西門子S7-1500和TIA博途

時(shí)間：2020-07-22作者：上海騰希電氣技術(shù)有限公司瀏覽：176

西門子公司的S7-1500是專為中**設(shè)備和工廠自動化設(shè)計(jì)的新一代PLC。該控制器集成了運(yùn)動控制、工業(yè)信息安全和故障安全功能。通過閱讀S7-1500的資料和觀看S7-1500和TIA博途的視頻講座，不難發(fā)現(xiàn)S7-1500和TIA博途與上述大討論中網(wǎng)友暢想的*六代PLC的趨勢基本一致，還有很多追趕網(wǎng)友想象的亮點(diǎn)。

1 性能大幅提升

1.1 功能強(qiáng)大的CPU模塊

1.1.1 可供用戶使用的充足的資源

CPU 1516-3PN編程用的塊的總數(shù)較多為6000個(gè)，數(shù)據(jù)塊較大5 MB，F(xiàn)B、FC、OB較大512 KB。用于程序的工作存儲器5MB，用于數(shù)據(jù)的工作存儲器1MB。

插槽式裝載存儲器（SIMATIC 存儲卡）較大2GB，可存儲項(xiàng)目數(shù)據(jù)、歸檔、配方和有關(guān)的文檔。

S7定時(shí)器、計(jì)數(shù)器分別有2048個(gè)，IEC定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的數(shù)量不受限制。位存儲器（M）16 KB。

I/O模塊較多8192個(gè)，過程映像分區(qū)較多32個(gè)，過程映像輸入、輸出分別為32KB。每個(gè)機(jī)架較多32個(gè)模塊。

運(yùn)動控制功能較多支持20個(gè)速度控制軸、定位軸和外部編碼器，有高速計(jì)數(shù)和測量功能。

1.1.2 **高速的運(yùn)算處理速度

位操作指令的處理時(shí)間典型值為10ns，換句話說，每一微秒可處理100條位操作指令。浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算指令的處理時(shí)間典型值為64ns。

S7-1500采用當(dāng)前較快的背板總線和高效的傳輸協(xié)議，保證了快速信號處理。點(diǎn)到點(diǎn)的反應(yīng)時(shí)間不到500 μs。

AI、AO模塊的分辨率均為16位，8點(diǎn)AI模塊每個(gè)模塊的轉(zhuǎn)換時(shí)間為125μs。數(shù)字量輸入模塊具有50 μs的**短輸入延時(shí)。

用于計(jì)數(shù)、測量和定位輸入的工藝模塊TM PosInput的較高信號頻率為1 MHz，4倍速時(shí)為4MHz。可用RS-422接口連接脈沖編碼器，支持等式模式、診斷中斷和硬件中斷。

采用 PROFINET IRT通信可以保證確定的反應(yīng)時(shí)間和高精度的系統(tǒng)響應(yīng)，較短循環(huán)時(shí)間為250 μs。

1.2 CPU集成的工藝功能

1.2.1 運(yùn)動控制功能

S7-1500的運(yùn)動控制功能集成在CPU模塊中，不需要附加的運(yùn)動控制模塊。用TIA Portal創(chuàng)建項(xiàng)目和組態(tài)工藝對象，用博途提供的符合PLCopen標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動控制指令控制工藝對象。運(yùn)動控制可以使用具有PROFINET IO IRT和PROFIdrive接口的驅(qū)動器（見圖1），或使用模擬量設(shè)定值的驅(qū)動器。

運(yùn)動控制功能支持速度控制軸、定位軸和外部編碼器工藝對象。

圖1 運(yùn)動控制組態(tài)實(shí)例

1.2.2 跟蹤功能

S7-1500所有CPU都有集成的跟蹤（TRACE）和邏輯分析器功能，跟蹤功能可循環(huán)記錄較多16個(gè)變量，便于查找偶發(fā)錯(cuò)誤，對程序和動作進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷，用于調(diào)試和優(yōu)化用戶程序，尤其適用于運(yùn)動控制和優(yōu)化驅(qū)動器。

記錄數(shù)據(jù)保存在設(shè)備上，在需要時(shí)可以用編程設(shè)備讀出和*保存?？梢杂们€圖和信號表來評估測量的結(jié)果，也可以將測量結(jié)果作為一個(gè)文件導(dǎo)出和導(dǎo)入。

1.2.3 閉環(huán)控制功能

S7-1500 CPU集成的PID控制器有PID參數(shù)自整定功能。PID 3步（3-Step）控制器是脈沖寬度調(diào)制輸出的控制器，此外還有適用于帶積分功能的外部執(zhí)行器（如閥門）的PI步進(jìn)控制器。

1.2.4 故障安全

使用F型控制器，可實(shí)現(xiàn)故障安全自動化，故障安全程序和標(biāo)準(zhǔn)程序使用同樣的工程設(shè)計(jì)和操作理念。用戶可以用安全管理編輯器定義和修改安全參數(shù)。

1.3 硬件方面的特點(diǎn)

