西門子S7-1500CPU

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PLC主要有整體式和模塊式兩種結構型式。  

1、整體式PLC的每一個I/O點的平均價格比模塊式的便宜,且體積相對較小,一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便,在I/O點數(shù)、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、I/O模塊的種類等方面選擇余地大,且維修方便,一般于較復雜的控制系統(tǒng)。

2、安裝方式的選擇  

PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠程I/O式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。  

集中式不需要設置驅動遠程I/O硬件,系統(tǒng)反應快、成本低；遠程I/O式適用于大型系統(tǒng),系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣,遠程I/O可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近,連線短,但需要增設驅動器和遠程I/O電源；多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設備分別立控制,又要相互聯(lián)系的場合,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模塊。  

3、相應的功能要求  

一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能,對于只需要開關量控制的設備都可滿足。  

對于以開關量控制為主,帶少量模擬量控制的系統(tǒng),可選用能帶A/D和D/A轉換單元,具有加減算術運算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強型低檔PLC。對于控制較復雜,要求實現(xiàn)PID運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能,可視控制規(guī)模大小及復雜程度,選用中檔或高擋PLC。但是中、高擋PLC價格較貴,一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。 

4、響應速度要求  

PLC是為工業(yè)自動化設計的通用控制器,不同檔次PLC的響應速度一般都能滿足其應用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC,或者某些功能或信號有的速度要求時,則應該慎重考慮PLC的響應速度,可選用具有高速I/O處理功能的PLC,或選用具有快速響應模塊和中斷輸入模塊的PLC等。  

功能特點：

S7-200系列是模塊式結構，可以通過配接各種擴展模塊來達到擴展功能、擴大控制能力的目的。目前S7-200主要有類擴展模塊。  

1、輸入/輸出擴展模塊S7-200系列CPU226CN上已經(jīng)集成了一定數(shù)量的數(shù)字量I/O點，但如用戶需要多于CPU單元I/O點時，必須對系統(tǒng)做必要的擴展。CPU221無I/O擴展能力，CPU222多可連接2個擴展模塊（數(shù)字量或模擬量），而CPU224XP和CPU226CN多可連接7個擴展模塊。  

S7-200系列目前總共提供共5大類擴展模塊：數(shù)字量輸入擴展板EM221（8路擴展輸入）；數(shù)字量輸出擴展板EM222（8路擴展輸出）；數(shù)字量輸入和輸出混合擴展板EM223（8I/O，16I/O，32I/O）；模擬量輸入擴展板EM231，每個EM231可擴展3路模擬量輸入通道，A/D轉換時間為25μs，12位；模擬量輸入和輸出混合擴展模板EM235，每個模塊EM235可同時擴展3路模擬輸入和1路模擬量輸出通道，其中A/D轉換時間為25μs，D/A轉換時間］100μs，位數(shù)均為12位?；締卧ㄟ^其右側的擴展接口用總線連接器（插件）與擴展單元左側的擴展接口相連接。擴展單元正常工作需要+5VDC工作電源，此電源由基本單元通過總線連接器提供，擴展單元的24VDC輸入點和輸出點電源，可由基本單元的24VDC電源供電，但要注意基本單元所提供的大電流能力。  

2、熱電偶/熱電阻擴展模塊熱電偶、熱電阻模塊（EM231）是為CPU222，CPU224，CPU226設計的，S7-200與多種熱電偶、熱電阻的連接備有隔離接口。用戶通過模塊上的DIP開關來選擇熱電偶或熱電阻的類型，接線方式，測量單位和開路故障的方向。  

3、通訊擴展模塊除了的S7-200系列CPU集成通訊口外，還可以通過通訊擴展模塊連接成更大的網(wǎng)絡。S7-200系列目前有兩種通訊擴展模塊：PROFIBUS-DP擴展從站模塊（EM277）和AS-i接口擴展模塊（CP243-2）?？梢苑奖愕牟庞蠺PC1162HI。

S7 1200 的USS庫

1、USS_DRV 功能塊是S7-1200 USS通信的主體功能塊，接受變頻器的信息和控制變頻器的指令都是通過這個功能快來完成的。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。

