西门子PLC存储卡6ES79548LL020AA0

西门子S7-1500 CPU模块
标准型 CPU
• CPU 1511-1 PN:
适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用，用于通过 PROFINET IO 进行分布式配置。
• CPU 1513-1 PN:
适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用，用于通过 PROFINET IO 进行分布式配置。
• CPU 1515-2 PN:
适用于在程序范围、网络和处理速度方面具有中等/较高要求的应用，可通过 PROFINET IO 进行分布式配置；可以使用具有单 IP 地址的附加集成 PROFINET 接口，例如，用于网络分离。
• CPU 1516-3 PN/DP：
适用于对程序范围和处理速度具有较高要求的应用，用于通过 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 进行分布式配置。附加的集成 PROFINET 接口，具有单的 IP 地址，可用于网络分离等。
• CPU 1517-3 PN/DP：
适用于对程序范围、联网和处理速度具有很高要求的应用，用于通过 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 进行分布式配置。例如，具备立 IP 地址的附加集成式 PROFINET 接口可用来实现网络隔离。
• CPU 1518-4 PN/DP：
适用于在程序范围和网络方面具有极高要求的应用，且满足处理速度方面的极高要求。可通过 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 进行分布式配置；可以使用具有单 IP 地址的两个附加集成 PROFINET 接口，例如，用于网络分离。
故障安全型 CPU
• CPU 1511F-1 PN：
经济实用的入门级 CPU，适用于在分散生产技术中对处理性能和响应速度具有中等要求的标准应用和故障安全应用。
• CPU 1513F-1 PN：
具有中到高容量数据存储器的 CPU，适用于除集中式 I/O 外还包含分布式自动化结构的标准应用和故障安全应用。
• CPU 1515F-2 PN：
适用于对程序范围和处理速度具有中等/较高要求的应用，用于通过带有 PROFIsafe 的 PROFINET IO 实现分布式配置。
• CPU 1516F-3 PN/DP:
适用于对程序范围和处理速度具有中等/较高要求的标准和故障安全应用，用于通过带 PROFIsafe 的 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 实现分布式配置。
• CPU 1517F-3 PN/DP：
适用于对程序范围、联网和处理速度具有很高要求的标准和故障安全应用，用于通过带 PROFIsafe 的 PROFINET IO 和 PROFIBUS DP 进行分布式配置。例如，具备立 IP 地址的附加集成式 PROFINET 接口可用来实现网络隔离。
S7-1500 控制器产品系列中具有大容量程序及数据存储器的 CPU，适用于具有较高程序范围联网的应用。
具有较高处理速度，适用于二进制和浮点运算
用于系列机器、机器以及工厂中的跨领域自动化任务
在具有集中式和分布式 I/O 的生产线上作为集中式控制器使用
PROFINET IO IRT 接口，带 2 端口 交换机
PROFINET I/O 控制器，用于经由 PROFINET 控制分布式 I/O。
PROFINET 智能设备，用于作为 SIMATIC 或非西门子 PROFINET IO 控制器环境下的智能 PROFINET 设备，连接到 CPU。
配备单 IP 地址的附加 PROFINET 接口可用于网络隔离，或用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，又或者作为 I-设备用于高速通信。
PROFIBUS DP 主站接口
