西門(mén)子S7-1500 PLC技術(shù)及應(yīng)用 課件 第1、2章 可編程控制器基礎(chǔ)、S7-1500 PLC的系統(tǒng)配置與開(kāi)發(fā)環(huán)境

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映電子教案《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》第1章

可編程控制器基礎(chǔ)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

可編程控制器概述1.1可編程控制器的工作原理1.2《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映可編程控制器硬件基礎(chǔ)1.3

可編程控制器概述1.1點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映

可編程控制器的英文名稱(chēng)是ProgrammableController，早期簡(jiǎn)稱(chēng)PC，后來(lái)為了與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）區(qū)分，在行業(yè)中多稱(chēng)之為ProgrammableLogicController，即可編程邏輯控制器，簡(jiǎn)稱(chēng)PLC，而這種稱(chēng)呼又與可編程控制器的起源和它本身的特點(diǎn)有關(guān)。可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入或輸出，控制各類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則來(lái)設(shè)計(jì)。

《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》1.1.1可編程控制器的產(chǎn)生與發(fā)展點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

1968年美國(guó)通用汽車(chē)公司（GM）為了適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)的不斷更新，提出了著名的“GM十條”，向全球招標(biāo)新生產(chǎn)線。

1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)美國(guó)通用汽車(chē)公司提出的10項(xiàng)指標(biāo)，研制出第一臺(tái)控制器，型號(hào)為PDP-14，它的開(kāi)創(chuàng)性意義在于引入了程序控制功能，為計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)辟了空間。

至上世紀(jì)70年代，PLC技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入成熟期。推動(dòng)PLC技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力主要來(lái)自于兩個(gè)方面：其一是企業(yè)對(duì)高性能、高可靠性自動(dòng)控制系統(tǒng)的客觀需要和追求；其次，電子與微處理器技術(shù)的高速發(fā)展，為PLC技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)并開(kāi)拓了空間。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》PLC對(duì)高性能的追求主要體現(xiàn)在：

（1）向高集成、高性能、高速度，大容量發(fā)展。采用多CPU結(jié)構(gòu)、模塊化可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)、模擬量輸入輸出控制等。

（2）向普及化方向發(fā)展。價(jià)格便宜，體積小、重量輕、能耗低，很適合于單機(jī)自動(dòng)化。

（3）向模塊化、智能化發(fā)展。獨(dú)立測(cè)控功能模塊、智能I/O模塊等。

（4）向軟件化發(fā)展。編程軟件可以對(duì)可編程序控制器控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)，即設(shè)置硬件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，以及運(yùn)行流程等。（5）向通信網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。通過(guò)串行通信接口或網(wǎng)絡(luò)通信模塊，實(shí)現(xiàn)上位計(jì)算機(jī)與可編程序控制器交換數(shù)據(jù)信息。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》1.1.2可編程控制器的特點(diǎn)

可編程控制器的產(chǎn)生是基于工業(yè)控制的需要，是面向工業(yè)控制領(lǐng)域的專(zhuān)用設(shè)備，它具有以下特點(diǎn)：CPU具備可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)；靈活性強(qiáng)，控制系統(tǒng)具有良好的柔性；編程方法簡(jiǎn)單、語(yǔ)言直觀，使用方便；控制系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)，開(kāi)發(fā)工作量少，周期短；結(jié)構(gòu)清晰，維修方便；體積小，能耗低；功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高

。

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》1.1.3可編程控制器的組成及分類(lèi)圖1-1PLC的基本組成部件

1.可編程控制器的組成PLC是一種工業(yè)控制用的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，其基本組成部件如圖1-1所示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

（1）中央處理器單元

中央處理單元（CentralProcessingUnit，簡(jiǎn)稱(chēng)CPU）是PLC的控制核心，負(fù)責(zé)完成邏輯運(yùn)算、數(shù)字運(yùn)算以及協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)各部分的工作。其主要功能有：

1）接收并存儲(chǔ)用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)。

2）診斷電源故障、硬件故障以及用戶(hù)程序的語(yǔ)法錯(cuò)誤。

3）通過(guò)輸入接口讀取輸入設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)到相應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)。

4）讀取用戶(hù)程序指令，循環(huán)解釋執(zhí)行用戶(hù)程序，完成邏輯運(yùn)算、數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳遞、存儲(chǔ)等任務(wù)。

5）刷新輸出映像，將輸出映像內(nèi)容送至輸出單元。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

（2）存儲(chǔ)器單元

按照存儲(chǔ)內(nèi)容的不同，存儲(chǔ)器單元分成系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶(hù)程序存儲(chǔ)器。

1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用于存放PLC生產(chǎn)廠家編寫(xiě)的系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序在出廠時(shí)已經(jīng)被固化在PROM或EPROM中。這部分存儲(chǔ)區(qū)不對(duì)用戶(hù)開(kāi)放，用戶(hù)程序不能訪問(wèn)和修改。

2）用戶(hù)程序存儲(chǔ)器

可分為程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，程序存儲(chǔ)器用于存放用戶(hù)編寫(xiě)的控制程序，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)存放的是程序執(zhí)行過(guò)程中所需要的或者所產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

（3）電源單元

電源單元將外界提供的電源轉(zhuǎn)換成PLC的工作電源后，提供給PLC。有些電源單元也可以作為負(fù)載電源，通過(guò)PLC的I/O接口向負(fù)載提供直流24V電源。

電源單元還提供掉電保護(hù)電路和后備電池電源，以維持部分RAM存儲(chǔ)器的內(nèi)容在外界電源斷電后不會(huì)丟失。在面板上通常有發(fā)光二極管（LCD）指示電源的工作狀態(tài)，便于判斷電源工作是否正常。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》4）輸入/輸出單元

PLC的輸入、輸出單元也叫I/O單元，對(duì)于模塊式的PLC來(lái)說(shuō)，I/O單元以模塊形式出現(xiàn)，所以又稱(chēng)為I/O模塊。

