西門子SM334模擬量輸入/輸出模塊西門子SM334模擬量輸入/輸出模塊

智能工廠

產(chǎn)品生命周期管理（PLM）和自動(dòng)化控制軟件的結(jié)合，將產(chǎn)品規(guī)劃與生產(chǎn)執(zhí)行和服務(wù)銜接在一起。這種智能工廠可顯著提高生產(chǎn)率和競(jìng)爭(zhēng)力：新車型可在一年內(nèi)推出，飛機(jī)可在不到四年的時(shí)間內(nèi)開發(fā)出來(lái)，并且，面向化工或食品飲料行業(yè)的混合系統(tǒng)能夠以低得多的資本和運(yùn)營(yíng)成本進(jìn)行整定和優(yōu)化。

由于實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、自動(dòng)化和虛擬化，西門子成都電子廠（SEWC）成為現(xiàn)代制造的*。SIMATIC IPC 3000 靠耐用和及時(shí)上市）新一代工業(yè)可編程控制器，專為中國(guó)客戶量身定制，目前已投入批量生產(chǎn)。SEWC將相繼生產(chǎn)SIMATIC工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品。

目前中國(guó)plc市場(chǎng)主要廠商為siemens、mitsubishi、omron、rockwell、schneider、ge-fanuc等大公司，歐美公司在大、中型PLC領(lǐng)域占有優(yōu)勢(shì)，日本公司在小型plc領(lǐng)域占據(jù)十分重要的位置，韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣的公司在小型plc領(lǐng)域也有一定*。

西門子控制器家族產(chǎn)品

西門子控制器系列是一個(gè)完整的產(chǎn)品組合，包括從高性能可編程邏輯控制器的書本型迷你控制器 LOGO! 到基于 PC 的控制器，無(wú)論多么苛刻的要求，它都能滿足要求 — 根據(jù)具體應(yīng)用需求及預(yù)算，靈活組合、定制（系列化的控制器家族產(chǎn)品滿足你的不同應(yīng)用及需求）

一．現(xiàn)在我們針對(duì)西門子全系列PLC做一個(gè)大概的了解，西門子常用系列分為以下幾種系列

大型：西門子SIMATIC S7-400系列

中型：西門子SIMATIC S7-1500系列，SIMATIC S7-300系列

小型：SIMATIC S7-1200,SIMATIC SMART-200,S7_200

二．西門子SIMATIC S7-400 控制器產(chǎn)品定位及特點(diǎn)（如下圖）

應(yīng)用

SIMATIC S7-400是用于中、高檔件能范用的可編程序控制器。

模塊化及無(wú)風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，堅(jiān)固耐用，容易擴(kuò)展和“泛的通訊能力。容易實(shí)現(xiàn)的分布式結(jié)構(gòu)以及用戶友好的操作使SIMAIC S7-400為中、高檔性能控制領(lǐng)域中肖選的理想解決方案。

SIMATIC S7-400的應(yīng)用領(lǐng)域包括:

· 自動(dòng)化工業(yè)如:生產(chǎn)線。

· 機(jī)械工程：包括專業(yè)化的機(jī)械**倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)。

· 建筑系統(tǒng)自動(dòng)化鋼鐵工:業(yè)發(fā)電和配電造紙和印刷業(yè)木材加工業(yè)紡縱品生產(chǎn)醫(yī)藥業(yè)

· 食品和飲料加工.

· 工藝工程，如:供水和處理石油和化工工業(yè)水泥業(yè)

· 玻璃陶瓷業(yè)成

功能逐步升級(jí)的多種級(jí)別的CPU，帶有各種用戶友好功能的種類齊全的功能模板，使用戶能夠構(gòu)成的解決方案，滿足自動(dòng)化的任務(wù)要求。

