增强型控制器S7-1500

Overview

• 模块化、可扩展通用系统，IP20 防护等级
• 适用于离散自动化领域中各种自动化应用的系统解决方案
• 具有*性能和可用性
• 可专门通过 Totally Integrated Automation Portal 平台中的 STEP 7 Professional V12 及更高的型号进行组态

性能

• 提高性能
  • 高速指令执行:
  • 语言扩展
  • 新数据类型
  • 更快速的背板总线
  • 经过优化的代码生成
• 功能强大的通信：
  • PROFINET IO（2 端*交换机）标准接口；
    从 CPU 1515-2 PN 起，具有一个更多额外的集成 PROFINET 接口，例如，用于网络分离
  • 可针对总线系统和点到点连接，通过通信模块进行扩展

集成技术

• 无需附加模块就可集成运动控制功能：
  • 通过标准化的块 (PLCopen) 来连接模拟驱动器和 PROFIdrive 驱动器
  • 运动控制功能支持转速控制轴和定位轴以及外部编码器
• 全面跟踪所有 CPU 变量，以进行实时诊断和间歇错误检测；
  拥有有效调试和快速优化驱动器和控制装置
• 广泛的控制功能： 
  例如，可轻松组态的块可进行控制参数的自动优化以实现*控制质量
• 通过提供的工艺模块获得附加功能： 
  例如，高速计数、位置检测或高达 1 MHz 信号的测量

安全集成

保证人身安全和机器安全 – 在集成式完整系统框架内

• 故障安全 SIMATIC S7-1500F 控制器可在同一控制器上处理标准程序和安全程序。
  在 TIA 博途中，使用相同的编辑器生成故障安全和标准用户程序；例如，这样就能向评估标准用户程序中的标准数据那样，评估故障安全数据。由于这种软件集成，故障安全应用也可利用 SIMATIC 的系统有点和全面功能。

集成安全功能

• 通过密码进行知识保护，防止未经*读取和修改程序块
• 通过复制保护来提高保护程度，防止未经*而复制程序块： 
  通过复制保护，可将 SIMATIC 存储卡上的程序块与其序列号绑定，以便只有在将配置的存储卡插到 CPU 中时，该程序块才可运行。
• 具有四个不同*级别的权限： 
  可向各个用户组分配不同访问权限。通过新的保护级别 4，还可以限制与 HMI 设备之间的通信。
• 改进了操作保护： 
  控制器将会检测到组态数据的更改或未*传输。
• 用于以太网通信处理器 (CP 1543-1)：
  • 通过防火墙提供附加访问保护
  • 建立安全 VPN 连接（V12 SP1 或更高版本）

设计与操作

• CPU 带有用于显示普通文本信息的显示屏：
  • 可显示所有连接模块的订货号、固件版本和序列号信息
  • 直接在现场设置 CPU 的 IP 地址以及进行其它网络设置，无需使用编程设备
  • 直接以普通文本形式显示错误消息，可缩短停机时间
• 所有模块采用统一的前连接器，并具有用于灵活形成电压组的集成式电压桥接件，从而简化了库存，降低了接线成本
• S7-1500 安装导轨上集成有 DIN 导轨： 
  快速、方便地安装小型断路器、继电器等附加组件
• 通过信号模块进行集中扩展： 
  可根据任何应用的要求进行灵活调整
• 数字量信号模块的系统电缆连接： 
  可快速、清晰地进行安排，以连接至现场的传感器和执行器并在控制柜中进行简便接线
• 电源：
  • 负载电源模块（电源模块）可为模块提供 24 V 电源
  • 电源模块可通过背板总线向模块内部电路供电
• 分布式扩展：
  • 通过 PROFINET 接口模块 IM 155-5，可针对 ET 200MP I/O 系统使用zui多 30 个信号模块、通信模块和工艺模块
  • 在集中和分布式运行的操作和系统功能方面没有差别

集成式系统诊断

• CPU 的集成系统诊断，默认情况下已激活：
  • 在显示屏上以及 TIA Portal、HMI 和 Web 服务器中以普通文本形式一致地显示系统诊断信息，甚至可显示变频器消息。即使 CPU 处于停止状态，也会更新消息。
  • 系统诊断功能集成在 CPU 固件中。无需由用户进行组态。组态发生改变时，会自动对诊断信息进行更新。

数据记录（归档）和配方

• SIMATIC 存储卡：
  • 插入式装载存储器
  • 可进行固件更新
  • STEP 7 项目（包括注释和符号）、附加文档或 csv 文件（用于配方和归档）的存储选项
  • 通过 SD 读卡器并使用 Office 工具，可方便地访问与设备相关的运行数据和组态数据（与控制器之间的双向数据交换）
• 集成 Web 服务器 
  - 通过 Web 浏览器，可方便地访问与设备相关的运行数据和组态数据

认证

在交付时，SIMATIC S7-1500 符合以下国家和标准：

• CE
• cULus
• C-TICK
• CFMus
• ATEX
• EN 61000-6-4
• EN 60068-2-1/ -2/ -6/ -14/ -27/ -30/ -32
• EN 61131-2;