I/O單元是PLC與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的接口，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)與PLC之間的聯(lián)系通過(guò)I/O單元實(shí)現(xiàn)。

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的輸入和輸出信號(hào)包括數(shù)字量和模擬量?jī)深?lèi)，因此I/O單元也有數(shù)字I/O和模擬I/O兩種，前者又稱(chēng)為DI/DO，后者又稱(chēng)為AI/AO。PLC的輸入、輸出單元還應(yīng)包括一些功能模塊，所謂功能模塊就是一些智能化了的輸入和輸出模塊。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

5）其他接口單元I/O擴(kuò)展接口。用于擴(kuò)展輸入輸出點(diǎn)數(shù)。通信接口。通常集成有RS232或RS422口，用于與PLC、上位機(jī)、遠(yuǎn)程I/O、監(jiān)視器、編程器等外部設(shè)備相連。編程器接口。PLC本體通常是不帶編程器的，編程器接口是連接編程器的。存儲(chǔ)器接口。存儲(chǔ)器接口是為了擴(kuò)展存儲(chǔ)區(qū)而設(shè)置的。其它外部設(shè)備接口。包括條碼讀入器的接口、打印機(jī)接口等等。PLC的I/O單元也屬于接口單元的范疇，它完成PLC與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)之間電信號(hào)的往來(lái)聯(lián)系。除此之外，PLC與其它外界設(shè)備和信號(hào)的聯(lián)系都需要相應(yīng)的接口單元，還應(yīng)該包括：點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

2.可編程控制器的分類(lèi)

（1）按結(jié)構(gòu)分類(lèi)

PLC在結(jié)構(gòu)上主要有兩種類(lèi)型：整體式和模塊式。整體式的PLC將CPU單元、存儲(chǔ)器單元、I/O單元、電源單元都集中安裝在一個(gè)箱體內(nèi)，是不可分的，稱(chēng)為主機(jī)。主機(jī)上通常有編程接口和擴(kuò)展接口，前者用于聯(lián)結(jié)編程器，后者用于連接擴(kuò)展單元。整體式PLC又稱(chēng)一體化的PLC、箱體式PLC等。

模塊式PLC是將各個(gè)功能單元制作成獨(dú)立的模塊，如CPU模塊、數(shù)字輸入模塊、數(shù)字輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、電源模塊以及其它特殊功能模塊和智能模塊，用戶(hù)根據(jù)控制需要選擇相應(yīng)的模塊，將其組裝在一起構(gòu)成完整的PLC。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

（2）按控制規(guī)模分類(lèi)

控制規(guī)模是PLC性能指標(biāo)之一，習(xí)慣上總是用數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的多少來(lái)衡量PLC系統(tǒng)規(guī)模的大小。目前關(guān)于控制規(guī)模的劃分方式并不統(tǒng)一，較為細(xì)致的劃分可以將PLC歸為微型機(jī)（數(shù)十點(diǎn)）、小型機(jī)（500點(diǎn)以下）、中型機(jī)（500點(diǎn)至上千點(diǎn)）、大型機(jī)（數(shù)千點(diǎn)）、超大型機(jī)（上萬(wàn)點(diǎn)）等多種級(jí)別。也有粗略地劃分為小型機(jī)（256點(diǎn)以下）、中型機(jī)（256至2048點(diǎn)之間）、大型機(jī)（2048點(diǎn)以上）等級(jí)別的。

可編程控制器的工作原理1.2《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》可編程控制器是基于電子計(jì)算機(jī)的工業(yè)控制器，從PLC產(chǎn)生的背景來(lái)看，PLC系統(tǒng)與繼電-接觸器控制系統(tǒng)有著極深的淵源，因此可以比照著繼電器系統(tǒng)來(lái)學(xué)習(xí)PLC的工作原理。PLC是通過(guò)通用邏輯電路（硬件）和控制程序（軟件）的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)繼電器-接觸控制所謂“邏輯電路”的功能，用戶(hù)所編制的控制程序體現(xiàn)了特定的輸入輸出之間的邏輯關(guān)系。如圖1-3所示。圖1-3基于PLC的控制系統(tǒng)組成圖點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》如圖1-4所示為一個(gè)典型的傳統(tǒng)繼電-接觸器控制的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)/停止控制電路，由繼電器等元件組成。電路中有兩個(gè)輸入，圖1-4傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)/停止控制電路1.2.1可編程控制器的等效電路分別為啟動(dòng)按鈕（SB1）、停止按鈕（SB2）；接觸器KM作為輸出器件控制被控設(shè)備。圖中的輸入輸出邏輯關(guān)系由硬件連線實(shí)現(xiàn)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》與圖1-4邏輯電路等效的基于PLC的控制系統(tǒng)邏輯控制環(huán)節(jié)如圖1-5所示，需要注意的是PLC僅僅取代了傳統(tǒng)繼電-接觸器控制中的“邏輯電路”部分，而其它的環(huán)節(jié)任然保留不變，即主回路和必要的保護(hù)電路保持不變。圖1-5PLC等效電路點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》PLC的工作過(guò)程以循環(huán)掃描的方式進(jìn)行，當(dāng)PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，它的運(yùn)行周期可以劃分為3個(gè)基本階段：輸入采樣階段；PLC逐個(gè)掃描每個(gè)輸入端口，將所有輸入設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)保存到相應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)。程序執(zhí)行階段；在系統(tǒng)程序的指示下，CPU從用戶(hù)程序存儲(chǔ)區(qū)逐條讀取用戶(hù)指令，經(jīng)解釋后執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，產(chǎn)生相應(yīng)結(jié)果，刷新相應(yīng)的輸出映像寄存器，期間需要用到輸入映像寄存器、輸出映像寄存器的相應(yīng)狀態(tài)。輸出刷新階段。系統(tǒng)程序?qū)⑤敵鲇诚窦拇嫫髦械膬?nèi)容傳送到輸出鎖存器中，經(jīng)過(guò)輸出接口、輸出端子輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。1.2.2可編程控制器的工作過(guò)程點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

