各种性能级别的 CPU 可用于 SIMATIC S7-1500:
标准型 CPU
CPU 1511-1 PN:
适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用,用于通过 PROFINET IO 进行分布式配置。
CPU 1513-1 PN:
适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用,用于通过 PROFINET IO 进行分布式配置。
CPU 1515-2 PN:
适用于在程序范围、网络和处理速度方面具有中等/较高要求的应用,可通过 PROFINET IO 进行分布式配置;可以使用具有单 IP 地址的附加集成 PROFINET 接口,例如,用于网络分离。
CPU 1516-3 PN/DP:
适用于对程序范围和处理速度具有较高要求的应用,用于通过 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 进行分布式配置。附加的集成 PROFINET 接口,具有单的 IP 地址,可用于网络分离等。
CPU 1517-3 PN/DP:
适用于对程序范围、联网和处理速度具有很高要求的应用,用于通过 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 进行分布式配置。例如,具备立 IP 地址的附加集成式 PROFINET 接口可用来实现网络隔离。
CPU 1518-4 PN/DP:
适用于在程序范围和网络方面具有较高要求的应用,且满足处理速度方面的较高要求。可通过 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 进行分布式配置;可以使用具有单 IP 地址的两个附加集成 PROFINET 接口,例如,用于网络分离。
故障安全型 CPU
CPU 1511F-1 PN:
经济实用的入门级 CPU,适用于在分散生产技术中对处理性能和响应速度具有中等要求的标准应用和故障安全应用。
CPU 1513F-1 PN:
具有中到高容量数据存储器的 CPU,适用于除集中式 I/O 外还包含分布式自动化结构的标准应用和故障安全应用。
CPU 1515F-2 PN:
适用于对程序范围和处理速度具有中等/较高要求的应用,用于通过带有 PROFIsafe 的 PROFINET IO 实现分布式配置。
CPU 1516F-3 PN/DP:
适用于对程序范围和处理速度具有中等/较高要求的标准和故障安全应用,用于通过带 PROFIsafe 的 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 实现分布式配置。
CPU 1517F-3 PN/DP:
适用于对程序范围、联网和处理速度具有很高要求的标准和故障安全应用,用于通过带 PROFIsafe 的 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 进行分布式配置。例如,具备立 IP 地址的附加集成式 PROFINET 接口可用来实现网络隔离。
CPU 1518F-4 PN/DP:
适用于对程序范围和处理速度具有较高要求的标准和故障安全应用,用于通过带 PROFIsafe 的 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 实现分布式配置。附加的集成 PROFINET 接口,具有单的 IP 地址,可用于网络分离等。
所有 CPU 都具有坚固的紧凑型塑料外壳,控制器的前盖上集成有一个显示屏。
工控机IPC1还有一个重要的任务就是控制并驱动前扫描测厚装置,检测并显示薄膜厚片的厚度,以及显示传动子系统、温控子系统的关键工艺参数情况,便于工艺技术人员及时调整相关参数,保证产品质量。工控机IPC2主要用于控制、驱动后扫描测厚装置,检测并显示成品膜的厚度,产品的终公差分布情况在这里得到充分的体现。IPC1与IPC2被置于同一个电控柜中,由于距离相隔很近,因此采用RS-232C通讯方式将它们连接起来,进行数据共享。这两台工控机共同构成了薄膜测厚子系统。
为了构建 PROFIBUS DP 网络,提供有不同类型的电缆,可满足不同类型应用的要求。一般地,应该使用所列出的电缆。有关网络组态的详细信息,请参见 PROFIBUS 网络手册。
UL 认证
