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西門子PLC S7-1200系列可編程控制器

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能為強(qiáng)大的 PLC。它可以成功實(shí)現(xiàn)全集成自動(dòng)化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個(gè)用于制造業(yè)和過程工業(yè)系統(tǒng)解決方案的自動(dòng)化平臺(tái)，其主要特點(diǎn)是具有模塊化的結(jié)構(gòu)并擁有性能儲(chǔ)備。

S7-400

• 中端到高端性能范圍內(nèi)功能強(qiáng)大的 PLC
• 可滿足要求極為苛刻的任務(wù)的解決方案
• 全面的模塊和各種性能等級(jí) CPU 可針對(duì)具體自動(dòng)化任務(wù)進(jìn)行佳調(diào)整
• 可實(shí)現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)，適用十分靈活
• 連接方便
• 優(yōu)通信和聯(lián)網(wǎng)功能
• 操作方便，設(shè)計(jì)簡單，不含風(fēng)扇
• 任務(wù)增加時(shí)可順利擴(kuò)展
• 多重計(jì)算：
  多個(gè) CPU 在一個(gè) S7-400 中央控制器中同時(shí)運(yùn)行。
  多重計(jì)算功能可對(duì) S7-400 的總體性能進(jìn)行分配。例如，可將復(fù)雜的技術(shù)任務(wù)（如開環(huán)控制、計(jì)算或通信）進(jìn)行拆分并分配給不同的 CPU?？梢詾槊總€(gè) CPU 分配自己的 I/O。
• 模塊化：
  通過功能強(qiáng)大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口，可實(shí)現(xiàn)許多大量通信線路的高性能操作。例如，這樣可以擁有一條用于 HMI 和編程任務(wù)的通信線路、一條用于高性能等距運(yùn)動(dòng)控制組件的通信線路和一條“正?！盜/O 現(xiàn)場總線。另外，還可以實(shí)現(xiàn)額外需要的與 MES/ERP 系統(tǒng)或 Internet 的連接。
• 工程組態(tài)和診斷：
  結(jié)合使用 SIMATIC 工程組態(tài)工具，可極為高效地對(duì) S7-400 進(jìn)行組態(tài)和編程，尤其對(duì)于采用高性能工程組件的廣泛自動(dòng)化任務(wù)。為此，可以使用語言（如 SCL）以及用于順序控制、狀態(tài)圖和工藝圖的圖形化組態(tài)工具。

S7-400H

• 具有冗余設(shè)計(jì)的高可用性自動(dòng)化系統(tǒng)。
• 用于具有很高故障安全要求的應(yīng)用：
  重新啟動(dòng)成本很高、停產(chǎn)代價(jià)高昂、幾乎不需要監(jiān)視且維護(hù)選項(xiàng)較少的過程。
• 冗余設(shè)計(jì)的集中功能
• 提高 I/O 的可用性：切換式 I/O 配置
• 也可使用具有標(biāo)準(zhǔn)可用性的 I/O：單側(cè)配置
• 熱后備：發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切換到備用設(shè)備。
• 包含 2 個(gè)單獨(dú)機(jī)架或一個(gè)分隔式中央機(jī)架的配置
• 通過冗余 PROFIBUS DP 或系統(tǒng)冗余 PROFINET I/O 來連接切換式 I/O。

S7-400F/FH

• 故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)，適用于具有很高安全要求的工廠
• 符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）
• 如果需要，也可通過冗余設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)
• 不對(duì)安全相關(guān) I/O 進(jìn)行額外接線
• 通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 實(shí)現(xiàn)安全通信
• 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
• 適用于非安全相關(guān)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)模塊也可以在自動(dòng)化系統(tǒng)中使用
• 隔離模塊用于在一個(gè) ET 200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標(biāo)準(zhǔn)模塊。

用于基于 PC 自動(dòng)化的軟控制器

SIMATIC S7-1500 軟控制器用于在 SIMATIC IPC 上實(shí)現(xiàn) SIMATIC S7-1500 控制器。

它特別適用于專用機(jī)器制造中的控制解決方案，涉及高性能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制任務(wù)、集成 PC 應(yīng)用程序或在一臺(tái)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)多個(gè)任務(wù)。

S7-1500 軟控制器是 SIMATIC WinAC RTX 的長期后續(xù)產(chǎn)品。它可提供顯著提高的可用性和系統(tǒng)診斷，可在 TIA Portal 中完成全面組態(tài)。與 S7-1500 控制器一樣，該軟控制器具有集成運(yùn)動(dòng)控制功能以及經(jīng)過改進(jìn)的信息安全機(jī)制，適合知識(shí)產(chǎn)權(quán)和復(fù)制保護(hù)。