當(dāng)控制任務(wù)變得更加復(fù)雜時(shí)，任何時(shí)候控制系統(tǒng)都可以逐步開級(jí)，而不多的添加額外的模板。

三．西門子SIMATIC S7-1500 控制器產(chǎn)品定位及特點(diǎn)（如下圖）

1.西門子SIMATIC S7-1500產(chǎn)品定位如圖

2.西門子SIMATIC S7-1500產(chǎn)品功能介紹以及應(yīng)用

高性能：

· CPU 快位處理速度達(dá) 1ns

· 采用百兆級(jí)背板總線確保的響應(yīng)時(shí)間

· 強(qiáng)大的通信能力，CPU 本體支持多三個(gè)以太網(wǎng)網(wǎng)段

· 支持快 125 µs 的 PROFINET 數(shù)據(jù)刷新時(shí)間

高效的工程組態(tài)：

· 統(tǒng)一編程調(diào)試平臺(tái)，程序通用，拓展性強(qiáng)，

· 支持 IEC 61131-3 編程語(yǔ)言（LAD/FBD、STL、SCL 和 Graph），

· 借助 ODK，1500 可直接運(yùn)行高級(jí)語(yǔ)言算法(C/C++)，

· 1500F同一控制器可執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和故障安全任務(wù)，同一網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)和故障安全通信

集成運(yùn)動(dòng)控制功能：

· 可直接在控制器中對(duì)簡(jiǎn)單到復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制

· 任務(wù)進(jìn)行編程（例如速度控制軸、凸輪傳動(dòng)）

· 可借助 I/O 模塊實(shí)現(xiàn)各種工藝功能（例如 PTO）

· S7-1500T 進(jìn)一步擴(kuò)充 S7-1500 產(chǎn)品線，

· 支持運(yùn)動(dòng)控制功能 ( 同步，凸輪控制）

可靠診斷：

借助 1:1 LED 通道分配，可在現(xiàn)場(chǎng)快速定位錯(cuò)誤，發(fā)生故障時(shí)無(wú)需編程就可通過(guò)編程軟件、HMI、Web Server 等途徑快速實(shí)現(xiàn)通道級(jí)診斷，使用標(biāo)準(zhǔn)化的 ProDiag 功能，可高效分析過(guò)，程錯(cuò)誤，甚至在 HMI 中直接查看出現(xiàn)錯(cuò)誤的程序段，大大減少調(diào)試與生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間

開放性：

· 集成標(biāo)準(zhǔn)化的 OPC UA 通信協(xié)議，連接控制層和 IT 層

· 實(shí)現(xiàn)與上位 SCADA/MES/ERP 或者云端的安全高效通信

· 通過(guò) PLC SIM Adv 可將虛擬 PLC 的數(shù)據(jù)與仿真軟件對(duì)接

· 虛擬調(diào)試提前預(yù)知錯(cuò)誤，減少現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間

全新的 S7-1500 帶來(lái)了標(biāo)準(zhǔn)型，緊湊型，分布式以及開放式不同類型的 CPU 模塊。憑借快速的響應(yīng)時(shí)間、集成的 CPU 顯示面板以及相應(yīng)的調(diào)試和診斷機(jī)制，MATIC S7-1500 的 CPU 地提升了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

四．西門子SIMATIC S7-300 控制器產(chǎn)品定位及特點(diǎn)（如下圖）

· S7-300，適用于中低端性能要求的模塊化小型PLC系統(tǒng)，各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動(dòng)化控制任務(wù)簡(jiǎn)單實(shí)用的分布式結(jié)構(gòu)和多接口網(wǎng)絡(luò)能力，應(yīng)用十分靈活方便用戶操作和無(wú)風(fēng)扇的簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)當(dāng)控制任務(wù)增加時(shí)，可自由擴(kuò)展大量的集成功能，功能非常強(qiáng)大

· S7-300F，故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)，可滿足工廠日益增加的安全需求基于S7-300，可連接配有安全型模塊的附加ET200S和ET200M分布式1/O站，通過(guò)采用PROFIsafe profile的或PROFINET進(jìn)行安全通信此外，標(biāo)準(zhǔn)模塊還可用于安全系統(tǒng)中

· SIPLUS S7-300在嚴(yán)酷環(huán)境條件下使用的控制器，擴(kuò)展溫度范圍為-40/-25 °C至+60/70 °C，適用于介質(zhì)暴露場(chǎng)合(有害氣體環(huán)境），可在結(jié)露以及機(jī)械壓力增加的工況條件下使用采用，久經(jīng)驗(yàn)證的S7-300PLC技術(shù)便于處理、編程、維護(hù)和維修，適用于汽車工程、環(huán)境工程、采礦、化工、物料處理、食品工業(yè)等

