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概述

嵌入式捆绑套件和入门级系统 - 快速而*地开始使用基于 PC 的自动化

嵌入式捆绑套件和入门级系统

适用于基于 PC 的自动化的嵌入式捆绑套件和 IPC 入门级系统基于坚固耐用的无风扇嵌入式工业 PC：

微型箱式 PC SIMATIC IPC227D 和小型箱式 PC SIMATIC IPC427D 或

平板 PC SIMATIC IPC277 和 SIMATIC IPC477

它们经过预安装和组态，可与 SIMATIC S7-1507S 软控制器和/或 SIMATIC WinCC Advanced 可视化软件配合使用。

嵌入式套件和 IPC 入门级系统是预装有软件的嵌入式 IPC 组态，是专门针对自动化和可视化任务设计的。

所有嵌入式捆绑套件和 IPC 入门级系统都基于坚固耐用的无风扇 SIMATIC IPC

它们分为各种 CPU 性能等级，可用于不同应用。Intel ATOM CPU 适用于简易开环控制和可视化任务，而 Intel Xeon CPU 则适合实现复杂的自动化解决方案。

可选择预装和组态有 SIMATIC S7-1507S（适用于 IPC227E / 277E / IPC427E / IPC477E / IPC477E PRO）软控制器和/或 SIMATIC WinCC RT Advanced 可视化软件。

嵌入式捆绑套件基于 Windows Embedded Standard 7，供货范围包括每种情况下的已组态系统的许可证

IPC Starter 系统基于 Windows 10 Enterprise 2016 LTSB 构建。
订购软控制器时，可针对 IPC427E 和 IPC477E 获得 CPU 1507S 的许可证。
可以获取适合 IPC227E 和 IPC277E 的软件包。
对于 WinCC Runtime Advanced ，建议订购所需软件包以获得价格优惠。

软件包

包含 SIMATIC WinCC（SA、Advanced、Professional）的软件包可用于所有 SIMATIC IPC。
针对 IPC227E 和 IPC277E，提供有包含 SIMATIC S7-1500 软控制器 CPU 1507S 的附加软件包。一起订购自动化软件和工业 PC 可实现很大节约。

只有在与软件一起订购了相同数目的 SIMATIC PC 时，才可提供软件包。

优势

嵌入式捆绑套件和入门级系统：

预装有软件，调试迅速

IPC 硬件和软件**相互匹配

系统可用性高，可降低潜在故障风险和维护成本

由于没有旋转部件（风扇、硬盘）且*电池即可运行，因此是免维护的

NVRAM 可由软控制器覆盖

经过系统测试的 SIMATIC 软件

长期可用性：产品上市销售后，提供 8 到 10 年的服务与支持

软件包：

易于订购

与分别订购各组件相比，可节约成本

硬件针对 SIMATIC HMI 软件进行了佳调整

解决方案经过系统测试

可用于所有 SIMATIC IPC

结合PLC的组成和结构分析PLC的工作原理容易理解。PLC是采用周期循环扫描的工作方式，CPU连续执行用户程序和任务的循环序列称为扫描。CPU对用户程序的执行过程是CPU的循环扫描，并用周期性地集中采样、集中输出的方式来完成的。一个扫描周期主要可分为：

（1）读输入阶段。 每次扫描周期的开始，先读取输入点的当前值，然后写到输入映像寄存器区域。在之后的用户程序执行的过程中，CPU访问输入映像寄存器区域，而并非读取输入端口的状态，输入信号的变化并不会影响到输入映像寄存器的状态，通常要求输入信号有足够的脉冲宽度，才能被响应。

（2）执行程序阶段。 用户程序执行阶段，PLC按照梯形图的顺序，自左而右，自上而下的逐行扫描，在这一阶段CPU从用户程序的条指令开始执行直到后一条指令结束，程序运行放入输出映像寄存器区域。在此阶段，允许对数字量I/O指令和不设置数字滤波的模拟量I/O指令进行处理，在扫描周期的各个部分，均可对中断事件进行响应。

（3）处理通信请求阶段。 是扫描周期的信息处理阶段，CPU处理从通信端口接收到的信息。

（4）执行CPU自诊断测试阶段。在此阶段CPU检查其硬件，用户程序存储器和所有I/O模块的状态。

（5）写输出阶段。每个扫描周期的结尾，CPU把存在输出映像寄存器中的数据输出给数字量输出端点（写入输出锁存器中），新输出状态。然后PLC进入下一个循环周期，重新执行输入采样阶段，周而复始。

如果程序中使用了中断，中断事件出现，立即执行中断程序，中断程序可以在扫描周期的任意点被执行。

如果程序中使用了立即I/O指令，可以直接存取I/O点。用立即I/O指令读输入点值时，相应的输入映像寄存器的值未被修改，用立即I/O指令写输出点值时，相应的输出映像寄存器的值被修改。

1. PLC控制系统的设计内容

（1）根据设计任务书，进行工艺分析，并确定控制方案，它是设计的依据。

（2）选择输入设备（如按钮、开关、传感器等）和输出设备（如继电器、接触器、指示灯等执行机构）。

（3）选定PLC的型号（包括机型、容量、I/O模块和电源等）。

（4）分配PLC的I/O点，绘制PLC的I/O硬件接线图。

（5）编写程序并调试。

（6）设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。

（7）编写设计说明书和使用说明书。

2. PLC控制系统设计步骤

（1）工艺分析

深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求，并划分控制的各个阶段，归纳各个阶段的特点，和各阶段之间的转换条件，画出控制流程图或功能流程图。