• SIMATIC S7-1500 軟控制器用于實(shí)現(xiàn)通過 SIMATIC IPC 完成的控制任務(wù)
• 采用創(chuàng)新的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，系統(tǒng)可用性高
• 經(jīng)過改進(jìn)的專有技術(shù)和復(fù)制保護(hù)
• 集成運(yùn)動(dòng)控制功能，可以控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器
• 集成 Web 器，帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點(diǎn)的選項(xiàng)
• 通過功能強(qiáng)大的嵌入式 IPC427D 和 IPC477D 為解決方案提供優(yōu)功能
• 可在 SIMATIC IPC627D、IPC827D、IPC677D、IPC647D 和 IPC847D 上運(yùn)行
• SIMATIC ODK 1500S 用于通過語言 C/C++ 開發(fā)和集成控制功能和應(yīng)用程序

S7-1500 軟控制器執(zhí)行 S7-1500 控制器的功能，作為軟件在 SIMATC IPC 上的 Windows 系統(tǒng)中運(yùn)行。這樣，SIMATIC IPC 就能用于控制機(jī)器設(shè)備。

要通過 PROFINET 或 PROFIBUS 連接分布式 I/O，可以使用 SIMATIC IPC 的集成以太網(wǎng)和 PROFIBUS 接口。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(dòng)器的能力。

當(dāng)必須使用編程語言 C 或 C++ 來集成特殊自動(dòng)化功能或需要將 Windows 軟件與軟控制器直接連接時(shí)，該軟控制器顯示出特殊優(yōu)勢(shì)。

為此，可使用 SIMATIC ODK 1500S 來開發(fā)這種應(yīng)用程序。這些應(yīng)用程序可用于接口至 Windows 和 Windows 軟件（例如，數(shù)據(jù)庫、可視化系統(tǒng)或 Windows 文件系統(tǒng)），或用于實(shí)時(shí)應(yīng)用（例如，算法、控制器）。

標(biāo)準(zhǔn) CPU：

• SIMATIC S7-1500 軟控制器 CPU 1507S

特點(diǎn)	CPU 1507S
程序用工作存儲(chǔ)器，集成	5 MB
數(shù)據(jù)用工作存儲(chǔ)器，集成	20 MB
裝載存儲(chǔ)器	320 MB
命令執(zhí)行時(shí)間（Microbox IPC427D，Core i7，1.7 GHz）
位運(yùn)算	0.001 μs
字運(yùn)算	0.002 μs
定點(diǎn)運(yùn)算	0.002 μs
浮點(diǎn)運(yùn)算	0.006 μs
位存儲(chǔ)器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器
S7 計(jì)數(shù)器/定時(shí)器	各 2048
IEC 計(jì)數(shù)器	任意（僅受工作存儲(chǔ)器限制）
IEC 定時(shí)器	任意（僅受工作存儲(chǔ)器限制）
位存儲(chǔ)器	16 KB
I/O 地址范圍
輸入	32 KB（所有輸入都保存在過程映像中）
輸出	32 KB（所有輸出都保存在過程映像中）
運(yùn)動(dòng)
軸數(shù)	多 60
通信
PROFINET	√（通過 PC 接口） 2 x PN，其中 1 個(gè)為 PN IO RT
PROFIBUS	√（通過 PC 接口）
Web 器	√

• 性能
  • 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 端口交換機(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)
  • 具有所有 CPU 變量的跟蹤功能，用于實(shí)時(shí)診斷和偶發(fā)故障檢測(cè)
  • 全面的控制功能，例如，通過便于組態(tài)的塊可自動(dòng)控制參數(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)控制質(zhì)量
• 集成安全功能
  • 通過密碼進(jìn)行知識(shí)保護(hù)，防止未經(jīng)授權(quán)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) 授權(quán)理念： 
    也可以對(duì)和 HMI設(shè)備之間進(jìn)行的通信進(jìn)行限制。
  • 操作保護(hù)： 
    該控制器可以識(shí)別工程組態(tài)數(shù)據(jù)的更改和未授權(quán)傳輸。
• 設(shè)計(jì)與操作
  • 顯示器，用于顯示概覽信息，
    例如：站名、別名稱、位置名稱等概覽信息、診斷信息、模塊信息和顯示器設(shè)置。
  • 顯示器上可能的操作： 
    設(shè)置 CPU 或者所連接以太網(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)。
• 集成式系統(tǒng)診斷
  • 顯示屏上、TIA Portal 中、人機(jī)界面設(shè)備上以及 Web 器上以普通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（運(yùn)行 CPU 所需）
  • 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
  • csv 格式配方文件存儲(chǔ)并歸檔在 SIMATIC 存儲(chǔ)卡中；
    利用辦公工具或 Web 瀏覽器可以方便地訪問與設(shè)備相關(guān)的運(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
  • 移植工具，用于 SIMATIC S7-300/S7-400 至 S7-1500 的移植操作，可以自動(dòng)地完成大部分程序代碼的轉(zhuǎn)換工作。 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

