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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(jìn)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：

o                 標(biāo)準(zhǔn) CPU（ODK 版本：能夠在控制器上執(zhí)行 C/C++ 代碼）

o                 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。

o                 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(biāo)準(zhǔn)程序和安全相關(guān)的程序。

o                 配備諸如同步操作（利用位置同步規(guī)范進(jìn)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。

·        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(jìn)行擴展

根據(jù)具體要求，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。另外，60W 24/48/60 V DC HF PS 還可讓 CPU 性存儲整個工作存儲器的內(nèi)容（數(shù)據(jù)）。

·        用于將 SIMATIC S7-1500 連接到 120/230 VAC 電源的負(fù)載電源模塊 (PM)。

·        接口模塊用于連接基于 S7-1500 的分布式 I/O。

設(shè)計

簡單的設(shè)計使得 SIMATIC S7-1500 十分靈活，便于維護(hù)。

·        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?？梢怨?jié)省安裝時間。

·        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(biāo)準(zhǔn)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：

o                 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。

o                 For simple wiring of the front connector, it can be placed in the "prewiring bbbbbbbb".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(jìn)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(jìn)行連接。

o                 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。

o                 另外，數(shù)字量信號模塊可通過 TOP Connect 進(jìn)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(jìn)行簡便接線。

o                 對于模擬量模塊，可以直接在模塊上進(jìn)行屏蔽；隨模塊提供了一個屏蔽連接套件，無需工具即可進(jìn)行安裝。

·        設(shè)備特定標(biāo)簽：
標(biāo)簽條可用于 SIMATIC S7-1500 的信號模塊?？墒褂脴?biāo)準(zhǔn)激光打印機來打印這些 DIN A4 標(biāo)簽紙上的標(biāo)簽。可以從 TIA Portal 進(jìn)行自動打印，而無需重新輸入符號或地址。通過這些標(biāo)簽條的設(shè)計形式，可為通道或診斷顯示 1:1 分配標(biāo)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：

o                 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)。

o                 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。

·        尺寸緊湊：
SIMATIC S7-1500 的尺寸使其能夠順利安裝到 SIMATIC S7-300 或 ET 200M 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：

·        標(biāo)準(zhǔn)和故障安全數(shù)字量輸入模塊

·        標(biāo)準(zhǔn)和故障安全數(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

o                 Including high-speed (HS) analog modules with a basic execution time of 62.5 μs, regardless of the number of activated channels

·        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

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(biāo)簽進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)記：

·        BA（基本型）：簡易低成本模塊，無診斷功能，沒有參數(shù)

·        ST（標(biāo)準(zhǔn)型）：具有與模塊或負(fù)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(zhǔn)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(zhǔn)確度等級0.1%，抗擾度和電流隔離程度提高

·        HS（高速型）：Modules with extremely short filter and conversion times for very fast applications; e.g. 8-channel analog modules with a basic execution time of 62.5 μs, regardless of the number of activated channels.

I/O 模塊的附件：

·        標(biāo)簽紙：
可插入到 I/O 模塊中（10 張 DIN A4 標(biāo)簽紙，每張標(biāo)簽紙帶有 10 個標(biāo)簽，預(yù)穿孔，可使用標(biāo)準(zhǔn)激光打印機進(jìn)行打??；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(xì)干線電纜、多根細(xì)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(jìn)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

SIMATIC S7-1500 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或通訊模塊,可構(gòu)建一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

應(yīng)用

CPU 1511-1 PN 是經(jīng)濟(jì)型入門級 CPU，用于不連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對處理速度和響應(yīng)速度要求不高的應(yīng)用。CPU 1511-1 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能設(shè)備 （PROFINET 智能設(shè)備）。 集成式 PROFINET IO IRT 接口設(shè)計為 2-端口交換機以便在系統(tǒng)中設(shè)立總線型拓?fù)洹?另外，CPU 通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動器的能力。

設(shè)計

CPU 1511-1 PN 的特點：

·        功能強大的處理器：
該 CPU 的單條二進(jìn)制命令的命令執(zhí)行時間可低至 60 ns。

·        大容量工作存儲器：
150KB，用于程序；1 MB，用于數(shù)據(jù)