2、USS_PORT功能塊是S7-1200與變頻器USS通信的接口,主要設置通信的接口參數(shù)?？稍谥鱋B或中斷OB中調(diào)用。

USS_RPM功能塊是通過USS通信讀取變頻器的參數(shù)。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。

USS_WPM功能塊是通過USS通信設置變頻器的參數(shù)。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。

這些功能塊與變頻器之間的控制關系如下圖所示：

1、USS 通信功能塊與變頻器的控制關系

2、USS_DRV功能塊通過USS_DRV_DB數(shù)據(jù)塊實現(xiàn)與USS_PORT功能塊的數(shù)據(jù)接收與傳送，而USS_PORT功能塊是S7-1200 PLC CM1241 RS485模塊與變頻器之間的通信接口。USS_RPM功能塊和USS_WPM功能塊與變頻器的通信與USS_DRV功能塊的通信方式是相同的。

3、每個S7-1200 CPU多可帶3個通信模塊，而每個CM1241 RS485通信模塊多支持16個變頻器。因此用戶在一個S7-1200 

4、CPU中多可建立3個USS網(wǎng)絡，而每個USS網(wǎng)絡多支持16個變頻器，總共多支持48個USS變頻器。

5、2 S7 1200 PLC進行USS通信的編程

USS通信接口參數(shù)功能塊的編程

USS通信接口參數(shù)功能塊的編程如下圖所示。

USS通信接口參數(shù)功能塊的編程

USS_PORT功能塊用來處理USS網(wǎng)絡上的通信，它是S71200 CPU與變頻器的通信借口。每個CM1241 RS485模塊有且必須有一個USS_PORT功能塊。

①PORT：指的是通過個通信模塊進行USS通信。

②BAUD：指的是和變頻器進行通行的速率。 變頻器的參數(shù)P2010種進行設置。

③USS_DB：指的是和變頻器通信時的USS數(shù)據(jù)塊。每個通信模塊多可以有16個USS數(shù)據(jù)塊，每個CPU多可以有48個USS數(shù)據(jù)塊，具體的通信情況要和現(xiàn)場實際情況相聯(lián)系。每個變頻器與S7-1200進行通信的數(shù)據(jù)塊是的。

④ERROR：輸出錯誤。

⑤STATUS：掃描或初始化的狀態(tài)。

⑥S7-1200 PLC與變頻器的通信是與它本身的掃描周期不同步的，在完成一次與變頻器的通信事件之前，S7-1200通常完成了多個掃描。

⑦USS_PORT通信的時間間隔是S7-1200與變頻器通信所需要的時間，不同的通信波特率對應的不同的USS_PORT通信間隔時間。下圖列出了不同的波特率對應的USS_PORT小通信間隔時間。

不同的波特率對應的USS_PORT小通信間隔時間

⑧USS_PORT在發(fā)生通信錯誤時，通常進行3次嘗試來完成通信事件，那么S7-1200與變頻器通信的時間就是USS_PORT發(fā)生通信超時的時間間隔。例如：如果通信波特率是57600，那么USS_PORT與變頻器通信的時間間隔應當大于小的調(diào)用時間間隔，即大于36.1Ms而小于109Ms。

S7-1200 USS 協(xié)議庫默認的通信錯誤超時嘗試次數(shù)是2次。

基于以上的USS_PORT通信時間的處理，我們建議在循環(huán)中斷OB塊中調(diào)用USS_PORT通信功能塊。在建立循環(huán)中斷OB塊時，我們可以設置循環(huán)中斷OB塊的掃描時間，以滿足通信的要求。

S7 1200 PLC進行USS通信的調(diào)試：

S7-1200 PLC 通過CM1241 RS485模塊與變頻器進行USS通信時，需要注意如下幾點：

1、當同一個CM1241 RS485 模塊帶有多個（多16個）USS變頻器時，這個時候通信的USS_DB是同一個，USS_DRV功能塊調(diào)用多次，每個USS_DRV功能塊調(diào)用時，相對應的USS站地址與實際的變頻器要一致，而其它的控制參數(shù)也要一致。

2、當同一個S7-1200 PLC 帶有多個CM1241 RS485模塊（多3個）時，這個時候通信的USS_DB相對應的是3個，每個CM1241 RS485模塊的USS網(wǎng)絡使用相同的USS_DB,不同的USS網(wǎng)絡使用不同的USS_DB。