PLC工作過(guò)程的特點(diǎn)總結(jié)如下：PLC采用集中采樣、集中輸出的工作方式，這種方式減少了外界干擾的影響。PLC的工作過(guò)程是循環(huán)掃描的過(guò)程，循環(huán)掃描時(shí)間的長(zhǎng)短取決于指令執(zhí)行速度、用戶(hù)程序的長(zhǎng)度等因素。輸出對(duì)輸入的響應(yīng)有滯后現(xiàn)象。PLC采用集中采樣、集中輸出的工作方式，當(dāng)采樣階段結(jié)束后，輸入狀態(tài)的變化將要等到下一個(gè)采樣周期才能被接收，因此這個(gè)滯后時(shí)間的長(zhǎng)短又主要取決于循環(huán)周期的長(zhǎng)短。此外，還有硬件電路的滯后時(shí)間等。輸出映像寄存器的內(nèi)容取決于用戶(hù)程序掃描執(zhí)行的結(jié)果。輸出鎖存器的內(nèi)容，由上一次輸出刷新期間輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)決定。PLC當(dāng)前實(shí)際的輸出狀態(tài)，由輸出鎖存器的內(nèi)容決定。

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》除了上面總結(jié)的6條外，需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模較大，I/O點(diǎn)數(shù)眾多，用戶(hù)程序比較長(zhǎng)時(shí)，單純采用上面的循環(huán)掃描工作方式會(huì)使系統(tǒng)的響應(yīng)速度明顯降低，甚至?xí)G失、錯(cuò)漏高頻輸入信號(hào)，因此大多數(shù)大中型PLC在盡量提高程序指令執(zhí)行速度的同時(shí)，也采取了一些其它措施來(lái)加快系統(tǒng)響應(yīng)速度。例如采用定周期輸入采樣、輸出刷新，直接輸入采樣、直接輸出刷新，中斷輸入、輸出，或者開(kāi)發(fā)智能I/O模塊，模塊本身帶有CPU，可以與主機(jī)的CPU并行工作，分擔(dān)一部分任務(wù)，從而加快整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行速度。

《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映

可編程控制器硬件基礎(chǔ)1.3點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

I/O單元是組成PLC系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，本節(jié)以介紹I/O單元的硬件電路為主，在此基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單介紹PLC系統(tǒng)的硬件配置。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，不同PLC在硬件的具體實(shí)現(xiàn)方案上總是有區(qū)別的，本節(jié)的任務(wù)是討論一般性的原理，而非某一具體型號(hào)的結(jié)構(gòu)特征。

PLC的輸入輸出部分，可以分為數(shù)字I/O（DI/DO）和模擬I/O（AI/AO）兩大類(lèi)。1.3.1可編程控制器的I/O單元點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

1.數(shù)字量I/O（DI/DO）

PLC一般總是將輸入、輸出分成若干組，每組共用一個(gè)輸入、輸出端口，下面分別介紹數(shù)字量輸入、輸出電路的具體形式。

（1）數(shù)字量輸入單元

數(shù)字量輸入電路有多種形式，能分別適用于直流和交流的數(shù)字輸入量。而在直流數(shù)字量的輸入電路中，根據(jù)具體的電路形式又有源型和漏型之別。圖1-6是漏型數(shù)字量輸入電路示意圖。圖1-7

帶整流橋的交流輸入電路示意圖圖1-6

漏型數(shù)字量輸入電路示意圖點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

（2）數(shù)字量輸出單元

PLC的數(shù)字量輸出有三種形式：繼電器模式、晶體管模式、晶閘管模式，分別用于驅(qū)動(dòng)不同形式的負(fù)載。圖1-8給出了繼電器輸出模式的原理圖，圖中的KA為輸出繼電器，它的線包由光耦驅(qū)動(dòng)，而光耦的狀態(tài)取決于PLC內(nèi)部電路中的輸出鎖存器，繼電器輸出模式可以帶交流、直流兩種負(fù)載。圖1-8

繼電器輸出電路示意圖點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》2.模擬量I/O（AI/AO）

PLC的模擬量I/O接口用于處理連續(xù)變化的電壓或電流信號(hào)，在過(guò)程控制領(lǐng)域以及數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)中用途極廣。

（1）模擬量輸入單元

傳感器將被控對(duì)象中連續(xù)變化的物理量送給PLC，PLC的模擬量輸入單元將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，CPU可對(duì)其進(jìn)行運(yùn)算處理。因此，模擬量輸入單元的核心部件是A/D轉(zhuǎn)換器，對(duì)于多路輸入的模塊，需要多路開(kāi)關(guān)配合使用，圖1-9為具有8個(gè)輸入通道的模擬量輸入單元原理框圖。圖1-9

8通道模擬輸入單元原理框圖點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

（2）模擬量輸出單元

模擬量輸出的過(guò)程與輸入正相反，它將PLC運(yùn)算處理過(guò)的二進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電量（例如4～20mA、0～10V等），輸出至現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的核心部件是D/A轉(zhuǎn)換器，圖1-10為模擬量輸出單元的原理框圖。

模擬量輸出單元的主要技術(shù)指標(biāo)同樣包括輸出信號(hào)形式（電壓或電流）、輸出信號(hào)范圍（例如例如4～20mA、0～10V等），以及接線形式等，在選型時(shí)要充分考慮到這些因素與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行元件相互結(jié)合的問(wèn)題圖1-10

模擬量輸出單元原理框圖點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

PLC的品種繁多，其結(jié)構(gòu)型式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價(jià)格等各有自已的特點(diǎn)，適用場(chǎng)合也各有側(cè)重。站在硬件選型的角度，首先需要考慮的是設(shè)備容量與性能是否與任務(wù)相適應(yīng)；其次要看PLC運(yùn)行速度是否能夠滿(mǎn)足實(shí)時(shí)控制的要求。