OPC UA 服务器（数据访问）作为运行时选件，可轻易将 SIMATIC S7-1500 连接至第三方设备/系统
在 PROFIBUS 和 PROFINET 上实现等时同步模式
DI 16x24VDC HF；
16 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；一个电压组；输入延迟 0.05 ... 20 ms；输入类型 3 (IEC 61131)；可设置诊断和硬件中断
DI 32x24VDC HF;
32 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；两个电压组；输入延迟 0.05 ... 20 ms；输入类型 3 (IEC 61131)；可设置诊断和硬件中断
DI 16x24VDC SRC BA;
16 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；低电平有效；一个电压组；固定输入延迟 3.2 ms；输入类型 3 (IEC 61131)
DI 16x230VAC BA;
16 通道数字量输入模块，用于记录 230 V DC 信号；低电平有效；一个电压组；固定输入延迟 20 ms；输入类型 1 (IEC 61131)
提供了以下宽度为 25 mm 的数字量输入模块：
DI 16x24VDC BA;
16 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；漏型输入；一个电压组；固定输入延迟 3.2 ms；输入类型 3 (IEC 61131)
DI 32x24VDC BA;
32 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；漏型输入；一个电压组；固定输入延迟 3.2 ms；输入类型 3 (IEC 61131)
是数字量I/O模块和模拟量I/O模块的总称。信号模块主要有SM521（数字量输入）、SM522（数字量输出）、混合模块SM523、SM531（模拟量输入）、SM532（模拟量输出）和混合模块SM534。
基本型：BA标准型：ST高性能：HF（6）、工艺模块（TM）
主要用于对实时性和存储量要求高的控制任务。
计数模块（高速输入）：TM Count2位置检测模块（高速输入）：TM Poslnput2PTO模块（高速输出）：TM PTO（7）、通信模块（CP/CM）
用于PLC之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信，可将PLC接入以太网、PROFIBUS和AS-I网络，或用于串行通信。它可以减轻CPU处理通信的负担，并减少对通信功能的编程工作。
数字量模块：SM 521 数字量输入模块、SM 522 数字量输出模块、SM 523 数字量输入输出模块
数字量信号模块或I/O设备组件将控制器和过程连接在一起。控制单元通过相连的传感器记录当前过程状态，并对执行器发出相应的响应。通过数字量模块和模拟量模块，可以准确便捷地输入/输出特定任务所需的数据。这些模块既可以直接在 CPU 中进行集中式处理，也可以通过 ET200MP I/O 系统进行分布式处理。
模拟量模块：SM 531 模拟量输入模块、SM 532 模拟量输出模块、SM 534 模拟量输入输出模块
模拟量输入模块可以记录压力或温度等过程信号，并以数字形式（16 位形式）将它们传送给控制器。这些模块适用于测量电流（2 线制和 4 线制传感器）、电压和电阻，并适合连接电阻温度计和热电偶（测量类型取决于模块）。
提供有以下模拟量输入模块：
AI 4xU/I/RTD/TC ST
带有 4 个通道的模拟量输入模块；分辨率 16 位；准确度 +/-0.3%；一个电位组；共模电压 10 V；可设置诊断参数；硬件中断（两个上限和下限）；在执行期间进行校准。
模块宽度 25 mm
AI 8xU/I/RTD/TC ST
带有 8 个通道的模拟量输入模块；分辨率 16 位；准确度 +/-0.3%；一个电位组；共模电压 10 V；可设置诊断参数；硬件中断（两个上限和下限）；在执行期间进行校准。
