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增強型控制器S7-1500

Overview

• 模塊化、可擴展通用系統(tǒng)，IP20 防護等級
• 適用于離散自動化領(lǐng)域中各種自動化應(yīng)用的系統(tǒng)解決方案
• 具有*性能和可用性
• 可專門通過 Totally Integrated Automation Portal 平臺中的 STEP 7 Professional V12 及更高的型號進行組態(tài)

性能

• 提高性能
  • 高速指令執(zhí)行:
  • 語言擴展
  • 新數(shù)據(jù)類型
  • 更快速的背板總線
  • 經(jīng)過優(yōu)化的代碼生成
• 功能強大的通信：
  • PROFINET IO（2 端*交換機）標準接口；
    從 CPU 1515-2 PN 起，具有一個更多額外的集成 PROFINET 接口，例如，用于網(wǎng)絡(luò)分離
  • 可針對總線系統(tǒng)和點到點連接，通過通信模塊進行擴展

集成技術(shù)

• 無需附加模塊就可集成運動控制功能：
  • 通過標準化的塊 (PLCopen) 來連接模擬驅(qū)動器和 PROFIdrive 驅(qū)動器
  • 運動控制功能支持轉(zhuǎn)速控制軸和定位軸以及外部編碼器
• 全面跟蹤所有 CPU 變量，以進行實時診斷和間歇錯誤檢測；
  擁有有效調(diào)試和快速優(yōu)化驅(qū)動器和控制裝置
• 廣泛的控制功能： 
  例如，可輕松組態(tài)的塊可進行控制參數(shù)的自動優(yōu)化以實現(xiàn)*控制質(zhì)量
• 通過提供的工藝模塊獲得附加功能： 
  例如，高速計數(shù)、位置檢測或高達 1 MHz 信號的測量

安全集成

保證人身安全和機器安全 – 在集成式完整系統(tǒng)框架內(nèi)

• 故障安全 SIMATIC S7-1500F 控制器可在同一控制器上處理標準程序和安全程序。
  在 TIA 博途中，使用相同的編輯器生成故障安全和標準用戶程序；例如，這樣就能向評估標準用戶程序中的標準數(shù)據(jù)那樣，評估故障安全數(shù)據(jù)。由于這種軟件集成，故障安全應(yīng)用也可利用 SIMATIC 的系統(tǒng)有點和全面功能。

集成安全功能

• 通過密碼進行知識保護，防止未經(jīng)*讀取和修改程序塊
• 通過復(fù)制保護來提高保護程度，防止未經(jīng)*而復(fù)制程序塊： 
  通過復(fù)制保護，可將 SIMATIC 存儲卡上的程序塊與其序列號綁定，以便只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。
• 具有四個不同*級別的權(quán)限： 
  可向各個用戶組分配不同訪問權(quán)限。通過新的保護級別 4，還可以限制與 HMI 設(shè)備之間的通信。
• 改進了操作保護： 
  控制器將會檢測到組態(tài)數(shù)據(jù)的更改或未*傳輸。
• 用于以太網(wǎng)通信處理器 (CP 1543-1)：
  • 通過防火墻提供附加訪問保護
  • 建立安全 VPN 連接（V12 SP1 或更高版本）

設(shè)計與操作

• CPU 帶有用于顯示普通文本信息的顯示屏：
  • 可顯示所有連接模塊的訂貨號、固件版本和序列號信息
  • 直接在現(xiàn)場設(shè)置 CPU 的 IP 地址以及進行其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，無需使用編程設(shè)備
  • 直接以普通文本形式顯示錯誤消息，可縮短停機時間
• 所有模塊采用統(tǒng)一的前連接器，并具有用于靈活形成電壓組的集成式電壓橋接件，從而簡化了庫存，降低了接線成本
• S7-1500 安裝導軌上集成有 DIN 導軌： 
  快速、方便地安裝小型斷路器、繼電器等附加組件
• 通過信號模塊進行集中擴展： 
  可根據(jù)任何應(yīng)用的要求進行靈活調(diào)整
• 數(shù)字量信號模塊的系統(tǒng)電纜連接： 
  可快速、清晰地進行安排，以連接至現(xiàn)場的傳感器和執(zhí)行器并在控制柜中進行簡便接線
• 電源：
  • 負載電源模塊（電源模塊）可為模塊提供 24 V 電源
  • 電源模塊可通過背板總線向模塊內(nèi)部電路供電
• 分布式擴展：
  • 通過 PROFINET 接口模塊 IM 155-5，可針對 ET 200MP I/O 系統(tǒng)使用zui多 30 個信號模塊、通信模塊和工藝模塊
  • 在集中和分布式運行的操作和系統(tǒng)功能方面沒有差別

