西門(mén)子SIPLUS模擬量模塊西門(mén)子SIPLUS模擬量模塊

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(chē)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(kāi)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(mén)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(mén)子控制器家族產(chǎn)品

西門(mén)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(shū)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(mén)子全系列PLC做一個(gè)大概的了解，西門(mén)子常用系列分為以下幾種系列

大型：西門(mén)子SIMATIC S7-400系列

中型：西門(mén)子SIMATIC S7-1500系列，SIMATIC S7-300系列

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

二．西門(mén)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(kāi)級(jí)，而不多的添加額外的模板。

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

1.西門(mén)子SIMATIC S7-1500產(chǎn)品定位如圖

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

高性能：

· CPU 較快位處理速度達(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

· 支持較快 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(kāi)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(kāi)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(mén)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(chē)工程、環(huán)境工程、采礦、化工、物料處理、食品工業(yè)等

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

S7-1500 具有不同的通信接口：

• PROFINET IO IRT 接口（2 端換機(jī)），集成在 CPU 中；
  用于獲得確定的響應(yīng)時(shí)間和高設(shè)備精度。

• 通信處理機(jī)，用于連接到 PROFIBUS，工業(yè)以太網(wǎng)和 PROFINET 總線系統(tǒng)。

• 用于點(diǎn)到點(diǎn)連接的通訊模塊。

CPU 1515 PN 具有一個(gè)附加的集成 PROFINET 接口，其具有單獨(dú)的 IP 地址，例如，用于網(wǎng)絡(luò)分離或連接其他 PROFINET IO 設(shè)備。對(duì)于 CPU 1516-3 PN/DP，可通過(guò)該集成 PROFIBUS 接口來(lái)連接 PROFIBUS 節(jié)點(diǎn)。通過(guò)一個(gè) PROFIBUS CM，可方便地對(duì)不帶集成 PROFIBUS 接口的 CPU 進(jìn)行擴(kuò)展。

通過(guò) PROFINET IO 進(jìn)行過(guò)程通信

SIMATIC S7-1500 通過(guò)集成的 PROFINET 接口連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)具有確定響應(yīng)時(shí)間和高精度設(shè)備性能的分布式自動(dòng)化配置。

從用戶的角度來(lái)看，PROFINET IO 上的分布式 I/O 處理與集中式 I/O 處理沒(méi)有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

可將下列設(shè)備作為 IO 控制器進(jìn)行連接：

• SIMATIC S7-1500

• SIMATIC S7-1200

• SIMATIC S7-300（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

• SIMATIC S7-400（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

• SIMATIC ET 200（通過(guò)帶有 PROFINET 接口的 CPU）

以下可作為智能設(shè)備或設(shè)備連接：

• SIMATIC S7-1500

• SIMATIC S7-1200（FW 4.0 或更高版本）

• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU

• ET 200SP CPU 1510SP-1 PN, CPU 1512SP-1 PN

• SIMATIC S7-300（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

• SIMATIC S7-400（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

• ET 200 分布式 I/O 設(shè)備

• 作為直接按鍵模塊運(yùn)行的人機(jī)界面設(shè)備

• 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

通過(guò) PROFIBUS DP 進(jìn)行過(guò)程通信

SIMATIC S7-1500 通過(guò)通信處理器或通過(guò)配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過(guò)帶有 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或通訊模塊,可構(gòu)建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡(jiǎn)化。

從用戶的角度來(lái)看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒(méi)有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

以下設(shè)備可作為主站連接：

• SIMATIC S7-1500
  （通過(guò)帶 PROFIBUS DP 接口或 PROFIBUS DP 通信模塊的 CPU）

• SIMATIC S7-300
  （使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）

• SIMATIC S7-400
  （使用帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）

• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶 IM 308

• SIMATIC 505

以下設(shè)備可作為普通從站或智能從站來(lái)連接：

• 分布式 I/O 設(shè)備，例如 ET 200

• 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

• SIMATIC S7-200、S7-1200、S7-300

• C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP

• SIMATIC S7-400（僅通過(guò) CP 443-5）

• SIMATIC S7-1500（只能通過(guò) CP/CM 1542-5）

不過(guò)，安裝有 STEP 7 的編程器/PC 或 SIMATIC HMI 面板僅使用部分通過(guò) PROFIBUS DP 運(yùn)行的 PG 和 OP 功能。

通過(guò)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信

S7-1500 可通過(guò)集成 PROFINET 接口或通過(guò)通信模塊連接到工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)?？蛇B接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7-1200

• SIMATIC S7-1500

• SIMATIC S7-300

• SIMATIC S7-400

• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H

• 編程設(shè)備

• PC、工業(yè) PC

• SIMATIC HMI 操作員控制和監(jiān)視系統(tǒng)

• 數(shù)控

• 機(jī)械手控制裝置

• 驅(qū)動(dòng)控制裝置

• 其它廠商的設(shè)備

支持的協(xié)議：

• TCP/IP

• ISO-on-TCP (RFC1006)