模块宽度 35 mm
AI 8xU/I HS
模拟量输入模块，带 8 个通道；分辨率 16 位；准确度 +/-0.3%; 一个电压组；共模电压 10 V；可设置诊断参数；硬件中断（两个上限和下限）；8 通道高速模块，125 μs；等时同步模式；在执行期间进行校准
通讯模块：
CM PtP: 通过点到点连接实现串行通信
4 种通信模块，可通过串行接口连接自动化组件。
可连接旧系统和外部系统。
可连接数据读卡器或传感器。
可集中使用，也可在分布式 ET 200MP I/O 系统中使用。
带有各种物理接口，如 RS232、RS422 或者 RS485。
可预定义各种协议，如 3964(R)、Modbus RTU 或 USS。
可使用基于 Freeport 的应用特定协议 (ASCII)
所有模块使用统一的编程接口
诊断报警可用于简单故障修复
CP 1543-1: 带有安全功能的工业以太网连接
CP 1543-1 通信模块凭借其高通信性能，大地拓展了 S7-1500 的应用领域
除 CPU 密码保护之外，还可通过状态检测防火墙确保工业以太网连接的安全性

工作速度是指PLC的CPU执行指令的速度及对急需处理的输入信号的响应速度。工作速度是PLC工作的基础。速度高了,才可能通过运行程序实现控制,才可能不断扩大控制规模,才可能发挥PLC的多种多样的作用。
PLC的指令是很多的。不同的PLC。指令的条数也不同。少的几十条,多的几百条。指令不同,执行的时间也不同。但各种PLC总有一些基本指令,而且各种的PLC都有这些基本指令,故常以执行一条基本指令的时间来衡量这个速度。这个时间当然越短越好,已从微秒级缩短到零点微秒级。并随着微处理器技术的进步,这个时间还在缩短。
执行时间短可加快PLC对一般输入信号的响应速度。从讨论PLC的工作原理知,从对PLC加入输入信号,到PLC产生输号的响应。不理想时,还要多延长一个周期。当输入信号送入PLC时,PLC的输入刷新正好结束,就是这种情况。这时,要多等待一个周期,PLC的输入映射区才能接受到这个新的输入信号。对一般的输入信号,这个延迟虽可以接受,但对急需响应的输入信号,就不能接受了。对急需处理的输人信号延迟多长时间PLC能予以响应,要另作要求。
为了处理急需响应的输入信号,PLC有种种措施。不同的PLC措施也不完全相同,提高响应速度的效果也不同。一般的作法是采用输入中断,然后再输出即时刷新,即中断程序运行后,有关的输出点立即刷新,而不等到整个程序运行结束后再刷新。
这个效果可从两个方面来衡量：一是能否对几个输入信号作快速响应；二是快速响应的速度有多快。多数PLC都可对一个或多个输入点作快速响应,快速响应时间仅几个毫秒。性能高的,大型的PLC响应点数更多。
工作速度关系到PLC对输入信号的响应速度,是PLC对系统控制是否及时的前提。控制不及时,就不可能准确与可靠,特别是对一些需作快速响应的系统。这就是把工作速度作为PLC指标的原因。
下面来介绍IM153的指示灯状态信息和它的读取方法：
1. 指示灯状态
西门子PLC的分布式I/O接口模块IM153的指示灯通常有以下几种：
（1）SF表示组错误，即通讯过程中存在系统硬件问题；
（2）BF1/BF2表示PROFIBUS-DP网络通讯故障；
（3）ACT表示当前IM153模块处于激活状态；
PROFIBUS DP在两种不同的主分类和一个从分类之间进行了区分：
DP班1
对于PROFIBUS DP，DP主站类1是核心组件。在定义的且连续重复的消息周期中，主站与分布式站（DP从站）交换信息。
DP硕士班2
这种类型的设备（编程，组态或操作员控制设备）在调试期间用于组态DP系统，用于诊断或操作活动的工厂或系统。 DP主站类2可以例如读取从站的输入，输出，诊断和组态数据。
DP从站
DP从站是一个I / O设备，它从DP主站接收输出信息或设定值，并作为响应将输入信息，测量值和实际值返回给DP主站。 DP从站从不自动发送数据，而仅在DP主站请求时才发送。
输入和输出信息的数量取决于设备，对于每个发送方向上的每个DP从站，大可以为244个字节。
功能
DP主站和DP从站的功能范围
