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性能 SIMATIC S7-1500 控制器的用户利益和亮点

 集成技术

 集成了安全功能

 设计与操作

 集成系统诊断功能

性能

SIMATIC S7-1500控制器提供了更高性能，位指令的处理时间低至 1ns，浮点运算的指令处理时间低至 10ns （取决于 CPU 类型，不在次上市发布范围内）。背板总线的速度是 S7-400 PLC 的 40 倍；由于代码生成得到优化，CPU 的响应速度与现有控制器的 CPU 相比更快。
每个 CPU 都配有一个 PROFINET IO （2 端交换机）标准接口。CPU 1516-3PN/DP 另外还具有一个集成 PROFINET 基本接口，例如，可用于网络隔离。通过集成的 PROFIBUS 的接口，可以将 PROFIBUS 节点连接至 CPU 1516-3 PN/DP。
通过一个 PROFIBUS CM，可方便地对不带 PROFIBUS 接口的 CPU 进行扩展

 

集成技术

通过 PROFINET、PROFIBU 或模拟量接口，可灵活地将变频器连接至 S7-1500 CPU。运动控制序列的编程可借助于 PLCopen 运动控制软件块方便地完成。用户可通过易于使用的诊断和调试工具对变频器进行调试。自动发送到工程组态系统和人机界面的报警消息可以简化用户调试，节省调试时间，降低工作量。

集成了安全功能

与 STEP 7 结合使用时，每个 CPU 都会提供基于密码的知识保护，可防止未经授权而读出并更改程序块的内容。
复制保护加强了安全防护，防止未经授权而复制程序块。可以将具体程序块链接至存储卡的序列号，以便只有在将组态的存储卡插到 CPU 中之后，才会执行该程序块。
并且，控制器具有四个不同的安全访问级别，以便向不同用户组分配不同的访问权限。
由于操作保护得到改进，因此，控制器可以检测到数据更改或未经授权的组态数据传输。

设计与操作

每个 SIMATIC S7-1500 CPU 都配有一个显示屏。通过此显示屏，用户可方便地分析中央模块以及分布式模块的状态，或者无需编程器而设置和更改 IP 地址。系统诊断信息和用户诊断以普通文本形式显示在显示屏上，从而有助于快速而高效地响应到来的出错消息。
显示屏上可用多种语言显示菜单文本和信号文本。该系统还允许在运行期间卸下和重新安装模块。

在 S7-1500 控制器的一个集中组态中，可以将多 32 个模块（CPU + 31 个模块）插到一层上，而无需使用接口模块。系统的主干是自动建立式背板总线。每个 I/O 模块都配有所需的 U 型连接器。一种有源背板总线正在准备中，供需要“在运行期间无响应地拆卸和重新安装部件”功能的客户使用。

集成系统诊断功能

集成系统诊断功能已针对 S7-1500系列的 CPU 预先激活；系统诊断信息以普通文本形式统一显示在显示屏、TIA Portal、HMI 和 Web 服务器上，甚至可显示来自变频器的消息；现在，在 CPU 停止运行期间也将提供这种诊断。若配置了新的硬件组件，则自动对诊断信息进行更新。

SIMATIC STEP 7 Professional V12 工程组态软件

新的 SIMATIC S7-1500控制器系列只能在 Totally Integrated Automation Portal 中使用 STEP 7 Professional V12 及更高版本进行组态。SIMATIC STEP 7 Professional V12 是用于对 SIMATIC S7-1500 进行直观处理的工程组态系统，除了对 S7-1500进行组态外，还可对 S7-300/400 和 S7-1200 控制器进行组态。

兼容性

SIMATIC STEP 7 Professional V12 中集成的移植工具提供了以下支持：
从 S7-300/S7-400 切换到 S7-1500 控制器并自动转换程序代码。将会记录无法自动转换的程序代码部分并可以手动进行修改。STEP 7 V11 项目可继续在兼容模式下用于 STEP 7 V12。并且，可通过粘贴/复制功能将 S7-1200 程序转换到 S7-1500。

SIMATIC 存储卡（用来运行 CPU）

SIMATIC S7-1500 CPU 采用了一个 SIMATIC 存储卡。该存储卡用作插入式装载存储器，或用于执行固件更新。
此 SIMATIC 存储卡也可用于存储 STEP 7 项目，包括注释和符号、其它文档或 csv 文件（用于配方和归档）。使用系统函数（SFC）和用户程序，可以创建数据块，并将数据存储在 SIMATIC 存储卡上。