3、當對變頻器的參數(shù)進行讀寫操作時，注意不能同時進行USS_RPM和USS_WPM的操作，并且同一時間只能進行一個參數(shù)的讀或者寫操作，而不能進行多個參數(shù)的讀或者寫操作。

S7-1200產(chǎn)品說明:

SIMATIC S7-1200 系列包括以下模塊：

1、性能分級的不同型號緊湊型控制器，以及豐富的交/直流控制器。

2、各種信號板卡（模擬量和數(shù)字量），用于在 CPU 上進行經(jīng)濟的模塊化控制器擴展，同時節(jié)省安裝空間。

3、各種數(shù)字量和模擬量信號模塊。

4、各種通信模塊和處理器。

5、帶 4 個端口的以太網(wǎng)交換機，用于實現(xiàn)各種網(wǎng)絡拓撲

6、SIWAREX 稱重系統(tǒng)終端模塊

7、PS 1207 穩(wěn)壓電源裝置，電源電壓 115/230 V AC，額定電壓 24 VDC

機械特性

1、堅固、緊湊的塑料機殼

2、連接和控制部件易于接觸，并由前蓋板提供保護

3、模擬量或數(shù)字量擴展模塊也具有可拆卸的連接端子

國際標準：

SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM（I 類，類別 2；危險區(qū)組別 A、B、C 和 D，T4A）。生產(chǎn)質量管理體系已按照 ISO 9001 進行認證。

SIMATIC S7-1200 支持各種通信機制：

1、集成 PROFINET IO 控制器接口

2、帶 PROFIBUS DP 主站接口的通信模塊

3、帶 PROFIBUS DP 從站接口的通信模塊

4、GPRS 模塊，用于連接到 GSM/G 網(wǎng)絡

5、LTE 模塊，用于在第四代 LTE（長期演進）網(wǎng)絡中進行通信。

6、通信處理器，可通過以太網(wǎng)接口連接到 eControl Server Basic 控制中心軟件，并借助于基于 IP 的網(wǎng)絡進行安全通信。

7、通信處理器，可連接到服務應用的控制中心。

8、RF120C，可連接到 SIMATIC Ident 系統(tǒng)。

9、模塊 SM1278，用于連接 IO-link 傳感器和執(zhí)行器。

10、通過通信模塊實現(xiàn)點到點連接。

11、PROFINET 接口

通過集成 PROFINET 接口，可與以下設備通信：

1、編程設備

2、HMI 設備

3、其它 SIMATIC 控制器

4、PROFINET IO 自動化組件

支持以下協(xié)議：

1、TCP/IP

2、ISO-on-TCP

3、S7 通信

可連接以下設備：

1、通過標準 5 類電纜連接現(xiàn)場編程器和 PC。

2、在編程器和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之間建立連接

3、SIMATIC HMI 精簡面板

4、在精簡面板和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之間建立連接

5、其它 SIMATIC S7-1200 控制器

6、通過 CSM 1277 以太網(wǎng)交換機連接多臺設備

7、點到點接口，可自由編程的接口模式

8、通信模塊可通過點到點連接進行通信。采用 RS232 和 RS485 物理傳輸介質。在 CPU 的“自由口 (Freeport)”模式下進行數(shù)據(jù)傳輸。采用面向位的用戶特定通信協(xié)議（例如，ASCII 協(xié)議、USS 或 Modbus）。

9、可以連接任何具有串行接口的終端設備，如驅動、打印機、條碼讀碼器、調(diào)制解調(diào)器等。

10、在可編程接口模式下，通過 CM 1241 實現(xiàn)點到點連接

S7-1200 具有以下特點：

1、易于上手：

的入門套件（其中包括仿真器和文檔），便于熟悉設備的使用。

2、操作簡單：

功能強大的標準指令，易于使用，用戶友好的編程軟件，可大限度降低編程成本。

3、實時性能：

中斷功能、高速計數(shù)器和脈沖輸出，適用于對時間要求嚴格的應用。

描述信號模塊是控制器進行過程操作的接口。許多不同的數(shù)字量和模擬量模塊根據(jù)每一項任務的要求，準確提供輸入/輸出。數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)量、電壓和電流范圍、電絕緣、診斷和警報功能等方面都存在著差別。S7-400 信號模塊不僅是能夠在機架擴展，而且可以通過 PROFIBUS DP 連接到 S7-400 控制器。支持熱插拔，這使更換模塊變得極其簡單。