DP主站和DP从站之间的功能范围可能有所不同。不同的功能范围分为DP-V0，DP-V1和DP-V2。
DP-V0通讯功能
DP-V0主站功能包括“组态”，“参数分配”和“读取诊断数据”，以及循环读取输入数据/实际值和写入输出数据/设定值。
DP-V1通讯功能
DP-V1功能扩展使执行非周期性读取和写入功能以及处理循环数据通信成为可能。在启动和正常运行期间，必须为此类从站提供大量的参数化数据。与循环设定值，实际值和测量值相比，这些非循环传送的参数化数据仅很少更改，并且与循环高速用户数据传送并行地以较低优先级传送。详细的诊断信息可以通过相同的方式传输。
DP-V2通讯功能
扩展的DP‑V2主站功能主要包括用于同步操作以及DP从站之间的从站到从站通信的功能。
同步模式：
同步模式是通过总线系统中的等距信号实现的。 DP主站以全局控制电报的形式将该循环等距循环发送到所有总线节点。然后，主站和从站可以将其应用程序与此信号同步。周期之间的信号抖动小于1μs。
从站通信：
“发布者/订阅者”模型用于实现从站到从站的通信。声明为发布者的从站将其输入数据/实际值和测量值提供给其他从站（即订户）读取。这是通过将响应帧作为广播发送到主机来执行的。因此，从-从通信是一个循环过程。

1 处理单元
处理器单元即CPU，一般由控制器、运算器和寄存器组成。CPU 通过地址总线、数据总线、控制总线与储存单元、输入输出单元、通信接口、扩展接口相连。CPU 是 PLC 的核心，输入单元将采集的输入信号传送到CPU，CPU执行用户程序并将运算结果传送到输出单元，用以驱动现场设备。选择CPU通常需要考虑一下几个方面：
·运算速度：不同的控制系统对控制的响应速度需求不同，对于要求响应时间较快的系统，则要求CPU的运算速度快，并尽快地将运算结果传送到输出单元。
运算速度性能指标可参考CPU指令执行时间。
·工作存储器：根据控制方案的复杂程度预估需要的工作存储器大小，考虑适当的余量。
·I/O带载能力： CPU通常使用I/O地址空间来描述其允许访问输入输出的能力，8个数字量通道占用1个字节地址空间，1个模拟量通道占用2字节地址空间。在具体选型时还需要根据实际情况考虑I/O余量占用的地址空间。此外有些CPU还有允许连接模块大数量限制。
·集成的通信接口：CPU通过通信接口进行编程组态，还可与人机界面、其他PLC系统、分布式I/O等实现数据交换。CPU集成的通信接口通常有MPI接口、PROFIBUS接口、PROFINET（PN）接口，根据通信对象（通信对象可以为编程设备、仪表、HMI、其他PLC系统等等）支持的电气接口标准以及所使用的通信协议选择集成通信接口。
2 储存器
PLC 的存储器包括系统存储器，装载存储器和工作存储器。系统存储器用于存放 PLC 的系统程序和内部寄存器， 装载存储器则用于存放 PLC 的用户程序，用户程序编译后被存放在工作存储器中执行。装载存储器通常为MC卡，支持外部扩展，而工作存储器是集成在CPU中并且无法扩展的，在选择CPU时需根据控制方案的复杂程度预估可能使用的工作存储器大小并留有适当余量。选择装载存储器通常只需选择不小于工作存储器大小的存储卡即可。
3 通信接口
通信接口的功能是通过这些通信接口可以和监视器、 打印机、 其他的 PLC 或是计算机相连， 从而实现“PLC与上位机”或“PLC与PLC”之间的通信。通信接口可以集成在CPU模块上使用内部总线与CPU通信，也可以使用单的通信接口模块通过外部总线与CPU通信。通信接口的选择首先确定通信对象接口的电气标准例如RS232、RS485、RJ45等，还需要确定使用的协议，常见的例如PROFINET，PROFIBUS总线协议，通过PROFINET和PROFIBUS总线，CPU可与分散在远端现场的输入输出单元进行数据交换，使PLC系统规模更易于扩充。
4 输入输出单元（I/O）
输入单元的作用是将按钮、行程开关或传感器等产生的信号输入 CPU，根据信号类型，输出单元的作用则是将 CPU 向外输出的信号转换成可以驱动外部执行元件的信号，以便控制接触器线圈等电器的通、断电。