用于网络电缆的 UL 列表(安全标准)对于美国和加拿大市场尤为必需。根据电缆敷设在建筑物中位置来决定适当的认证要求。这适用所有电缆,这些电缆从一个机器敷设到一远程控制柜,位于电缆架上并保护着建筑物。通过 UL 认证的电缆在其名称后面附加字母“GP”(通用)。
系统主要实现的功能
(1)显示功能:工艺流程、测量值、设备运行状态、操作模式、报警等显示、画面调用等功能;
(2)报警处理和报表生成功能:纪录报警发生时间、故障内容等信息,并对报警信息进行管理,系统报表有时报、日报、月报等;
(3)历史趋势功能:对现场的皮带速度、料槽料位以曲线图形显示。每个趋势曲线显示的画面主要包括画面名称、时间、趋势等;
(4)画面系统对系统料位参数进行修改,实现对系统自动/手动的切换;
(5)管理权限:实现不同级别的系统管理权限,系统操作员可以选择操作模式,查看趋势曲线及报表等;系统可以对软件和下位机软件进行修改。
(6)操作控制功能:根据界面上的按钮可以对各条皮带进行操作,比如:启动、停止;对料位按工艺要求进行设定并对其进行选择。
S7-1200和S7-1500是西门子硬件更新的大势所趋,虽然目前应用面还不大,但请大家留心学习,后续衡云湘水也会推出关于S7-1200/1500的系列学习专辑。
PLC型号所蕴含的信息
如何通过CPU型号了解其基本信息呢?相信通过以下两个例子解释你就了然于胸了:
1. CPU315-2 PN/DP
CPU3XX表示PLC控制器是300系列,-2表示该CPU有两种类型的接口,一个类型接口兼容MPI和ProfiBus DP,另一个类型接口兼容PN口。
2. CPU319F-3PN/DP
CPU3XX表示PLC控制器是300系列(319是300系列PLC的一款),F表示该CPU为故障安全型PLC,-3表示该CPU有三种类型的接口,个类型接口兼容MPI和ProfiBus DP,*二个类型接口兼容ProfiBus DP口,*三个类型接口兼容PN口。
PLC设备安装
PLC可以根据需要进行水平或者竖直安装
编程软件简介
SIMATIC S7-200
使用STEP 7 Micro/Win 软件 *授权
SIMATIC S7-300/400
使用STEP 7 软件 正版需要授权
STEP 7软件可选附件有:S7-SCL、S7-GRAPH、S7-PLCSIM等
新的SIMATIC S7-1200/S7-1500
采用TIA Portal 博途软件,正版需要授权
工业控制产品:
SIRIUS 模块化系统。
SIRIUS 产品系列
创新解决方案的基础
工业控制工程领域中有着很高的用户需求:用户需要经济有效的解决方案,这种解决方案可以方便地集成到控制柜、配电柜以及分布式系统中,并能地相互通信。
为满足这种需求,西门子提供了 SIRIUS 工业控制产品。
SIRIUS 工业控制产品
西门子模块CPU1518-4PN/DPSIRIUS 产品系列包含负载的分断、保护和起动所需的所有产品。用于监视、控制、检测、命令及信号发送的产品使得这一工业控制产品系列变得更加完整。
楼宇控制柜应该快捷、方便、灵活和节省空间。但如何才能同时满足所有这些要求?是采用高达 250 kW/400 V 的的 SIRIUS 模块化系统,其中包括对电机和工业系统进行分断、保护和起动所需的所有产品。
并且,SIRIUS 模块化系统的所有部件都具有节省空间的设计和高灵活性,并且相互间可实现佳协调。配置、安装、接线和维护较为方便,节省时间
无论您是需要自己构建含有电机起动保护器/断路器、过载继电器、接触器或软起动器的起动装置,还是决定选用预组装的起动装置,SIRIUS 都堪称是每种应用的正确之选
全面创新
电流高达 40 A、规格为 S00 和 S0 的 SIRIUS 模块化系统在主电路和控制电路方面进行了全面改进。因此,创新的基本部件(如电机起动保护器和接触器)具有众多优点,无论是现在还是将来,都可用于对装置进行优化。创新常常体现在细微之处。例如,同样的设计能够提供更高的功率,并在基本单元中组合进多种功能,从而大大节省了空间
同时,创新实现了较高的灵活性。无论客户装置是需要直接起动、可逆起动或星-三角起动,还是要将经过测试的组合装置或配有紧凑型起动器的“多功能合一”解决方案用于软起动或频繁起动,SIRIUS 模块化系统均能够胜任。
