西门子6ES7288-1ST20-0AA1

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西门子PLC S7-1500系列软件特点

　　西门子PLC S7-1500系列的博图编程软件，有以下几方面特点：

　　1. 创新的STEP 7编程语言

　　博图软件的编程语言采用全符号编程，提高了程序的可读性，包含下列优点：

　　（1）提高了编译器性能，缩短了程序循环时间

　　（2）在所有 IEC 语言中支持64 位数据类型，编程工艺更为

　　（3）统一下载所有程序变更

　　（4）LD 和功能设备中集成计算功能块，简化了复杂的数学运算过程；

　　2. 信息安全集成

　　博图软件通过控制器安全级别的保护机制，提高了系统安全，防止通过西门子HMI 进行未经授权的访问，同时还具有这些优点：

　　（1）通过对组件和程序进行信息安全保护，增强投资保护力度

　　（2）对项目规划数据、固件文件以及安全通信进行完整性和机密性保护，提高了设备的可用性；

　　3. 兼容性好

　　博图软件对现有S7项目中，通过重复使用所有S7-1500 CPU上的程序以及集成的移植工具，实现对现有专有知识的投资保护；同时还具有下述优点：

　　（1）通过将硬件数据上传到工程组态，实现各种硬件的快速准确识别

　　（2）使用符号上传整个项目，进行维修操作时无需打开当前项目；

　　4. 技术集成

　　博图软件集成标准运动控制功能，灵活连接支持PROFIdrive的所有驱动装置，还具有：

　　（1）集成标准 PLC open组件，实现项目快速实施；

　　（2）TRACE 功能：可循环记录多达 16 个变量，实现控制程序和驱动装置的优化；

　　（3）记录CPU不同存储区的数据，便于查找偶发错误；

　　（4）集成的PID控制器，可简化闭环控制任务：控制参数的优化实现了控制质量（PID控制器），从而节省了操作时间；

　　（5）PID Compact/PID 3-Step：带有模拟量或脉冲宽度调制输出的连续控制器，以及适用于带有自整定功能的外部执行器的特殊步进控制器；

　　5. 归档和配方

　　在博图软件中，用户可以通过Office工具和Web server，快速访问所有机器相关的操作数据，还可以进行下列操作：

　　（1）可通过Web浏览器或SD卡读卡器，快速访问设备组态数据。

西门子PLC S7-1500系列的工艺模块，分为计数工艺模块和位置工艺模块两种，下面来分别进行说明：

　　1. 计数工艺模块

　　西门子PLC S7-1500系列的计数工艺模块数据：

　　供电电压24VDC，可连接编码器的数量为2，可连接编码器的种类是：带和不带信号 N 的 24 V 增量编码器，具有方向信号的 24 V 脉冲编码器，不具有方向信号的 24 V 脉冲编码器，用于向上和向下计数脉冲的 24 V 脉冲编码器。大计数频率200KHz，功能有：2 个计数器；大计数频率 800 KHz（4 倍脉冲评估），比较器，频率，周期，速度测量功能，位置和相对位置检测功能。6个数字量输入，每个计数通道3个，具有门控制，同步，捕捉，自由设定功能；数字量输出4个，每个计数通道2个，比较值转换和自由设定功能。具有等时模式，具有硬件中断，诊断中断，诊断功能等。

　　2. 位置工艺模块

　　西门子PLC S7-1500系列的位置工艺模块：

　　供电电压24VDC，可连接编码器的种类是：带和不带信号 N 的 RS422/TTL 增量编码器，具有方向信号的 RS422/TTL 脉冲编码器，不具有方向信号的 RS422/TTL 脉冲编码器，用于向上和向下计数脉冲的 RS422/TTL 脉冲编码器。大计数频率1MHz，功能有：2 个计数器；大计数频率4MHz（4 倍脉冲评估），比较器，频率，周期，速度测量功能，位置和相对位置检测功能。4个数字量输入，每个计数通道2个，具有门控制，同步，捕捉，自由设定功能；数字量输出4个，每个通道2个，比较值转换和自由设定功能。具有等时模式，具有硬件中断，诊断中断，诊断功能等。