集成式系統(tǒng)診斷

• CPU 的集成系統(tǒng)診斷，默認情況下已激活：
  • 在顯示屏上以及 TIA Portal、HMI 和 Web 服務(wù)器中以普通文本形式一致地顯示系統(tǒng)診斷信息，甚至可顯示變頻器消息。即使 CPU 處于停止狀態(tài)，也會更新消息。
  • 系統(tǒng)診斷功能集成在 CPU 固件中。無需由用戶進行組態(tài)。組態(tài)發(fā)生改變時，會自動對診斷信息進行更新。

數(shù)據(jù)記錄（歸檔）和配方

• SIMATIC 存儲卡：
  • 插入式裝載存儲器
  • 可進行固件更新
  • STEP 7 項目（包括注釋和符號）、附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）的存儲選項
  • 通過 SD 讀卡器并使用 Office 工具，可方便地訪問與設(shè)備相關(guān)的運行數(shù)據(jù)和組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）
• 集成 Web 服務(wù)器 
  - 通過 Web 瀏覽器，可方便地訪問與設(shè)備相關(guān)的運行數(shù)據(jù)和組態(tài)數(shù)據(jù)

認證

在交付時，SIMATIC S7-1500 符合以下國家和標準：

• CE
• cULus
• C-TICK
• CFMus
• ATEX
• EN 61000-6-4
• EN 60068-2-1/ -2/ -6/ -14/ -27/ -30/ -32
• EN 61131-2;

Area of application

SIMATIC S7-1500 是一個模塊化控制系統(tǒng)，適用于離散自動化領(lǐng)域內(nèi)的各種自動化應(yīng)用。

模塊化、無風扇設(shè)計、易于實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-1500 成為中、低端應(yīng)用中各種不同任務(wù)的經(jīng)濟、用戶友好的解決方案。

SIMATIC S7-1500 的應(yīng)用領(lǐng)域包括：

特殊機械

紡織機械

包裝機械

通用機械工程

控制器制造

機床制造

安裝系統(tǒng)

電氣與電子工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

汽車

水/污水

食品與飲料

提供了具有不同性能水平的多種 CPU 以及一個包含許多便利功能的全面模塊系列。故障安全 CPU 便于在故障安全應(yīng)用中使用。由于具有模塊化的設(shè)計，用戶可以僅采用其應(yīng)用所需的模塊。任務(wù)擴展時，可通過使用附加模塊隨時對控制器進行升級。

SIMATIC S7-1500 具有較高的電磁兼容性、抗沖擊性及抗振性，工業(yè)強度高，可實現(xiàn)通用。

Design

概述

S7-1500 自動化系統(tǒng)具有模塊化的結(jié)構(gòu)，可包含zui多 32 個模塊。 它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨立地組合使用。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安裝導軌上（請參見手冊以了解前提條件）。

一個系統(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。
• 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行擴展

根據(jù)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。
• 用于將 SIMATIC S7-1500 連接到 120/230 VAC 電源的負載電源模塊 (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。

• 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。 可以節(jié)省安裝時間。 不久將會提供具有“無響應(yīng)熱插拔”功能的有源背板。
• 模塊組裝在 S7-1500 安裝導軌上：
  具有各種長度，包括切割至定長的型號。 由于具有集成式 DIN 導軌，可以卡裝廣泛的標準部件，如附加端子、小型斷路器或小型繼電器。
• 性能可靠，接線方便：
  • 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。
  • 為了對前連接器進行簡單接線，可將該連接器置于“預(yù)接線位置”。 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行連接。
  • 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）的導線。
  • 另外，數(shù)字量信號模塊可通過 TOP Connect 進行系統(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，并可在控制柜中進行簡便接線。
  • 對于模擬量模塊，可以直接在模塊上進行屏蔽；隨模塊提供了一個屏蔽連接套件，無需工具即可進行安裝。
• 工廠標簽：
  針對 S7-1500 的信號模塊提供了標簽條?？墒褂靡慌_標準激光打印機來打印這些 DIN A4 標簽紙上的標簽。 可以從 TIA Portal 進行自動打印，而無需重新輸入符號或地址。 通過這些標簽條的設(shè)計形式，可為通道或診斷顯示 1:1 分配標簽。 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：
  • 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)。
  • zui大配置包括帶有 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*佳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：

• 數(shù)字量輸入模塊
• 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
  • 包括高速 (HS) 模擬量模塊，無論激活的通道數(shù)如何，基本執(zhí)行時間都是 62.5 µs
• 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
• 不久將可供貨 用于面向安全的應(yīng)用的故障安全模塊

提供了各種模塊等級，可使用戶在其應(yīng)用中實現(xiàn)*佳擴展。 模塊本身通過標簽進行相應(yīng)標記：

• BA（基本型）： 簡易低成本模塊，無診斷功能，沒有參數(shù)
• ST（標準型）： 具有與模塊或負載組相關(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： 準確度等級 0.1%，抗擾度和電流隔離程度提高
• HS（高速型）：具有濾波和轉(zhuǎn)換時間的模塊適用于超高速應(yīng)用；例如 8 通道模擬量模塊，無論激活的通道數(shù)如何，基本執(zhí)行時間都是 62.5 µs。