一體化機(jī)型的PLC將電源部件集成在主機(jī)內(nèi)，只須從電網(wǎng)引入外界電源即可，擴(kuò)展單元的用電通過(guò)擴(kuò)展電纜饋送。模塊式PLC通常需要專(zhuān)用的電源模塊，在選擇電源模塊時(shí)要考慮功率問(wèn)題，可以通過(guò)查閱模塊技術(shù)手冊(cè)得到各個(gè)模塊的功耗，其總和加上裕量就是選擇電源模塊的依據(jù)。1.3.2可編程控制器的系統(tǒng)配置

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映休息一下《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》本章結(jié)束點(diǎn)擊此處結(jié)束放映電子教案《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》第2章S7-1500PLC的系統(tǒng)配置與開(kāi)發(fā)環(huán)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

S7-1500PLC2.1S7-1500PLC功能模塊2.2《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映S7-1500PLC開(kāi)發(fā)環(huán)境2.3

S7-1500PLC2.1點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映

SIMATICS7-1500是對(duì)SIMATICS7-300和S7-400進(jìn)行進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化系統(tǒng)，通過(guò)集成大量的新性能特性，S7-1500自動(dòng)化系統(tǒng)具有卓越的用戶(hù)可操作性和極高的性能。SIMATICS7-1500PLC是SIMATICPLC產(chǎn)品家族的旗艦產(chǎn)品，為中高端工廠自動(dòng)化控制任務(wù)而量身定制，目前，SIMATICS7-1500PLC產(chǎn)品家族的CPU（所謂主機(jī)）種類(lèi)齊全，有6款標(biāo)準(zhǔn)型CPU、2款分布CPU、以及2款緊湊型CPU。

S7-1500系列PLC使用完全集成的新工程組態(tài)SIMATICSTEP7，并借助其對(duì)SIMATICS7-1500進(jìn)行編程。《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映

S7-1500系統(tǒng)為大家提供了很多可以參考和學(xué)習(xí)的手冊(cè)，這些手冊(cè)數(shù)目和種類(lèi)眾多，總的來(lái)說(shuō)，S7-1500自動(dòng)化系統(tǒng)提供的手冊(cè)分為以下三類(lèi)：（1）系統(tǒng)手冊(cè)：描述某個(gè)產(chǎn)品系列的整體信息，包括該產(chǎn)品系列的組件，硬件配置、安裝、接線規(guī)則，調(diào)試和維護(hù)以及相關(guān)技術(shù)規(guī)范和尺寸圖。（2）功能手冊(cè)：介紹了各種產(chǎn)品使用時(shí)需要了解的概念，背景知識(shí)和各種功能的實(shí)現(xiàn)方法。（3）設(shè)備手冊(cè)：詳細(xì)介紹產(chǎn)品組件的特性，技術(shù)參數(shù)，使用及診斷方法。

《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》2.1.1S7-1500概述點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

S7-1500PLC的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在高新能、開(kāi)放性、高效的工程組態(tài)、集成運(yùn)動(dòng)控制功能、可靠診斷和創(chuàng)新設(shè)計(jì)等方面。

憑借集成的通信和工藝功能，SIMATICS7-1200基本型控制器尤其適用于小型自動(dòng)化解決方案。而SIMATICS7-1500自動(dòng)化系統(tǒng)，則是高復(fù)雜性和高系統(tǒng)性能要求的工廠最佳選擇。SIMATICS7-1500控制器中包含有SIMATICS7-1200基本型控制器的諸多簡(jiǎn)單功能，可完美滿(mǎn)足系統(tǒng)性能、靈活性和網(wǎng)絡(luò)功能等各種嚴(yán)格要求。

SIMATIC控制器集成在TIA博圖（TotallyIntegratedAutomationPortal）軟件中，用于確保數(shù)據(jù)的高度一致以及全系統(tǒng)統(tǒng)一的操作方式。正是基于這些集成的功能，在TIAPortal進(jìn)行工程組態(tài)可確保所有功能數(shù)據(jù)的高度一致。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

如圖2-1所示，基于SIMATICS7-1500PLC的典型的自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)的核心是S7-1500PLC，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)層、控制層和管理層分別部署S7-1500PLC的硬件產(chǎn)品和TIA博圖軟件，實(shí)現(xiàn)管理控制一體化。

如圖2-2所示，SIMATICS7-1500PLC與SIMATICS7-1200PLC的區(qū)別。圖2-2

S7-1500PLC與S7-1200PLC的區(qū)別圖2-1基于S7-1500的典型自動(dòng)化系統(tǒng)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》2.1.2可S7-1500PLC簡(jiǎn)介S7-1500PLC是一種模塊化的控制系統(tǒng)，采用模塊化與無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)，很容易實(shí)現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用在紡織機(jī)械、包裝機(jī)器、通用機(jī)械、機(jī)床、汽車(chē)工程、水處理、食品飲料等行業(yè)中。S7-1500PLC主要由電源模塊、中央處理器（CPU）、導(dǎo)軌、信號(hào)模塊、通信模塊和工藝模塊等部件組成。圖2-3為S7-1500PLC中標(biāo)準(zhǔn)型CPU（CPU1511-1PN）的安裝示意圖，系統(tǒng)將安裝在安裝導(dǎo)軌上，最多可以包含32個(gè)模塊。這些模塊將通過(guò)U型連接器進(jìn)行互相連接。表2-1為S7-1500PLC系列CPU指標(biāo)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》①系統(tǒng)電源模塊；②CPU；③I/O模塊；④帶有集成頂帽翼型導(dǎo)軌的安裝導(dǎo)軌圖2-3