• 
  

• 指令处理速度更快, 取决于 CPU 型号、语言扩展和新的数据类型

• 由于背板总线速度显著提高，CPU 的响应时间缩短

• 功能强大的网络连接：
  每个 CPU 均标配PROFINET IO IRT（2 端交换机）标准接口。

• 集成技术

• 通过标准化的块 (PLCopen) 连接模拟驱动器和具有 PROFIdrive 功能的驱动器

• 支持速度控制轴和定位轴以及外部编码器，各轴之间可实现位置**的传动，凸轮/凸轮轨道和探头

• 追踪功能适用于所有 CPU 标签，既适用于实时诊断，也适用于偶发错误检测；还可通过 CPU的网页服务器来调用

• 全面的控制功能，例如，通过便于组态的块可自动优化控制参数实现*优控制质量

• 出售CPU 1513-1 PN主机模块

• 集成安全功能

• 通过密码进行知识保护，防止未经*读取和修改程序块

• 通过复制保护，可绑定 SIMATIC 存储卡的程序块和序列号：只有在将配置的存储卡插到 CPU 中时，该程序块才可运行。

• 4-级 *理念：
  与 HMI 设备的通信也会受到限制。

• 操作保护：
  控制器可以识别工程组态数据的更改和未*传输。

• 设计与操作

• 显示概览信息：
  例如，站名称，工厂标识符，位置名称，诊断信息，模块信息，显示设置。

• 显示器上可能的操作：
  设置 CPU 或所连接以太网通信处理器的地址、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、激活保护等级，确认消息，备份和恢复项目。

• 集成系统诊断

• 显示屏上、TIA 博途中、HMI 设备上以及 Web 服务器上以纯文本形式一致显示系统诊断信息（甚至能显示来自变频器的消息），即使 CPU 处于停止模式也会进行更新。

• 集成在 CPU 的固件中，无须进行特殊组态

• SIMATIC 存储卡(用来运行 CPU)

• 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创建数据块实现数据存储/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

• 通过网页浏览器或 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 V12 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。

• STEP 7 V11 项目可在兼容模式下继续和 STEP 7 V12 组合使用 。

• S7-1200 程序可通过复制/粘贴手段转移至 S7-1500

•  

• 6ES7513-1AL01-0AB0

• 西门子1500模块

  CPU 1517-3 PN/DP，2 MB 程序，8 MB 数据；2 ns；集成 X1: 2x PN接口 ,X2: 1x PN接口，X3:1x DP 接口

  在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。为了使各位初学者更方便地了解PLC，本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介，以期对各位网友有所帮助。

  一、PLC的发展历程
  　　在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，*采用程序化的手段应用于电气控制，这就是一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。
  　　个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。
  　 PLC的定义有许多种。电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
  　　上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
  　 PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

  二、PLC的构成
  　　从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
  
  三、CPU的构成
  　　CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
  　　CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC*的组成单元。
  　　在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
  　　CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。

  四、I/O模块
  　　PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
  　　开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下：
  　　开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。
  　　模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
  　　除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
  　　按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受大的底板或机架槽数限制。
  
  五、电源模块
  　　PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。

  六、底板或机架
  　　大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

西门子plc的立即写操作
对于立即写（Immediate Write）功能，必须如下面举例所示，生成符号程序段。
对于有时间限制的应用，可以以比每OB1 扫描循环一次的正常情况快的速度，将一个数字量输出的当前状态发送到输出模板。立即写功能可以在扫描立即写逻辑程序级的同时，将一个数字量输出写入输出模板。否则，当 Q存储区使用 P存储状态更新时，必须等到下一OB1扫描循环结束。
为了将一个输出立即写入输出模板，应使用外围输出（PQ）存储区，而不使用输出（Q）存储区。外围输出存储区可以作为一个字节、一个字或一个双字读取。因此，通过一个线圈元素，不能更新一个单独的数字量输出。为了将一个数字量输出的状态立即写入输出模板， 包含相关位的Q存储器的字节、 字或双字可以有条件地复制到相应的PQ存储器中 （直接输出TPC1062K的模板地址）。
小心
• 由于 Q 存储器的整个字节被写入输出模板，当进行立即输出时，该字节中的所有输出位都将被更新。
• 如果一个输出位在不应发送到输出模板中的整个程序中出现中间状态（1/0），立即写功能会造成危险情况（输出瞬时脉冲）。
• 作为一般设计规则，在一个MT6100I的程序中，外部输出模板只能认为是一个线圈。如果遵守该设计规则，可以避免使用立即输出时的大多数潜在问题。
举例
等效于立即写入外围数字量输出模板 5通道1的梯形逻辑程序段。
寻址输出Q字节 （QB5） 的位状态可以修改， 也可以保持不变。 Q5.1被赋给程序段1 中I0.1的信号状态。QB5被复制到相应的直接外围输出存储区（PQB5）。
字PIW1包含I1.1的立即状态。 PIW1与 W#16#0002进行与 （AND） 逻辑运算。 如果 PB1中的 I1.1（第 2位）为“1”，则结果非“0”。如果 WAND_W 指令的结果不等于“0”，则接点“A<>0”通过电压