六．西門子SIMATIC S7-1200 控制器產(chǎn)品定位及特點(diǎn)（如下圖）

· 安裝簡(jiǎn)單方便：所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都具有內(nèi)置安裝夾，能夠方便地安裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 35 mm DIN 導(dǎo)軌上。這些內(nèi)置的安裝夾可以咬合到某個(gè)伸出位置，以便在需要進(jìn)行背板懸掛安裝時(shí)提供安裝孔。SIMATIC S7-1200 硬件進(jìn)行豎直安裝或水平安裝。這些特性為用戶安裝 PLC 提供了大的靈活性，同時(shí)也使得 SIMATIC S7-1200成為眾多應(yīng)。

· 集成的 PROFINET 接口允許與設(shè)備通信：編程設(shè)備，HMI 設(shè)備，其它 SIMATIC 控制器支持以下協(xié)議： TCP/IP， ISO-on-TCPS7 通信（****器端）

· 組網(wǎng)簡(jiǎn)單：SIMATIC S7-1200 通信接口由一個(gè)抗干擾的 RJ45 連接器組成。該連接器具有自動(dòng)交叉網(wǎng)線（auto-cross-over）功能，支持多 23 個(gè)以太網(wǎng)連接，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá) 10/100 Mbit/s。為了使布線少并提供大的組網(wǎng)靈活性，可以將緊湊型**機(jī)模塊 CSM 1277 和 SIMATICS7-1200 一起使用，以便輕松組建成一個(gè)統(tǒng)一或混合的網(wǎng)絡(luò)（具有線型、樹型或星型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）。CSM 1277 是一個(gè) 4 端口的非托管**機(jī)，用戶可以通過(guò)它將 SIMATIC S7-1200 連接到多 3 個(gè)附加設(shè)備。除此之外，如果將 SIMATIC S7-1200 和 SIMATIC NET 工業(yè)無(wú)線局網(wǎng)組件一起使用，您還可以構(gòu)建一個(gè)全新的組網(wǎng)規(guī)模。

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

模塊化、無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)、易于實(shí)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(jì)、用戶友好的解決方案。

SIMATIC S7-1500 的應(yīng)用領(lǐng)域包括：

特殊機(jī)械

紡織機(jī)械

包裝機(jī)械

通用機(jī)械工程

控制器制造

機(jī)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(gè)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(jì)，用戶可以僅采用其應(yīng)用所需的模塊。任務(wù)擴(kuò)展時(shí)，可通過(guò)使用附加模塊隨時(shí)對(duì)控制器進(jìn)行升級(jí)。

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(qiáng)度高，可實(shí)現(xiàn)通用。

設(shè)計(jì)

概述

S7-1500 自動(dòng)化系統(tǒng)具有模塊化的結(jié)構(gòu)，可包含多 32 個(gè)模塊。它擁有豐富的模塊，這些模塊可進(jìn)行各種組合。S7-1500 自動(dòng)化系統(tǒng)支持單層配置，其中的所有模塊均安裝在一個(gè) DIN 導(dǎo)軌上（請(qǐng)參見手冊(cè)以了解要求）。

系統(tǒng)包含下列組件：

• 控制器：
  CPU 具有不同性能等級(jí)，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。
  SIMATIC S7-1500 適合使用多種型號(hào)的 CPU：

• 標(biāo)準(zhǔn) CPU（ODK 版本：能夠在控制器上執(zhí)行 C/C++ 代碼）

• 緊湊型 CPU 不僅配備數(shù)字型和模擬型輸入輸出，還配備計(jì)數(shù)器輸入和高速輸出，將技術(shù)功能直接集成在 CPU 上。

• 故障安全型 CPU（ODK 版本：能夠在控制器上執(zhí)行 C/C++ 代碼）適用于在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)程序和安全相關(guān)的程序。

• 配備諸如同步操作（利用位置同步規(guī)范進(jìn)行同步）和凸輪系統(tǒng)等擴(kuò)展運(yùn)動(dòng)控制功能的技術(shù) CPU。

• 用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號(hào)模塊。

• 工藝模塊用于高速計(jì)數(shù)、位置檢測(cè)或測(cè)量等功能。

• 通信模塊和通信處理器可通過(guò)通信接口將控制器進(jìn)行擴(kuò)展

根據(jù)具體要求，也可使用下列模塊：

• 在 CPU 向背板總線的輸出對(duì)于所有連接的模塊來(lái)說(shuō)不夠充分的情況下，電源模塊 (PS) 通過(guò)背板總線為 S7-1500 模塊的內(nèi)部電路供電。另外，60W 24/48/60 V DC HF PS 還可讓 CPU 性存儲(chǔ)整個(gè)工作存儲(chǔ)器的內(nèi)容（數(shù)據(jù)）。