S7-1500PLC實(shí)物圖點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》CPU類(lèi)型適用領(lǐng)域FROFIBUS接口PROFINETIORT/IRT接口PROFINETIORT接口PROFINET基本功能程序存儲(chǔ)容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量位操作時(shí)間CPU1511-1PN適用于中小型設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)型CPU無(wú)1個(gè)無(wú)無(wú)150KB1.15MB60nsCPU1513-1PN適用于中等型設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)型CPU無(wú)1個(gè)1個(gè)無(wú)300KB1.8MB40nsCPU1515-2PN適用于大中型設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)型CPU無(wú)1個(gè)1個(gè)無(wú)500KB3.5MB30nsCPU1516-3PN/DP適用于高端設(shè)備和通訊任務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)型CPU1個(gè)1個(gè)1個(gè)無(wú)1MB6MB10nsCPU1517-3PN/DP適用于高端設(shè)備和通訊任務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)型CPU1個(gè)1個(gè)1個(gè)無(wú)2MB10MB2nsCPU1518-4PN/DP適用于高性能設(shè)備、高性能通訊任務(wù)和超短響應(yīng)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)型CPU1個(gè)1個(gè)1個(gè)1個(gè)4MB24MB1nsCPU1511C-1PN適用于中小型設(shè)備的緊湊型CPU無(wú)1個(gè)1個(gè)無(wú)175KB1.17MB60nsCPU1512C-1PN適用于中小型設(shè)備的緊湊型CPU無(wú)1個(gè)無(wú)無(wú)250KB1.25MB48ns表2-1

S7-1500PLC系列標(biāo)準(zhǔn)型和緊湊型CPU指標(biāo)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》1.1.3電源選型

根據(jù)工程規(guī)模，確定所需的自動(dòng)化系統(tǒng)電源。SIMATICS7-1500CPU通過(guò)負(fù)載電源（PM）或系統(tǒng)電源（PS）進(jìn)行供電，為背板總線供電的系統(tǒng)電源集成在CPU中。根據(jù)具體系統(tǒng)組態(tài)，最多可添加使用兩個(gè)附加系統(tǒng)電源模塊，對(duì)集成的系統(tǒng)電源進(jìn)行擴(kuò)展。如果工廠具有較高的電力要求（如，I/O負(fù)載組），則可額外連接負(fù)載電源。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》表2-2表列出了SIMATICS7-1500自動(dòng)化系統(tǒng)的兩個(gè)電源的主要差異。為系統(tǒng)和模塊供電可以有3種配置方式：（1）只通過(guò)負(fù)載電源給背板總線供電。位于CPU左側(cè)0號(hào)槽的負(fù)載電源給CPU供電，集成于CPU內(nèi)部的系統(tǒng)電源給背板總線供電。（2）只通過(guò)系統(tǒng)電源給背板總線供電。位于CPU左側(cè)0號(hào)槽的系統(tǒng)電源通過(guò)背板總線給CPU供電。（3）通過(guò)負(fù)載電源和系統(tǒng)電源給背板總線供電。負(fù)載電源給CPU供電，同時(shí)向系統(tǒng)電源提供允許的電源電壓。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》電

源說(shuō)

明負(fù)載電源（PM）為

S7-1500系統(tǒng)組件提供24VDC電壓，如CPU、系統(tǒng)電源(PS)、I/O模塊的I/O電路以及各種傳感器和執(zhí)行器，負(fù)載電源可直接安裝在

CPU的左邊（不連接背板總線）；如果通過(guò)系統(tǒng)電源為背板總線供電，則可選擇通過(guò)

DC24V為CPU或接口模塊供電。系統(tǒng)電源（PS）僅提供內(nèi)部所需的系統(tǒng)電壓；為部分模塊電子元件和

LED指示燈供電。圖2-5帶有負(fù)載電源和附加系統(tǒng)電源時(shí)的系統(tǒng)組態(tài)表2-2

S7-1500PLC的兩種電源選型

可S7-1500PLC功能模塊2.2《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》2.2.1信號(hào)模塊

信號(hào)模塊（SignalModule，SM）也稱(chēng)I/O模塊，S7-1500PLC支持各種品種繁多的I/O模塊，I/O模塊CPU與控制設(shè)備之間的接口。通過(guò)輸入模塊將輸入信號(hào)送到CPU進(jìn)行計(jì)算和邏輯處理，然后將邏輯結(jié)果和控制命令通過(guò)輸出模塊輸出以達(dá)到控制設(shè)備的目的。表2-3列出了不同功能類(lèi)別輸入/輸出模塊的特性和技術(shù)規(guī)范。

外部的信號(hào)主要分?jǐn)?shù)字量信號(hào)和模擬量信號(hào)。所以I/O模塊包括數(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、模擬量輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊等類(lèi)型。以下介紹常用的部分模塊特點(diǎn)，詳細(xì)數(shù)據(jù)可參考設(shè)備手冊(cè)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》表2-3

S7-1500PLC選配的I/O模塊類(lèi)

型適用領(lǐng)域是否帶有模擬量模塊高速型

(HS)適用于超高速應(yīng)用的專(zhuān)用模塊輸入延時(shí)時(shí)間極短轉(zhuǎn)換時(shí)間極短等時(shí)同步模式否高性能型

(HF)應(yīng)用極為靈活尤其適用于復(fù)雜應(yīng)用支持按通道進(jìn)行參數(shù)設(shè)置支持按通道進(jìn)行診斷支持附加功能帶有模擬量模塊

?最高精度(<0.1%)?高共模電壓（如，60VDC/30VAC），需要時(shí)可進(jìn)行單通道電氣隔離標(biāo)準(zhǔn)型

(ST)價(jià)格適中支持按負(fù)載組/模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置支持按負(fù)載組/模塊進(jìn)行診斷帶有模擬量模塊

?通用模塊?精度=0.3%?共模電壓約為10V~20V基本型

(BA)經(jīng)濟(jì)實(shí)用型基本模塊無(wú)參數(shù)設(shè)置無(wú)診斷功能否點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》1.數(shù)字量輸入模塊