I/O 模塊的附件：

• 標簽紙：
  可插入到 I/O 模塊中（10 張 DIN A4 標簽紙，每張標簽紙帶有 10 個標簽，預(yù)穿孔，可使用標準激光打印機進行打??；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干線電纜、多根細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

• S7-200以太網(wǎng)模塊系列-CP243-1

  S7-200PLC可以通過智能擴展模塊CP243-1連接至工業(yè)以太網(wǎng)中。CP243-1不是即插即用的模塊，需要我們先對其進行組態(tài)。由于其支持的是西門子的S7協(xié)議，因而與很多第三方支持以太網(wǎng)功能的設(shè)備進行通信時會受到限制。

  通過本文您可以獲得以下信息： 

  使用CP243-1對S7-200編程調(diào)試時是否可只用一根網(wǎng)線，而省去S7-200的編程電纜？

  如何對CP243-1進行基本的組態(tài)設(shè)置？

  如何獲得CP243-1的詳細技術(shù)參數(shù)和怎樣實現(xiàn)IT功能？

  利用CP243-1可以和哪些設(shè)備通信？

  CP243-1使用中的常見問題？

   

  （一） 當您*次使用CP243-1模塊時，您一定要注意此模塊不是即插即用的模塊，您需要對此模塊進行組態(tài)才能使用。

  簡單的說，*次使用CP243-1的步驟如下：

  （1）正確連接CP243-1與S7-200CPU，并為CP243-1連接24V電源

  （2）在S7-200的編程軟件中運行以太網(wǎng)向?qū)Щ蛞蛱鼐W(wǎng)向?qū)δK進行基本參數(shù)和功能的配置

  （3）在程序中正確的調(diào)用相關(guān)的子程序

  （4）將編寫完成的程序使用S7-200的編程電纜下載至PLC

  （5）如果激活因特網(wǎng)功能，還需要使用網(wǎng)線將S7-200的程序下載至CP243-1。如果沒有激活因特網(wǎng)功能，則此步可略。

  至此，您的CP243-1才能正常工作。

  通過以上過程，我們不難發(fā)現(xiàn)，當初次使用CP243-1時，您必須準備S7-200的編程電纜，不能只準備一根網(wǎng)線就去調(diào)試。當然，如果曾經(jīng)正確的進行過以上配置，那您就可以使用網(wǎng)線與CP243-1通信。

   

  （二） 當您基本了解CP243-1的使用方法，但是感覺以上的使用描述有點過于簡單和概括，對如何配置CP243-1很感興趣。那您可查看以下文檔《CP243-1 快速入門 （含視頻）》。這個文檔中詳細介紹了組態(tài)CP243-1的具體步驟，并且還有視頻介紹。

   

  (三）當您已經(jīng)使用過CP243-1，經(jīng)過一些項目和實驗后您發(fā)覺CP243-1的功能很強大。您想進一步了解關(guān)于CP243-1的具體參數(shù)和IT功能的實現(xiàn)方法。此時，您可以參看以下兩個文檔：

  （a）《SIMATIC NET 工業(yè)以太網(wǎng)通信模板CP243-1》 

  （b）《SIMATIC NET 工業(yè)以太網(wǎng)通信模板CP243-1 IT》

   

  （四）當您使用CP243-1時，一定會關(guān)注：利用CP243-1，我們可實現(xiàn)哪些通信功能呢？

  接下來，我們就簡單的介紹一下利用CP243-1可以連接的設(shè)備：

  1. S7-200與S7-200之間的以太網(wǎng)通信

  2. S7-200與S7-300之間的以太網(wǎng)通信

  具體的實現(xiàn)方法可以參考如下文檔《S7-200與S7-300之間的通信 （含視頻）》

  3. S7-200與PC機中的WINCC進行通信

  4. S7-200與OPC通信

  以上四個功能的實現(xiàn)方法，您可查看以下文檔《CP243-1 快速入門 （含視頻） 》

  5. S7-200與PC機中的編程軟件STEP7-Micro/win進行通信

  具體的實現(xiàn)方法可以參考如下文檔《如何通過CP243-1與STEP 7-Micro/WIN 通信》

  6. S7-200與西門子觸摸屏通信

  提示：因為CP243-1使用的是S7連接，所以您不要使用CP243-1與不支持S7連接的設(shè)備進行通信。

   

  （五）更多關(guān)于CP243-1的信息和常見問題，可以參考以下文檔：

  1. 《以太網(wǎng)通信模塊常見問題集 》 

  2.《西門子 S7-200•LOGO!•SITOP 參考》S7-200PLC->通信->以太網(wǎng)通信(CP243-1) 

  3. 《S7-200 可編程控制器系統(tǒng)手冊》中：附錄A技術(shù)規(guī)范->(CP 243--1)以太網(wǎng)模塊規(guī)范或者(CP 243--1 IT) Internet模塊規(guī)范