• 用于將 SIMATIC S7-1500 連接到 120/230 VAC 電源的負(fù)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(jì)

簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)使得 SIMATIC S7-1500 十分靈活，便于維護(hù)。

• 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(guò) U 形連接器相連，總線連接器插在外殼的背面?？梢怨?jié)省安裝時(shí)間。

• 模塊組裝在 S7-1500 安裝導(dǎo)軌上：
  具有各種長(zhǎng)度，包括切割至定長(zhǎng)的型號(hào)。由于具有集成式 DIN 導(dǎo)軌，可以卡裝廣泛的標(biāo)準(zhǔn)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(hào)是通過(guò)統(tǒng)一的 40 針前連接器來(lái)連接的。信號(hào)模塊和前連接器之間具有機(jī)械編碼，可防止因意外的錯(cuò)誤插入而對(duì)電路造成破壞。

• For simple wiring of the front connector, it can be placed in the "prewiring position".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(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行改動(dòng)。用戶可借助于前蓋內(nèi)側(cè)的一個(gè)印制電纜連接圖進(jìn)行連接。

• 前連接器作為帶螺釘型端子或推入式端子的型號(hào)提供。兩個(gè)型號(hào)都可以連接線芯截面積為 0.25² ~ 1.5 mm²（AWG 24 ~ AWG 16）的導(dǎo)線。

• 另外，數(shù)字量信號(hào)模塊可通過(guò) TOP Connect 進(jìn)行系統(tǒng)接線。通過(guò) TOP Connect，可以快速而清晰地連接到現(xiàn)場(chǎng)的傳感器和執(zhí)行器，并可在控制柜中進(jìn)行簡(jiǎn)便接線。

• 對(duì)于模擬量模塊，可以直接在模塊上進(jìn)行屏蔽；隨模塊提供了一個(gè)屏蔽連接套件，無(wú)需工具即可進(jìn)行安裝。

• 設(shè)備特定標(biāo)簽：
  標(biāo)簽條可用于 SIMATIC S7-1500 的信號(hào)模塊?？墒褂脴?biāo)準(zhǔn)激光打印機(jī)來(lái)打印這些 DIN A4 標(biāo)簽紙上的標(biāo)簽?？梢詮?TIA Portal 進(jìn)行自動(dòng)打印，而無(wú)需重新輸入符號(hào)或地址。通過(guò)這些標(biāo)簽條的設(shè)計(jì)形式，可為通道或診斷顯示 1:1 分配標(biāo)簽。如果前蓋打開，則診斷顯示到端子的這種 1:1 分配會(huì)保留。

• 可變和可擴(kuò)展的站配置：

• 信號(hào)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)。

• 大配置包括帶有 31 個(gè)模塊（30 個(gè)模塊 + 1 個(gè)電源）的 CPU。在 CPU 向背板總線的輸出對(duì)于所有連接的模塊來(lái)說(shuō)不夠充分的情況下，需要由電源 (PS) 通過(guò)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(dòng)敷設(shè)：
  SIMATIC S7-1500 及其模塊可以垂直和水平安裝，從而可以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：

• 標(biāo)準(zhǔn)和故障安全數(shù)字量輸入模塊

• 標(biāo)準(zhǔn)和故障安全數(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

• Including high-speed (HS) analog modules with a basic execution time of 62.5 µs, regardless of the number of activated channels

• 用于計(jì)數(shù)和定位的工藝模塊

• 用于點(diǎn)到點(diǎn)通信和總線連接的通信模塊

提供了各種模塊等級(jí)，可使用戶在其應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。模塊本身通過(guò)標(biāo)簽進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)記：

• BA（基本型）：簡(jiǎn)易低成本模塊，無(wú)診斷功能，沒(méi)有參數(shù)

• ST（標(biāo)準(zhǔn)型）：具有與模塊或負(fù)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(zhǔn)確度等級(jí) 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(duì)于模擬量模塊：準(zhǔn)確度等級(jí) 0.1%，抗擾度和電流隔離程度提高