新产品进展中的另一个重要方面是装置可用性的提高。将来,该模块化系统中的 SIRIUS 组件甚至可用来以较低的成本对应用进行监视。选择性装置监视会变得十分简单 – 电流继电器直接集成在电机起动器中,或通过与 AS-Interface 或 IO-link 之间的电机起动器连接从控制器进行组态
这些创新是对今天的 S00 至 S12 模块化系统(高达 250 kW/400 V)的低端产品补充,针对控制柜结构提供了众多新的选择
提高控制柜安装的效率
新型 SIRIUS 模块化系统在组装与处理、应用监视、与控制器的连接以及整个装置生命周期中所提供的客户支持等方面具有诸多亮点
SIMATIC 存储卡(用来运行 CPU)
应用
CPU 1518-4 PN/DP 是快 S7-1500 CPU,具有较大容量程序及数据存储器的 CPU,适用于除集中式 I/O 外还包含分布式自动化结构的应用中要求十分苛刻的任务。例如,它可以作为生产线中的控制器,也可用作具备高处理速度的机床控制器。
CPU 1518-4 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器,也可以用作分布式智能设备 (PROFINET 智能设备)。集成式 PROFINET IO IRT 接口设计为双端口 交换机以便在系统中设立总线型拓扑。
例如,具备立 IP 地址的其它两个集成式 PROFINET 接口可以用来实现网络隔离。附加的 PROFINET IO RT 设备可通过 PROFINET 接口 X2 进行连接,或以 I-设备的形式建立快速通信连接。X3 接口可用在数据速率为 1 Gbit/s 的传输当中,比如用于与骨干信。分布式 I/O 可通过 PROFIBUS 以及集成 PROFIBUS 接口进行连接。
另外,CPU 还提供全面的控制功能,并能够通过标准化的 PLC-open 块连接变频器。
设计
The CPU 1518-4 PN/DP 的特点:
功能强大的处理器:
该 CPU 的单条二进制命令的命令执行时间可低至 1 ns。
大容量工作存储器:
4 MB,用于程序;20 MB,用于数据
采用 SIMATIC 存储卡作为加装存储器;
允许实现例如数据日志和归档等其它功能
灵活的扩展功能:
单层组态多可支持 32 个模块(CPU + 31 个模块)
显示器的功能为:
显示概览信息,例如,集成接口的 IP 地址、站名称、别名称、位置名称等。
显示器以及诊断确认和用户消息
模块信息显示
显示设置
显示可由用户定义的徽标
IP 地址设置
日期和时间设置
选择操作模式
复位 CPU 至出厂设置
项目的备份与恢复
禁用/启用显示屏
启用保护级别
PROFINET IO IRT 接口和*二 PROFINET IO RT 接口可通过 PROFINET 与分布式 I/O 相连接
三个 PROFINET 接口均可用于网络隔离;PROFINET 接口 X3 的数据传输率高达 1 Gbit/s
PROFIBUS DP 接口用于通过 PROFIBUS 进行分布式 I/O 连接
PROFIBUS DP 主站接口
作为运行系统选件的 OPC UA 服务器和客户端,用于方便地将 SIMATIC S7-1500 连接到第三方设备/系统,具有以下功能:
OPC UA Data Access
OPC UA Security
OPC UA Methods Call
支持 OPC UA Companion Specifications。
PROFIBUS 和 PROFINET 上的集中式和分布式等时同步模式
集成运动控制功能,用于控制速度控制轴和定位轴,轴定位以及同步操作,支持外部编码器,凸轮/凸轮轨道和探头
用于诊断集成 Web 服务器,带有创建用户定义的 Web 站点的选项
SIMATIC S7-1500, CPU 1518-4 PN/DP, 处理器,带 4MByte 工作存储器用于 程序和 20MByte 用于数据, * 1 个接口:PROFINET IRT 带双端口 交换机, * 2 接口:PROFINET RT, * 3 接口:以太网, * 4 个接口:PROFIBUS, 1 ns 性能表现, 需要 SIMATIC 存储卡
SIRIUS 在 UL 认证方面为用户提供支持。
SIRIUS 应用领域
我们可在 UL 认证方面为用户提供支持
美国的产品责任法比欧洲的相应法律要明显严格。强烈建议希望将产品出口到北美地区的任何人都要按照 UL 标准对其产品进行认证,尤其是电气设备。我们可通过广泛的知识以及已通过 UL 认证的广泛低压控制产品为用户提供支持。
什么是 UL?