Area of application

SIMATIC S7-1500 是一个模块化控制系统，适用于离散自动化领域内的各种自动化应用。

模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-1500 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。

SIMATIC S7-1500 的应用领域包括：

特殊机械

纺织机械

包装机械

通用机械工程

控制器制造

机床制造

安装系统

电气与电子工业及相关产业。

汽车

水/污水

食品与饮料

提供了具有不同性能水平的多种 CPU 以及一个包含许多便利功能的全面模块系列。故障安全 CPU 便于在故障安全应用中使用。由于具有模块化的设计，用户可以仅采用其应用所需的模块。任务扩展时，可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。

SIMATIC S7-1500 具有较高的电磁兼容性、抗冲击性及抗振性，工业强度高，可实现通用。

Design

概述

S7-1500 自动化系统具有模块化的结构，可包含zui多 32 个模块。 它拥有丰富的模块，且这些模块均可以独立地组合使用。S7-1500 自动化系统支持单层配置，其中的所有模块均安装在一个安装导轨上（请参见手册以了解前提条件）。

一个系统包含下列组件：

• 控制器：
  CPU 具有不同性能等级，并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET 和 PROFIBUS 接口，用于连接分布式 I/O 或用于编程设备、操作装置、其它 SIMATIC 控制器或第三方设备间的通信。
• 用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块。
• 工艺模块用于高速计数、位置检测或测量等功能。
• 通信模块和通信处理器可通过通信接口将控制器进行扩展

根据要求，也可使用下列模块：

• 在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下，电源模块 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
• 用于将 SIMATIC S7-1500 连接到 120/230 VAC 电源的负载电源模块 (PM)。
• 接口模块用于连接基于 S7-1500 的分布式 I/O。

设计

简单的设计使得 SIMATIC S7-1500 十分灵活，便于维护。

• 集成背板总线：
  集成的背板总线；背板总线集成在模块上。 模块通过 U 形连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。 可以节省安装时间。 不久将会提供具有“无响应热插拔”功能的有源背板。
• 模块组装在 S7-1500 安装导轨上：
  具有各种长度，包括切割至定长的型号。 由于具有集成式 DIN 导轨，可以卡装广泛的标准部件，如附加端子、小型断路器或小型继电器。
• 性能可靠，接线方便：
  • I/O 信号是通过统一的 40 针前连接器来连接的。 信号模块和前连接器之间具有机械编码，可防止因意外的错误插入而对电路造成破坏。
  • 为了对前连接器进行简单接线，可将该连接器置于“预接线位置”。 在此位置上，插头尚未与模块电路接触。 此位置还可用于在运行过程中进行改动。 用户可借助于前盖内侧的一个印制电缆连接图进行连接。
  • 前连接器作为带螺钉型端子或推入式端子的型号提供。 两个型号都可以连接线芯截面积为 0.25² ~ 1.5 mm²（AWG 24 ~ AWG 16）的导线。
  • 另外，数字量信号模块可通过 TOP Connect 进行系统接线。 通过 TOP Connect，可以快速而清晰地连接到现场的传感器和执行器，并可在控制柜中进行简便接线。
  • 对于模拟量模块，可以直接在模块上进行屏蔽；随模块提供了一个屏蔽连接套件，无需工具即可进行安装。
• 工厂标签：
  针对 S7-1500 的信号模块提供了标签条。可使用一台标准激光打印机来打印这些 DIN A4 标签纸上的标签。 可以从 TIA Portal 进行自动打印，而无需重新输入符号或地址。 通过这些标签条的设计形式，可为通道或诊断显示 1:1 分配标签。 如果前盖打开，则诊断显示到端子的这种 1:1 分配会保留。
• 可变和可扩展的站配置：
  • 信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。 系统可自行组态。
  • zui大配置包括带有 31 个模块（30 个模块 + 1 个电源）的 CPU。 在 CPU 向背板总线的输出对于所有连接的模块来说不够充分的情况下，需要由电源 (PS) 通过背板总线为 S7-1500 模块的内部电路供电。
• 尺寸紧凑：
  SIMATIC S7-1500 的尺寸使其能够顺利安装到 SIMATIC S7-300 或 ET 200M 的可用安装空间中。
• 移动敷设：
  SIMATIC S7-1500 及其模块可以垂直和水平安装，从而可以*佳方式安装到可用空间内。

I/O 模块

以下模块类型可用于 SIMATIC S7-1500/ET 200MP：

• 数字量输入模块
• 数字量输出模块
• 数字量输入/输出模块
• 模拟量输入模块
• 模拟 I/O 模块
• 模拟量输出模块
  • 包括高速 (HS) 模拟量模块，无论激活的通道数如何，基本执行时间都是 62.5 µs
• 用于计数和定位的工艺模块
• 用于点到点通信和总线连接的通信模块
• 不久将可供货 用于面向安全的应用的故障安全模块