·        采用 SIMATIC 存儲卡作為加裝存儲器；
允許實現(xiàn)例如數(shù)據(jù)日志和歸檔等其它功能

·        靈活的擴展功能：
單層組態(tài)最多可支持 32 個模塊（CPU + 31 個模塊）

·        顯示器的功能為：

o               顯示概覽信息，例如，集成接口的 IP 地址、站名稱、高級別名稱、位置名稱等。

o               顯示器以及診斷確認(rèn)和用戶消息

o               模塊信息顯示

o               顯示可由用戶定義的徽標(biāo)

o               顯示設(shè)置

o               IP 地址設(shè)置

o               日期和時間設(shè)置

o               選擇操作模式

o               復(fù)位 CPU 至出廠設(shè)置

o               項目的備份與恢復(fù)

o               禁用/啟用顯示屏

o               啟用保護(hù)級別

·        PROFINET IO IRT 接口用于通過 PROFINET 進(jìn)行分布式 I/O 連接

功能

·        性能

o               指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號、語言擴展和新的數(shù)據(jù)類型

o               由于背板總線速度顯著提高，CPU 的響應(yīng)時間縮短

o               功能強大的網(wǎng)絡(luò)連接：
每個 CPU 均標(biāo)配PROFINET IO IRT（2 端口交換機）標(biāo)準(zhǔn)接口。

·        集成技術(shù)

o               通過標(biāo)準(zhǔn)化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅(qū)動器和具有 PROFIdrive 功能的驅(qū)動器

o               支持速度控制軸和定位軸以及外部編碼器，各軸之間可實現(xiàn)位置精確的傳動，凸輪/凸輪軌道和探頭

o               追蹤功能適用于所有 CPU 標(biāo)簽，既適用于實時診斷，也適用于偶發(fā)錯誤檢測；還可通過CPU的網(wǎng)頁服務(wù)器來調(diào)用

o               全面的控制功能，例如，通過便于組態(tài)的塊可自動優(yōu)化控制參數(shù)實現(xiàn)*控制質(zhì)量

·        集成安全功能

o               通過密碼進(jìn)行知識保護(hù)，防止未經(jīng)授權(quán)讀取和修改程序塊

o               通過復(fù)制保護(hù)，可綁定 SIMATIC 存儲卡的程序塊和序列號：只有在將配置的存儲卡插到CPU 中時，該程序塊才可運行。

o               4-級 授權(quán)理念：
與 HMI 設(shè)備的通信也會受到限制。

o               操作保護(hù)：
控制器可以識別工程組態(tài)數(shù)據(jù)的更改和未授權(quán)傳輸。

·        設(shè)計與操作

o               顯示概覽信息：
例如，站名稱，工廠標(biāo)識符，位置名稱，診斷信息，模塊信息，顯示設(shè)置。

o               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，確認(rèn)消息，備份和恢復(fù)項目。

·        集成系統(tǒng)診斷

o               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 處于停止模式也會進(jìn)行更新。

o               集成在 CPU 的固件中，無須進(jìn)行特殊組態(tài)

·        SIMATIC 存儲卡(用來運行 CPU)

o               用作插入式裝載存儲器，或用于更新固件。

o               還可用于存儲附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）

o               通過用戶程序的系統(tǒng)函數(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲/讀取

·        數(shù)據(jù)記錄（歸檔）和配方

o               配方和歸檔以 csv 文件保存在 SIMATIC 存儲卡中；
便于使用 Office 工具或通過 web 服務(wù)器，訪問工廠運行數(shù)據(jù)

o               通過網(wǎng)頁瀏覽器或 SD 讀卡器，可方便地訪問機器的組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）

·        編程

o               使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本進(jìn)行編程

o               用于從 SIMATIC S7-300/S7-400 移植到 S7-1500 的移植工具；可基本上自動轉(zhuǎn)換程序代碼。記錄不可轉(zhuǎn)換的代碼，并可以手動進(jìn)行調(diào)整。