输入输出单元主要分为模拟量输入模块，模拟量输出模块、数字量输入模块和数字量输出模块。模拟量输入模块测量电流、电压、电阻、热电偶等连续信号，模拟量输出模块输出电流、电压信号驱动现场执行器，模拟量输入输出模块需考虑处理信号的分辨率，响应时间以及信号测量范围。数字量输入模块应考虑信号电平、传输距离、隔离、供电方式，响应时间等应用要求。数字量输出模块应考虑不同的负载对PLC的输出方式的要求。
继电器输出模块具有使用电压范围广、导通压降小、有隔离作用等许多优点，但响应时间较长，所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出

SIMATIC S7工业软件
西门子的工业软件分为三个不同的种类：
（1）编程和工程工具  编程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于编程、组态、模拟和维护等控制所需的工具。STEP 7标准软件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制产品的组态编程和维护的项目管理工具，STEP 7-Micro/WIN是在Windows平台上运行的S7-200系列PLC的编程、在线仿真软件。
（2）基于PC的控制软件  基于PC的控制系统WinAC允许使用个人计算机作为可编程序控制器（PLC）运行用户的程序，运行在安装了Windows NT4.0操作系统的SIMATIC工控机或其它任何商用机。WinAC提供两种PLC，一种是软件PLC，在用户计算机上作为视窗任务运行。另一种是插槽PLC（在用户计算机上安装一个PC卡），它具有硬件PLC的全部功能。WinAC与SIMATIC S7系列处理器完全兼容，其编程采用统一的SIMATIC编程工具（如STEP 7），编制的程序既可运行在WinAC上，也可运行在S7系列处理器上
人机界面软件  人机界面软件为用户自动化项目提供人机界面（HMI）或SCADA系统，支持大范围的平台。人机界面软件有两种，一种是应用于机器级的ProTool，另一种是应用于级的WinCC。
ProTool适用于大部分HMI硬件的组态，从操作员面板到标准PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成组态。ProTool/lite用于文本显示的组态，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于组态标准PC和所有西门子HMI产品，ProTool/Pro不只是组态软件，其运行版也用于Windows平台的系统。
WinCC是一个真正开放的，面向与数据采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）软件，可在任何标准PC上运行。WinCC操作简单，系统可靠性高，与STEP 7功能集成，可直接进入PLC的硬件故障系统，节省项目开发时间。它的设计适合于广泛的应用，可以连接到已存在的自动化环境中，有大量的通信接口和全面的过程信息和数据处理能力，其的WinCC5.0支持在办公室通过IE浏览器动态生产过程。
用户模型：
包括用户行为模型、关于系统的用户内心模型、用户个体差异等。
（7）特定应用的用户界面设计：
满足某类应用问题对人机交互作用的特定限制条件和要求的用户界面设计。如：虚拟现实、智能系统、信息检索、Internet/WWW、CAD/CAM、系统过程控制、决策支持等。
（8）计算机协同工作（CSCW）：
关于如何使用计算机系统帮助人的群体有效协同工作的研究，包括现场观察研究、理论模型、群体用户界面开发设计等。
其他电压
不仅是 24 V 电源，还可提供其他输出电压
SITOP 不仅可向 24 V 负载可靠提供、稳定的电压，而且提供其他负载电压。
SITOP compact:12 V/2 A;
这些薄型电源在整个负载范围内（甚至在空载运行期间）保持低功耗。关于其他功能，请参见 SITOP compact：
SITOP DC/DC：12 V/2.5 A;
DC/DC 转换器具有薄型标准安装导轨外壳，电源电压为 24 V。SITOP DC UPS 也可用于提供 12 V 不间断电源。
SITOP flexi：3 ... 52 V/10 A;