提供了各种模块等级，可使用户在其应用中实现*佳扩展。 模块本身通过标签进行相应标记：

• BA（基本型）： 简易低成本模块，无诊断功能，没有参数
• ST（标准型）： 具有与模块或负载组相关的诊断的模块，如果适用，带有参数；模拟量模块： 准确度等级 0.3%
• HF（高性能型）： 具有与通道相关的诊断和参数设置的模块；对于模拟量模块： 准确度等级 0.1%，抗扰度和电流隔离程度提高
• HS（高速型）：具有滤波和转换时间的模块适用于超高速应用；例如 8 通道模拟量模块，无论激活的通道数如何，基本执行时间都是 62.5 µs。

I/O 模块的附件：

• 标签纸：
  可插入到 I/O 模块中（10 张 DIN A4 标签纸，每张标签纸带有 10 个标签，预穿孔，可使用标准激光打印机进行打印；可用颜色： Al 灰）
• 屏蔽连接：
  SIMATIC S7-1500 系统（模拟量模块和工艺模块）提供了一个简易屏蔽连接套件，无需使用工具即可安装。 此套件包含一个 24 V DC 馈电元件、一个屏蔽夹和一个通用屏蔽端子。 该屏蔽端子可用于单根细干线电缆、多根细干线电缆或一根粗干线电缆。 由于对 24 V DC 电源和测量信号进行分离，并且在屏蔽和信号电缆之间具有低阻抗连接，因此可确保较高的 EMC 稳定性和抗干扰性。
• 统一的 40 针前连接器
• I/O 模块的前门或自组装背板总线的 U 型连接器等其它附件

• S7-200以太网模块系列-CP243-1

  S7-200PLC可以通过智能扩展模块CP243-1连接至工业以太网中。CP243-1不是即插即用的模块，需要我们先对其进行组态。由于其支持的是西门子的S7协议，因而与很多第三方支持以太网功能的设备进行通信时会受到限制。

  通过本文您可以获得以下信息： 

  使用CP243-1对S7-200编程调试时是否可只用一根网线，而省去S7-200的编程电缆？

  如何对CP243-1进行基本的组态设置？

  如何获得CP243-1的详细技术参数和怎样实现IT功能？

  利用CP243-1可以和哪些设备通信？

  CP243-1使用中的常见问题？

   

  （一） 当您*次使用CP243-1模块时，您一定要注意此模块不是即插即用的模块，您需要对此模块进行组态才能使用。

  简单的说，*次使用CP243-1的步骤如下：

  （1）正确连接CP243-1与S7-200CPU，并为CP243-1连接24V电源

  （2）在S7-200的编程软件中运行以太网向导或因特网向导对模块进行基本参数和功能的配置

  （3）在程序中正确的调用相关的子程序

  （4）将编写完成的程序使用S7-200的编程电缆下载至PLC

  （5）如果激活因特网功能，还需要使用网线将S7-200的程序下载至CP243-1。如果没有激活因特网功能，则此步可略。

  至此，您的CP243-1才能正常工作。

  通过以上过程，我们不难发现，当初次使用CP243-1时，您必须准备S7-200的编程电缆，不能只准备一根网线就去调试。当然，如果曾经正确的进行过以上配置，那您就可以使用网线与CP243-1通信。

   

  （二） 当您基本了解CP243-1的使用方法，但是感觉以上的使用描述有点过于简单和概括，对如何配置CP243-1很感兴趣。那您可查看以下文档《CP243-1 快速入门 （含视频）》。这个文档中详细介绍了组态CP243-1的具体步骤，并且还有视频介绍。

   

  (三）当您已经使用过CP243-1，经过一些项目和实验后您发觉CP243-1的功能很强大。您想进一步了解关于CP243-1的具体参数和IT功能的实现方法。此时，您可以参看以下两个文档：

  （a）《SIMATIC NET 工业以太网通信模板CP243-1》 

  （b）《SIMATIC NET 工业以太网通信模板CP243-1 IT》

   

  （四）当您使用CP243-1时，一定会关注：利用CP243-1，我们可实现哪些通信功能呢？

  接下来，我们就简单的介绍一下利用CP243-1可以连接的设备：

  1. S7-200与S7-200之间的以太网通信

  2. S7-200与S7-300之间的以太网通信

  具体的实现方法可以参考如下文档《S7-200与S7-300之间的通信 （含视频）》

  3. S7-200与PC机中的WINCC进行通信

  4. S7-200与OPC通信

  以上四个功能的实现方法，您可查看以下文档《CP243-1 快速入门 （含视频） 》

  5. S7-200与PC机中的编程软件STEP7-Micro/win进行通信

  具体的实现方法可以参考如下文档《如何通过CP243-1与STEP 7-Micro/WIN 通信》

  6. S7-200与西门子触摸屏通信

  提示：因为CP243-1使用的是S7连接，所以您不要使用CP243-1与不支持S7连接的设备进行通信。

   

  （五）更多关于CP243-1的信息和常见问题，可以参考以下文档：

  1. 《以太网通信模块常见问题集 》 

  2.《西门子 S7-200•LOGO!•SITOP 参考》S7-200PLC->通信->以太网通信(CP243-1) 

  3. 《S7-200 可编程控制器系统手册》中：附录A技术规范->(CP 243--1)以太网模块规范或者(CP 243--1 IT) Internet模块规范