說明SIMATIC S7-200 采用一致的模塊化設計。除了擴展和通訊模塊，模塊化的系統(tǒng)提供了用于定位、稱重技術和溫度測量的一系列具體擴展。 To the top of the page 定位模塊EM 253 EM 253是一個用于簡單定位任務的功能模塊（1軸）?？梢詫⑺B接到步進電機和伺服電機，通過高頻脈沖輸入從Micro Stepper連接到高性能伺服驅動器。 EM 253定位模塊以與擴展模塊相同的方式進行安裝，通過一體化連接電纜連接到S7 - 200擴展總線。 連接之后，從CPU自動讀出配置數(shù)據(jù) 該模塊具有以下特點： 用于來自過程信號的5位輸入 驅動器直接激活用24脈沖輸出（向前/向后或者速度/方向） 2控制輸出（DIS；CLR）。 12個狀態(tài)LED

CPU 317F-2 DP 允許對設備實施故障安全型自動化系統(tǒng)，以滿足提高的安全要求（特別是制造自動化方面的安全要求）。包括故障安全I/O模塊的分布式I/O站可以通過內(nèi)置的 PROFIBUS DP 接口連接。ET 200M故障安全型I/O模塊可以滿足安全相關的應用。 基于 PROFIsafe 行規(guī)執(zhí)行 F-CPU 和故障安全型 I/O 模塊之間的安全通訊。 CPU 運行需要 SIMATIC 微型存儲卡（MMC 卡）。

PLC主要有整體式和模塊式兩種結構型式：

1、整體式PLC的每一個I/O點的平格比模塊式的便宜,且體積相對較小,一般用于工藝較為固定的小型控制中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便,在I/O點數(shù)、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、I/O模塊的種類等方面選擇余地大,且維修方便,一般于較復雜的控制。

2、安裝的選擇

PLC的安裝分為集中式、遠程I/O式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。

集中式不需要設置驅動遠程I/O硬件,反應快、成本低；遠程I/O式適用于大型,的裝置分布范圍很廣,遠程I/O可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近,連線短,但需要增設驅動器和遠程I/O電源；多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設備分別控制,又要相互的,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模塊。

3、相應的功能要求

一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能,對于只需要開關量控制的設備都可。

對于以開關量控制為主,帶少量模擬量控制的,可選用能帶A/D和D/A轉換單元,具有加減算術運算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強型低檔PLC。對于控制較復雜,要求實現(xiàn)PID運算 、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能,可視控制規(guī)模大小及復雜程度,選用中檔或高擋PLC。但是中、高擋PLC價格較貴,一般用于大規(guī)模控制和集散控制等。

4、響應速度要求

PLC是為工業(yè)自動化設計的通用控制器,不同檔次PLC的響應速度一般都能其應用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC,或者某些功能或有的速度要求時,則應該慎重考慮PLC的響應速度,可選用具有高速I/O處理功能的PLC,或選用具有快速響應模塊和中斷輸入模塊的PLC等。

5、可靠性的要求

對于一般PLC的可靠性均能。對可靠性要求很高的,應考慮是否采用冗余或熱備用。

6、機型盡量統(tǒng)一

一個企業(yè),應盡量做到PLC的機型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問題：

①機型統(tǒng)一,其模塊可互為備用,便于備品備件的采購和。

②機型統(tǒng)一,其功能和使用類似,有利于技術力量的培訓和技術水平的。

③機型統(tǒng)一,其外部設備通用,資源可共享,易于聯(lián)信,配計算機后易于形成一個多級分布式控制

超過60Hz運轉時應留意以下事項：

1、機械和裝置在該速下運轉要充分可能（機械強度、噪聲、振動等）。

2、電機進進恒功率輸出范圍，其輸出轉矩要能夠維持工作（風機、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加，所以轉速少許升高時也要留意）。

3、產(chǎn)生軸承的壽命題目，要充分加以考慮。

4、對于中容量以上的電機特別是2電機，在60Hz以上運轉時要與廠家仔細商討。