输出可变，应用广泛。可在 3 和 52 V 之间灵活调节，一个标准电源可提供不同的电压。
SITOP dual：2 x 15 V/3.5 A;
电子电源适合在控制柜上使用。该工业标准导轨安装电源具有两个 15 V 输出。例如，可向电子负载提供 ±15 V 电压。
输出电压高，负载电源线可具有较小的线芯截面积。
附加模块
可靠防护变化非常大的危险源：SITOP 附加模块
一个电源本身并不能保证无故障地提供 24 V 电压。电源故障、电源电压的很大变化或负载故障都可能会使装置运行停止，从而带来较高成本。扩展模块提供了各种保护功能：从初级和次级侧的干扰防护，直至全面保护。
信号模块带有信号触点和远程 ON/OFF 功能，能够以方式将 SITOP modular（不带集成信号触点的电源）集成到自动化装置中。
为了获得可用性，冗余模块将同一类型的 SITOP 电源分开。
缓冲模块使用电容器来储存电能，可在长达 10 秒的电源故障期间继续供电。
SITOP select 诊断模块和 SITOP PSE200U 选择性模块将针对过载和短路，为各个 24 V 通路提供选择性保护。通过这种保护和快速故障定位，可将停产时间降到低程度。
SIMATIC S7‑1500 自动化系统应用灵活，可适用于设备与工厂工程组态中的各种控制应用。而且组态可扩展，用户可根据当地条件对 PLC 现场进行调整。
除了 S7-1500 中的标准运动控制功能和工艺功能之外，SIMATIC S7-1500 T-CPU 还包含诸如增强型同步操作和凸轮 功能等各种附加功能。
SIMATIC S7‑1500 自动化系统符合 IP20 防护等级的要求，适合应用在干燥环境以及安装在控制柜中。
可选择使用 SIMATIC S7-1500R/H CPU（冗余或容错 CPU）来提高系统可用性。为了能够在需要时从主 CPU 切换到备用 CPU，会在两个 CPU 上同步处理用户程序。
PC Access是S7- 200和所连接PC之间数据交换的理想基础-与通讯链路选择无关（PPI，调制解调器，以太网/IT CP）。作为一个OPC服务器，PC ACCESS使您可以使用Microsoft Excel写或读S7- 200数据，或任何其它OPC客户端应用程序。
在上述通信方式下，由于只用两根线进行数据传送，所以不能够利用硬件握手信号作为检测手段。因而在PC机与PLC通信中发生误码时，将不能通过硬件判断是否发生误码，或者当PC与 PLC工作速率不一样时，就会发生冲突。这些通信错误将导致PLC控制程序不能正常工作，所以必须使用软件进行握手，以保证通信的可靠性。
由于通信是在PC机以及PLC之间协调进行的，所以PC机以及PLC中的通信程序也必须相互协调，即当一方发送数据时另一方必须处于接收数据的状态。所示分别是PC、PLC的通信程序流程。
2018/10/17 12:21:59
通信程序的工作过程：PC每发送一个字节前首先发送握手信号，PLC收到握手信号后将其传送回PC，PC只有收到PLC传送回来的握手信号后才开始发送一个字节数据。PLC收到这个字节数据以后也将其回传给PC，PC将原数据与PLC传送回来的数据进行比较，若两者不同，则说明通信中发生了误码，PC机重新发送该字节数据；若两者相同，则说明PLC收到的数据是正确的，PC机发送下一个握手信号，PLC收到这个握手信号后将前一次收到的数据存入的存储区。这个工作过程重复一直持续到所有的数据传送完成。
采用软件握手以后，不管PC与PLC的速度相差多远，发送方永远也不会超前于接收方。软件握手的缺点是大大降低了通信速度，因为传送每一个字节，在传送线上都要来回传送两次，并且还要传送握手信号。但是考虑到控制的可靠性以及控制的时间要求，牺牲一点速度是值得的，也是可行的。
PLC方的通信程序只是PLC整个控制程序中的一小部分，可将通信程序编制成PLC的中断程序，当PLC接收到PC发送的数据以后，在中断程序中对接收的数据进行处理。PC方的通信程序可以采用VB、VC等语言，也可直接采用西门子组态软件

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