(jì)數(shù)通道2個(gè)，比較值轉(zhuǎn)換和自由設(shè)定功能。具有等時(shí)模式，具有硬件中斷，診斷中斷，診斷功能等。

　　2. 位置工藝模塊

　　西門子PLC S7-1500系列的位置工藝模塊：

　　供電電壓24VDC，可連接編碼器的種類是：帶和不帶信號(hào) N 的 RS422/TTL 增量編碼器，具有方向信號(hào)的 RS422/TTL 脈沖編碼器，不具有方向信號(hào)的 RS422/TTL 脈沖編碼器，用于向上和向下計(jì)數(shù)脈沖的 RS422/TTL 脈沖編碼器。大計(jì)數(shù)頻率1MHz，功能有：2 個(gè)計(jì)數(shù)器；大計(jì)數(shù)頻率4MHz（4 倍脈沖評(píng)估），比較器，頻率，周期，速度測量功能，位置和相對(duì)位置檢測功能。4個(gè)數(shù)字量輸入，每個(gè)計(jì)數(shù)通道2個(gè)，具有門控制，同步，捕捉，自由設(shè)定功能；數(shù)字量輸出4個(gè)，每個(gè)通道2個(gè)，比較值轉(zhuǎn)換和自由設(shè)定功能。具有等時(shí)模式，具有硬件中斷，診斷中斷，診斷功能等。

• • 指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號(hào)、語言擴(kuò)展和新的數(shù)據(jù)類型
  • 由于背板總線速度顯著提高，CPU 的響應(yīng)時(shí)間縮短
  • 功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)連接：
    每個(gè) CPU 均標(biāo)配PROFINET IO IRT（2 端交換機(jī)）標(biāo)準(zhǔn)接口。
• 集成技術(shù)
  • 通過標(biāo)準(zhǔn)化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅(qū)動(dòng)器和具有 PROFIdrive 功能的驅(qū)動(dòng)器
  • 支持速度控制軸和定位軸以及外部編碼器，各軸之間可實(shí)現(xiàn)位置精確的傳動(dòng)，凸輪/凸輪軌道和探頭
  • 追蹤功能適用于所有 CPU 標(biāo)簽，既適用于實(shí)時(shí)診斷，也適用于偶發(fā)錯(cuò)誤檢測；還可通過 CPU的網(wǎng)頁服務(wù)器來調(diào)用
  • 全面的控制功能，例如，通過便于組態(tài)的塊可自動(dòng)優(yōu)化控制參數(shù)實(shí)現(xiàn)*優(yōu)控制質(zhì)量
• 出售CPU 1513-1 PN主機(jī)模塊
• 集成安全功能
  • 通過密碼進(jìn)行知識(shí)保護(hù)，防止未經(jīng)*讀取和修改程序塊
  • 通過復(fù)制保護(hù)，可綁定 SIMATIC 存儲(chǔ)卡的程序塊和序列號(hào)：只有在將配置的存儲(chǔ)卡插到 CPU 中時(shí)，該程序塊才可運(yùn)行。
  • 4-級(jí) *理念：
    與 HMI 設(shè)備的通信也會(huì)受到限制。
  • 操作保護(hù)：
    控制器可以識(shí)別工程組態(tài)數(shù)據(jù)的更改和未*傳輸。
• 設(shè)計(jì)與操作
  • 顯示概覽信息：
    例如，站名稱，工廠標(biāo)識(shí)符，位置名稱，診斷信息，模塊信息，顯示設(shè)置。
  • 顯示器上可能的操作：
    設(shè)置 CPU 或所連接以太網(wǎng)通信處理器的地址、設(shè)置日期和時(shí)間、選擇 CPU 的操作模式、復(fù)位 CPU 至默認(rèn)設(shè)置、禁用/啟用顯示器、激活保護(hù)等級(jí)，確認(rèn)消息，備份和恢復(fù)項(xiàng)目。
• 集成系統(tǒng)診斷
  • 顯示屏上、TIA 博途中、HMI 設(shè)備上以及 Web 服務(wù)器上以純文本形式一致顯示系統(tǒng)診斷信息（甚至能顯示來自變頻器的消息），即使 CPU 處于停止模式也會(huì)進(jìn)行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，無須進(jìn)行特殊組態(tài)
• SIMATIC 存儲(chǔ)卡(用來運(yùn)行 CPU)
  • 用作插入式裝載存儲(chǔ)器，或用于更新固件。
  • 還可用于存儲(chǔ)附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）
  • 通過用戶程序的系統(tǒng)函數(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/讀取
• 數(shù)據(jù)記錄（歸檔）和配方
  • 配方和歸檔以 csv 文件保存在 SIMATIC 存儲(chǔ)卡中；
    便于使用 Office 工具或通過 web 服務(wù)器，訪問工廠運(yùn)行數(shù)據(jù)
  • 通過網(wǎng)頁瀏覽器或 SD 讀卡器，可方便地訪問機(jī)器的組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）
• 編程
  • 使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本進(jìn)行編程
  • 用于從 SIMATIC S7-300/S7-400 移植到 S7-1500 的移植工具；可基本上自動(dòng)轉(zhuǎn)換程序代碼。記錄不可轉(zhuǎn)換的代碼，并可以手動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。
  • STEP 7 V11 項(xiàng)目可在兼容模式下繼續(xù)和 STEP 7 V12 組合使用 。
  • S7-1200 程序可通過復(fù)制/粘貼手段轉(zhuǎn)移至 S7-1500
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  • 6ES7513-1AL01-0AB0

  • 西門子1500模塊

    CPU 1517-3 PN/DP，2 MB 程序，8 MB 數(shù)據(jù)；2 ns；集成 X1: 2x PN接口 ,X2: 1x PN接口，X3:1x DP 接口

    在自動(dòng)化控制領(lǐng)域，PLC是一種重要的控制設(shè)備。目前，世界上有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品，應(yīng)用在汽車（23%）、糧食加工（16.4%）、化學(xué)/制藥（14.6%）、金屬/礦山（11.5%）、紙漿/造紙（11.3%）等行業(yè)。為了使各位初學(xué)者更方便地了解PLC，本文對(duì)PLC的發(fā)展、基本結(jié)構(gòu)、配置、應(yīng)用等基本知識(shí)作一簡介，以期對(duì)各位網(wǎng)友有所幫助。

    一、PLC的發(fā)展歷程
    　　在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，*采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是一代可編程序控制器，稱Programmable Controller（PC）。
    　　個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。
    　 PLC的定義有許多種。電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。
    　　上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展快的時(shí)期，年增長率一直保持為30~40%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。
    　 PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取代的。

    二、PLC的構(gòu)成
    　　從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。
    
    三、CPU的構(gòu)成
    　　CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。
    　　CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC*的組成單元。
    　　在使用者看來，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。
    　　CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。

    四、I/O模塊
    　　PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。
    　　開關(guān)量是指只有開和關(guān)（或1和0）兩種狀態(tài)的信號(hào)，模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的I/O分類如下：
    　　開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。
    　　模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
    　　除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。
    　　按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。
    
    五、電源模塊
    　　PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）。

    六、底板或機(jī)架
    　　大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。

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