（2）选择合适的PLC类型

在选择PLC机型时，主要考虑下面几点：

1功能的选择。 对于小型的PLC主要考虑I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能（如中断、PID等）。

2I/O点数的确定。 统计被控制系统的开关量、模拟量的I/O点数，并考虑以后的扩充（一般加上10%～20%的备用量），从而选择PLC的I/O点数和输出规格。

3内存的估算。 用户程序所需的内存容量主要与系统的I/O点数、控制要求、程序结构长短等因素有关。一般可按下式估算：存储容量=开关量输入点数×10+开关量输出点数×8+模拟通道数×100+定时器/计数器数量×2+通信接口个数×300+备用量。

（3）分配I/O点。 分配PLC的输入/输出点，编写输入/输出分配表或画出输入/输出端子的接线图，接着就可以进行PLC程序设计，同时进行控制柜或操作台的设计和现场施工。

（4）程序设计。 对于较复杂的控制系统，根据生产工艺要求，画出控制流程图或功能流程图，然后设计出梯形图，再根据梯形图编写语句表程序清单，对程序进行模拟调试和修改，直到满足控制要求为止。

（5）控制柜或操作台的设计和现场施工。 设计控制柜及操作台的电器布置图及安装接线图；设计控制系统各部分的电气互锁图；根据图纸进行现场接线，并检查。

（6）应用系统整体调试。如果控制系统由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可**行分段调试，然后连接起来总调。

（7）编制技术文件。技术文件应包括：可编程控制器的外部接线图等电气图纸，电器布置图，电器元件明细表，顺序功能图，带注释的梯形图和说明。

（1）高可靠性

1）所有的I/O 接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC 内部电路之间电气上隔离。

2）各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms。

3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。

4）采用性能优良的开关电源。

5）对采用的器件进行严格的筛选。

6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。

7）大型PLC 还可以采用由双CPU 构成冗余系统或有三CPU 构成表决系统,使可靠性进一步提高。

（2）丰富的I/O 接口模块

PLC针对不同的工业现场信号，如：

• 交流或直流；

• 开关量或模拟量；

• 电压或电流；

• 脉冲或电位；

• 强电或弱电等。

有相应的I/O 模块与工业现场的器件或设备，如：

• 按钮

• 行程开关

• 接近开关

• 传感器及变送器

• 电磁线圈

• 控制阀

    直接连接另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。

（3）采用模块化结构

    为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型PLC 以外绝大多数PLC 均采用模块化结构PLC 的各个部件包括CPU 电源I/O 等均采用模块化设计由机架及电缆将各模块连接起来系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。

（4）编程简单易学

     PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式对使用者来说不需要具备计算机的专门知识因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。

（5）安装简单维修方便

     PLC不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行使用时只需将现场的各种设备与PLC 相应的I/O 端相连接即可投入运行各种模块上均有运行和故障指示装置便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构因此一旦某模块发生故障用户可以通过换模块的方法使系统迅速恢复运行 。

6ES7288-1SR20-0AA1	S7-200 SMART，CPU SR20，标准型 CPU 模块，继电器输出，220 V AC 或110 DC供电，12 输入/8 输出
6ES7288-1ST20-0AA1	S7-200 SMART，CPU ST20，标准型 CPU 模块，晶体管输出，24 V DC 供电，12 输入/8 输出
6ES7288-1SR30-0AA1	S7-200 SMART，CPU SR30，标准型 CPU 模块，继电器输出，220 V AC 或110 DC供电，18 输入/12 输出
6ES7288-1ST30-0AA1	S7-200 SMART，CPU ST30，标准型 CPU 模块，晶体管输出，24 V DC 供电，18 输入/12 输出
6ES7288-1SR40-0AA1	S7-200 SMART，CPU SR40，标准型 CPU 模块，继电器输出，220 V AC或110 DC 供电，24 输入/16 输出
6ES7288-1ST40-0AA1	S7-200 SMART，CPU ST40，标准型 CPU 模块，晶体管输出，24 V DC 供电，24 输入/16 输出
6ES7288-1SR60-0AA1	S7-200 SMART，CPU SR60，标准型 CPU 模块，继电器输出，220 V AC 或110 DC供电，36 输入/24 输出
6ES7288-1ST60-0AA1	S7-200 SMART，CPU ST60，标准型 CPU 模块，晶体管输出，24 V DC 供电，36 输入/24 输出
6ES7288-1CR20s-0AA1	S7-200 SMART，CPU CR20s，经济型 CPU 模块，继电器输出，220 V AC或110 DC 供电，12 输入/8 输出
6ES7288-1CR30s-0AA1	S7-200 SMART，CPU CR30s，经济型 CPU 模块，继电器输出，220 V AC或110 DC 供电，18 输入/12 输出
6ES7288-1CR40s-0AA1	S7-200 SMART，CPU CR40s，经济型 CPU 模块，继电器输出，220 V AC或110 DC 供电，24 输入/16输出
6ES7288-1CR60s-0AA1	S7-200 SMART，CPU CR60s，经济型 CPU 模块，继电器输出，220 V AC或110 DC 供电，36 输入/24 输出