1.3.1 減少了模塊種類

相比之前的產(chǎn)品，I/O模塊的種類有大幅減少，訂貨、布線和維護(hù)都較方便了。模塊種類由原來的60種減少到26種。

1.3.2 小型化

S7-1500的模塊高度為155mm，用U形連接器連接模塊。外形、體積縮小意味著便于安裝維護(hù)，系統(tǒng)集成時(shí)占用的柜體空間較少。

1.3.3 方便的顯示屏操作

CPU內(nèi)置6.1cm對角線的顯示屏，可快速訪問各種文本信息和詳細(xì)的診斷信息，便于全面了解工廠的所有信息，從而實(shí)現(xiàn)全工廠透明化。支持在運(yùn)行過程中對顯示屏進(jìn)行熱插拔操作，可用博途設(shè)置顯示屏的操作密碼。

1.3.4 模塊的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一的40針前置連接器節(jié)省了用戶接線時(shí)間，簡化了配件存儲。

集成的短接片使得電壓分組的構(gòu)成簡單靈活。

集成式導(dǎo)軌能夠快速便捷地安裝斷路器、繼電器之類的其它組件。

由于有兩個(gè)預(yù)先設(shè)計(jì)好的電纜定位槽，使用大直徑電纜也可以輕松關(guān)閉前蓋板。

由于預(yù)接線位置的設(shè)計(jì)（帶有定位裝置的轉(zhuǎn)向布線系統(tǒng)），可以簡單快速的進(jìn)行初次布線和重新連接。

用模塊集成的屏蔽夾對模擬量信號進(jìn)行適當(dāng)屏蔽，確保了高質(zhì)量的信號采集，可有效防止外部電磁干擾。模擬量模塊沒有量程選項(xiàng)卡，可以單獨(dú)設(shè)置每個(gè)通道的信號類型，也可以整體設(shè)置所有通道的信號類型。

1.3.5 兼容性與即插即用

通過集成的移植工具，S7-300/400的項(xiàng)目可以移植到S7-1500，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有專有知識的投資保護(hù)?？梢酝ㄟ^復(fù)制功能將S7-1200的程序轉(zhuǎn)換到S7-1500。

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

可上傳包括符號和注釋的整個(gè)項(xiàng)目，維修操作時(shí)*打開當(dāng)前項(xiàng)目?？赏ㄟ^Web瀏覽器或SD卡讀卡器，快速訪問設(shè)備組態(tài)數(shù)據(jù)，與控制器進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換。

1.3.6 存儲卡

S7-1500的存儲卡SMC（SIMATIC Memory Card）功能強(qiáng)，使用方便?？梢杂闷胀ǖ腟D讀卡器讀寫SMC卡，實(shí)現(xiàn)對PLC程序的下載。SMC較大2GB，可以裝載除程序以外的其它文件，例如項(xiàng)目的備份、說明書、各種pdf或excel文件等。此外也可以用作固件升級卡和程序傳輸卡。

1.4 全面的安全保護(hù)機(jī)制

1.4.1 專有技術(shù)保護(hù)

S7-1500提供全面的安全保護(hù)機(jī)制，加密算法可以有效防范未經(jīng)授權(quán)的訪問和修改，可以避免設(shè)備被仿造。

1.4.2 防拷貝保護(hù)

可通過綁定SIMATIC存儲卡或CPU的序列號，確保程序無法在其它設(shè)備中運(yùn)行。這樣的程序不能拷貝，只能在*的存儲卡或CPU上運(yùn)行。

1.4.3 訪問保護(hù)

訪問保護(hù)功能提供一種全面的安全保護(hù)功能，可防止未經(jīng)授權(quán)的項(xiàng)目計(jì)劃更改，專有的數(shù)據(jù)校驗(yàn)機(jī)制可識別修改過的工程數(shù)據(jù)。可為各用戶組分別設(shè)置訪問密碼，確保具有不同級別的訪問權(quán)限。使用帶有安全功能的工業(yè)以太網(wǎng)模塊CP 1543-1，加強(qiáng)了集成*墻的訪問保護(hù)。

1.4.4 操作保護(hù)

系統(tǒng)對傳輸?shù)娇刂破鞯臄?shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，防止通過 HMI 進(jìn)行未經(jīng)授權(quán)的訪問?？刂破骺梢宰R別發(fā)生變更的工程組態(tài)數(shù)據(jù)或者來自陌生設(shè)備的工程組態(tài)數(shù)據(jù)。

在這里再加上一個(gè)S7-1500的特點(diǎn)，它的價(jià)格在同等配置下要比S7-300的價(jià)格要有優(yōu)惠。


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• 詞條

  詞條說明

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  應(yīng)了解介質(zhì)冗余的哪些方面介質(zhì)冗余選項(xiàng)要提高工業(yè)以太網(wǎng)光纜或電纜線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)可用性，可使用以下選項(xiàng)：網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)切換傳送模式將線性拓?fù)浣Y(jié)合到環(huán)形拓?fù)渲协h(huán)形拓?fù)渲械慕橘|(zhì)冗余環(huán)形拓?fù)渲械脑O(shè)備可以是外部交換機(jī)和/或通信模塊的集成交換機(jī)。要建立介質(zhì)冗余的環(huán)形拓?fù)?，必須將線形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膬蓚€(gè)空閑終端連接到一臺設(shè)備。將線性拓?fù)浣Y(jié)合到環(huán)形拓?fù)渲?，需要占用環(huán)形拓?fù)渲心撑_設(shè)備的 2 個(gè)端口（環(huán)路端口）。此設(shè)備為冗

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