S7-1500PLC/ET200MP的部分常用數(shù)字量輸入模塊類(lèi)型和技術(shù)參數(shù)如表2-4所示。數(shù)字量輸入模塊DI16×24VDCBADI32×24VDCBADI16×24VDCHFDI32×24VDCHF輸入點(diǎn)數(shù)16321632通道間電氣隔離—√（通道組）—√（通道組）電位組的數(shù)量1212額定輸入電壓DC24V等時(shí)同步模式—√診斷中斷—√沿觸發(fā)硬件中斷—√通道診斷LED—√（紅色LED）模塊診斷LED√（紅色LED）輸入延時(shí)1.2~4.8ms（不可設(shè)置）0.05~20ms（可設(shè)置）集成計(jì)數(shù)功能—前2個(gè)通道可作為計(jì)數(shù)器，最高1kHZ表2-4

數(shù)字量輸入模塊類(lèi)型和技術(shù)參數(shù)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》2.數(shù)字量輸出模塊

S7-1500PLC/ET200MP的部分常用數(shù)字量輸出模塊類(lèi)型和技術(shù)參數(shù)如表2-5所示。表2-5

數(shù)字量輸出模塊類(lèi)型和技術(shù)參數(shù)數(shù)字量輸出模塊DQ16×24VDC/0.5ABADQ32×24VDC/0.5ABADQ16×24VDC/0.5AHFDQ32×24VDC/0.5AHF輸入點(diǎn)數(shù)16321632通道間電氣隔離—輸出類(lèi)型晶體管晶體管

電位組的數(shù)量2412額定輸出電壓DC24V等時(shí)同步模式—√診斷中斷—√斷路診斷—√通道診斷LED—√（紅色LED）模塊診斷LED√（紅色LED）替換值輸出—√開(kāi)關(guān)循環(huán)計(jì)數(shù)器—√脈寬調(diào)制—點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》3.模擬量輸入模塊

S7-1500PLC/ET200MP的部分常用模擬量輸入模塊類(lèi)型和技術(shù)參數(shù)如表2-6所示。表2-6

模擬量輸入模塊類(lèi)型和技術(shù)參數(shù)模擬量輸入模塊AI8×U/R/RTD/TCHFAI8×U/I/RTD/TCSTAI8×U/I/RTDBAAI8×U/IHFAI8×U/IHSAI4×U/R/RTD/TCST輸入數(shù)量8AI4AI分辨率16位（含符號(hào)位）測(cè)量類(lèi)型電壓（HS最高-1V~1V）電流（HS除外）電阻熱敏電阻熱電偶（BA除外）電壓電流

電壓電流電阻熱敏電阻熱電偶通道間電氣隔離√（HF）√（HF）—額定電源電壓24VDC過(guò)采樣—√（HS）—等時(shí)同步模式—√（HS）—診斷中斷√包含積分時(shí)間的每通道轉(zhuǎn)換時(shí)間快速模式4/18/22/102ms（HF）標(biāo)準(zhǔn)模式9/52/62/302ms（HF）9/23/27/107ms（ST）10/24/27/107ms（BA）62.5μs（每個(gè)模塊，與激活的通道數(shù)無(wú)關(guān)）9/23/27/107ms點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》4.模擬量輸出模塊

S7-1500PLC/ET200MP的部分常用模擬量輸出模塊類(lèi)型和技術(shù)參數(shù)如表2-7所示。表2-7

模擬量輸出模塊類(lèi)型和技術(shù)參數(shù)模擬量輸出模塊AQ2×U/ISTAQ4×U/IHFAQ4×U/ISTAQ8×U/IHS輸出數(shù)量2AO4AO8AO分辨率16位（含符號(hào)位）輸出方式電壓（1~5V、0~10V、±10V）電流（0~20mA、4~20mA、±20mA）通道間電氣隔離—√（HF）—額定電源電壓24VDC過(guò)采樣—√（HF）√替代值輸出√等時(shí)同步模式—√（HF）—診斷中斷√轉(zhuǎn)換時(shí)間0.5mA（備注）125μA（備注）50μA（備注）備注如果需要得到通道的響應(yīng)時(shí)間，除轉(zhuǎn)換時(shí)間外，還需要考慮模塊的循環(huán)時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間（與負(fù)載類(lèi)型有關(guān)）點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》5.模擬量輸入/輸出模塊

S7-1500PLC/ET200MP的部分常用模擬量輸入模塊類(lèi)型和技術(shù)參數(shù)如表2-8所示。表2-8

模擬量輸入輸出模塊類(lèi)型和技術(shù)參數(shù)模擬量輸入輸出模塊AI4×U/R/RTD/TC/AQ2×U/IST輸入?yún)?shù)輸入數(shù)量4AI分辨率16位（含符號(hào)位）測(cè)量類(lèi)型電壓、電流、電阻、熱敏電阻、熱電偶通道間電氣隔離—額定電源電壓24VDC過(guò)采樣—等時(shí)同步模式—診斷中斷√轉(zhuǎn)換時(shí)間（每通道）9/23/27/107ms輸出參數(shù)輸入數(shù)量2AO分辨率16位（含符號(hào)位）輸出方式電壓（1~5V、0~10V、±10V）電流（0~20mA、4~20mA、±20mA）通道間電氣隔離—電位組的數(shù)量

額定電源電壓24VDC過(guò)采樣—等時(shí)同步模式—診斷中斷√替代值輸出√轉(zhuǎn)換時(shí)間（每通道）0.5ms（備注）備注如果需要得到通道的響應(yīng)時(shí)間，除轉(zhuǎn)換時(shí)間外，還需要考慮模塊的循環(huán)時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間（與負(fù)載類(lèi)型有關(guān)）點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》2.2.2通信模塊

通信模塊（CommunicationModule，CM），用于多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的站點(diǎn)連成網(wǎng)絡(luò)并建立通信關(guān)系。每一個(gè)SIMATICS7-1500CPU都集成有PN接口，可進(jìn)行主站間、主從站間以及編程調(diào)試的通信。