UL (Underwriters Laboratories Inc.®) 是**的产品安全测试与认证组织之一。它是于 1894 年由美国火灾保险集团在美国成立的非盈利立组织,旨在对电气设备所带来的火灾危险进行调查。
今天,UL 负责检查和认证所有种类材料、部件和终产品的运行安全性,尤其是在发生人身伤害和形成火灾的可能性方面。UL 在多个欧洲国家中设有分支机构。若要了解有关该美国机构的详细信息以及如何与欧洲的众多分支机构取得联系。
UL 和 IEC 的定义
UL 和 IEC 从根本上是不同的。
适用于 IEC 市场的 IEC 标准仅定义了设备或系统的低安全要求。有关实际中如何满足这些安全要求的技术细节由厂商负责执行。
相比之下,适用于北美市场的原则要更加具体。根据标准,可对从产品设计和制造、应用和安装直至生产运行的整个相关过程进行监视。
NFPA79 是适用于控制柜外部的工业机械的电气标准。因此,它不同于控制柜标准 UL 508A,是该标准的一个对等标准。
自 1969 年以来便是一个 UL 合作伙伴
对于任何希望避免不必要的麻烦并希望节省时间与资金的人来说,采用像西门子这样一个合作伙伴的技术不失为一个明智之举。
从 1969 年起,我们位于 Amberg 市的生产设施就已经与 Underwriters Laboratories Inc. 展开紧密合作;这个生产设施开发和生产西门子完整系列的低压控制产品。
因此,我们拥有 UL 认证这一主题的全面知识:从按照 UL 标准进行生产,直至控制柜的接线;并且,我们很高兴能够在各种培训计划中将这种知识传递给用户。同时,我们不应忘记西门子的其它生产设施处的 UL 能力(例如,位于柏林的开关柜厂以及位于 Regensburg 的电气安装设备工厂)。
早在产品开发阶段,我们就不仅考虑进 IEC 原则,而且会考虑 UL 标准。这样就诞生了一个内容广泛的产品线,其中包括经过 UL 认证的低压开关柜、控制装置和保护电路技术产品。
我们的低压控制产品系列可使用户在 UL 认证方面获得安全**,使其能够快速方便地组装符合 UL 标准的控制柜。
在北美地区的楼宇中运行开关柜和控制柜的成本效益
西门子模块CPU1518-4PN/DP通过西门子全面而相互协调的产品线,可灵活适应较为广泛的解决方案与扩展:从机器控制系统的馈电装置,到机器中的微型执行器。
产品具有通用性 (IEC-UL/CSA),可获益于的库存控制。
基于西门子的标准系统,可实现统一的操作与维护。
采用统一的产品接口和紧凑的设计,节约空间与成本。
方便友好,可实现的本地操作。
经过 UL 认证的 SIRIUS 产品和系统
我们的产品目录中包含经过 UL 认证的产品,例如:
控制装置:从电机保护断路器和起动器到接触器和过载继电器
用于设备和变压器保护的断路器
检测装置和命令装置
变压器和电源
AI: Analogue input,模拟量输入模块
8xU/I:8个通道,支持电压或电流型号输入
6.S7-1500的模拟量输出模块
• AQ 4xU/I ST
• AQ 8xU/I HS
• …
同样以个型号为例,型号简介:
AQ:Analogue Output,模拟量输出模块
4xU/I:共4个通道,支持电压,电流输出
ST:标准型
7.选定CPU和I/O模块之后,要确定系统的供电,选择电源模块,电源模块选型需要注意S7-1500有两种背板供电方式:
• PM模块: 不提供机架的背板工作电源,由CPU提供
PM 70 W 120/230 VAC
PM 190 W 120/230 VAC
• PS模块:连接到机架背板,提供背板工作电压,有诊断功能
PS 25W 24VDC
PS 60W 120/230V AC/DC
控制器 (CPU) 可执行各种用户程序。控制器中集成有系统电源,可通过背板总线为所连模块进行供电。
所有 SIMATIC S7-1500 控制器都提供有故障安全型。要在 TIA Portal 中使用安全功能时,需要安装选件包“STEP
7 Safety Advanced”。
在工厂调试过程中,可直接在显示屏上更改 CPU 的 IP地址,大幅节省了时间和成本。维修时,通过快速访问