• UDP

• SNMP

• DCP

• LLDP

• HTTP

• HTTPS

• MODBUS TCP

• OPC UA

工業(yè)以太網(wǎng)通信處理器 CP 1543-1 提供了以下附加功能：

• 1 Gbit 接口

• 支持 IPv6

• 安全性：通過(guò)硬件識(shí)別、IP/MAC 訪問(wèn)列表、防火墻、VPN 隧道進(jìn)行訪問(wèn)保護(hù)

• 通過(guò) ISO 協(xié)議與 S5 系統(tǒng)通信

• FTP（客戶端/服務(wù)器），電子郵件，SNMPv1 / v3

通過(guò) PROFIBUS 的數(shù)據(jù)通信

SIMATIC S7-1500 通過(guò)通信處理器或通過(guò)配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 可連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)?？蛇B接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7-1200

• SIMATIC S7-1500

• SIMATIC S7-300

• SIMATIC S7-400

• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H

• 編程設(shè)備

• PC、工業(yè) PC

• SIMATIC HMI 操作員控制和監(jiān)視系統(tǒng)

• 數(shù)控

• 機(jī)械手控制裝置

• 驅(qū)動(dòng)控制裝置

• 其它廠商的設(shè)備

通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)通信模塊，可實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)大的點(diǎn)到點(diǎn)連接。例如，可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動(dòng)化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)

• 掃描儀、條形碼閱讀器、識(shí)別系統(tǒng)

• 機(jī)械手控制裝置

• 打印機(jī)

支持的協(xié)議：

• Freeport：適用于通用通信的用戶可設(shè)置報(bào)文格式

• 3964(R) 可提高傳輸可靠性

• Modbus RTU 主站

• Modbus RTU 從站

• USS，通過(guò)指令實(shí)現(xiàn)

接口性質(zhì)：

• RS 232 帶輔助信號(hào)

• RS 422 用于全雙工連接

• RS 485 用于半雙工和多點(diǎn)連接

• 傳輸速率為 300 - 115 200 bit/s

• 通過(guò) Sub D 連接器進(jìn)行連接

功能

提供有大量功能，支持用戶的 S7-1500 編程、調(diào)試和維護(hù)等工作。

• 性能

• 指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號(hào)、語(yǔ)言擴(kuò)展和新的數(shù)據(jù)類型

• 代碼生成得到優(yōu)化，響應(yīng)時(shí)間顯著縮短

• 集成技術(shù)

• 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) PLCopen 運(yùn)動(dòng)控制塊，簡(jiǎn)便、快速地對(duì)運(yùn)動(dòng)序列進(jìn)行編程

• 運(yùn)動(dòng)控制功能支持速度控制軸、定位軸、相對(duì)同步操作（在沒(méi)有位置同步規(guī)范的條件下實(shí)現(xiàn)同步）以及外部編碼器、凸輪和探頭。

• CPU 技術(shù)中還集成了諸如同步操作（利用位置同步規(guī)范進(jìn)行同步）凸輪系統(tǒng)等擴(kuò)展的運(yùn)動(dòng)控制功能。

• 方便的診斷和調(diào)試工具提供了驅(qū)動(dòng)器調(diào)試支持

• 向組態(tài)系統(tǒng)和人機(jī)界面自動(dòng)發(fā)送報(bào)警消息：簡(jiǎn)化的故障排除步驟節(jié)省了調(diào)試時(shí)的時(shí)間與工作量。

• 等時(shí)同步模式

• 將分布式信號(hào)采集、信號(hào)傳輸和程序執(zhí)行與具有恒定總線循環(huán)時(shí)間的 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環(huán)進(jìn)行同步耦合：
  采集輸入信號(hào)并進(jìn)行處理，按固定時(shí)間間隔（恒定總線循環(huán)時(shí)間）將輸出信號(hào)輸出。同時(shí)創(chuàng)建了前后*的部分過(guò)程圖像。

• 由于分布式 I/O 以恒定總線循環(huán)時(shí)間進(jìn)行同步信號(hào)處理，可實(shí)現(xiàn)精確可重現(xiàn)的確定過(guò)程響應(yīng)時(shí)間

• 在分布式自動(dòng)化解決方案中，SIMATIC S7-1500 還可執(zhí)行高速處理操作，并可取得*的精度和重現(xiàn)性。這意味著可在提供且恒定的質(zhì)量的同時(shí)提高產(chǎn)量。

• 提供了用于完成運(yùn)動(dòng)控制、測(cè)量值采集、高速控制等復(fù)雜任務(wù)的全面組件。

• 集成安全功能

• 通過(guò)密碼進(jìn)行知識(shí)保護(hù)，防止未經(jīng)而讀取和修改程序塊（與 STEP 7 相結(jié)合）

• 通過(guò)復(fù)制保護(hù)
  來(lái)提高保護(hù)程度，防止未經(jīng)而復(fù)制程序塊：通過(guò)復(fù)制保護(hù)，可將 SIMATIC 存儲(chǔ)卡上的程序塊與其序列號(hào)綁定，以便只有在將配置的存儲(chǔ)卡插到 CPU 中時(shí)，該程序塊才可運(yùn)行。