西門子PLC S7-200的尋址方式

S7-200編程語言的基本單位是語句，而語句的構(gòu)成是指令，每條指令有兩部分：一部分是操作碼，另一部分是操作數(shù)。操作碼是指出這條指令的功能是什么，操作數(shù)則指明了操作碼所需要的數(shù)據(jù)所在。所謂尋址，就是尋找操作數(shù)的過程。S7-200 CPU的尋址分三種：立即尋址、直接尋址、間接尋址。

1．立即尋址

在一條指令中，如果操作碼后面的操作數(shù)就是操作碼所需要的具體數(shù)據(jù)，這種指令的尋址方式就叫立即尋址。

如：在傳送指令中：MOV IN OUT——操作碼“MOV”指出該指令的功能把IN中的數(shù)據(jù)傳送到OUT中，其中IN——源操作數(shù)，OUT——目標(biāo)操作數(shù)。

若該指令為：MOVD 2505 VD500

功能：將十進(jìn)制數(shù)2505傳送到VD500中，這里2505就是源操作數(shù)。因這個(gè)操作數(shù)的數(shù)值已經(jīng)在指令中了，不用再去尋找，這個(gè)操作數(shù)即立即數(shù)。這個(gè)尋址方式就是立即尋址方式。而目標(biāo)操作數(shù)的數(shù)值在指令中并未給出，只給出了要傳送到的地址VD500，這個(gè)操作數(shù)的尋址方式就是直接尋址。

2．直接尋址

在一條指令中，如果操作碼后面的操作數(shù)是以操作數(shù)所在地址的形式出現(xiàn)的，這種指令的尋址方式就叫直接尋址。

如：MOVD VD400 VD500

功能：將VD400中的雙字?jǐn)?shù)據(jù)傳給VD500

3．間接尋址

在一條指令中，如果操作碼后面的操作數(shù)是以操作數(shù)所在地址的地址形式出現(xiàn)的，這種指令的尋址方式就叫間接尋址。

如：MOVD 2505 *VD500

*VD500是指存放2505的地址的地址。

如VD500中存放的是VB0，則VD0則是存放2505的地址。

該指令的功能：將十進(jìn)制數(shù)2505傳送給VD0地址中。

鋼鐵行業(yè). 印刷行業(yè). 起重工業(yè). 金屬制造業(yè). 金屬處理. 化纖行業(yè). 玻璃工業(yè). 電纜行業(yè). 紡織工業(yè). 錫箔工業(yè).

復(fù)雜工藝控制 
   
1, 電氣同步系統(tǒng) 
 2,定位控制  
 3,定尺剪和飛剪 
 4,復(fù)雜力矩控制
 5,液 壓 驅(qū) 動(dòng) 控 制 
 6,卷曲機(jī) 

SIMADYN D典型應(yīng)用

膠卷生產(chǎn)線
在每個(gè)槽架有8 CPU 
 采樣時(shí)間 <= 7 ms
 大約40 個(gè)力矩控制和10個(gè)速度控制

管式印刷機(jī)
 在每個(gè)槽架有1 CPU
 采樣時(shí)間 <= 1 ms
 4 個(gè)位置控制
 軸向式集裝箱起重機(jī)
在每個(gè)槽架有 4 CPU
采樣時(shí)間 <= 1 m
 造紙：同步, 張力及位置控制                   
金屬處理：位置，厚度和同步控制

造紙：同步, 張力及位置控制                  

金屬處理：位置，厚度和同步控制

紡織工業(yè)：張力控制

16通道數(shù)字模塊（2A模塊）的前連接器模塊多可同時(shí)連接2條連接電纜或者一條2 x 16針扁平圓形護(hù)套帶狀電纜，32通道數(shù)字模塊的前連接器模塊多可同時(shí)連接4條連接電纜或者兩條2 x 16針扁平圓形電纜。 連接模塊可通過連接電纜連接。