通过状态 LED 进行PROFINET IO通讯初步诊断1. 概述

SIMATIC 设备 PROFINET 接口的每个端口都有一个 LED 指示灯。借助于 PROFINET 设备的 LED 的状态和错误指示灯，可以诊断出通讯中的错误或 PROFINET 模块的错误状态。

2. LED指示灯含义

下表汇总了 S7-1500、ET 200MP、ET 200SP 和 ET 200AL 系统中这些 LED 指示灯的含义：

表 1 PROFINET 接口端口LED 指示灯含义1

下表汇总了 S7-300、400、ET 200M、ET 200S 、ET200ECO PN和 ET 200PRO 系统中这些 LED 指示灯的含义：

STEP7下分配设备名称

系统上电，在HW Config界面中，点击图标。然后选择菜单PLC中，点击Assign Device Name...。弹出设置ET200S等IO Device的命名界面。

从图中看到两个ET200S站的一些信息。IP地址，由于没有下载PLC的硬件组态，故没有IP地址。MAC地址，是ET200S的PN接口模块在出厂时固化的硬件地址，不能修改。设备类型，此时指示在Ethernet(1)上的PN IO的类型均为ET200S。设备名，目前在ET200S的MMC卡中没有存储任何信息。通过下拉菜单指示硬件组态的ET200S的设备名称为ET200S1，根据不同的MAC地址，通过鼠标选择不同ET200S设备。选择MAC地址为08-00-06-6B-F7-A6的ET200S，通过按钮，给其命名ET200S1。

 西门子6ES7531-7QD00-0AB0

 

模拟输出模块 模拟输出 8xU/I 高速型， 16 位分辨率 ， 精度 0.3%， 8 通道，分成组，每组 8， 诊断；替换值 8 通道以 0.125ms 过采样 包括馈电元素， 屏蔽支架和屏蔽端子

　　1 初学者入门

　　1.1 必要条件

　　> 必须有一个S7-300 站，带电源模块、CPU314-2 DP 和SM 338(订货号：6ES7 338-4BC01-0AB0)；

　　> STEP 7（> 4.0.2.1）必须被正确安装在编程器上；

　　> 编程器已经按照实际硬件设备，正确建立了一个S7-300 站；

　　> 编程器已经通过编程介质（如：CP5511、CP5512、CP55611 或者PC Adapte，外加通讯电缆“MPI 电缆”、“RS232 电缆”）正确连接到S7-300 站的CPU 编程口上。