诊断报警,显著减少工厂停工时间。
SIMATIC S7-1500 的所有 CPU 变量都具有强大跟踪功能,可实现驱动装置和控件的调试和快速优化。
SIMATIC S7-1500 控制器还支持以下功能:
• 通过以太网/PROFINET 进行数据通信
• 通过 PROFIBUS 进行数据通信
• HMI 通信
• Web 服务器,工艺功能,系统诊断,集成保护功能
• 使用 F-CPU 时,还支持安全模式
SIMATIC S7-1500 可集成各种不同类型的 CPU,可通过 I/O、通信和工艺功能模块进行扩展。例如,如果 CPU 1511-1 PN 的存储器和性能可满足要求,亦可通过
西门子PLC S7-1500系列的信号模块具有多种特点,下面介绍如下:
1. 扩展性能强
(1)模块可以具有不同的通道数量和功能
(2)集成更多功能,实现紧凑设计,减少了变量的使用
(3)U 型连接器,可自行连接背板总线
(4)节省了安装空间,安装导轨上可安装更多组件
2. 系统性能优异
(1)采用PROFINET IRT 进行循环同步操作,短循环时间降至 250 μs
(2)数字量输入模块,具有 50 μs 的**短输入延时
(3)模拟量模块,8 通道转换时间低至 125 μs
(4)多功能模拟量输入模块,具有自动线性化特性,适用于温度测量和限值监测
3. 设计简洁
(1)所有模块都可以在 ET200MP I/O 系统中集中和分布使用
(2)统一采用 40 针前连接器,适用于所有模块
(3)同一引脚上的信号相同。即,电路图中宏指令创建后,即可无限次重复使用,从而避免了接线错误
(4)集成短接片,简化了接线操作
(5)可扩展的电缆存放机制,为使用厚绝缘层的导线节省了更多空间
(6)预先设计的电缆定位槽可在进行电气连接之前实现直接预接线
(7)采用机械式插头连接器编码模式,可防止插入错误和模块连接错误
4. 诊断
(1)通道级诊断消息,支持快速故障修复
(2)可读取电子识别码,快速识别所有组件
5. 固件更新方便
(1)可以在安装状态下实现固件更新
(1)、西门子S7-1500的PLC输出公共端标1L、2L等,工作电脑为ACL1N表示,+24V电源为L+M表示对初学者或经验不足者容易搞错。如果错把L+M当作220V电源端子,送电瞬间即将烧坏PLC24V电源。
(2)、一次系统电源变压器零线排因腐蚀而中断,导致接入PLC220V电源升到380V,烧坏了PLC底部的电源模块,后整改时增加了380/220V的隔离控制变压器。
(3)、一只工作电源为220V的接近开关,其输入PLC信号触点两根引线与接近开关的220V的电源线共用一根4芯电缆,一次该接近开关损坏,电工更换时,错把电源的零线与输入的PLC的公共线调错,导致送电时烧坏了3路PLC输入点。
设置 CPU 或所连接以太信处理器的地址、设置日期和时间、选择 CPU 的操作模式、复位 CPU 至默认设置、禁用/启用显示器、保护等级,确认消息,备份和恢复项目。
集成系统诊断
集成在 CPU 的固件中,无须进行组态。
SIMATIC 存储卡(用来运行 CPU)西门子CPU1517-3PN/DP模块
用作插入式装载存储器,或用于更新固件。
还可用于存储附加文档或 csv 文件(用于配方和归档)
通过用户程序的系统函数,实现数据存储/读取
数据记录(归档)和配方
配方和归档以 csv 文件保存在 SIMATIC 存储卡中;
便于使用 Office 工具或通过 web 服务器,访问工厂运行数据
通过 Web 浏览器或 SD 读卡器,可方便地访问机器的组态数据(与控制器之间的双向数据交换)
编程
使用 STEP 7 Professional V13 UPD3 或更高版本进行编程
用于从 SIMATIC S7-300/S7-400 移植到 S7-1500 的移植工具;可基本上自动转换程序代码。记录不可转换的代码,并可以手动进行调整。
