西門子S7-1500和TIA博途

時間：2020-07-22作者：上海騰希電氣技術(shù)有限公司瀏覽：195

西門子公司的S7-1500是專為中**設(shè)備和工廠自動化設(shè)計的新一代PLC。該控制器集成了運動控制、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。

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，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，可存儲項目數(shù)據(jù)、歸檔、配方和有關(guān)的文檔。

S7定時器、計數(shù)器分別有2048個，IEC定時器、計數(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，過程映像分區(qū)較多32個，過程映像輸入、輸出分別為32KB。每個機(jī)架較多32個模塊。

運動控制功能較多支持20個速度控制軸、定位軸和外部編碼器，有高速計數(shù)和測量功能。

1.1.2 **高速的運算處理速度

位操作指令的處理時間典型值為10ns，換句話說，每一微秒可處理100條位操作指令。浮點數(shù)運算指令的處理時間典型值為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。點到點的反應(yīng)時間不到500 μs。

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

用于計數(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)時間和高精度的系統(tǒng)響應(yīng)，較短循環(huán)時間為250 μs。

1.2 CPU集成的工藝功能

1.2.1 運動控制功能

S7-1500的運動控制功能集成在CPU模塊中，不需要附加的運動控制模塊。用TIA Portal創(chuàng)建項目和組態(tài)工藝對象，用博途提供的符合PLCopen標(biāo)準(zhǔn)的運動控制指令控制工藝對象。運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 運動控制組態(tài)實例

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個變量，便于查找偶發(fā)錯誤，對程序和動作進(jìn)行實時診斷，用于調(diào)試和優(yōu)化用戶程序，尤其適用于運動控制和優(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

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，從而實現(xiàn)全工廠透明化。支持在運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

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。

由于有兩個預(yù)先設(shè)計好的電纜定位槽，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（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卡，可以單獨設(shè)置每個通道的信號類型，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的項目可以移植到S7-1500，實現(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項目，維修操作時*打開當(dāng)前項目?？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。可以用普通的SD讀卡器讀寫SMC卡，實現(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)備中運行。這樣的程序不能拷貝，只能在*的存儲卡或CPU上運行。

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)的項目計劃更改，專有的數(shù)據(jù)校驗機(jī)制可識別修改過的工程數(shù)據(jù)?？蔀楦饔脩艚M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。控制器可以識別發(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S7-1500的特點，它的價格在同等配置下要比S7-300的價格要有優(yōu)惠。


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• 詞條

  詞條說明

• STEP7下分配設(shè)備名稱

  STEP7下分配設(shè)備名稱系統(tǒng)上電，在HW Config界面中，點擊圖標(biāo)。然后選擇菜單PLC中，點擊Assign Device Name...。彈出設(shè)置ET200S等IO Device的命名界面。從圖中看到兩個ET200S站的一些信息。IP地址，由于沒有下載PLC的硬件組態(tài)，故沒有IP地址。MAC地址，是ET200S的PN接口模塊在出廠時固化的硬件地址，不能修改。設(shè)備類型，此時指示在Ethernet

• 性能升級 簡介

  簡介性能升級該性能升級可實現(xiàn) PROFINET 技術(shù)規(guī)范 V2.3 中的“高性能”應(yīng)用級別。該性能升級將采取一系列具體措施，可提高帶 IRT 功能的 PROFINET 的以下性能：縮短 IO 設(shè)備的運行時間延時增加循環(huán) IO 數(shù)據(jù)的帶寬減小 PROFINET 幀的帶寬縮短發(fā)送時鐘通過性能提升功能，發(fā)送時鐘相同時，PROFINET IO 系統(tǒng)支持的設(shè)備更多；設(shè)備數(shù)量相同時，發(fā)送時鐘顯著縮短。PROF

• 不使用備用模塊組態(tài)選件處理

  不使用備用模塊組態(tài)選件處理可以使用選件處理功能處理 ET?200S 以便將來進(jìn)行擴(kuò)展（選件），而*安裝備用模塊。 本章節(jié)中將介紹不使用備用模塊的選件處理。提示帶有 PROFINET 接口的 ET 200S以下介紹均基于帶有 PROFIBUS 接口的 ET 200S。 理論上，帶有 PROFINET 接口的 ET 200S 的選件處理與不使用備用模塊時的操作是相同的。 可使用 PN 接口

• 面向 TIA Portal 中硬件目錄的支持包 (HSP)

  隨附的是適用于多種 TIA Portal 版本的較新支持包，可供下載。借助支持包可組態(tài) TIA Portal 安裝硬件目錄中不包含的模塊。條目 ID：54163658?包括通過此下載較新 TIA Portal 安裝硬件目錄的步驟。上次更改此條目中新增了以下內(nèi)容：TIA Portal V17:HSP0134 - SIMATIC ET 200PRO Frequency converter F