SIMATICS7-1500PLC系統(tǒng)的通信模塊分為三大類(lèi)，分別為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模塊、PROFIBUS通信模塊和PROFINET/ETHERNET通信模塊。1.點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模塊點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模塊也就是串口模塊，部分常用模塊類(lèi)型和技術(shù)參數(shù)如表2-9所示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》表2-9

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模塊參數(shù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模塊CMPtPRS232BACMPtPRS422/485BACMPtPRS232HFCMPtPRS422/485HF接口RS232RS422/485RS232RS422/485數(shù)據(jù)傳輸速率300~19200bit/s300~115200bit/s最大幀長(zhǎng)度1KB4KB診斷中斷√硬件中斷—等時(shí)同步模式—所支持的協(xié)議Freeport協(xié)議3964（R）Freeport協(xié)議3964（R）ModbusRTU主站ModbusRTU從站點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》2.PROFIBUS通信模塊PROFIBUS通信模塊的部分常用類(lèi)型和技術(shù)參數(shù)如表2-10所示。表2-10PROFIBUS通信模塊參數(shù)PROFIBUS通信模塊CM1542-5CP1542-5CPU集成的DP接口接口RS485數(shù)據(jù)傳輸速率9600bit/s~12Mbit/s診斷中斷√硬件中斷—等時(shí)同步模式—所支持的協(xié)議DPV1主站/從站S7通信PG/OP通信開(kāi)放式用戶(hù)通信可連接DP從站個(gè)數(shù)12532

備注目前只有CPU1516、CPU1517、CPU1518帶有DP接口，切只能作為主站點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》3.PROFIBUS/ETHERNET通信模塊PROFINET/ETHERNET通信模塊的部分常用類(lèi)型和技術(shù)參數(shù)如表2-11所示。表2-11PROFINET/ETHERNET通信模塊參數(shù)PROFINET通信模塊CP1543-1CM1542-1CPU集成的PN接口接口RJ45數(shù)據(jù)傳輸速率10/100/1000Mbit/s10/100Mbit/s診斷中斷√硬件中斷—√等時(shí)同步模式—所支持的協(xié)議TCP/IP、ISO、UDP、MODBUSTCP、S7通信、IP廣播/組播、信息安全、診斷SNMPV1/V3、DHCP、FTP客戶(hù)端/服務(wù)器、E-Mail、IPv4/IPv6TCP/IP、ISO-on-TCP、UDP、MODBUSTCP、S7通信、IP廣播/組播（集成接口除外）、SNMPV1支持PROFINET—√PROFINETI0控制器—√PROFINETI0設(shè)備—√可連接PN設(shè)備個(gè)數(shù)—128，其中最多64臺(tái)IRT設(shè)備與CPU類(lèi)型有關(guān)，最大512，其中最多64臺(tái)IRT設(shè)備備注不包括CPU1515/1516/1517/1518第二個(gè)以太網(wǎng)接口參數(shù)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》2.2.3工藝模塊

工藝模塊（ThreadModule，TM）也稱(chēng)線程模塊。工藝模塊通常實(shí)現(xiàn)單一或特殊功能，而這些特殊功能往往單靠CPU自身無(wú)法實(shí)現(xiàn)。目前，工藝模塊有高速計(jì)數(shù)器模塊、位置檢測(cè)模塊、基于時(shí)間的I/O模塊和PTO脈沖輸出模塊。1.高速計(jì)數(shù)器模塊

高速計(jì)數(shù)器部分常用模塊類(lèi)型和技術(shù)參數(shù)如表2-12所示。高速計(jì)數(shù)器模塊TMCount2x24VTMPosInput2支持的編碼器信號(hào)增量編碼器，24V非對(duì)稱(chēng)，帶有/不帶方向信號(hào)的脈沖編碼器，向上/向下脈沖編碼器RS422的信號(hào)增量編碼器（5V差分信號(hào)），帶有/不帶方向信號(hào)的脈沖編碼器，向上/向下脈沖編碼器，絕對(duì)值編碼器(SSI)最大計(jì)數(shù)頻率200kHz800kHz，具有四倍頻脈沖1MHz4MHz，具有四倍頻脈沖集成

DI每個(gè)計(jì)數(shù)器通道

3個(gè)DI，用于啟動(dòng)、停止、捕獲、同步每個(gè)計(jì)數(shù)器通道

2個(gè)

DI，用于啟動(dòng)、停止、捕獲、同步集成

DQ2個(gè)

DQ，用于比較器和限值

2個(gè)

DQ，用于比較器和限值

測(cè)量功能頻率，周期，速度頻率，周期，速度診斷中斷√硬件中斷√等時(shí)同步模式√表2-12

高速計(jì)數(shù)器模塊參數(shù)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》2.基于時(shí)間的I/O模塊許多控制系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)都有嚴(yán)格的精確性和確定性要求?；跁r(shí)間的IO模塊可達(dá)到最高的精度和速度，而無(wú)需考慮控制器和現(xiàn)場(chǎng)總線性能。基于時(shí)間的IO模塊可在精確定義的響應(yīng)時(shí)間內(nèi)輸出信號(hào)，在既定時(shí)間內(nèi)完成I/O信號(hào)的處理。

使用等時(shí)同步（PROFINETIRT）技術(shù)，可以將最多8個(gè)這樣的模塊進(jìn)行時(shí)鐘同步，各站點(diǎn)接收到的時(shí)鐘同步信號(hào)相差在1μs以?xún)?nèi)（1500時(shí)基模塊精度可達(dá)1微秒）。模塊在檢測(cè)到輸入觸發(fā)信時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)20ms后輸出，由于I/O都具有定時(shí)功能，這樣使得輸出與各個(gè)循環(huán)周期無(wú)關(guān)，因此大大提高了控制精度。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》