如果往一个格式化过的 SIMATIC 存储卡中下载一个组态好的 S7-1500 SIPLUS(6AG1*)设备,并将 CPU 调整为“ 运行 ”模式,那么 CPU 会无错误运行。但当电源关闭再打开,或者执行存储器复位(MRES)后,CPU S7-1500 SIPLUS 将会报如下错误信息并进入停止模式。
I/O 模块是 SIMATIC S7-1500 与过程之间的接口:
数字量和模拟量模块可提供每种任务所需的输入/输出。
SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的工艺模块
具有高速计数和位置检测集成功能
具有用于完成过程级别的任务且响应时间较短的集成输入和输出
用于 SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的通信模块
用于采用点对点连接的数据交换
用于连接至 PROFIBUS
用于连接到工业以太网
用于方便、轻松地对 S7-1500 和 ET 200MP 模块进行接线的连接系统
6ES7365-0BA01-0AA0 IM365接口模块
6ES7360-3AA01-0AA0 IM360接口模块
6ES7361-3CA01-0AA0 IM361接口模块
6ES7 368-3BB01-0AA0 连接电缆 (1米)
6ES7 368-3BC51-0AA0 连接电缆 (2.5米)
6ES7 368-3BF01-0AA0 连接电缆 (5米)
6ES7 368-3CB01-0AA0 连接电缆 (10米)
6ES7390-1AE80-0AA0 导轨(480mm)
6ES7390-1AF30-0AA0 导轨(530mm)
6ES7390-1AJ30-0AA0 导轨(830mm)
6ES7390-1BC00-0AA0 导轨(2000mm)
6ES7392-1AJ00-0AA0 20针前连接器
6ES7392-1AM00-0AA0 40针前连接器
有关起动器开关状态的反馈
通过IO链接器实现信号传输
*在开关和模块之间的附加接线,只需通过接触器输入处的电压查询,便可以执行电机起动器保护器查询。
这需要带有电压抽头的型号接触器(请参见“用于分断电机的电源接触器”)。
通过电压吸动实现可用性信号
多可对四个起动器进行分组,多可以将16个起动器连接到一个ET200S主站。每个起动器组仅通过3根单电线、即可在输入的过程映像中直接使用各个单控制器的全部信号。如果 ET 200S 主站和分断装置上存在相同电位,则可通过用跳线将接触器线圈的供电电压连接至通信电缆来进一步减少接线。
一旦出现故障,还以非周期的模式将相应的错误信号直接发送至可编程逻辑控制器(PLC)。这还传输切换信号和状态信号。可能发生的错误信号:
设备故障
无主电压(电动机起动器保护器脱扣)
无控制电源电压
在右侧/左侧的极限位置
手动模式
过程映像故障
将起动器轻松地集成到全集成自动化系统中的这种方法对现场灵活性没有丝毫限制。例如,为了能够实现直接本地断开,所有功能模块均配有的端子。例如,可以将这些接线端子连接到一个位置开关。该输入可直接中断接触器线圈的电源,即不让电流流过 PLC。在付时,这些端子在已进行跳接。
使用一个手持设备,还可方便地对整个起动器组进行就地手动操作。还可以将这个手持设备方便地连接到后一个起动器。如有必要,可嵌入控制柜的前面板中。这样就发挥出了显著的优势,尤其是在试运行时。
减少了控制电流接线,四根馈线只需要三条电缆。
省去了测试成本,并且减少了接线错误
缩减组态工作
集成在全集成自动化 (TIA) 系统中,在发生故障的情况下,可以确保明确的诊断
省去了 IO 模块,节省了控制柜中的空间
集成了逆向负荷和 Y 形-三角形接线起动*的所有定时和联锁功能
*其它保护电路
建议在一个控制柜中有多根电机馈线的机器和工厂中使用带有 IO-link 的SIRIUS 功能模块。使用 IO-link,可以轻松、快速、无误地将这些馈线连接自动化层。 并且不需要再使用 IO 模块,在很大程度上减小了 PLC 的宽度。
F-DB 不支持组态数据块的保持性。这意味着,在 F-CPU 电源关闭/打开和重启 (STOP-RUN) 时,F-DB 的实际值不会被保留。F-DB 中将保留装载存储器中的初始值。