每個(gè)模擬模塊的前連接器模塊上多可以連接4根屏蔽連接電纜，

送入信號(hào)作用于連接模塊或前連接器模塊。

連接信號(hào)模塊時(shí)，使用前連接器模塊而不是SIMATIC S7-400前連接器與信號(hào)模塊連接。 它有2至4針連接器，可連接連接電纜，3個(gè)電源連接端子。 有幾種型號(hào)可供選擇，分別連接數(shù)字24 V/0.5 A I/O信號(hào)，數(shù)字24 V/2 A輸出模塊和模擬I/O模塊。

• SIMATIC S7-400組件的連接
  該前連接器模塊可替換標(biāo)準(zhǔn)SIMATIC連接器 
  6ES7 492-1AL00-0AA0
  6ES7 492-1BL00-0AA0
  6ES7 492-1CL00-0AA0
• 關(guān)于前連接器模塊的電路圖，請(qǐng)參考“電路圖”部分。

• SIMATIC S7-400 /S7-400H 的基本機(jī)械框架
• 用于安裝模塊、為模塊提供工作電壓并通過背板總線連接模塊
• 有若干型號(hào)，用于配置中央控制器的擴(kuò)展機(jī)架

CPU 1517-3 PN/DP 是具有極大容量程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的 CPU，適用于除集中式 I/O 外還包含分布式自動(dòng)化結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中要求十分苛刻的任務(wù)。

可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(tǒng)（PROFINET 智能設(shè)備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口設(shè)計(jì)為 2-端口交換機(jī)以便在系統(tǒng)中設(shè)立總線型拓?fù)洹?

附加的集成 PROFINET 接口，具有單獨(dú)的 IP 地址，可用于網(wǎng)絡(luò)分離等。

分布式 I/O 可通過 PROFIBUS 以及集成 PROFIBUS 接口進(jìn)行連接。

另外，CPU 還提供全面的控制功能，并能夠通過標(biāo)準(zhǔn)化的 PLC-open 塊連接變頻器。

• S7-1500 控制器產(chǎn)品系列中具有較大容量程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的 CPU，適用于具有較高程序范圍和聯(lián)網(wǎng)要求的應(yīng)用。
• 具有較高處理速度，適用于二進(jìn)制和浮點(diǎn)運(yùn)算
• 用于系列機(jī)器、專用機(jī)器以及工廠中的跨領(lǐng)域自動(dòng)化任務(wù)
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生產(chǎn)線上作為集中式控制器使用
• PROFINET IO IRT 接口，帶 2 端口交換機(jī)
• 帶獨(dú)立 IP 地址的附加 PROFINET 接口
• PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上運(yùn)行分布式 I/O
• 用于連接 CPU 作為 SIMATIC 或非西門子 PROFINET IO 控制器下的 PROFINET 設(shè)備的 PRIFINET I-Device
• PROFIBUS DP 主站接口
• 在 PROFIBUS 和 PROFINET 上實(shí)現(xiàn)等時(shí)同步模式
• 集成運(yùn)動(dòng)控制功能，可以控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器，軸間精密傳動(dòng)
• 集成 Web 器，帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點(diǎn)的選項(xiàng)

注：

運(yùn)行 CPU 所需的 SIMATIC 存儲(chǔ)卡

CPU 1517-3 PN/DP 的配置如下：

• 功能強(qiáng)大的處理器：
  該 CPU 的單條二進(jìn)制命令的命令執(zhí)行時(shí)間可低至 2 ns。
• 大容量工作存儲(chǔ)器：
  2 MB，用于程序；8 MB，用于數(shù)據(jù)
• 采用 SIMATIC 存儲(chǔ)卡作為加裝存儲(chǔ)器；
  允許實(shí)現(xiàn)例如數(shù)據(jù)日志和歸檔等其它功能
• 靈活的擴(kuò)展功能：
  單層組態(tài)多可支持 32 個(gè)模塊（CPU + 31 個(gè)模塊）
• 具有以下功能的屏幕畫面：
  • 顯示概覽信息，如集成接口的 IP 地址、站名稱、設(shè)備名稱、位置標(biāo)識(shí)符等。
  • 顯示診斷信息
  • 顯示模塊信息
  • 顯示顯示屏設(shè)置
  • 顯示可由用戶定義的徽標(biāo)
  • 設(shè)置 IP 地址
  • 設(shè)置日期和時(shí)間
  • 選擇運(yùn)行模式
  • 將 CPU 復(fù)位為出廠設(shè)置
  • 禁用/啟用顯示
  • 啟用保護(hù)等級(jí)。
• PROFINET IO IRT 接口用于通過 PROFINET 進(jìn)行分布式 I/O 連接
• PROFINET 接口用于網(wǎng)絡(luò)分離
• PROFIBUS DP 接口用于通過 PROFIBUS 進(jìn)行分布式 I/O 連接