表2-13列出了基于時(shí)間的IO工藝模塊的基本特性。與工藝對(duì)象“Outputcam”和“Camtrack”一同使用時(shí)，TM定時(shí)器DIDQ基于時(shí)間的I/O模塊TMTimerDIDQ16x24V可連接的編碼器24V增量式編碼器，信號(hào)A和B24V脈沖編碼器，帶信號(hào)最大計(jì)數(shù)頻率200kHz，四倍頻檢測(cè)功能集成

DI多達(dá)

8個(gè)數(shù)字量輸入，具有以下功能：?每個(gè)循環(huán)最多2個(gè)時(shí)間戳（精度1μs）?32x過(guò)采樣?計(jì)數(shù)功能，高達(dá)50kHz?增量式編碼器采集，二相移跟蹤?可組態(tài)輸入濾波器進(jìn)行干擾抑制集成

DQ多達(dá)16個(gè)數(shù)字量輸出，具有以下功能：?每個(gè)循環(huán)最多2個(gè)時(shí)間戳（精度1μs）?32x過(guò)采樣?脈寬調(diào)制輸出?可組態(tài)替換值（按DQ）診斷中斷√硬件中斷—等時(shí)同步模式√（時(shí)間戳和細(xì)分采用功能所必需）表2-13

基于時(shí)間的I/O模塊參數(shù)16x24V可確保高精準(zhǔn)的凸輪輸出；與工藝對(duì)象“Measuringinput”一同使用時(shí)，TM定時(shí)器DIDQ16x24V可確保高精準(zhǔn)的產(chǎn)品傳輸檢測(cè)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》3.POT脈沖模塊

PTO（PulseTrainOutput）也稱(chēng)為脈沖/方向接口，是SIMATIC控制器與驅(qū)動(dòng)裝置間的一種簡(jiǎn)單的通用接口。PTO支持大多數(shù)步進(jìn)電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器，并且大量應(yīng)用于定位應(yīng)用中，如調(diào)整軸和進(jìn)給軸等。

PTO脈沖/方向接口由兩個(gè)信號(hào)組成。脈沖輸出的頻率代表速度，輸出的脈沖數(shù)量代表行進(jìn)距離，方向輸出用于定義行進(jìn)的方向。因此位置數(shù)據(jù)精確到一個(gè)增量之內(nèi)。脈沖/方向接口特別適合于對(duì)工藝對(duì)象TO_SpeedAxis、TO_PositioningAxis和TO_SynchronousAxis的操作。模塊的技術(shù)特征如表2-14所示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》表2-14

TMPTO4脈沖輸出模塊參數(shù)TMPTO4脈沖輸出模塊TMTimerDIDQ16x24V通道數(shù)4通道，數(shù)量可組態(tài)，分通道參數(shù)分配最大計(jì)數(shù)頻率200kHz，四倍頻檢測(cè)功能接口?RS422/TTL(5V)或24V輸出信號(hào)P/A以及用于PTO功能的D/B（每個(gè)通道，對(duì)于RS422最大1MHz，對(duì)于24V/TTL（5V）最大200kHz）?面向參考開(kāi)關(guān)、測(cè)量輸入、就緒輸入功能的數(shù)字量輸入信號(hào)DI0和DI1（每個(gè)通道）?用于PTO或驅(qū)動(dòng)器使能功能的數(shù)字量輸出信號(hào)DQ0（每個(gè)通道）?用于PTO功能的數(shù)字輸出信號(hào)DQ1（每個(gè)通道）?用于驅(qū)動(dòng)器使能或就緒輸入功能的數(shù)字量輸入/輸出信號(hào)DIQ2（每個(gè)通道）電源電壓L+可組態(tài)的診斷（每個(gè)通道）√可組態(tài)自動(dòng)反轉(zhuǎn)脈沖周期√可組態(tài)的輸入延時(shí)無(wú)，0.05ms...20ms脈沖輸出的信號(hào)類(lèi)型?具有方向信號(hào)的脈沖編碼器?使用正向和反向信號(hào)的脈沖編碼器?雙信號(hào)增量編碼器帶，信號(hào)之間相位偏移為90°支持的系統(tǒng)功能?等時(shí)模式?固件更新?標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)I&M

《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》點(diǎn)擊此處結(jié)束放映S7-1500PLC開(kāi)發(fā)環(huán)境2.3

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》TIA博途是全集成自動(dòng)化軟件（TotallyIntegratedAutomationPortal）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是西門(mén)子工業(yè)自動(dòng)化集團(tuán)發(fā)布的一款全新的全集成自動(dòng)化軟件。它是業(yè)內(nèi)首個(gè)采用統(tǒng)一的工程組態(tài)和軟件項(xiàng)目環(huán)境的自動(dòng)化軟件，幾乎適用于所有自動(dòng)化任務(wù)。借助該全新的工程技術(shù)軟件平臺(tái)，用戶(hù)能夠快速、直觀地開(kāi)發(fā)和調(diào)試自動(dòng)化系統(tǒng)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》2.3.1博圖軟件概述

TIAPortal作為首個(gè)用于集成工程組態(tài)的共享工作環(huán)境，在單一的框架中提供了各種SIMATIC系統(tǒng)。因此，TIAPortal還首次支持可靠且方便的跨系統(tǒng)協(xié)作。所有必需的軟件包，包括從硬件組態(tài)和編程到過(guò)程可視化，都集成在一個(gè)綜合的工程組態(tài)框架中。

如圖2-6所示，使用TIA博途不僅可以組態(tài)應(yīng)用于控制器及外部設(shè)備程序編輯的STEP7、可以組態(tài)應(yīng)用于安全控制器的Safety，也可以組態(tài)應(yīng)用于設(shè)備可視化的WinCC，同時(shí)TIA博途還集成了應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)裝置的Startdrive、應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制的SCOUT等，還可在單一界面中執(zhí)行多用戶(hù)管理和能源管理等新的功能，為全集成自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)提供了統(tǒng)一的工程平臺(tái)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》圖2-6

TIA博圖平臺(tái)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映《西門(mén)子S7-1500PLC技術(shù)及應(yīng)用》1.SIMATIC

STEP7