　　1.2 端子连接图和框图

本文以松下FP1系列plc和A4系列伺服驱动为例，编制控制伺服电机定长正、反旋转的PLC程序并设计外围接线图，此方案不采用松下的位置控制模块FPG--PP11\12\21\22等，而是用晶体管输出式的PLC，让其特定输出点给出位置指令脉冲串，直接发送到伺服输入端，此时松下A4伺服工作在位置模式。在PLC程序中设定伺服电机旋转速度，单位为（rpm），设伺服电机设定为1000个脉冲转一圈。PLC输出脉冲频率=（速度设定值/6）*100（HZ）。假设该伺服系统的驱动直线定位精度为±0.1mm，伺服电机每转一圈滚珠丝杠副移动10mm，伺服电机转一圈需要的脉冲数为1000，故该系统的脉冲当量或者说驱动分辨率为0.01mm(一个丝)；PLC输出脉冲数=长度设定值*10。 以上的结论是在伺服电机参数设定完的基础上得出的。也就是说，在计算PLC发出脉冲频率与脉冲前，先根据机械条件，综合考虑精度与速度要求设定好伺服电机的电子齿轮比！大致过程如下： 机械机构确定后，伺服电机转动一圈的行走长度已经固定（如上面所说的10mm），设计要求的定位精度为0.1mm(10个丝)。为了保证此精度，一般情况下是让一个脉冲的行走长度低于0.1mm，如设定一个脉冲的行走长度为如上所述的0.01mm，于是电机转一圈所需要脉冲数即为1000个脉冲。此种设定当电机速度要求为1200转/分时，PLC应该发出的脉冲频率为20K。松下FP1---40T 的PLC的CPU本体可以发脉冲频率为50KHz，完全可以满足要求。 如果电机转动一圈为100mm，设定一个脉冲行走仍然是0.01mm，电机转一圈所需要脉冲数即为10000个脉冲，电机速度为1200转时所需要脉冲频率就是200K。PLC的CPU输出点工作频率就不够了。需要位置控制专用模块等方式。 有了以上频率与脉冲数的算法就只需应用PLC的相应脉冲指令发出脉冲即可实现控制了。假设使用松下A4伺服，其工作在位置模式，伺服电机参数设置与接线方式如下：  一、按照伺服电机驱动器说明书上的“位置控制模式控制信号接线图”接线：      pin3(PULS1)，pin4(PULS2)为脉冲信号端子，PULS1连接直流电源正极(24V电源需串连2K左右的电阻),PULS2连接控制器(如PLC的输出端子)。      pin5(SIGN1)，pin6(SIGN2)为控制方向信号端子，SIGN1连接直流电源正极(24V电源需串连2K左右的电阻)，SIGN2连接控制器(如PLC的输出端子)。当此端子接收信号变化时，伺服电机的运转方向改变。实际运转方向由伺服电机驱动器的P41，P42这两个参数控制，pin7(com+)与外接24V直流电源的正极相连。pin29(SRV-0N)，伺服使能信号，此端子与外接24V直流电源的负极相连，则伺服电机进入使能状态，通俗地讲就是伺服电机已经准备好，接收脉冲即可以运转。      上面所述的六根线连接完毕(电源、编码器、电机线当然不能忘)，伺服电机即可根据控制器发出的脉冲与方向信号运转。其他的信号端子，如伺服报警、偏差计数清零、定位完成等可根据您的要求接入控制器构成更完善的控制系统。  二、设置伺服电机驱动器的参数。     1、Pr02----控制模式选择，设定Pr02参数为0或是3或是4。3与4的区别在于当32(C-MODE)端子为短路时，控制模式相应变为速度模式或是转矩模式，而设为0，则只为位置控制模式。如果您只要求位置控制的话，Pr02设定为0或是3或是4是一样的。     2、Pr10，Pr11,Pr12----增益与积分调整，在运行中根据伺服电机的运行情况相应调整,达到伺服电机运行平稳。当然其他的参数也需要调整(Pr13，Pr14,Pr15,Pr16，Pr20也是很重要的参数)，在您不太熟悉前只调整这三个参数也可以满足基本的要求. 。    3、Pr40----指令脉冲输入选择，默认为光耦输入(设为0)即可。也就是选择3(PULS1)，4(PULS2)，5(SIGN1)，6(SIGN2)这四个端子输入脉冲与方向信号。     4、Pr41，Pr42----简单地说就是控制伺服电机运转方向。Pr41设为0时，Pr42设为3,则5(SIGN1)，6(SIGN2)导通时为正方向(CCW)，反之为反方向(CW)。Pr41设为1时，Pr42设为3,则5(SIGN1)，6(SIGN2)断开时为正方向(CCW)，反之为反方向(CW)，正、反方向是相对的，看您如何定义了，正确的说法应该为CCW，CW 。    5、Pr48、Pr4A、Pr4B----电子齿轮比设定。此为重要参数，其作用就是控制电机的运转速度与控制器发送一个脉冲时电机的行走长度。       其公式为：      伺服电机每转一圈所需的脉冲数=编码器分辨率 × Pr4B／(Pr48 × 2^Pr4A)      伺服电机所配编码器如果为：2500p/r 5线制增量式编码器，则编码器分辨率为10000p/r      如您连接伺服电机轴的丝杆间距为20mm，您要做到控制器发送一个脉冲伺服电机行走长度为一个丝(0.01mm)。计算得知：伺服电机转一圈需要2000个脉冲(每转一圈所需脉冲确定了，脉冲频率与伺服电机的速度的关系也就确定了)  。     三个参数可以设定为：Pr4A=0，Pr48=10000，Pr4B=2000，约分一下则为：Pr4A=0，Pr48=100，Pr4B=20。      从上面的叙述可知：设定Pr48、Pr4A、Pr4B这三个参数是根据我们控制器所能发送的大脉冲频率与工艺所要求的精度。在控制器的大发送脉冲频率确定后，工艺精度要求越高，则伺服电机能达到的大速度越低。松下FP1---40 T 型PLC的程序梯型图如下：