• 4 級(jí)方式：
  可向用戶組分配不同訪問(wèn)權(quán)限。通過(guò)新的保護(hù)級(jí)別 4，還可以限制與 HMI 設(shè)備之間的通信。由于操作保護(hù)得到改進(jìn)，控制器可以檢測(cè)到組態(tài)數(shù)據(jù)的更改或未經(jīng)允許的傳輸。

• 設(shè)計(jì)與操作

• 帶集成顯示屏的 CPU：
  可方便地分析集中和分布式模塊的狀態(tài)，或不使用編程設(shè)備而設(shè)置或更改 IP 地址。系統(tǒng)診斷信息和用戶報(bào)警在顯示屏上以普通文本形式顯示，有助于快速有效地響應(yīng)產(chǎn)生的錯(cuò)誤消息。菜單和消息文本在顯示屏上可以多種語(yǔ)言顯示。

• 集成系統(tǒng)診斷

• 系統(tǒng)診斷信息在顯示屏上以純文本格式持續(xù)顯示，TIA Portal，HMI 設(shè)備和 web 服務(wù)器，包括驅(qū)動(dòng)器中的消息，在CPU停止運(yùn)行的狀態(tài)下均有可能。此功能是作為一個(gè)系統(tǒng)功能集成在 CPU 固件中，無(wú)需由用戶單獨(dú)組態(tài)。若配置了新硬件組件，則自動(dòng)更新診斷信息。

• 通過(guò)質(zhì)量信息，直接在用戶程序中進(jìn)行簡(jiǎn)單快速的診斷：
  通過(guò)激活模塊的質(zhì)量信息 (QI)，可直接在用戶程序中查詢和評(píng)估所提供過(guò)程值的有效性。此時(shí)，訪問(wèn)是通過(guò)過(guò)程映像并使用簡(jiǎn)單二進(jìn)制或加載命令進(jìn)行的。先決條件是可在 TIA Portal 中對(duì)模塊進(jìn)行診斷，并對(duì)質(zhì)量信息進(jìn)行組態(tài)。

• 支持 SIMATIC ProDiag S7-1500 – 用于輕松創(chuàng)建機(jī)器診斷與工廠診斷。它提升了可用性，并支持就地的故障分析和故障排除功能。

• 通過(guò) SIMATIC STEP 7 Professional V12 組態(tài)軟件進(jìn)行組態(tài)

• SIMATIC S7-1500 控制器系列可在 Totally Integrated Automation Portal 平臺(tái)中使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本來(lái)編程。SIMATIC STEP 7 Professional V12 是 SIMATIC S7-1500 的直觀組態(tài)系統(tǒng)。

• 兼容性

• 移植：
  與 SIMATIC STEP 7 Professional V13 集成的一個(gè)移植工具可幫助從 S7-300/S7-400 切換到 S7-1500 控制器，并自動(dòng)轉(zhuǎn)換程序代碼。無(wú)法自動(dòng)轉(zhuǎn)換的程序代碼將會(huì)記錄下來(lái)，并可以手動(dòng)進(jìn)行調(diào)整?？蛻糁С猪?yè)面的下載區(qū)域中還以獨(dú)立工具的形式提供了該移植工具。STEP 7 V11 項(xiàng)目可在兼容模式下繼續(xù)和 STEP 7 V12 組合使用 。S7-1200 程序也可以通過(guò)復(fù)制/粘貼手段轉(zhuǎn)移至 S7-1500

• SIMATIC 存儲(chǔ)卡(用來(lái)運(yùn)行 CPU)

• SIMATIC 存儲(chǔ)卡用作插入式裝載存儲(chǔ)器，或用于更新固件。STEP 7 項(xiàng)目（包括注釋和符號(hào)、附加文件或 csv 文件（用于配方和歸檔））也可存儲(chǔ)在 SIMATIC 存儲(chǔ)卡上?？赏ㄟ^(guò)用戶程序和 SIMATIC 存儲(chǔ)卡上的系統(tǒng)函數(shù)來(lái)創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊，并存儲(chǔ)或讀取數(shù)據(jù)。

• Safety Integrated（S7-1500F 控制器的功能選項(xiàng)）

• “STEP 7 Safety Advanced"選件包；
  用于對(duì) S7-1500F 控制器的安全相關(guān)程序部分進(jìn)行編程。
  選件包中包括所有用來(lái)創(chuàng)建 F 程序的所有功能和塊。STEP 7 Safety Advanced V12 可在 SIMATIC STEP 7 Professional V12 SP1 下運(yùn)行。